Խոսելով լսողական ապարատի կառուցվածքի մասին՝ աստիճանաբար անցնում ենք ականջի խոռոչից ստացվող ազդանշանի ուղեղի վերլուծության սկզբունքին։ Ի՞նչ է դա։ Իսկ ինչպե՞ս է ուղեղը վերծանում այն: Ինչպե՞ս է նա որոշում ձայնի բարձրությունը: Այսօր մենք պարզապես կխոսենք վերջինիս մասին, քանի որ այն ինքնաբերաբար բացահայտում է առաջին երկու հարցերի պատասխանները։

Հարկ է նշել, որ ուղեղը հայտնաբերում է ձայնի միայն պարբերական սինուսոիդային բաղադրիչները։ Մարդու բարձրության ընկալումը նույնպես կախված է բարձրությունից և տևողությունից: Վերջին հոդվածում մենք խոսեցինք բազալային թաղանթի և դրա կառուցվածքի մասին: Ինչպես գիտեք, այն ունի տարասեռություն կառուցվածքի կոշտության մեջ։ Սա թույլ է տալիս նրան մեխանիկորեն բաժանել ձայնը բաղադրիչների, որոնք ունեն հատուկ տեղակայում իր մակերեսին: Այնտեղից, որտեղից մազի բջիջները հետագայում ազդանշան են ուղարկում ուղեղին։ Մեմբրանի այս կառուցվածքային առանձնահատկությունից ելնելով, նրա մակերեսով անցնող «ձայնային» ալիքը տարբեր մաքսիմումներ ունի՝ ցածր հաճախականություններ թաղանթի վերին մասում, բարձր հաճախականություններ՝ օվալային պատուհանի մոտ: Ուղեղը ավտոմատ կերպով փորձում է որոշել բարձրությունը սրանից: տեղագրական քարտեզ», գտնելով դրա վրա հիմնարար հաճախականության տեղայնացումը: Այս մեթոդը կարող է կապված լինել բազմաշերտ ֆիլտրի հետ: Այստեղից է գալիս «քննադատական ​​գոտիների» տեսությունը, որը մենք քննարկեցինք ավելի վաղ.

Բայց սա միակ մոտեցումը չէ։ Երկրորդ ճանապարհը բարձրությունը ներդաշնակներով որոշելն է. եթե գտնում եք նրանց միջև նվազագույն հաճախականության տարբերությունը, ապա այն միշտ հավասար է հիմնական հաճախականությանը - [( n +1) f 0 - (nf 0)]= f 0, որտեղ n ներդաշնակ թվեր են։ Եվ նաև դրա հետ օգտագործվում է երրորդ մեթոդը. գտնել ընդհանուր գործոն բոլոր ներդաշնակությունները հաջորդական թվերի բաժանելուց և դրանից հրելով՝ որոշվում է բարձրությունը։ Փորձերը լիովին հաստատեցին այս մեթոդների վավերականությունը. լսողական համակարգը, գտնելով ներդաշնակությունների մաքսիմումը, կատարում է հաշվողական գործողություններ դրանց վրա, և նույնիսկ եթե հիմնական տոնը կտրված է կամ հարմոնիկաները դասավորված են տարօրինակ հաջորդականությամբ, որի դեպքում մեթոդը 1 և 2-ը չեն օգնում, այնուհետև մարդը որոշում է ձայնի բարձրությունը 3-րդ մեթոդով:

Բայց ինչպես պարզվեց, սա ուղեղի բոլոր հնարավորությունները չէ: Խորամանկ փորձեր են իրականացվել, որոնք զարմացրել են գիտնականներին. Բանն այն է, որ երեք մեթոդներն աշխատում են միայն առաջին 6-7 հարմոնիկներով։ Երբ ձայնային սպեկտրի մեկ ներդաշնակությունն ընկնում է յուրաքանչյուր «կրիտիկական խմբի» մեջ, ուղեղը հանգիստ «որոշում» է նրանց: Բայց եթե որոշ ներդաշնակություններ այնքան մոտ են միմյանց, որ դրանցից մի քանիսն ընկնում են լսողական ֆիլտրի մեկ հատվածում, ապա ուղեղը դրանք ավելի վատ է ճանաչում կամ ընդհանրապես չի որոշում։ Սա վերաբերում է յոթերորդից բարձր ներդաշնակություն ունեցող հնչյուններին։ . Այստեղ գալիս է չորրորդ մեթոդը` «ժամանակի» մեթոդը. ուղեղը սկսում է վերլուծել Կորտիի օրգանից ազդանշանների ստացման ժամանակը ամբողջ բազիլային մեմբրանի տատանման փուլով: Այս ազդեցությունը կոչվում է «փուլային կողպում»: Բանն այն է, որ երբ թաղանթը թրթռում է, երբ այն շարժվում է դեպի մազի բջիջները, նրանք շփվում են դրա հետ՝ առաջացնելով նյարդային ազդակ։
Հետ շարժվելիս էլեկտրական պոտենցիալ չի առաջանում։ Հայտնվում է հարաբերություն. ցանկացած առանձին մանրաթելում իմպուլսների միջև ժամանակը հավասար կլինի 1, 2, 3 և այլն ամբողջ թվին, բազմապատկված հիմնական ձայնային ալիքի ժամանակաշրջանով: f = nT . Ինչպե՞ս է սա օգնում աշխատել քննադատական ​​խմբերի հետ համատեղ: Շատ պարզ. մենք գիտենք, որ երբ երկու ներդաշնակություն այնքան մոտ է, որ ընկնում է նույն «հաճախականության շրջանը», ապա նրանց միջև կա «զարկ» էֆեկտ (որը երաժիշտները լսում են գործիքը կարգավորելիս)՝ դա ընդամենը մեկ տատանում է միջինով։ հաճախականությունը հավասար է հաճախությունների տարբերությանը: Այս դեպքում նրանց ժամանակաշրջան է սպասվում T =1/f 0. Այսպիսով, վեցերորդ ներդաշնակությունից բարձր բոլոր ժամանակաշրջանները նույնն են կամ ունեն մի բիթ ամբողջ թվի մեջ, այսինքն՝ արժեքը. n/f 0. Այնուհետև ուղեղը պարզապես հաշվարկում է ձայնի բարձրության հաճախականությունը:

Ֆիզիկական մեծություններ.

λ = vT= v / γ(մ)ալիքի երկարությունը

v = λ/ T = λ γ (մ/վ) ալիքի արագությունը

T \u003d t / n (գ) տատանումների ժամանակաշրջան

n - տատանումների թիվը t - տատանումների ժամանակը

γ \u003d 1 / T (Hz) տատանումների հաճախականություն A [m] - տատանումների ամպլիտուդա

Ի. 1. Ողջույն, դասին սովորողների պատրաստակամության ստուգում, տեսողական միջոցների, գրատախտակների, կավիճի պատրաստակամությունը և այլն:

2. Դասի ընդհանուր նպատակի բացահայտում.

Այսօր մենք հնարավորություն ունենք շոշափելու գեղեցկության և ներդաշնակության աշխարհը, որն առկա է անհավասար շարժման տեսակներից մեկում՝ տատանողական։ Վիբրացիոն շարժումները լայնորեն տարածված են մեզ շրջապատող կյանքում։ Ձայնը տատանողական շարժման տեսակներից է, տեղեկատվության փոխանցման միջոց, մարդու ստացած ընդհանուր ծավալի մոտավորապես 8-9%-ը։

Տատանումների և ալիքների մասին գիտելիքների ներածական ընդհանրացումը և համակարգումը թույլ կտա մեզ անցնել ձայնային երևույթների ուսումնասիրությանը այլ գիտությունների հետ ինտեգրման տեսանկյունից:

Այսպիսով, մեր դասի նպատակն է ընդհանրացնել և համակարգել գիտելիքները ձայնային թրթռումների, դրանց բնութագրերի և ձայնային ալիքների օգտագործման հետ գիտության, տեխնիկայի, արվեստի, բնության տարբեր ոլորտներում: Ուստի ներկայացնում եմ դասի թեման. «Ձայն բնության մեջ, երաժշտություն և տեխնոլոգիա».

II. Հիմնական գիտելիքների և հմտությունների թարմացում: Ճանաչողական մոտիվների ձևավորում.

Առաջին անկախ առաջադրանքԿլինի աշխատանք հղման վերացականով, որը պարունակում է տատանումների և ալիքների մասին ամենակարևոր տեղեկատվությունը: Կենտրոնացեք հիմնական հասկացությունների վրա

· Անկախ աշխատանք«Տատանումներ և ալիքներ» բաժնի կրկնության և համախմբման մասին.

· Ալիքային գործընթացը բնութագրող հիմնական հասկացությունների, ֆիզիկական մեծությունների համակարգում.

Հարցերի պատասխանները գտեք տեղեկատու նշումներում.

1. Բերե՛ք տատանողական շարժումների օրինակներ:

2. Ո՞րն է տատանողական շարժման հիմնական հատկանիշը:

3. Ի՞նչ է տատանումների ժամանակաշրջանը: Տատանումների հաճախականությո՞ւնը: Տատանման ամպլիտուա՞ն։

4. Գրի՛ր ֆիզիկական մեծությունների բանաձևերը և նշի՛ր դրանց չափման միավորները:

5. Եթե կոորդինատի ժամանակից կախվածության գրաֆիկը սինուսոիդ է (կոսինուսային ալիք) - ինչպիսի՞ տատանումներ է կատարում մարմինը:

6. Տիեզերքում տարածվող խանգարումները կոչվում են...?

7. Ո՞ր միջավայրում է հնարավոր առաձգական ալիքների տարածումը:

8. Գրի՛ր ալիքի երկարության, ալիքի տարածման արագության բանաձեւերը

() և նշեք դրանց չափման միավորները:

9. -ի համառոտ նկարագրությունըձայնային ալիքներ. սկսելով մեխանիկական թրթիռներ և ալիքներ հասկացություններից՝ անցնենք ձայնային ալիքներին։

III. Սեռական ակտի հասկացությունների գիտելիքների վերահսկում և ինքնաքննություն (արտացոլում):

Կրկնելով տեսական նյութը՝ եկեք անցնենք գործնական առաջադրանքի՝ բացահայտելու ձայնային ալիքների որոշ հատկություններ։

1. Գործնական առաջադրանք (խմբային աշխատանք):

ա) առաջին խումբը կատարում է փորձ ձայնի արտացոլման վերաբերյալ երկու ծնծղաներով և տակառային երգեհոնով:

Առաջադրանք թիվ 1.Օգտագործելով «հուրդի-գուրդի» ձայնային ալիքների արտացոլման հատկությունը ուսումնասիրելու համար: Ստացեք ձայնը, որը գալիս է ձեր ականջին հենված ծնծղայից:

Եզրակացություն: ձայնը, որը ցատկում է առարկաներից .

բ) երկրորդ խումբը ստուգում է ձայնի հիմնական բնութագրերը՝ բարձրությունը և բարձրությունը:

Առաջադրանք թիվ 2.Պարզեք, թե ինչ ֆիզիկական մեծություններից է կախված ձայնի բարձրությունը և բարձրությունը սեղանի վրա ամրացված քանոն օգտագործելուց՝ փոխելով դրա ցցված մասի երկարությունը և տատանումների ամպլիտուդը: Ե՞րբ է ձայնը դառնում լսելի, ոչ լսելի:

Եզրակացություն քանոնի ցցված մասի երկարությունը և տատանումների ամպլիտուդը փոխելով պարզվում է, որ տատանվող քանոնի արձակած քայլը կախված է նրա չափից, իսկ ծավալը որոշվում է տատանումների ամպլիտուդով։

գ) երրորդ խումբը փորձարկում է գդալով, ստուգում է ձայնի տարածումը տարբեր միջավայրերում ստետոսկոպի միջոցով:

Առաջադրանք թիվ 3. Ստետոսկոպի զոնդի ականջի խողովակները դրեք ձեր ականջների մեջ: Մուրճով հարվածեք մետաղական գդալին։ Եզրակացություն արեք և հասեք «զանգի» ձայնին։ Ի՞նչ է ասում:

Եզրակացություն: Ձայնը տարածվում է ոչ միայն օդում, այլև հեղուկներում և պինդ մարմիններում:

դ) պատրաստել փողային գործիք.

Առաջադրանք թիվ 4.Ստացեք մի պարզ փողային գործիք ռեզոնատոր տուփի կափարիչից և երեք փորձանոթից:

ե) թյունինգ պատառաքաղով մաքուր տոն ստանալ և ձայնը տեսանելի դարձնել.

Առաջադրանք թիվ 5. Ստացեք մաքուր, երաժշտական ​​հնչերանգ թյունինգի պատառաքաղով: Դարձրեք այս ձայնը տեսանելի:

և) անհատական ​​աշխատանքթերթիկներով (աշակերտների բանավոր պատասխանները):

Հարցեր.

1. Թռչելիս միջատների մեծ մասը ձայն է արձակում։ Ինչ է դա կոչվում:

2. Մեծ անձրևը կարելի է տարբերել փոքր անձրևից ավելի ուժեղ ձայնով, որն առաջանում է, երբ կաթիլները հարվածում են տանիքին: Ինչի՞ վրա է հիմնված այս հնարավորությունը:

3. Արդյո՞ք բարձր և հանգիստ ձայները նույն միջավայրում ունեն ձայնային ալիքների նույն ալիքի երկարությունը:

4. Ո՞ր միջատը` մոծակը, թե ճանճը, միաժամանակ ավելի շատ թևեր են անում:

5. Ինչո՞ւ, եթե ուզում ենք մեզ լսել մեծ հեռավորության վրա, մենք գոռում ենք և միաժամանակ մեր ձեռքերը բերանի պես ծալած դնում մեր բերանին։

6. Լարային երաժշտական ​​գործիքն ունի 3-ից 7 լար: Ինչպե՞ս է ձեռք բերվում գործիքի կողմից արտադրվող հնչյունների բազմազանությունը:

Եզրակացություն: Ձայնային ալիքները ջրի երեսին շրջանաձև ալիքներ են առաջացնում:

IV. Ձայնային ալիքների մասին գիտելիքների ընդհանրացում և համակարգում՝ հիմնված ֆիզիկայի, կենսաբանության, էկոլոգիայի, երաժշտության գիտությունների ինտեգրման վրա։

Ֆիզիկան որպես գիտություն մշակութային ձեռքբերում է, որը մեզ տալիս է աշխարհը հասկանալու եզակի հզոր միջոց: Մեխանիկական թրթռումների տեսակներից միայն մեկը՝ ձայնային ալիքները, տալիս է կիրառական նշանակության հետաքրքիր փաստերի մի ամբողջ շարք։ Հնչյուններն անշոշափելի են, անտեսանելի, բայց եկեք մի պահ մոգ դառնանք ու նյութականացնենք դրանք։

· Ֆիզիկական հատկություններձայնային ալիքներ.

1. Ձայնային ալիքների տիրույթի մասշտաբը.

2. Տարբեր նյութերում ձայնի արագության աղյուսակ, տարբեր ջերմաստիճաններում օդում ձայնի արագության գրաֆիկ և ձայնի արագության կախվածությունը Երկրի մակերևույթից բարձր բարձրությունից:

3. Դոպլերի էֆեկտը ակուստիկայի մեջ.

Գծանկար, որը ցույց է տալիս բարձրության փոփոխությունը: Խնդրահարույց իրավիճակի լուծում (ձայնային ալիք արձակող դիտորդ + կողքով թռչող մարմին + ինչ արդյունք է տալիս հաճախականությունը փոխելը: Ի՞նչ ազդեցություն կնկատվի.

4. Փորձ ձայնային ալիքների հետ:

· ձայնի հատկությունների ինժեներական կիրառում։

1. Դահլիճի ակուստիկա.

Մեծ թատրոնի դահլիճը համեմատում են մեծ ջութակի հետ, այժմ նրա փայտե պատյանը վերականգնվում է ակուստիկան բարելավելու համար։

· Երաժշտական ​​գործիքներ.

1. Դաշնամուր.

Աղտոտումները տարբեր են՝ բնություն, հոգի, տեղեկատվական։ Արդյո՞ք փանկը, մետալը, տրանսը, տեխնո երաժշտության ոճերը պատկանում են աղմուկի աղտոտմանը:

Խնդրի առաջադրանք.Առանձնացրեք ոճի երաժշտական ​​ստեղծագործությունների դրական և բացասական կողմերը՝ «փանկ», «մետալ», «տրանս», «տեխնո»։

· Կենսաբանություն. Հնչյունների նշանակությունը կենդանիների կյանքում.

1. Ձկներն անհավանական շատախոս են։

Հարց . Լեոնարդո դա Վինչին առաջարկել է լսել ստորջրյա ձայները՝ ականջը դնելով ջրի մեջ իջեցված թիակի մոտ։ Հում փայտի ակուստիկ դիմադրությունը մոտ է ջրին: Ինչո՞ւ։

· Էկոլոգիա և ուլտրաձայնային.

1. «Սենսացիա» ջրային ավազանում.

· Ուլտրաձայնային հետազոտությունը բժշկության մեջ.

· ակուստիկ աղտոտվածություն.

ԸՆԴԱՄԵՆԸ. Ձեր ստացած տեղեկությունները, հուսով ենք, կհարստացնեն ձայնային ալիքների մասին ձեր գիտելիքները:

Վ. Ամփոփելով.

.Նոր պայմաններ.

* սերունդ (ստեղծագործություն, կրթություն);

* արձագանք (մնացորդային ձայն);

* ակուստիկ դիմադրություն (նյութի խտության և դրանում ձայնային ալիքի տարածման արագության արդյունքը);

* էխոլոկացիա (արձագանք ընկալելու ունակություն);

* Սոնարներ (արձագանգային ազդանշաններ արձակող և ընդունող սարքեր);

* դաշնամուր (դրանից. forte - «բարձրաձայն», դաշնամուր - «հանգիստ»);

* էսսե (շարադրություն, որտեղ մտքերը գլխավոր դեր են խաղում):

Իսկ հիմա եզրակացություն անենք տատանողական պրոցեսների համակարգում ակուստիկայի (ձայնային ալիքների գիտություն) նշանակության ու տեղի մասին։ Ի՞նչ օգտակար տեղեկություններ ենք մենք սովորել դասից:

Ուսանողների դուրսբերում:

ա) ձայնի շրջանակը ընդարձակ է, հնչյունը բազմակողմանի

բ) մենք ընդհանրացրել և համակարգել ենք գիտելիքները ձայնային երևույթների մասին:

գ) ծանոթացել է ձայնային թրթիռների ֆիզիկական երեւույթի ինտեգրմանը ճարտարագիտության, կենսաբանության, էկոլոգիայի, երաժշտության գիտություններին.

Ուսուցչի եզրակացությունը:

Շնորհակալ եմ համագործակցության, շփման, ինքնակատարելագործման ձգտման, նոր բաներ սովորելու, վերլուծելու, ընդհանրացնելու ունակության համար։ Հատկապես ուզում եմ առանձնացնել հետևյալ ուսանողներին...

VI. Տնային աշխատանք. Էսսե. «Իմ պատկերացումները ակուստիկայի և դրա օգտագործումը գիտության և տեխնիկայի մեջ»:

Առաջարկում եմ կատարել առաջադրանքը, որում կլինեն տեղեկություններ, որոնք չլսվեցին այսօրվա դասին։

ՆԱԽԱՊԱՏՎԱԾ ԱՄՓՈՓՈՒՄ.

Մեխանիկական տատանումներ և ալիքներ. Ձայն.

1. Անհավասար շարժման տեսակներից մեկը տատանողական է։ Վիբրացիոն շարժումները լայնորեն տարածված են մեզ շրջապատող կյանքում։ Տատանումների օրինակներ են՝ կարի մեքենայի ասեղի շարժումը, ճոճանակները, ժամացույցի ճոճանակները, վագոնը աղբյուրների և այլ մարմինների վրա։ Նկարը ցույց է տալիս մարմինները, որոնք տատանվում են, երբ դրանք դուրս են գալիս հավասարակշռությունից.

2. Որոշակի ժամանակ անց ցանկացած մարմնի շարժում կրկնվում է։ Այն ժամանակային ընդմիջումը, որից հետո շարժումը կրկնվում է, կոչվում է տատանումների ժամանակաշրջան. T=t/n[c] t - տատանման ժամանակը; n-ը տատանումների թիվն է այս ժամանակահատվածի համար: 3. Տատանումների թիվը միավոր ժամանակում կոչվում է հաճախականությունը տատանումներ, որոնք նշվում են V տառով («nu»), չափված հերցով [Hz]: [Հց]:

4. Տատանվող մարմնի ամենամեծ (մոդուլային) շեղումը հավասարակշռության դիրքից կոչվում է. ամպլիտուդություն տատանումներ.

OA1 և OB1 - տատանումների լայնություն (A); OA1=OB1=A [մ]

5. Բնության եւ տեխնիկայի մեջ տատանումները լայն տարածում ունեն, կոչվում են ներդաշնակ.

Հարմոնիկ տատանումները տեղի են ունենում տատանվող կետի տեղաշարժին համաչափ և այս տեղաշարժին հակառակ ուղղված ուժի ազդեցությամբ:

Տատանվող մարմնի կոորդինատի՝ ժամանակից կախվածության գրաֆիկը սինուսոիդ է (կոսինուսային ալիք)։

https://pandia.ru/text/78/333/images/image005_14.gif" width="13" height="15"> լայնակի կանգուն ալիքների կիսաալիքներ։ Տատանման ռեժիմին համապատասխան կոչվում է առաջին ներդաշնակություն։ բնական տատանումների ալիքները կամ հիմնական ռեժիմը:

https://pandia.ru/text/78/333/images/image008_9.jpg" width="645" height="490">

ԴԱՍԻ ՎԵՐԼՈՒԾՈՒԹՅՈՒՆ.

1. Դասի տեսակըգիտելիքների, հմտությունների և կարողությունների համալիր կիրառում .

Դասը խնդրահարույց է, ինտերակտիվ, հիմնված գիտելիքների և հմտությունների համալիր կիրառման վրա, ունի գործնական նշանակություն, քանի որ օգտագործվում են փորձարարական փաստեր, որոնք նպաստում են այդ գիտական ​​հայտնագործությունների ինքնագնահատմանը:

Դասի նպատակը Ուսանողների մոտ ձևավորել տեսական գիտելիքներ և փորձարարական գիտական ​​փաստեր կիրառելու կարողություն՝ հասկանալու լույսի բնույթը, դերը, տեղը և դրա արագությունը որոշելու տարբեր մեթոդներ:

2. Ամենաօպտիմալը համարում եմ դասի կազմակերպումը, քանի որ այն թույլ տվեց համակողմանի դիտարկել լույսի բնույթի խնդիրը և հնարավորություն տվեց գիտակցել. ստեղծագործականությունլույսի արագությունը որոնելիս օգտագործեք բարդ գիտելիքներ, հմտություններ և կարողություններ:

3. Ուսանողների ուշադրությունը ակտիվացնելու համար ընտրել եմ ներառարկայական և միջառարկայական հաղորդակցության մեթոդներ՝ հիմնված աստղագիտության, ֆիզիկական հայտնագործությունների պատմության, շարունակականության գիտելիքների վրա։ ֆիզիկական գիտություն, ինժեներական հայտնագործություններ.

Բովանդակության կլանումը ուսումնական նյութ, իմ կարծիքով, ապահովվել է տեսական նյութի ըմբռնման և համախմբման միջոցով։ Խնդիրը ոչ միայն նյութի յուրացումն էր, այլ հիմնական ուշադրությունը դարձվեց վերարտադրողական կիրառմանը ուսանողների լույսի արագության ինքնագնահատման և ստեղծագործական մտածողության գործնական աշխատանքի ընթացքում:

4. Իմ կարծիքով ներսում դիդակտիկ նպատակդասերն իրականացվել են.

* ճանաչողական առումով.

Ուսումնական առաջադրանքի ֆոնին փորձ է արվել ընդլայնել գիտական ​​աշխարհայացքը;

* զարգացման առումով.

Հարստացված և բարդ բառապաշար;

Խթանում են մտածողության հմտությունները, ինչպիսիք են համեմատությունը, վերլուծությունը, սինթեզը, հիմնականը ընդգծելու ունակությունը, ապացույցը և հերքումը.

* կրթական առումով.

Շեշտը դրվում է ֆիզիկական գիտության շարունակականության կարևորության վրա, նրա կարևորագույն օրենքների ու տեսությունների և դրանց հավաստիությունը հաստատելու ուղիների վրա։

Տրվում է տարբերակված մոտեցում՝ հաշվի առնելով այն հանգամանքը, որ դասն անցկացվել է անծանոթ դասարանում։ Աշխատանքը հիմնված էր ինչպես անհատական ​​առաջադրանքների, այնպես էլ կոլեկտիվ աշխատանքի վրա։ Աշակերտները ներգրավված էին երևույթների և փաստերի պատճառահետևանքային կապերի բացահայտման գործընթացում: Իմ կարծիքով, ուսանողների կողմից փոխադարձ վերահսկողության և ինքնատիրապետման կիրառվող մեթոդները արդարացված են, առաջադրանքների համակարգում նկատվել է անկախության աստիճանի բարձրացում։

Կարծում եմ, որ դասին ստեղծվել է դրական հոգեբանական մթնոլորտ։ Նյութը հետաքրքրությամբ ընկալվեց, քանի որ այն նորարարական է և ներկայացված չէ դպրոցական դասագրքում (11-րդ դասարան): Կարծում եմ, որ ուսանողների մակարդակը հնարավորություն տվեց ապահովել ձեռք բերված գիտելիքների որակը։

>> Ֆիզիկա. բարձրաձայնություն և բարձրություն: Արձագանք

Լսողական սենսացիաները, որոնք տարբեր հնչյուններ են առաջացնում մեզանում, մեծապես կախված են ձայնային ալիքի ամպլիտուդից և դրա հաճախականությունից։ Լայնությունը և հաճախականությունը ձայնային ալիքի ֆիզիկական բնութագրերն են: Այս ֆիզիկական բնութագրերը համապատասխանում են որոշակի ֆիզիոլոգիական բնութագրերին, որոնք կապված են ձայնի մեր ընկալման հետ: Այս ֆիզիոլոգիական բնութագրերն են բարձրաձայնությունը և բարձրությունը:

Ծավալըձայնը որոշվում է իր ամպլիտուդով. որքան մեծ է ձայնային ալիքի թրթռումների ամպլիտուդը, այնքան ավելի բարձր է ձայնը. Այսպիսով, երբ ձայնային լարման պատառաքաղի թրթռումները քայքայվում են, ամպլիտուդի հետ մեկտեղ, ձայնի ծավալը նույնպես նվազում է։ Եվ հակառակը, ավելի ուժեղ հարվածելով կարգավորիչին և դրանով իսկ մեծացնելով նրա տատանումների ամպլիտուդը, մենք նաև ավելի բարձր ձայն կառաջացնենք։

Ձայնի բարձրությունը կախված է նաև նրանից, թե որքան զգայուն է մեր ականջը այդ ձայնի նկատմամբ: Մարդու ականջը առավել զգայուն է 1-5 կՀց հաճախականությամբ ձայնային ալիքների նկատմամբ։

Չափելով ձայնային ալիքի կողմից 1 վրկ-ում 1 մ 2 մակերեսով տեղափոխվող էներգիան՝ մենք գտնում ենք մի մեծություն, որը կոչվում է. ձայնի ինտենսիվությունը.

Պարզվել է, որ ամենաբարձր ձայների ինտենսիվությունը (որոնք ցավի սենսացիա են առաջացնում) գերազանցում են ամենաբարձր ձայների ինտենսիվությունը. թույլ ձայներհասանելի է մարդու ընկալմանը: 10 տրիլիոն անգամ! Այս առումով, պարզվում է, որ մարդու ականջը շատ ավելի կատարյալ սարք է, քան ցանկացած սովորական սարք չափիչ գործիքներ. Նրանցից ոչ մեկը չի կարող չափել արժեքների նման լայն շրջանակ (գործիքների համար այն հազվադեպ է գերազանցում 100-ը):

Բարձրության միավորը կոչվում է քնել(լատիներեն «sonus» - հնչյուն): Խլացված խոսակցությունն ունի 1 երազանքի ծավալ։ Ժամացույցի տկտկոցը բնութագրվում է մոտ 0,1 որդի բարձրությամբ: նորմալ խոսակցություն - 2 երազ, գրամեքենայի ձայն - 4 երազ, փողոցի բարձր աղմուկ - 8 երազ: Դարբինում ծավալը հասնում է 64 որդի, իսկ աշխատող ռեակտիվ շարժիչից 4 մ հեռավորության վրա՝ 256 որդի։ Նույնիսկ ավելի բարձր հնչյունները սկսում են ցավ պատճառել:
Մարդկային ձայնի ծավալը կարելի է ավելացնել մեգաֆոն. Խոսող մարդու բերանին ամրացված կոնաձեւ եղջյուր է (նկ. 54): Ձայնի ուժեղացումն այս դեպքում տեղի է ունենում շչակի առանցքի ուղղությամբ ճառագայթվող ձայնային էներգիայի կենտրոնացման պատճառով։ Ծավալի էլ ավելի մեծ աճ կարելի է ձեռք բերել էլեկտրական մեգաֆոնի միջոցով, որի շչակը միացված է խոսափողին և հատուկ տրանզիստորային ուժեղացուցիչին։

Հնչյունը կարող է օգտագործվել նաև ստացված ձայնը ուժեղացնելու համար։ Դա անելու համար այն պետք է ամրացվի ականջին: Հին ժամանակներում (երբ հատուկ լսողական սարքեր չկային), այն հաճախ օգտագործում էին վատ լսող մարդիկ։

Բեղիկներն օգտագործվել են նաև ձայնագրելու և վերարտադրելու համար նախատեսված առաջին սարքերում:

Ձայնի մեխանիկական ձայնագրությունը հայտնագործվել է 1877 թվականին Թ.Էդիսոնի (ԱՄՆ) կողմից։ Նրա նախագծած սարքը կոչվում էր ֆոնոգրաֆ. Նա իր ֆոնոգրաֆներից մեկը (նկ. 55) ուղարկեց Լ. Ն. Տոլստոյին։

Ֆոնոգրաֆի հիմնական մասերն են 1-ին գլանը՝ ծածկված թիթեղյա փայլաթիթեղով և թաղանթ 2՝ կապված շափյուղայի ասեղի հետ։ Ձայնային ալիքը, ազդելով թաղանթի շչակի միջով, ստիպեց ասեղը տատանվել, այնուհետև ավելի ուժեղ, ապա թույլ սեղմվել փայլաթիթեղի մեջ: Երբ բռնակը պտտվում էր, գլանակը (որի առանցքը թել ուներ) ոչ միայն պտտվում էր, այլև շարժվում էր հորիզոնական ուղղությամբ։ Այս դեպքում փայլաթիթեղի վրա առաջացել է փոփոխական խորության պարուրաձև ակոս։ Ձայնագրված ձայնը լսելու համար ասեղը դրվել է ակոսի սկզբում և գլանակը ևս մեկ անգամ պտտվել։

Այնուհետև ձայնագրիչի պտտվող գլանակը փոխարինվեց հարթ կլոր ափսեով, և դրա վրա ակոսը սկսեց կիրառվել ոլորված պարույրի տեսքով: Ահա թե ինչպես են ծնվել գրամոֆոնի ձայնագրությունները.

Բացի բարձրությունից, ձայնը բնութագրվում է բարձրությամբ: Բարձրությունձայնը որոշվում է իր հաճախականությամբ. որքան բարձր է ձայնային ալիքի տատանումների հաճախականությունը, այնքան բարձր է ձայնը. Ցածր հաճախականության թրթռումները համապատասխանում են ցածր ձայներին, բարձր հաճախականության թրթռումները՝ բարձր ձայներին։

Այսպես, օրինակ, իշամեղուն թռչելիս թևերը թափահարում է ավելի ցածր հաճախականությամբ, քան մոծակը՝ իշամեղուում այն ​​վայրկյանում 220 հարված է, իսկ մոծակի դեպքում՝ 500-600: Ուստի իշամեղվի թռիչքն ուղեկցվում է ցածր ձայնով (բզզոց), իսկ մոծակի թռիչքը՝ բարձր ձայնով (ճռռոց)։

Որոշակի հաճախականության ձայնային ալիքը նույնպես կոչվում է երաժշտական ​​հնչերանգ.Հետեւաբար, սկիպիդարը հաճախ կոչվում է սկիպիդար:
Հիմնական տոնը այլ հաճախականությունների ձևերի մի քանի տատանումների «խառնուրդով» երաժշտական ​​ձայն. Օրինակ, ջութակի և դաշնամուրի հնչյունները կարող են ներառել մինչև 15-20 տարբեր թրթռումներ: Յուրաքանչյուր բարդ ձայնի կազմը կախված է նրանից տեմբր.

Լարի ազատ թրթռումների հաճախականությունը կախված է դրա չափից և լարվածությունից։ Ուստի կիթառի լարերը ցցիկների օգնությամբ ձգելով և տարբեր տեղերում կիթառի վզին սեղմելով՝ մենք կփոխենք դրանց բնական հաճախականությունը, հետևաբար՝ հնչյունների բարձրությունը։

Աղյուսակ 5-ում ներկայացված են տարբեր երաժշտական ​​գործիքների հնչյունների թրթռումների հաճախականությունները:

Երգիչների և երգիչների ձայներին համապատասխանող հաճախականությունների միջակայքերը կարելի է գտնել Աղյուսակ 6-ում:


Նորմալ խոսքում տղամարդու ձայնում տատանումներ են լինում 100-ից 7000 Հց հաճախականությամբ, իսկ կնոջը՝ 200-ից 9000 Հց։ Ամենաբարձր հաճախականության թրթռումները «s» բաղաձայնի ձայնի մի մասն են:

Ձայնի ընկալման բնույթը մեծապես կախված է այն սենյակի դասավորությունից, որտեղ լսվում է խոսքը կամ երաժշտությունը: Դա բացատրվում է նրանով, որ փակ սենյակներում ունկնդիրը, բացի ուղիղ ձայնից, ընկալում է նաև դրա կրկնությունների շարունակական շարքը, որոնք արագորեն հաջորդում են միմյանց, որոնք առաջանում են սենյակի, պատերի, առաստաղի և հատակի առարկաներից ձայնի բազմակի արտացոլումից:

Ձայնի տևողության աճը, որն առաջանում է տարբեր խոչընդոտներից նրա արտացոլումից, կոչվում է արձագանք. Reverb-ը հիանալի է դատարկ սենյակներում, որտեղ այն հանգեցնում է ծաղկման: Եվ հակառակը՝ փափուկ պատերով սենյակներ, վարագույրներ, վարագույրներ, փափուկ կահույք, գորգերը, ինչպես նաև մարդկանցով լցված գորգերը լավ են կլանում ձայնը, հետևաբար դրանցում արձագանքը աննշան է։

Ձայնի արտացոլումը բացատրում է նաև արձագանքը: Արձագանք- դրանք ձայնային ալիքներ են, որոնք արտացոլվել են ինչ-որ խոչընդոտից (շենքեր, բլուրներ, անտառներ և այլն) և վերադարձել իրենց աղբյուրին: Եթե ​​ձայնային ալիքները հասնում են մեզ, որոնք հաջորդաբար արտացոլվում են մի քանի խոչընդոտներից և բաժանվում են t> 50 - 60 ms ժամանակային միջակայքով, ապա տեղի է ունենում բազմակի արձագանք: Այս արձագանքներից մի քանիսը համաշխարհային համբավ են ձեռք բերել: Այսպես, օրինակ, Չեխիայի Ադերսբախի մոտ շրջանագծի տեսքով տարածված ժայռերը, որոշակի վայրում, երեք անգամ կրկնում են 7 վանկ, իսկ Անգլիայի Վուդստոկ ամրոցում արձագանքը հստակ կրկնում է 17 վանկ:

«Էխո» անունը կապված է լեռան նիմֆի Էխոյի անվան հետ, ով, ըստ հին հունական դիցաբանության, անպատասխան սիրահարված էր Նարցիսին։ Սիրելիի կարոտից Էկոն չորացավ ու քարացավ, այնպես որ նրանից մնաց միայն մի ձայն, որն ընդունակ էր կրկնել իր ներկայությամբ ասված բառերի վերջավորությունները։

??? 1. Ինչ է որոշվում ծավալըձայն? 2. Ինչպե՞ս է կոչվում բարձրության միավորը: 3. Ինչո՞ւ է լարման պատառաքաղին մուրճով հարվածելուց հետո նրա ձայնն աստիճանաբար դառնում է ավելի ու ավելի հանդարտ։ 4. Ի՞նչն է որոշում ձայնի բարձրությունը: 5. Ինչի՞ց է «բաղկացած» երաժշտական ​​հնչյունը։ 6. Ի՞նչ է արձագանքը: 7. Պատմե՛ք Էդիսոնի ֆոնոգրաֆի սկզբունքի մասին։

Ս.Վ. Գրոմովը, Ն.Ա. Հայրենիք, ֆիզիկա 8 դասարան

Ներկայացված է ընթերցողների կողմից ինտերնետ կայքերից

Ֆիզիկայի դասեր, ֆիզիկայի ծրագրեր, ֆիզիկայի շարադրություններ, ֆիզիկայի թեստեր, ֆիզիկայի դասընթաց, ֆիզիկայի դասագրքեր, ֆիզիկա դպրոցում, ֆիզիկայի դասերի մշակում, օրացույցային թեմատիկ պլանավորում ֆիզիկայում

Ձայնային ալիքները, ինչպես մյուս ալիքները, բնութագրվում են այնպիսի օբյեկտիվ մեծություններով, ինչպիսիք են հաճախությունը, ամպլիտուդը, տատանումների փուլը, տարածման արագությունը, ձայնի ինտենսիվությունը և այլն։ Բայց, բացի սրանից, դրանք բնութագրվում են երեք սուբյեկտիվ հատկանիշներով. Սրանք են ձայնի ծավալը, բարձրությունը և տեմբրը:

Մարդու ականջի զգայունությունը տարբեր է տարբեր հաճախականությունների համար: Ձայնային սենսացիա առաջացնելու համար ալիքը պետք է ունենա որոշակի նվազագույն ինտենսիվություն, բայց եթե այդ ինտենսիվությունը գերազանցում է որոշակի սահմանը, ապա ձայնը չի լսվում և միայն ցավ է առաջացնում։ Այսպիսով, յուրաքանչյուր տատանումների հաճախականության համար կա ամենափոքրը ( լսողության շեմը) և ամենամեծը ( ցավի շեմը) ձայնի ինտենսիվությունը, որն ընդունակ է առաջացնել ձայնային սենսացիա։ Նկար 1-ը ցույց է տալիս լսելիության և ցավի շեմերի կախվածությունը ձայնի հաճախականությունից: Այս երկու կորերի միջև ընկած տարածքն է լսողության տարածք. Կորերի միջև ամենամեծ հեռավորությունը ընկնում է այն հաճախականությունների վրա, որոնց նկատմամբ ականջն առավել զգայուն է (1000-5000 Հց):

Եթե ​​ձայնի ինտենսիվությունը մեծություն է, որն օբյեկտիվորեն բնութագրում է ալիքի ընթացքը, ապա ձայնի սուբյեկտիվ բնութագիրը բարձրությունն է: Բարձրությունը կախված է ձայնի ինտենսիվությունից, այսինքն. որոշվում է ձայնային ալիքի տատանումների ամպլիտուդի քառակուսիով և ականջի զգայունությամբ (ֆիզիոլոգիական առանձնահատկություններ): Քանի որ ձայնի ինտենսիվությունը, որքան մեծ է տատանումների ամպլիտուդը, այնքան բարձր է ձայնը:

սկիպիդար- ձայնի որակը, որը որոշվում է անձի կողմից սուբյեկտիվ ականջով և կախված ձայնի հաճախականությունից: Որքան բարձր է հաճախականությունը, այնքան բարձր է ձայնի տոնը:

Հարմոնիկ օրենքի համաձայն տեղի ունեցող ձայնային թրթռումները որոշակի հաճախականությամբ մարդու կողմից ընկալվում են որպես որոշակի երաժշտական ​​հնչերանգ. Բարձր հաճախականության թրթռումները ընկալվում են որպես հնչյուններ բարձր տոնով, ցածր հաճախականությամբ հնչյուններ - նման հնչյուններ ցածր տոնով. Ձայնային տատանումների միջակայքը, որը համապատասխանում է թրթռումների հաճախականության երկու գործակցով փոփոխությանը, կոչվում է օկտավա. Այսպիսով, օրինակ, առաջին օկտավայի «լա» տոնը համապատասխանում է 440 Հց հաճախականությանը, երկրորդ օկտավայի «լա» տոնինը՝ 880 Հց։

Երաժշտական ​​հնչյունները համապատասխանում են ներդաշնակորեն թրթռացող մարմնի արձակած հնչյուններին։

Հիմնական երանգԲարդ երաժշտական ​​հնչյունը կոչվում է ձայն, որը համապատասխանում է տվյալ ձայնի հաճախականությունների բազմության մեջ առկա ամենացածր հաճախականությանը։ Ձայնի բաղադրության մեջ այլ հաճախականություններին համապատասխան հնչերանգներ կոչվում են երանգավորումներ. Եթե ​​հնչերանգային հաճախականությունները հիմնարար հաճախականության բազմապատիկ են, ապա երանգը կոչվում է ներդաշնակ, իսկ հիմնական տոնը հաճախականությամբ կոչվում է. առաջին հարմոնիկ, երանգ հետևյալ հաճախականությամբ. երկրորդ հարմոնիկև այլն:

Նույն հիմնարար տոնով երաժշտական ​​հնչյունները տարբերվում են տեմբրով, ինչը որոշվում է երանգի առկայությամբ՝ դրանց հաճախականությամբ և ամպլիտուդներով, ձայնի սկզբում ամպլիտուդների աճի բնույթով և ձայնի վերջում դրանց անկմամբ:

Նույն բարձրության վրա տարբերվում են, օրինակ, ջութակի և դաշնամուրի հնչյունները տեմբր.

Լսողության օրգանների կողմից ձայնի ընկալումը կախված է նրանից, թե ինչ հաճախականություններ են ներառված ձայնային ալիքում:

Աղմուկներ- սրանք հնչյուններ են, որոնք կազմում են շարունակական սպեկտր, որը բաղկացած է մի շարք հաճախականություններից, այսինքն. Աղմուկը պարունակում է տարբեր հաճախականությունների տատանումներ:

18 փետրվարի, 2016թ

Տնային ժամանցի աշխարհը բավականին բազմազան է և կարող է ներառել. ֆիլմ դիտելը լավ տնային կինոթատրոնի համակարգով; զվարճալի և կախվածություն առաջացնող խաղ կամ երաժշտություն լսել: Որպես կանոն, յուրաքանչյուրն այս ոլորտում գտնում է իր սեփականը, կամ միանգամից համատեղում է ամեն ինչ։ Բայց անկախ նրանից, թե ինչ նպատակներ ունի մարդն իր ժամանցը կազմակերպելիս և ինչ ծայրահեղության էլ նա գնա, այս բոլոր օղակները ամուր կապված են մեկ պարզ և հասկանալի բառով՝ «ձայն»։ Իսկապես, այս բոլոր դեպքերում մենք բռնակով առաջնորդվելու ենք սաունդթրեքով։ Բայց այս հարցը այնքան էլ պարզ և աննշան չէ, հատկապես այն դեպքերում, երբ ցանկություն կա սենյակում կամ որևէ այլ պայմաններում բարձրորակ ձայնի հասնելու համար: Դրա համար միշտ չէ, որ անհրաժեշտ է գնել թանկարժեք hi-fi կամ hi-end բաղադրիչներ (չնայած դա շատ օգտակար կլինի), սակայն ֆիզիկական տեսության լավ իմացությունը բավարար է, որը կարող է վերացնել բոլորի համար ծագող խնդիրների մեծ մասը։ ով ձգտում է ձեռք բերել բարձրորակ ձայնային դերասանություն:

Հաջորդիվ, ձայնի և ակուստիկայի տեսությունը կդիտարկվի ֆիզիկայի տեսանկյունից: Այս դեպքում ես կփորձեմ հնարավորինս մատչելի դարձնել այն ցանկացած մարդու ըմբռնման համար, ով, գուցե, հեռու է ֆիզիկական օրենքների կամ բանաձևերի իմացությունից, բայց, այնուամենայնիվ, կրքոտ երազում է կատարյալ ակուստիկա ստեղծելու երազանքի իրականացման մասին։ համակարգ. Չեմ ենթադրում դա պնդել՝ հասնելու համար լավ արդյունքներայս ոլորտում տանը (կամ մեքենայում, օրինակ) դուք պետք է մանրամասն իմանաք այս տեսությունները, բայց հիմունքները հասկանալը կխուսափի բազմաթիվ հիմար և անհեթեթ սխալներից, ինչպես նաև թույլ կտա հասնել առավելագույն ձայնային էֆեկտի ցանկացած համակարգից: մակարդակ.

Ընդհանուր ձայնային տեսություն և երաժշտական ​​տերմինաբանություն

Ինչ է ձայն? Սա այն սենսացիան է, որն ընկալում է լսողական օրգանը։ «ականջ»(Երևույթն ինքնին գոյություն ունի նույնիսկ առանց գործընթացին «ականջի» մասնակցության, բայց այսպես ավելի հեշտ է հասկանալ), որը տեղի է ունենում, երբ ականջի թմբկաթաղանթը գրգռվում է ձայնային ալիքով: Ականջն այս դեպքում հանդես է գալիս որպես տարբեր հաճախականությունների ձայնային ալիքների «ընդունիչ»:
Ձայնային ալիքԴա, ըստ էության, տարբեր հաճախականությունների միջավայրի (առավել հաճախ օդային միջավայրը նորմալ պայմաններում) հերմետիկների և արտանետումների հաջորդական շարք է: Ձայնային ալիքների բնույթը տատանողական է, առաջանում և առաջանում է ցանկացած մարմնի թրթռումից: Դասական ձայնային ալիքի առաջացումը և տարածումը հնարավոր է երեք առաձգական միջավայրում՝ գազային, հեղուկ և պինդ: Երբ ձայնային ալիք է տեղի ունենում այս տեսակի տարածություններից մեկում, որոշ փոփոխություններ անխուսափելիորեն տեղի են ունենում հենց միջավայրում, օրինակ՝ օդի խտության կամ ճնշման փոփոխություն, օդի զանգվածների մասնիկների շարժում և այլն։

Քանի որ ձայնային ալիքն ունի տատանողական բնույթ, այն ունի այնպիսի հատկանիշ, ինչպիսին հաճախականությունն է։ Հաճախականությունչափվում է հերցով (ի պատիվ գերմանացի ֆիզիկոս Հենրիխ Ռուդոլֆ Հերցի) և նշանակում է թրթռումների քանակը մեկ վայրկյանի ընթացքում հավասար ժամանակահատվածում։ Նրանք. օրինակ, 20 Հց հաճախականությունը նշանակում է մեկ վայրկյանում 20 տատանումների ցիկլ: Նրա բարձրության սուբյեկտիվ հասկացությունը նույնպես կախված է ձայնի հաճախականությունից։ Որքան շատ են ձայնային թրթռումները կատարվում վայրկյանում, այնքան «բարձր» է թվում ձայնը: Ձայնային ալիքն ունի նաև մեկ այլ կարևոր հատկանիշ, որն ունի անուն՝ ալիքի երկարությունը։ Ալիքի երկարությունԸնդունված է դիտարկել այն հեռավորությունը, որն անցնում է որոշակի հաճախականության ձայնը մեկ վայրկյանին հավասար ժամանակահատվածում: Օրինակ, մարդու լսելի տիրույթում ամենացածր ձայնի ալիքի երկարությունը 20 Հց-ում 16,5 մետր է, իսկ ամենաբարձր ձայնի ալիքի երկարությունը 20000 Հց-ում 1,7 սանտիմետր է:

Մարդու ականջը նախագծված է այնպես, որ այն ի վիճակի է ընկալել ալիքները միայն սահմանափակ միջակայքում՝ մոտավորապես 20 Հց - 20,000 Հց (կախված կոնկրետ անձի առանձնահատկություններից՝ ինչ-որ մեկը կարող է լսել մի քիչ ավելի, ինչ-որ մեկը՝ ավելի քիչ) . Այսպիսով, սա չի նշանակում, որ այդ հաճախականություններից ցածր կամ բարձր հնչյուններ գոյություն չունեն, դրանք պարզապես չեն ընկալվում մարդու ականջի կողմից՝ դուրս գալով լսելի տիրույթից: Լսելի տիրույթից բարձր ձայնը կոչվում է ուլտրաձայնային, ձայնային տիրույթից ցածր ձայնը կոչվում է ինֆրաձայնային. Որոշ կենդանիներ կարողանում են ընկալել ուլտրա և ինֆրա ձայները, ոմանք նույնիսկ օգտագործում են այս տիրույթը տարածության մեջ կողմնորոշվելու համար ( չղջիկները, դելֆիններ): Եթե ​​ձայնն անցնում է միջավայրով, որն անմիջականորեն չի շփվում մարդու լսողության օրգանի հետ, ապա նման ձայնը կարող է չլսվել կամ զգալիորեն թուլանալ ավելի ուշ:

Ձայնի երաժշտական ​​տերմինաբանության մեջ կան այնպիսի կարևոր նշանակումներ, ինչպիսիք են օկտավա, հնչերանգը և ձայնի երանգը։ Օկտավանշանակում է ինտերվալ, որում հնչյունների միջև հաճախականությունների հարաբերակցությունը 1-ից 2 է: Օկտավան սովորաբար շատ լսելի է, մինչդեռ այս միջակայքում գտնվող հնչյունները կարող են շատ նման լինել միմյանց: Օկտավան կարելի է անվանել նաև ձայն, որը երկու անգամ ավելի շատ թրթռում է տալիս, քան մեկ այլ ձայն նույն ժամանակահատվածում: Օրինակ, 800 Հց հաճախականությունը ոչ այլ ինչ է, քան 400 Հց ավելի բարձր օկտավան, իսկ 400 Հց հաճախականությունն իր հերթին 200 Հց հաճախականությամբ ձայնի հաջորդ օկտավանն է: Օկտավան կազմված է հնչերանգներից և հնչերանգներից: Մեկ հաճախականության ներդաշնակ ձայնային ալիքի փոփոխական տատանումները մարդու ականջի կողմից ընկալվում են որպես երաժշտական ​​հնչերանգ. Բարձր հաճախականության թրթռումները կարող են մեկնաբանվել որպես բարձր հնչյուններ, ցածր հաճախականության թրթռումները որպես ցածր հնչյուններ: Մարդու ականջը կարողանում է հստակ տարբերակել հնչյունները մեկ տոնի տարբերությամբ (մինչև 4000 Հց միջակայքում): Չնայած դրան, երաժշտության մեջ չափազանց փոքր քանակությամբ հնչերանգներ են օգտագործվում։ Սա բացատրվում է ներդաշնակ համահունչության սկզբունքի նկատառումներից, ամեն ինչ հիմնված է օկտավաների սկզբունքի վրա։

Դիտարկենք երաժշտական ​​հնչերանգների տեսությունը՝ օգտագործելով որոշակի ձևով ձգված լարային օրինակ: Նման լարը, կախված լարման ուժից, «կկախվի» մեկ կոնկրետ հաճախականությամբ։ Երբ այս լարը ենթարկվում է ինչ-որ բանի մեկ հատուկ ուժով, որը կհանգեցնի դրա թրթռմանը, ձայնի մեկ հատուկ տոնը կայունորեն կնկատվի, մենք կլսենք կարգավորելու ցանկալի հաճախականությունը: Այս ձայնը կոչվում է հիմնական տոն: Երաժշտական ​​դաշտում հիմնական հնչերանգի համար պաշտոնապես ընդունված է առաջին օկտավայի «լա» նոտայի հաճախականությունը՝ հավասար 440 Հց։ Այնուամենայնիվ, երաժշտական ​​գործիքներից շատերը երբեք միայնակ չեն վերարտադրում մաքուր հիմնարար հնչերանգներ, դրանք անխուսափելիորեն ուղեկցվում են հնչերանգներով, որոնք կոչվում են. երանգավորումներ. Այստեղ տեղին է հիշել երաժշտական ​​ակուստիկայի մի կարևոր սահմանում՝ ձայնային տեմբր հասկացությունը։ Տեմբր- սա երաժշտական ​​հնչյունների առանձնահատկությունն է, որը երաժշտական ​​գործիքներին և ձայներին տալիս է ձայնի եզակի ճանաչելի առանձնահատկություն, նույնիսկ նույն բարձրության և բարձրության ձայները համեմատելիս: Յուրաքանչյուր երաժշտական ​​գործիքի տեմբրը կախված է ձայնային էներգիայի բաշխումից ձայնի երևալու պահին հնչյունների վրա:

Օվերտոնները ձևավորում են հիմնական տոնի որոշակի գույն, որով մենք կարող ենք հեշտությամբ ճանաչել և ճանաչել որոշակի գործիք, ինչպես նաև հստակ տարբերակել դրա ձայնը մեկ այլ գործիքից: Գոյություն ունեն երկու տեսակի երանգավորումներ՝ ներդաշնակ և ոչ ներդաշնակ: Ներդաշնակ երանգներըստ սահմանման, հիմնարար հաճախականության բազմապատիկ են: Ընդհակառակը, եթե երանգավորումները բազմապատիկ չեն և նկատելիորեն շեղվում են արժեքներից, ապա դրանք կոչվում են. աններդաշնակ. Երաժշտության մեջ ոչ բազմակի հնչերանգների գործարկումը գործնականում բացառվում է, հետևաբար տերմինը կրճատվում է մինչև «overtone» հասկացությունը, որը նշանակում է ներդաշնակ։ Որոշ գործիքների համար, օրինակ՝ դաշնամուրի, հիմնական հնչերանգը նույնիսկ չի հասցնում ձևավորվել, կարճ ժամանակահատվածում երանգի ձայնային էներգիան մեծանում է, իսկ հետո նույնքան արագ անկումը տեղի է ունենում։ Շատ գործիքներ ստեղծում են այսպես կոչված «անցումային տոնային» էֆեկտ, երբ որոշակի երանգի էներգիան առավելագույն է լինում ժամանակի որոշակի կետում, սովորաբար հենց սկզբում, բայց հետո կտրուկ փոխվում է և անցնում այլ երանգների: Յուրաքանչյուր գործիքի հաճախականության միջակայքը կարելի է դիտարկել առանձին և սովորաբար սահմանափակվում է հիմնարար հնչերանգների հաճախականությամբ, որոնք տվյալ գործիքը կարող է վերարտադրել:

Ձայնի տեսության մեջ կա նաև այնպիսի բան, ինչպիսին ԱՂՄՈՒԿՆ է։ Աղմուկ- սա ցանկացած ձայն է, որը ստեղծվում է միմյանց հետ անհամապատասխան աղբյուրների համակցությամբ: Բոլորին քաջ հայտնի է քամուց օրորվող ծառերի տերեւների աղմուկը եւ այլն։

Ինչն է որոշում ձայնի ծավալը:Ակնհայտ է, որ նման երեւույթն ուղղակիորեն կախված է ձայնային ալիքի կրած էներգիայի քանակից։ Բարձրության քանակական ցուցանիշները որոշելու համար կա հասկացություն՝ ձայնի ինտենսիվություն։ Ձայնի ինտենսիվությունսահմանվում է որպես էներգիայի հոսք, որն անցնում է տարածության որոշ տարածքով (օրինակ, սմ 2) ժամանակի միավորի համար (օրինակ, վայրկյանում): Սովորական խոսակցության ժամանակ ինտենսիվությունը մոտ 9 կամ 10 Վտ/սմ2 է։ Մարդու ականջը կարողանում է ընկալել բավականին լայն զգայունության ձայներ, մինչդեռ հաճախականությունների զգայունությունը ձայնային սպեկտրում միատեսակ չէ: Այսպիսով, ամենալավ ընկալվող հաճախականության միջակայքը 1000 Հց - 4000 Հց է, որն առավել լայնորեն ընդգրկում է մարդու խոսքը:

Քանի որ հնչյունները շատ են տարբերվում ինտենսիվությամբ, ավելի հարմար է այն դիտարկել որպես լոգարիթմական արժեք և չափել այն դեցիբելներով (շոտլանդացի գիտնական Ալեքսանդր Գրեհեմ Բելի անունով): Մարդու ականջի լսողական զգայունության ստորին շեմը 0 դԲ է, վերինը՝ 120 դԲ, այն նաև կոչվում է «ցավի շեմ»։ Զգայունության վերին սահմանը նույնպես նույն կերպ չի ընկալվում մարդու ականջի կողմից, այլ կախված է կոնկրետ հաճախականությունից։ Ցածր հաճախականության ձայները պետք է շատ ավելի մեծ ինտենսիվություն ունենան, քան բարձր հաճախականությունները, որպեսզի առաջացնեն ցավի շեմ: Օրինակ, 31,5 Հց ցածր հաճախականության դեպքում ցավի շեմը տեղի է ունենում ձայնի ինտենսիվության 135 դԲ մակարդակում, երբ 2000 Հց հաճախականության դեպքում ցավի սենսացիան հայտնվում է արդեն 112 դԲ: Գոյություն ունի նաև ձայնային ճնշում հասկացությունը, որն իրականում ընդլայնում է օդում ձայնային ալիքի տարածման սովորական բացատրությունը։ Ձայնային ճնշում- սա փոփոխական գերճնշում է, որն առաջանում է առաձգական միջավայրում՝ դրա միջով ձայնային ալիքի անցման արդյունքում:

Ձայնի ալիքային բնույթ

Ձայնային ալիքների առաջացման համակարգը ավելի լավ հասկանալու համար պատկերացրեք դասական բարձրախոսը, որը տեղադրված է օդով լցված խողովակի մեջ: Եթե ​​բարձրախոսը կտրուկ շարժում է կատարում առաջ, ապա դիֆուզորի անմիջական մոտակայքում գտնվող օդը մի պահ սեղմվում է։ Դրանից հետո օդը կընդլայնվի, դրանով իսկ սեղմված օդի շրջանը մղելով խողովակի երկայնքով:
Հենց այս ալիքային շարժումն է, որ հետագայում ձայնը կլինի, երբ այն հասնի լսողական օրգանին և «գրգռի» ականջի թմբուկը: Երբ գազի մեջ ձայնային ալիք է առաջանում, ավելորդ ճնշում և խտություն է առաջանում, իսկ մասնիկները շարժվում են հաստատուն արագությամբ։ Ձայնային ալիքների մասին կարևոր է հիշել այն փաստը, որ նյութը չի շարժվում ձայնային ալիքի հետ մեկտեղ, այլ միայն օդի զանգվածների ժամանակավոր խանգարում է տեղի ունենում:

Եթե ​​պատկերացնենք, որ մխոց է կախված ազատ տարածությունզսպանակի վրա և կրկնվող շարժումներ կատարելով «ետ ու առաջ», ապա այդպիսի տատանումները կկոչվեն ներդաշնակ կամ սինուսոիդային (եթե ալիքը ներկայացնում ենք գրաֆիկի տեսքով, ապա այս դեպքում ստանում ենք մաքուր սինուսային ալիք՝ կրկնվող ելեւէջներով։ ) Եթե ​​մենք պատկերացնում ենք բարձրախոսը խողովակի մեջ (ինչպես վերը նկարագրված օրինակում), որը կատարում է ներդաշնակ տատանումներ, ապա այն պահին, երբ բարձրախոսը շարժվում է «առաջ», ստացվում է օդի սեղմման արդեն հայտնի էֆեկտը, և երբ բարձրախոսը շարժվում է «հետ»: , ստացվում է հազվադեպության հակադարձ էֆեկտը։ Այս դեպքում խողովակի միջով կտարածվի փոփոխական սեղմումների և հազվադեպության ալիքը: Կկոչվի խողովակի երկայնքով հեռավորությունը հարակից առավելագույնի կամ նվազագույնի (փուլերի) միջև ալիքի երկարությունը. Եթե ​​մասնիկները տատանվում են ալիքի տարածման ուղղությանը զուգահեռ, ապա ալիքը կոչվում է երկայնական. Եթե ​​դրանք տատանվում են տարածման ուղղությանը ուղղահայաց, ապա ալիքը կոչվում է լայնակի. Սովորաբար, գազերում և հեղուկներում ձայնային ալիքները երկայնական են, մինչդեռ պինդ մարմիններում կարող են առաջանալ երկու տեսակի ալիքներ: Լայնակի ալիքները պինդ մարմիններում առաջանում են ձևի փոփոխության դիմադրության պատճառով: Այս երկու տեսակի ալիքների հիմնական տարբերությունն այն է, որ լայնակի ալիքն ունի բևեռացման հատկություն (որոշակի հարթությունում տատանումները տեղի են ունենում), մինչդեռ երկայնական ալիքը՝ ոչ։

Ձայնի արագություն

Ձայնի արագությունը ուղղակիորեն կախված է այն միջավայրի բնութագրերից, որտեղ այն տարածվում է: Այն որոշվում է (կախված) միջավայրի երկու հատկությամբ՝ նյութի առաձգականությամբ և խտությամբ։ Պինդ մարմիններում ձայնի արագությունը, համապատասխանաբար, ուղղակիորեն կախված է նյութի տեսակից և դրա հատկություններից: Գազային միջավայրում արագությունը կախված է միջավայրի դեֆորմացիայի միայն մեկ տեսակից՝ սեղմում-հազվադեպ: Ձայնային ալիքում ճնշման փոփոխությունը տեղի է ունենում առանց ջերմափոխանակության շրջակա մասնիկների հետ և կոչվում է ադիաբատիկ։
Գազում ձայնի արագությունը հիմնականում կախված է ջերմաստիճանից՝ այն մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ և նվազում՝ նվազումով: Նաև գազային միջավայրում ձայնի արագությունը կախված է հենց գազի մոլեկուլների չափից և զանգվածից. որքան փոքր են մասնիկների զանգվածը և չափը, այնքան մեծ է ալիքի «հաղորդունակությունը» և համապատասխանաբար ավելի մեծ արագությունը:

Հեղուկ և պինդ միջավայրերում տարածման սկզբունքը և ձայնի արագությունը նման են այն բանին, թե ինչպես է ալիքը տարածվում օդում՝ սեղմում-լիցքաթափման միջոցով: Բայց այս միջավայրերում, բացի ջերմաստիճանից միևնույն կախվածությունից, բավական կարևոր է նաև միջավայրի խտությունը և դրա կազմը/կառուցվածքը։ Որքան փոքր է նյութի խտությունը, այնքան բարձր է ձայնի արագությունը և հակառակը։ Միջավայրի բաղադրությունից կախվածությունն ավելի բարդ է և որոշվում է յուրաքանչյուր կոնկրետ դեպքում՝ հաշվի առնելով մոլեկուլների/ատոմների տեղակայումը և փոխազդեցությունը։

Ձայնի արագությունը օդում t, °C 20: 343 մ/վ
Ձայնի արագությունը թորած ջրում t, °C 20: 1481 մ/վ
Ձայնի արագությունը պողպատից t, °C 20: 5000 մ/վրկ

Կանգնած ալիքներ և միջամտություն

Երբ բարձրախոսը ստեղծում է ձայնային ալիքներ սահմանափակ տարածքում, անխուսափելիորեն տեղի է ունենում սահմաններից ալիքի արտացոլման ազդեցությունը: Արդյունքում, առավել հաճախ միջամտության ազդեցություն- երբ երկու կամ ավելի ձայնային ալիքներ դրվում են միմյանց վրա: Միջամտության երեւույթի առանձնահատուկ դեպքերն են՝ 1) ծեծող ալիքների կամ 2) կանգուն ալիքների առաջացումը։ Ալիքների զարկը- սա այն դեպքն է, երբ տեղի է ունենում մոտ հաճախականություններով և ամպլիտուդներով ալիքների ավելացում։ Զարկերի առաջացման օրինաչափություն. երբ հաճախականությամբ նման երկու ալիքներ են դրվում միմյանց վրա: Ժամանակի ինչ-որ պահի, նման համընկնման դեպքում, ամպլիտուդային գագաթները կարող են համընկնել «փուլում», ինչպես նաև կարող են համընկնել ռեցեսիաները «հակաֆազում»: Ահա թե ինչպես են բնութագրվում ձայնային հարվածները. Կարևոր է հիշել, որ, ի տարբերություն կանգնած ալիքների, գագաթների փուլային համընկնումները տեղի են ունենում ոչ թե անընդհատ, այլ որոշակի ժամանակային ընդմիջումներով: Ականջով, զարկերի նման օրինաչափությունը բավականին հստակորեն տարբերվում է, և լսվում է համապատասխանաբար որպես ծավալի պարբերական աճ և նվազում: Այս էֆեկտի առաջացման մեխանիզմը չափազանց պարզ է. պիկերի համընկնման պահին ծավալը մեծանում է, անկումների համընկնման պահին ծավալը նվազում է։

կանգնած ալիքներառաջանում են նույն ամպլիտուդով, փուլով և հաճախականությամբ երկու ալիքների սուպերպոզիցիայով, երբ այդպիսի ալիքների «հանդիպման» դեպքում մեկը շարժվում է առաջ, իսկ մյուսը՝ հակառակ ուղղությամբ։ Տիեզերքի տարածքում (որտեղ ձևավորվել է կանգուն ալիք) առաջանում է երկու հաճախականության ամպլիտուդների սուպերպոզիցիային պատկեր՝ փոփոխվող մաքսիմումներով (այսպես կոչված՝ հակահանգույցներ) և մինիմումներով (այսպես կոչված՝ հանգույցներ): Երբ այս երեւույթը տեղի է ունենում, արտացոլման վայրում ալիքի հաճախականությունը, փուլը և թուլացման գործակիցը չափազանց կարևոր են: Ի տարբերություն ճամփորդող ալիքների, կանգուն ալիքում էներգիայի փոխանցում չկա, քանի որ այս ալիքը ձևավորող առաջ և հետընթաց ալիքները հավասար քանակությամբ էներգիա են կրում առաջ և հակառակ ուղղություններով: Կանգնած ալիքի առաջացման տեսողական ըմբռնման համար եկեք պատկերացնենք տնային ակուստիկայի օրինակը: Ենթադրենք, մենք ունենք հատակին կանգնած բարձրախոսներ ինչ-որ սահմանափակ տարածքում (սենյակում): Ստիպելով նրանց նվագել շատ բասով երգ, փորձենք փոխել լսողի տեղը սենյակում: Այսպիսով, ունկնդիրը, մտնելով կանգնած ալիքի նվազագույնի (հանման) գոտի, կզգա էֆեկտը, որ բասը շատ փոքր է դարձել, և եթե լսողը մտնի հաճախականությունների առավելագույն (ավելացման) գոտի, ապա հակառակը. ձեռք է բերվում բասի շրջանի զգալի աճի ազդեցություն: Այս դեպքում ազդեցությունը դիտվում է բազային հաճախականության բոլոր օկտավաներում։ Օրինակ, եթե բազային հաճախականությունը 440 Հց է, ապա «գումարման» կամ «հանման» երեւույթը կնկատվի նաեւ 880 Հց, 1760 Հց, 3520 Հց եւ այլն հաճախականություններում։

Ռեզոնանսային երևույթ

Պինդ մարմինների մեծ մասն ունեն իրենց ռեզոնանսային հաճախականությունը: Այս ազդեցությունը հասկանալու համար բավականին պարզ է սովորական խողովակի օրինակով, որը բացվում է միայն մի ծայրով: Եկեք պատկերացնենք մի իրավիճակ, երբ խողովակի մյուս ծայրից միացված է բարձրախոս, որը կարող է նվագարկել որոշակի մեկ հաստատուն հաճախականություն, այն կարող է նաև հետագայում փոխվել։ Այսպիսով, խողովակն ունի իր ռեզոնանսային հաճախականությունը, ասելով պարզ լեզուայն հաճախականությունն է, որով շեփորը «ռեզոնանս է տալիս» կամ արձակում իր ձայնը: Եթե ​​բարձրախոսի հաճախականությունը (կարգավորման արդյունքում) համընկնում է խողովակի ռեզոնանսային հաճախականության հետ, ապա ձայնը մի քանի անգամ մեծացնելու էֆեկտ կլինի։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ բարձրախոսը գրգռում է խողովակի օդային սյունակի տատանումները զգալի ամպլիտուդով մինչև նույնը: ռեզոնանսային հաճախականություն», և ավելացման ազդեցությունը տեղի կունենա: Ստացված երևույթը կարելի է նկարագրել հետևյալ կերպ. այս օրինակի խողովակը «օգնում» է խոսնակին ռեզոնանսով որոշակի հաճախականությամբ, նրանց ջանքերը գումարվում են և «դուրս են գալիս» լսելի բարձր էֆեկտի մեջ: Երաժշտական ​​գործիքների օրինակով այս երևույթը հեշտությամբ կարելի է նկատել, քանի որ մեծամասնության դիզայնը պարունակում է տարրեր, որոնք կոչվում են ռեզոնատորներ: Դժվար չէ կռահել, թե ինչն է ծառայում որոշակի հաճախականության կամ երաժշտական ​​հնչերանգի ուժեղացմանը։ Օրինակ՝ կիթառի մարմին՝ ռեզոնատորով անցքի տեսքով, որը համապատասխանում է ձայնին; Խողովակի ձևավորումը ֆլեյտայի մոտ (և ընդհանրապես բոլոր խողովակները); Թմբուկի մարմնի գլանաձեւ ձեւը, որն ինքնին որոշակի հաճախականության ռեզոնատոր է։

Ձայնի հաճախականության սպեկտրը և հաճախականության արձագանքը

Քանի որ գործնականում նույն հաճախականության ալիքներ չկան, անհրաժեշտ է դառնում ձայնային տիրույթի ամբողջ ձայնային սպեկտրը քայքայել երանգի կամ ներդաշնակության: Այս նպատակների համար կան գրաֆիկներ, որոնք ցույց են տալիս ձայնային թրթիռների հարաբերական էներգիայի կախվածությունը հաճախականությունից: Նման գրաֆիկը կոչվում է ձայնային հաճախականության սպեկտրի գրաֆիկ։ Ձայնի հաճախականության սպեկտրըԿան երկու տեսակ՝ դիսկրետ և շարունակական։ Դիսկրետ սպեկտրի սյուժեն ցուցադրում է հաճախականությունները առանձին-առանձին` բաժանված դատարկ բացատներով: Շարունակական սպեկտրում բոլոր ձայնային հաճախականությունները ներկա են միանգամից:
Երաժշտության կամ ակուստիկայի դեպքում առավել հաճախ օգտագործվում է սովորական գրաֆիկը։ Գագաթնակետից հաճախականության բնութագրեր(կրճատ՝ «AFC»)։ Այս գրաֆիկը ցույց է տալիս ձայնային թրթռումների ամպլիտուդի կախվածությունը հաճախականության ամբողջ սպեկտրի (20 Հց - 20 կՀց) հաճախականությունից: Նայելով նման գրաֆիկին՝ հեշտ է հասկանալ, օրինակ, որոշակի բարձրախոսի կամ բարձրախոսի համակարգի ուժեղ կամ թույլ կողմերը, որպես ամբողջություն, էներգիայի վերադարձի ամենաուժեղ հատվածները, հաճախականության անկումները և բարձրացումները, թուլացումը, ինչպես նաև հետևել անկման կտրուկությունը.

Ձայնային ալիքների, փուլային և հակաֆազերի տարածում

Ձայնային ալիքների տարածման գործընթացը տեղի է ունենում աղբյուրից բոլոր ուղղություններով: Ամենապարզ օրինակըհասկանալ այս երեւույթը՝ ջուրը նետված խիճ.
Քարի վայրից, որտեղից քարն ընկել է, ալիքները սկսում են շեղվել ջրի երեսին բոլոր ուղղություններով։ Այնուամենայնիվ, եկեք պատկերացնենք մի իրավիճակ, օգտագործելով բարձրախոսը որոշակի ծավալով, ասենք փակ տուփ, որը միացված է ուժեղացուցիչին և նվագարկում է ինչ-որ երաժշտական ​​ազդանշան։ Հեշտ է նկատել (հատկապես, եթե դուք տալիս եք հզոր ցածր հաճախականության ազդանշան, օրինակ՝ բաս թմբուկը), որ բարձրախոսը արագ շարժում է անում «առաջ», իսկ հետո նույն արագ շարժումը՝ «ետ»։ Մնում է հասկանալ, որ երբ բարձրախոսը առաջ է շարժվում, ձայնային ալիք է արձակում, որը մենք հետո լսում ենք։ Բայց ի՞նչ է տեղի ունենում, երբ բարձրախոսը հետ է շարժվում: Բայց պարադոքսալ է, որ նույն բանը տեղի է ունենում, խոսնակը նույն ձայնն է տալիս, միայն թե այն մեր օրինակում տարածվում է ամբողջությամբ տուփի ծավալի սահմաններում, առանց դրանից այն կողմ անցնելու (տուփը փակ է): Ընդհանուր առմամբ, վերը նշված օրինակում կարելի է դիտարկել բավականին շատ հետաքրքիր ֆիզիկական երևույթներ, որոնցից ամենաէականը փուլ հասկացությունն է։

Ձայնային ալիքը, որը բարձրախոսը, լինելով ձայնի մեջ, ճառագում է լսողի ուղղությամբ, «փուլային է»։ Հակադարձ ալիքը, որը մտնում է տուփի ծավալը, համապատասխանաբար կլինի հակաֆազ: Մնում է միայն հասկանալ, թե ինչ են նշանակում այս հասկացությունները: Ազդանշանի փուլ- սա ձայնային ճնշման մակարդակն է տվյալ պահին տարածության ինչ-որ կետում: Փուլը առավել հեշտ է հասկանալի երաժշտական ​​նյութի նվագարկման օրինակով սովորական ստերեո հատակին կանգնած տնային բարձրախոսներով: Պատկերացնենք, որ նման երկու հատակին բարձրախոսներ տեղադրված են որոշակի սենյակում ու խաղում են։ Երկու բարձրախոսներն էլ այս դեպքում վերարտադրում են համաժամանակյա փոփոխական ձայնային ճնշման ազդանշան, ընդ որում՝ մի բարձրախոսի ձայնային ճնշումը ավելացվում է մյուս բարձրախոսի ձայնային ճնշմանը։ Նմանատիպ էֆեկտը տեղի է ունենում ձախ և աջ բարձրախոսների ազդանշանի վերարտադրության համաժամացման պատճառով, այլ կերպ ասած՝ ձախ և աջ բարձրախոսների արձակած ալիքների գագաթները և հովիտները համընկնում են:

Հիմա պատկերացնենք, որ ձայնային ճնշումները դեռ նույն կերպ են փոխվում (չեն փոխվել), բայց հիմա իրար հակադիր են։ Դա կարող է տեղի ունենալ, եթե երկու բարձրախոսներից մեկը միացնեք հակադարձ բևեռականությամբ («+» մալուխը ուժեղացուցիչից բարձրախոսի համակարգի «-» տերմինալին, և «-» մալուխը ուժեղացուցիչից բարձրախոսի «+» տերմինալին: համակարգ): Այս դեպքում հակառակ ուղղությամբ ազդանշանը կառաջացնի ճնշման տարբերություն, որը կարելի է ներկայացնել հետևյալ թվերով. ակուստիկ համակարգկստեղծի «1 Պա» ճնշում, իսկ ճիշտ բարձրախոսը կստեղծի «մինուս 1 Պա» ճնշում։ Արդյունքում ձայնի ընդհանուր ծավալը լսողի դիրքում հավասար կլինի զրոյի: Այս երեւույթը կոչվում է հակաֆազ: Եթե ​​օրինակն ավելի մանրամասն դիտարկենք հասկանալու համար, ապա կստացվի, որ «փուլում» խաղացող երկու դինամիկան ստեղծում է օդի սեղմման և հազվադեպության նույն տարածքները, որոնք իրականում օգնում են միմյանց: Իդեալականացված հակափազի դեպքում, մեկ բարձրախոսի կողմից ստեղծված օդային տարածության սեղմման տարածքը կուղեկցվի երկրորդ բարձրախոսի կողմից ստեղծված օդային տարածության հազվագյուտ տարածքով: Այն մոտավորապես նման է ալիքների փոխադարձ համաժամանակյա մարման երևույթին։ Ճիշտ է, գործնականում ձայնը չի իջնում ​​զրոյի, և մենք կլսենք խիստ աղավաղված և թուլացած ձայն:

Ամենամատչելի կերպով այս երեւույթը կարելի է բնութագրել այսպես՝ երկու ազդանշան նույն տատանումներով (հաճախականությամբ), բայց ժամանակի ընթացքում տեղաշարժված։ Հաշվի առնելով այս հանգամանքը, ավելի հարմար է այս տեղաշարժման երևույթները ներկայացնել սովորական կլոր ժամացույցների օրինակով: Պատկերացնենք, որ պատից կախված են մի քանի նույնական կլոր ժամացույցներ։ Երբ այս ժամացույցների երկրորդ սլաքները համաժամանակյա են աշխատում՝ մի ժամացույցի վրա 30 վայրկյան, մյուսում՝ 30 վայրկյան, ապա սա ազդանշանի օրինակ է, որը գտնվում է փուլում: Եթե ​​երկրորդ սլաքներն աշխատում են հերթափոխով, բայց արագությունը դեռ նույնն է, օրինակ, մի ժամացույցի վրա 30 վայրկյան, իսկ մյուսում 24 վայրկյան, ապա սա փուլային հերթափոխի դասական օրինակ է: Նույն կերպ, փուլը չափվում է աստիճաններով, վիրտուալ շրջանի մեջ: Այս դեպքում, երբ ազդանշանները միմյանց համեմատ տեղափոխվում են 180 աստիճանով (ժամկետի կեսը), ստացվում է դասական հակաֆազ։ Հաճախ գործնականում լինում են փոքր փուլային տեղաշարժեր, որոնք նույնպես կարող են որոշվել աստիճաններով և հաջողությամբ վերացնել:

Ալիքները հարթ են և գնդաձև։ Հարթ ալիքի ճակատը տարածվում է միայն մեկ ուղղությամբ և գործնականում հազվադեպ է հանդիպում: Գնդաձև ալիքի ճակատը ալիք է պարզ տեսակորոնք բխում են մեկ կետից և տարածվում բոլոր ուղղություններով։ Ձայնային ալիքներն ունեն հատկություն դիֆրակցիա, այսինքն. խոչընդոտներից և առարկաներից խուսափելու ունակությունը. Ծրարի աստիճանը կախված է ձայնային ալիքի երկարության և խոչընդոտի կամ անցքի չափերի հարաբերակցությունից: Դիֆրակցիան տեղի է ունենում նաև այն դեպքում, երբ ձայնի ճանապարհին կա խոչընդոտ: Այս դեպքում հնարավոր է երկու սցենար՝ 1) Եթե խոչընդոտի չափերը շատ ավելի մեծ են, քան ալիքի երկարությունը, ապա ձայնը արտացոլվում կամ կլանվում է (կախված նյութի կլանման աստիճանից, խոչընդոտի հաստությունից և այլն։ ), և խոչընդոտի հետևում ձևավորվում է «ակուստիկ ստվերային» գոտի։ 2) Եթե խոչընդոտի չափերը համեմատելի են ալիքի երկարության հետ կամ նույնիսկ դրանից պակաս, ապա ձայնը որոշ չափով ցրվում է բոլոր ուղղություններով: Եթե ​​ձայնային ալիքը մեկ միջավայրում շարժվելիս հարվածում է միջերեսին մեկ այլ միջավայրի հետ (օրինակ՝ պինդ միջավայրով օդային միջավայր), ապա կարող է առաջանալ երեք սցենար. 1) ալիքը կարտացոլվի միջերեսից 2) ալիքը. կարող է անցնել մեկ այլ միջավայր՝ առանց ուղղությունը փոխելու 3) ալիքը կարող է անցնել մեկ այլ միջավայր՝ սահմանին ուղղության փոփոխությամբ, սա կոչվում է «ալիքի բեկում»։

Ձայնային ալիքի ավելցուկային ճնշման հարաբերակցությունը տատանվող ծավալային արագությանը կոչվում է ալիքի դիմադրություն։ խոսում պարզ բառերով, միջավայրի ալիքային դիմադրությունկարելի է անվանել ձայնային ալիքները կլանելու կամ դրանց «դիմադրելու» ունակություն։ Արտացոլման և փոխանցման գործակիցները ուղղակիորեն կախված են երկու լրատվամիջոցների ալիքային դիմադրության հարաբերակցությունից: Գազային միջավայրում ալիքային դիմադրությունը շատ ավելի ցածր է, քան ջրի կամ պինդ մարմիններում: Հետևաբար, եթե օդում ձայնային ալիքը դիպչում է պինդ առարկայի կամ խորը ջրի մակերևույթի վրա, ապա ձայնը կա՛մ արտացոլվում է մակերեսից, կա՛մ մեծ չափով կլանում։ Դա կախված է մակերեսի հաստությունից (ջուր կամ պինդ), որի վրա ընկնում է ցանկալի ձայնային ալիքը։ Պինդ կամ հեղուկ միջավայրի ցածր հաստությամբ ձայնային ալիքները գրեթե ամբողջությամբ «անցնում» են, և հակառակը՝ միջավայրի մեծ հաստության դեպքում ալիքներն ավելի հաճախ են արտացոլվում։ Ձայնային ալիքների արտացոլման դեպքում այս գործընթացը տեղի է ունենում ըստ հայտնի ֆիզիկական օրենք«Անկման անկյունը հավասար է անդրադարձման անկյունին»։ Այս դեպքում, երբ ավելի ցածր խտություն ունեցող միջավայրից ալիքը հարվածում է ավելի բարձր խտության միջավայրի սահմանին, տեղի է ունենում երևույթը. բեկում. Այն բաղկացած է խոչընդոտի հետ «հանդիպելուց» հետո ձայնային ալիքը թեքելուց (բեկելուց) և անպայման ուղեկցվում է արագության փոփոխությամբ։ Ռեֆրակցիան կախված է նաև այն միջավայրի ջերմաստիճանից, որտեղ արտացոլումը տեղի է ունենում:

Տիեզերքում ձայնային ալիքների տարածման գործընթացում դրանց ինտենսիվությունը անխուսափելիորեն նվազում է, կարելի է ասել ալիքների թուլացում և ձայնի թուլացում։ Գործնականում բավականին պարզ է նման էֆեկտի հանդիպելը. օրինակ, եթե երկու մարդ կանգնեն դաշտում ինչ-որ մոտ հեռավորության վրա (մեկ մետր կամ ավելի մոտ) և սկսեն զրուցել միմյանց հետ: Եթե ​​դուք հետագայում մեծացնեք մարդկանց միջև հեռավորությունը (եթե նրանք սկսեն հեռանալ միմյանցից), խոսակցության ծավալի նույն մակարդակը գնալով ավելի քիչ լսելի կդառնա: Նմանատիպ օրինակը հստակ ցույց է տալիս ձայնային ալիքների ինտենսիվության նվազեցման երեւույթը։ Ինչու է դա տեղի ունենում: Դրա պատճառը ջերմափոխանակման, մոլեկուլային փոխազդեցության և ձայնային ալիքների ներքին շփման տարբեր գործընթացներն են։ Ամենից հաճախ գործնականում տեղի է ունենում ձայնային էներգիայի փոխակերպում ջերմային էներգիայի: Նման գործընթացները անխուսափելիորեն առաջանում են ձայնի տարածման 3 միջավայրերից որևէ մեկում և կարող են բնութագրվել որպես ձայնային ալիքների կլանումը.

Ձայնային ալիքների կլանման ինտենսիվությունը և աստիճանը կախված է բազմաթիվ գործոններից, ինչպիսիք են միջավայրի ճնշումը և ջերմաստիճանը: Բացի այդ, կլանումը կախված է ձայնի հատուկ հաճախականությունից: Երբ ձայնային ալիքը տարածվում է հեղուկների կամ գազերի մեջ, առաջանում է շփման ազդեցություն տարբեր մասնիկների միջև, որը կոչվում է մածուցիկություն։ Այս շփման արդյունքում. մոլեկուլային մակարդակև տեղի է ունենում ալիքի ձայնից ջերմության փոխակերպման գործընթացը։ Այլ կերպ ասած, որքան բարձր է միջավայրի ջերմահաղորդականությունը, այնքան ցածր է ալիքի կլանման աստիճանը։ Գազային միջավայրում ձայնի կլանումը նույնպես կախված է ճնշումից (մթնոլորտային ճնշումը փոխվում է ծովի մակարդակի համեմատ բարձրության բարձրացման հետ): Ինչ վերաբերում է կլանման աստիճանի կախվածությանը ձայնի հաճախականությունից, ապա հաշվի առնելով մածուցիկության և ջերմահաղորդականության վերը նշված կախվածությունը՝ ձայնի կլանումը որքան բարձր է, այնքան բարձր է նրա հաճախականությունը։ Օրինակ՝ նորմալ ջերմաստիճանի և ճնշման դեպքում օդում 5000 Հց հաճախականությամբ ալիքի կլանումը 3 դԲ/կմ է, իսկ 50000 Հց հաճախականությամբ ալիքի կլանումը արդեն կկազմի 300 դԲ/մ։

Կոշտ միջավայրում վերը նշված բոլոր կախվածությունները (ջերմային հաղորդունակություն և մածուցիկություն) պահպանվում են, բայց դրան ավելացվում են ևս մի քանի պայմաններ: Դրանք կապված են պինդ նյութերի մոլեկուլային կառուցվածքի հետ, որոնք կարող են տարբեր լինել՝ սեփական անհամասեռություններով։ Կախված այս ներքին ամուր մոլեկուլային կառուցվածքից, ձայնային ալիքների կլանումը այս դեպքում կարող է տարբեր լինել և կախված է կոնկրետ նյութի տեսակից: Երբ ձայնը անցնում է պինդ մարմնի միջով, ալիքը ենթարկվում է մի շարք փոխակերպումների և աղավաղումների, որոնք առավել հաճախ հանգեցնում են ձայնային էներգիայի ցրման և կլանման։ Մոլեկուլային մակարդակում տեղահանումների ազդեցությունը կարող է առաջանալ, երբ ձայնային ալիքը առաջացնում է ատոմային հարթությունների տեղաշարժ, որոնք հետո վերադառնում են իրենց սկզբնական դիրքին։ Կամ՝ տեղաշարժերի շարժումը հանգեցնում է դրանց ուղղահայաց տեղաշարժերի կամ բյուրեղային կառուցվածքի թերությունների բախման, որն առաջացնում է դրանց դանդաղում և, որպես հետևանք, ձայնային ալիքի որոշակի կլանում։ Այնուամենայնիվ, ձայնային ալիքը կարող է նաև ռեզոնանս ունենալ այս թերությունների հետ, ինչը կհանգեցնի սկզբնական ալիքի աղավաղմանը: Ձայնային ալիքի էներգիան նյութի մոլեկուլային կառուցվածքի տարրերի հետ փոխազդեցության պահին ցրվում է ներքին շփման գործընթացների արդյունքում։

Ես կփորձեմ վերլուծել մարդու լսողական ընկալման առանձնահատկությունները և ձայնի տարածման որոշ նրբություններ և առանձնահատկություններ: