Ääni ja sen ominaisuudet

Ääni on fyysinen objektiivinen ilmiö. Sen lähde on mikä tahansa elastinen kappale, joka pystyy tuottamaan mekaaninen tärinää. Tämän seurauksena muodostuu ääniaaltoja, jotka saavuttavat ihmisen korvan ilman kautta. Se havaitsee aallot ja muuntaa ne hermoimpulsseiksi, jotka välittyvät aivoihin ja joita sen pallonpuoliskot käsittelevät. Tämän seurauksena henkilö tulee tietoiseksi tietystä äänestä.

Ääniä on kolme luokkaa:

1. Musikaali - on tietty korkeus, tilavuus, leima ja muut ominaisuudet; pidetään organisoituneimpana, niille on ominaista runsaasti dynaamisia ja leima ominaisuudet.
2. Melu – äänet, joiden sävelkorkeus on määrittelemätön. Näitä ovat meren melu, tuulen vihellyt, narina, napsautukset ja monet muut.
3. Kuulostaa ilman tarkennettua sävelkorkeutta .

Sävellysten luomiseen käytetään vain musiikillisia ääniä, toisinaan melua.

ääniaallot

Tämä on äänen harvinaistumista ja tiivistymistä elastiseen tai ääntä johtavaan väliaineeseen. Kun mekaaninen kehon värähtelyä on tapahtunut, aalto poikkeaa ääntä johtavan väliaineen: ilman, veden, kaasun ja erilaisten nesteiden kautta. Levitys tapahtuu eri nopeudella, joka riippuu tietystä väliaineesta ja sen elastisuudesta. Ilmassa tämä ääniaallon indikaattori on 330-340 m / s, vedessä - 1450 m / s.

Ääniaalto on näkymätön, mutta ihmiselle kuuluva, koska se vaikuttaa hänen tärykalvoihinsa. Se tarvitsee väliaineen leviämiseen. Tutkijat ovat osoittaneet, että tyhjiössä, eli tilassa, jossa ei ole ilmaa, ääniaalto voi muodostua, mutta ei leviä.

Äänivastaanottimet

Tämä on niiden laitteiden nimi, jotka havaitsevat äänienergian, mittaavat ääniaallon ominaisuuksia (paine, intensiteetti, nopeus jne.) ja muuntavat sen toiseksi energiaksi. Äänen vastaanottamiseen eri ympäristöissä käytetään seuraavia:

• mikrofonit – ilmatilaan ;
• geofonit – maankuoren äänien havaitsemiseen;
• hydrofonit – vastaanottaa ääntä vedessä.

On luonnollisia äänivastaanottimia – ihmisten ja eläinten kuulolaitteita – ja teknisiä. Kun elastinen kappale värähtelee, syntyneet aallot saavuttavat kuuloelimiä jonkin ajan kuluttua. tärykalvo värisee taajuudella, joka vastaa äänilähteen taajuutta. Nämä vapinat välittyvät kuulohermoon, ja se lähettää impulsseja aivoihin jatkokäsittelyä varten. Näin ollen ihmisissä ja eläimissä esiintyy tiettyjä ääniaistimuksia.

Tekniset äänivastaanottimet muuttavat akustisen signaalin sähköiseksi. Tämän ansiosta ääni välittyy eri etäisyyksille, sitä voidaan tallentaa, vahvistaa, analysoida jne.

Äänen ominaisuudet ja ominaisuudet

Korkeus

Tämä on äänen ominaisuus, riippuen taajuudesta, jolla fyysinen keho värähtelee. Sen mittayksikkö on hertsi ( Hz ): jaksollisten äänivärähtelyjen määrä 1 sekunnissa. Värähtelytaajuudesta riippuen äänet erotetaan:

• matalataajuista – pienellä määrällä värähtelyjä (enintään 300 Hz );
• keski- -taajuus – äänet värähtelevät taajuudella 300-3,000 Hz ;
• korkean taajuuden – joiden värähtelyjen määrä ylittää 3,000 Hz .

Kesto

Tämän äänen ominaisuuden määrittämiseksi on tarpeen mitata ääntä lähettävän kehon värähtelyn kesto. Musiikin ääni kestää 0.015-0.02 s. jopa useita minuutteja. Pisin ääni syntyy urkupedaalista.

tilavuus

Toisella tavalla tätä ominaisuutta kutsutaan äänitehoksi, joka määräytyy värähtelyjen amplitudin mukaan: mitä suurempi se on, sitä kovempi ääni ja päinvastoin. Äänenvoimakkuus mitataan desibeleinä (dB). Musiikin teoriassa asteikkoa käytetään osoittamaan äänen voimakkuutta, jolla sävellys on toistettava:

• vahva;
• piano;
• mezzo forte;
• mezzo piano;
• fortissimo;
• pianissimo;
• forte-fortissimo;
• piano-pianissimo jne.

Toinen ominaisuus liittyy läheisesti musiikillisen käytännön äänen voimakkuuteen – dynamiikkaan. Dynaamisten sävyjen ansiosta voit antaa koostumukselle tietyn muodon.

Ne saavutetaan esiintyjän taidolla, huoneen akustisilla ominaisuuksilla ja soittimilla.

Muut ominaisuudet

Amplitudi

Tämä on ominaisuus, joka vaikuttaa äänen voimakkuuteen. Amplitudi on puolet maksimi- ja minimitiheysarvojen erotuksesta.

Spektrikoostumus

Spektri on ääniaallon jakautuma sisään taajuus m harmonisiin värähtelyihin. Ihmiskorva havaitsee äänen riippuen ääniaallon muodostavista taajuuksista. Ne määrittävät sävelkorkeuden: korkeat taajuudet antavat korkeita ääniä ja päinvastoin. Musiikkiäänellä on useita sävyjä:

1. Perustavaa laatua oleva – ääni, joka vastaa vähimmäistaajuutta tietylle äänelle asetetusta kokonaistaajuudesta.
2. Ylisävy on sävy, joka vastaa kaikkia muita taajuudet . On harmonisia ylisävyjä taajuudet jotka ovat perustaajuuden kerrannaisia.

Musiikin äänet, joilla on sama perusääni, eroavat toisistaan leima . Se määräytyy amplitudien ja taajuudet ylisävelistä, samoin kuin amplitudin kasvun äänen alussa ja lopussa.

Intensiteetti

Tämä on nimi energialle, jonka ääniaalto siirtää tietyn ajan minkä tahansa pinnan läpi. Toinen ominaisuus riippuu suoraan voimakkuudesta – äänenvoimakkuus. Sen määrää ääniaallon värähtelyn amplitudi. Mitä tulee ihmisen kuuloelinten havaitsemiseen, erotetaan kuulokynnys – ihmisen havainnointiin käytettävissä oleva vähimmäisintensiteetti. Rajaa, jonka ylittyessä korva ei pysty havaitsemaan ääniaallon voimakkuutta ilman kipua, kutsutaan kipukynnykseksi.

Riippuu myös äänen taajuudesta.

Sointi

Muuten sitä kutsutaan ääniväritykseksi. The leima siihen vaikuttavat useat tekijät: äänilähteen laite, materiaali, koko ja muoto. Sointi muutoksia erilaisten musiikkitehosteiden vuoksi. Musiikkikäytännössä tämä ominaisuus vaikuttaa teoksen ilmaisukykyyn. Sointi antaa melodialle ominaisen äänen.

Tietoja ei kuuluvista äänistä

Mitä tulee ihmisen korvan havaitsemiseen, ultraäänet (taajuudella yli 20,000 XNUMX Hz ) ja infraäänet (alle 16 kHz) erotetaan toisistaan. Niitä kutsutaan kuulumattomiksi, koska ihmisten kuuloelimet eivät havaitse niitä. Ultraäänet ja infraäänet kuuluvat joillekin eläimille; ne tallennetaan instrumenteilla.

Infraääniaallon ominaisuus on kyky kulkea eri väliaineen läpi, koska ilmakehä, vesi tai maankuori imevät sitä huonosti. Siksi se leviää pitkiä matkoja. Aaltojen lähteitä luonnossa ovat maanjäristykset, voimakkaat tuulet, tulivuorenpurkaukset. Tällaisia ​​aaltoja sieppaavien erikoislaitteiden ansiosta on mahdollista ennustaa tsunamin esiintyminen ja määrittää maanjäristyksen keskus. On myös ihmisen tekemiä infraäänen lähteitä: turbiinit, moottorit, maanalaiset ja maaperäiset räjähdykset, laukaukset.

Ultraääniaalloilla on ainutlaatuinen ominaisuus: ne muodostavat suunnattuja säteitä kuin valo. Ne johtavat hyvin nesteet ja kiinteät aineet, huonosti kaasut. Mitä suurempi taajuus ultraäänestä, sitä voimakkaammin se leviää. Luonnossa se esiintyy ukkosen aikana, vesiputouksen, sateen, tuulen äänessä.

Jotkut eläimet lisäävät sitä itsestään – lepakot, valaat, delfiinit ja jyrsijät.

Ääniä ihmisen elämässä

Ihmisen korva on erittäin herkkä tärykalvon elastisuuden vuoksi. Ihmisten kuuloaistin huippu osuu nuoriin vuosiin, jolloin tämä kuuloelimen ominaisuus ei ole vielä kadonnut ja henkilö kuulee ääniä taajuudella 20 kHz. Vanhemmalla iällä ihmiset, sukupuolesta riippumatta, näkevät ääniaallot huonommin: he kuulevat vain taajuuden, joka on enintään 12-14 kHz.

Mielenkiintoisia seikkoja

1. Jos ihmiskorvan havaitsemien taajuuksien yläraja on 20,000 XNUMX Hz , niin alempi on 16 Hz . Infraäänet, joissa taajuus on vähemmän kuin 16 Hz , sekä ultraäänet (yli 20,000 XNUMX Hz ), ihmisen kuuloelimet eivät havaitse.
2. WHO on vahvistanut, että ihminen voi turvallisesti kuunnella mitä tahansa ääntä enintään 85 dB:n äänenvoimakkuudella 8 tunnin ajan.
3. Ihmiskorvan äänen havaitsemiseksi on välttämätöntä, että se kestää vähintään 0.015 sekuntia.
4. Ultraääntä ei voi kuulla, mutta sen voi tuntea. Jos laitat kätesi nesteeseen, joka johtaa ultraääntä, tulee terävä kipu. Lisäksi ultraäänellä voidaan tuhota metallia, puhdistaa ilmaa ja tuhota eläviä soluja.

Tuotoksen sijaan

Ääni on minkä tahansa musiikkiteoksen perusta. Äänen ominaisuudet, sen ominaisuudet mahdollistavat erilaisia ​​sävellyksiä. Riippuen sävelkorkeudesta, kestosta, äänenvoimakkuudesta, amplitudista tai leima , kuuluu erilaisia ​​ääniä. Teosten luomiseen käytetään pääasiassa musiikillisia ääniä, joiden äänenkorkeus määräytyy.