Звукови свойства

Основните физически характеристики на звука са - честота и интензивност на вибрациите. Те влияят на слуховото възприятие на хората.

Периодът на трептене е времето, през което се извършва едно пълно трептене. Пример е люлеещо се махало, когато се премества от крайно ляво положение в крайно дясно и се връща обратно в първоначалното си положение.

Честотата на трептенията е броят на пълните трептения (периоди) за една секунда. Тази единица се нарича херц (Hz). Колкото по-висока е честотата на вибрациите, толкова по-висок е звукът, който чуваме, тоест звукът има по-висока височина. Според приетата международна система от единици, 1000 Hz се наричат ​​килохерци (kHz), а 1.000.000 се наричат ​​мегагерци (MHz).

Разпределение на честотата: звукови звуци - в рамките на 15Hz-20kHz, инфразвуци - под 15Hz; ултразвук - в диапазона 1,5 · 104 - 109 Hz; хиперзвук - в рамките на 109 - 1013Hz.

Човешкото ухо е най-чувствително към звуци с честота от 2000 до 5000 kHz. Най-голямата острота на слуха се наблюдава на възраст 15-20 години. Слухът се влошава с възрастта.

Понятието дължина на вълната е свързано с периода и честотата на трептенията. Дължината на звуковата вълна е разстоянието между две последователни удебелявания или разреждания на средата. Например вълните, разпространяващи се по повърхността на водата, са разстоянието между два гребена.

Звуците се различават и по тембър. Основният тон на звука е придружен от незначителни тонове, които винаги са с по-висока честота (обертон). Тембърът е качествена характеристика на звука. Колкото повече обертони се наслагват върху основния тон, толкова по-сочен е звукът в музикално отношение.

Втората основна характеристика е амплитудата на вибрациите. Това е най-голямото отклонение от равновесното положение по време на хармонични вибрации. Например с махало - максималното му отклонение в крайно ляво положение или в крайно дясно положение. Амплитудата на вибрациите определя интензивността (силата) на звука.

Силата на звука или неговата интензивност се определя от количеството акустична енергия, протичаща за една секунда през площ от един квадратен сантиметър. Следователно интензивността на акустичните вълни зависи от стойността на акустичното налягане, създадено от източника в средата.

Громкостта от своя страна е свързана с интензивността на звука. Колкото по-висока е интензивността на звука, толкова по-силен е той. Тези понятия обаче не са еквивалентни. Громкостта е мярка за силата на слуховото изживяване, причинено от звука. Звукът с еднаква интензивност може да създаде различни слухови възприятия у различни хора. Всеки човек има свой праг на слуха.

Човек престава да чува звуци с много висока интензивност и ги възприема като усещане за натиск и дори болка. Тази сила на звука се нарича праг на болката.

Звуците са нашите постоянни спътници. Те въздействат на човека по различни начини: радват и дразнят, успокояват и плашат с неочакваността си. В древни времена звукът изглеждаше на хората удивителен, загадъчен продукт на свръхестествени сили. Те вярвали, че звуците могат да укротят дивите животни, да движат камъни и планини, да блокират пътя на водата, да предизвикват дъжд и да правят други чудеса.


Жреците на Древен Египет, забелязвайки удивителното въздействие на музиката върху хората, го използват за свои цели. Нито един празник не премина без ритуални песнопения. По-късно музиката идва в християнските църкви.


Древните индианци са усвоили висока музикална култура по-рано от други. Те разработиха и използваха широко нотната нотация много преди да се появи в Европа. Техният музикален мащаб също се състоеше от седем ноти, но имената им бяха различни: "sa", "re", "ga", "ma", "pa", "dha", "ni". Вярваше се, че всеки от тях отразява определено духовно състояние: "sa" и "ma" мир и спокойствие, "ga" и "dha" тържественост, "re" гняв, "pa" радост, "ni" тъга.


Хората се стремят да разбират и изучават звука от незапомнени времена. Гръцкият учен и философ Питагор, живял преди две хиляди и половина години, организира различни експерименти със звуци. Той беше първият, който доказа, че ниските тонове в музикалните инструменти са присъщи на дълги струни. Когато струната се съкрати на две, звукът й ще се повиши с цяла октава. Откритието на Питагор поставя основите на науката за акустиката. Първите звукови устройства са създадени в театрите на Древна Гърция и Рим: актьорите вмъкват малки рога в маските си, за да усилят звука. Известно е и използването на звукови устройства в египетските храмове, където е имало „шепнещи“ статуи на боговете.


Откриването на хармонични комбинации от звуци от Питагор и неговите ученици са в основата на по-късните идеи за така наречената хармония на Вселената. Според тази идея небесните тела и планети са разположени един спрямо друг в съответствие с музикални интервали и излъчват „музика на сферите“. Смяташе се например, че Сатурн произвежда най-ниските звуци, звуците на Юпитер могат да се сравняват с бас, Меркурий с фалцет, тенор на Марсас, Земя контралто, Венера сопран. Тази теория има дълъг живот. Той беше признат още през Ренесанса, когато вече бяха получени първите напълно научни сведения за природата и движението на планетите. Отзвуци от тази теория могат да бъдат намерени в трудовете на великия Кеплер, който е открил закона за движението на планетите и е изиграл огромна роля в развитието на физиката и астрономията.