ხმის წყაროები. ხმის ვიბრაციები

ადამიანი ცხოვრობს ბგერების სამყაროში. ადამიანისთვის ხმა ინფორმაციის წყაროა. ის ხალხს საფრთხის შესახებ აფრთხილებს. ხმა მუსიკის სახით, ჩიტების სიმღერა სიამოვნებას გვანიჭებს. გვიხარია სასიამოვნო ხმის მქონე ადამიანის მოსმენა. ხმები მნიშვნელოვანია არა მხოლოდ ადამიანებისთვის, არამედ ცხოველებისთვისაც, რისთვისაც კარგი ხმის აღბეჭდვა ეხმარება გადარჩენას.

ხმაარის მექანიკური ელასტიური ტალღები, რომლებიც ვრცელდება აირებში, სითხეებში, მყარ ნაწილებში, რომლებიც უხილავია, მაგრამ აღიქმება ადამიანის ყურით (ტალღა ზემოქმედებს ყურის ბარტყზე). ხმის ტალღა არის გრძივი შეკუმშვის და იშვიათი ტალღა.

ხმის გამომწვევი მიზეზი- სხეულების ვიბრაცია (რხევები), თუმცა ეს ვიბრაციები ხშირად უხილავია ჩვენი თვალისთვის.

ჩანგალი- ეს U- ფორმის ლითონის ფირფიტა, რომლის ბოლოები დარტყმის შემდეგ შეიძლება რხევა. გამოქვეყნდა ტინინგის ჩანგალიხმა ძალიან სუსტია და ისმის მხოლოდ მცირე მანძილზე. რეზონატორი- ხმის გაძლიერებას ემსახურება ხის ყუთი, რომელზედაც შესაძლებელია დამაგრება. ამ შემთხვევაში ხმის გამოსხივება ხდება არა მხოლოდ მარეგულირებელი ჩანგალიდან, არამედ რეზონატორის ზედაპირიდანაც. თუმცა რეზონატორზე მარეგულირებელი ჩანგლის ხმის ხანგრძლივობა ნაკლები იქნება, ვიდრე მის გარეშე.

თუ ვაკუუმს შევქმნით, შევძლებთ თუ არა ბგერების გარჩევას? რობერტ ბოილმა საათი მინის ჭურჭელში მოათავსა 1660 წელს. ჰაერი რომ ამოუშვა, ხმა არ გაუგია. ამას გამოცდილება ადასტურებს ხმის გასავრცელებლად საჭიროა საშუალება.

ხმა ასევე შეიძლება გავრცელდეს თხევად და მყარ გარემოში. წყლის ქვეშ აშკარად გესმით ქვების ზემოქმედება. დადეთ საათი ხის დაფის ერთ ბოლოზე. ყურის მეორე ბოლოში მიტანით, თქვენ ნათლად გესმით საათის ტიკტიკი.

ხმის წყარო აუცილებლად რხევადი სხეულია. მაგალითად, გიტარაზე სიმები ნორმალურ მდგომარეობაში არ ჟღერს, მაგრამ როგორც კი მას რხევას ვაკეთებთ, წარმოიქმნება ხმის ტალღა.

თუმცა, გამოცდილება აჩვენებს, რომ ყველა ვიბრაციული სხეული არ არის ხმის წყარო. მაგალითად, ძაფზე დაკიდებული წონა ხმას არ იღებს. ხმის წყაროები- ფიზიკური სხეულები, რომლებიც რხევიან, ე.ი. კანკალი ან ვიბრაცია 16-დან 20000-ჯერ წამში სიხშირით.ასეთ ტალღებს ე.წ ხმა.ვიბრაციული სხეული შეიძლება იყოს მყარი, როგორიცაა სიმები ან დედამიწის ქერქი, აირისებრი, როგორიცაა ჰაერის ჭავლი ჩასაბერ მუსიკალურ ინსტრუმენტებში, ან თხევადი, როგორიცაა ტალღები წყალზე.

რხევებს 16 ჰც-ზე ნაკლები სიხშირით უწოდებენ ინფრაბგერითი. 20000 ჰც-ზე მეტი სიხშირის რხევებს უწოდებენ ულტრაბგერა.

Ბგერითი ტალღა(ხმის ვიბრაცია) არის ნივთიერების (მაგალითად, ჰაერის) მოლეკულების მექანიკური ვიბრაციები, რომლებიც გადაცემულია სივრცეში. წარმოვიდგინოთ, როგორ ვრცელდება ხმის ტალღები სივრცეში. გარკვეული დარღვევების შედეგად (მაგალითად, დინამიკის კონუსის ან გიტარის სიმის ვიბრაციის შედეგად), რომელიც იწვევს ჰაერის მოძრაობას და ვიბრაციას სივრცის გარკვეულ წერტილში, ამ ადგილას ხდება წნევის ვარდნა, ვინაიდან ჰაერი იკუმშება მოძრაობის დროს, რის შედეგადაც ხდება ჭარბი წნევა, უბიძგებს ჰაერის მიმდებარე ფენებს. ეს ფენები შეკუმშულია, რაც თავის მხრივ კვლავ ქმნის ზედმეტ წნევას, რაც გავლენას ახდენს ჰაერის მეზობელ ფენებზე. ასე რომ, თითქოს ჯაჭვის გასწვრივ, სივრცეში საწყისი არეულობა გადაეცემა ერთი წერტილიდან მეორეზე. ეს პროცესი აღწერს სივრცეში ხმის ტალღის გავრცელების მექანიზმს. სხეულს, რომელიც ქმნის ჰაერის დარღვევას (ვიბრაციას) ეწოდება ხმის წყარო.

ყველა ჩვენგანისთვის ნაცნობი კონცეფცია ხმა"ნიშნავს მხოლოდ ხმოვანი ვიბრაციების ერთობლიობას, რომელსაც აღიქვამს ადამიანის სმენის აპარატი. თუ რომელ ვიბრაციას აღიქვამს ადამიანი და რომელს არა, მოგვიანებით ვისაუბრებთ.

ხმის მახასიათებლები.

ხმის ვიბრაცია, ისევე როგორც ზოგადად ყველა ვიბრაცია, როგორც ცნობილია ფიზიკიდან, ახასიათებს ამპლიტუდა (ინტენსივობა), სიხშირე და ფაზა.

ხმის ტალღას შეუძლია მრავალი დისტანციის გავლა. 10-15 კმ-ზე ისმის ქვემეხის სროლა, 2-3 კმ-ზე ცხენების კვნესა და ძაღლების ყეფა, ჩურჩული კი სულ რამდენიმე მეტრშია. ეს ხმები ჰაერში გადადის. მაგრამ არა მხოლოდ ჰაერი შეიძლება იყოს ხმის გამტარი.

ყურს ლიანდაგზე რომ მივაყენოთ, გაცილებით ადრე და უფრო დიდ მანძილზე გესმით მოახლოებული მატარებლის ხმაური. ეს ნიშნავს, რომ მეტალი ჰაერზე უფრო სწრაფად და უკეთ ატარებს ხმას. წყალი ასევე კარგად ატარებს ხმას. წყალში ჩაძირვისას ნათლად გესმით, როგორ ურტყამს ქვები ერთმანეთს, როგორ შრიალებენ კენჭები სერფინგის დროს.

წყლის თვისება - ხმის კარგად გატარება - ფართოდ გამოიყენება ომის დროს ზღვაზე დაზვერვისთვის, ასევე ზღვის სიღრმის გასაზომად.

ხმის ტალღების გავრცელების აუცილებელი პირობაა მატერიალური გარემოს არსებობა. ვაკუუმში ხმის ტალღები არ ვრცელდება, რადგან არ არსებობს ნაწილაკები, რომლებიც გადასცემენ ურთიერთქმედებას ვიბრაციის წყაროდან.

ამიტომ, მთვარეზე, ატმოსფეროს არარსებობის გამო, სრული სიჩუმე სუფევს. მის ზედაპირზე მეტეორიტის დაცემაც კი არ ისმის დამკვირვებლისთვის.

რაც შეეხება ხმის ტალღებს, ძალიან მნიშვნელოვანია აღინიშნოს ისეთი მახასიათებელი, როგორიცაა გავრცელების სიჩქარე.

ხმა ყოველ მედიაში სხვადასხვა სიჩქარით მოძრაობს.

ჰაერში ხმის სიჩქარე დაახლოებით 340 მ/წმ-ია.

წყალში ხმის სიჩქარეა 1500 მ/წმ.

ხმის სიჩქარე მეტალებში, ფოლადში არის 5000 მ/წმ.

თბილ ჰაერში ხმის სიჩქარე უფრო დიდია, ვიდრე ცივ ჰაერში, რაც იწვევს ხმის გავრცელების მიმართულების ცვლილებას.

სიმაღლე, ტონი და მოცულობა

ხმები განსხვავებულია. ბგერის დასახასიათებლად შემოტანილია სპეციალური რაოდენობები: ხმის სიძლიერე, სიმაღლე და ტემბრი.

ხმის სიძლიერე დამოკიდებულია რხევების ამპლიტუდაზე: რაც უფრო დიდია რხევების ამპლიტუდა, მით უფრო მაღალია ხმა. გარდა ამისა, ჩვენი ყურის მიერ ხმის სიძლიერის აღქმა დამოკიდებულია ხმის ტალღაში ვიბრაციის სიხშირეზე. უფრო მაღალი სიხშირის ტალღები აღიქმება უფრო ხმამაღლა.

ხმის მოცულობის ერთეულია 1 ბელი (ტელეფონის გამომგონებელი ალექსანდრე გრეჰემ ბელის პატივსაცემად). ხმის სიძლიერე არის 1 B, თუ მისი სიმძლავრე 10-ჯერ აღემატება მოსმენის ზღვარს.

პრაქტიკაში, ხმამაღალი ზომა იზომება დეციბელებში (dB).

1 dB = 0.1B. 10 დბ - ჩურჩული; 20–30 დბ - ხმაურის სტანდარტი საცხოვრებელ შენობებში;

50 დბ - საშუალო მოცულობის საუბარი;

70 დბ - საბეჭდი მანქანის ხმაური;

80 დბ - სატვირთო მანქანის ძრავის ხმაური;

120 დბ - სამუშაო ტრაქტორის ხმაური 1 მ მანძილზე

130 დბ - ტკივილის ბარიერი.

180 დბ-ზე მაღლა მყოფმა ხმამ შეიძლება გამოიწვიოს ყურის ფარდის გახეთქვაც კი.

ხმის სიხშირე კუთხის ტალღა განსაზღვრავს სიმაღლეს. რაც უფრო მაღალია ხმის წყაროს ვიბრაციის სიხშირე, მით უფრო მაღალია მის მიერ წარმოებული ხმა. ადამიანის ხმები იყოფა რამდენიმე დიაპაზონად მათი სიმაღლის მიხედვით.

ჟღერს განსხვავებული x წყაროები არის სხვადასხვა სიხშირის ჰარმონიული რხევების ერთობლიობა. ყველაზე კომპონენტიბოლო პერიოდს (ყველაზე დაბალი სიხშირე) ფუნდამენტურ ტონს უწოდებენ. დანარჩენი ხმის კომპონენტები ოვერტონებია. ამ კომპონენტების ნაკრები ქმნის ფერსku, ხმის ტემბრი. სხვადასხვა ადამიანების ხმებში ზემოქმედების მთლიანობა მაინც ცოტაა, მაგრამ განსხვავებული,ეს განსაზღვრავს ტონსხმა.

ლეგენდის თანახმად, პითაგო p ყველა ზედიზედ მოწყობილი მუსიკალური ხმები, მსხვრევაეს სერია ნაწილებად - ოქტავები, - და

ოქტავა - 12 ნაწილად (7 ძირითადიახალი და 5 ნახევარტონი). სულ 10 ოქტავაა, მუსიკალური ნაწარმოებების შესრულებისას ჩვეულებრივ გამოიყენება 7-8 ოქტავა. 3000 ჰც-ზე მეტი სიხშირის ხმები არ გამოიყენება მუსიკალურ ტონებად, ისინი ძალიან მკაცრი და გამჭოლია.

სანამ გაიგებთ რა არის ხმის წყაროები, დაფიქრდით რა არის ხმა? ჩვენ ვიცით, რომ სინათლე არის გამოსხივება. ობიექტებიდან ასახული ეს გამოსხივება ჩვენს თვალებში შედის და ჩვენ შეგვიძლია მისი დანახვა. გემო და სუნი სხეულის მცირე ნაწილაკებია, რომლებსაც ჩვენი შესაბამისი რეცეპტორები აღიქვამენ. როგორი ხმა აქვს ამ ცხოველს?

ხმები ჰაერში გადადის

თქვენ უნდა გესმოდეთ, როგორ უკრავს გიტარაზე. ალბათ თქვენ თვითონ იცით როგორ გააკეთოთ ეს. მნიშვნელოვანია, რომ სიმები გიტარაში სხვა ჟღერადობას გამოსცემდნენ, როდესაც ისინი აჭიმდნენ. Კარგი. მაგრამ გიტარის ვაკუუმში ჩასმა და სიმების მოჭიმვა რომ შეგეძლოთ, მაშინ ძალიან გაგიკვირდებათ, რომ გიტარა ხმას არ გამოსცემს.

ასეთი ექსპერიმენტები ტარდებოდა სხეულების მრავალფეროვნებით და შედეგი ყოველთვის ერთი და იგივე იყო - უჰაერო სივრცეში ხმა არ ისმოდა. აქედან გამომდინარეობს ლოგიკური დასკვნა, რომ ხმა ჰაერში გადადის. მაშასადამე, ხმა არის ის, რაც ემართება ჰაერის ნივთიერებების ნაწილაკებს და ხმის გამომმუშავებელ სხეულებს.

ხმის წყაროები - ვიბრაციული სხეულები

Უფრო. მრავალრიცხოვანი ექსპერიმენტების შედეგად შესაძლებელი გახდა იმის დადგენა, რომ ხმა წარმოიქმნება სხეულების ვიბრაციის გამო. ხმის წყაროები არის სხეულები, რომლებიც ვიბრირებენ. ეს ვიბრაციები გადაიცემა ჰაერის მოლეკულებით და ჩვენი ყური, ამ ვიბრაციების აღქმით, ჩვენთვის გასაგებ ბგერათ შეგრძნებებად განმარტავს.

ამის შემოწმება არ არის რთული. აიღეთ ჭიქა ან ბროლის ჭიქა და დადეთ მაგიდაზე. ლითონის კოვზით მსუბუქად შეეხეთ. თქვენ მოისმენთ გრძელი თხელი ხმას. ახლა ხელით შეეხეთ ჭიქას და ისევ შეეხეთ. ხმა შეიცვლება და გაცილებით მოკლე გახდება.

ახლა კი ნება მიეცით რამდენიმე ადამიანმა მოიხვიოს ხელები ჭიქის გარშემო, რაც შეიძლება სრულად, ფეხთან ერთად, რათა არ დატოვოს ერთი თავისუფალი ადგილი, გარდა კოვზით დარტყმის ძალიან მცირე ადგილისა. ისევ დაარტყი ჭიქას. ძლივს გაიგონებთ ხმას და ის, რაც იქნება, სუსტი და ძალიან მოკლე აღმოჩნდება. რას ამბობს?

პირველ შემთხვევაში, დარტყმის შემდეგ მინა თავისუფლად ირხევა, მისი ვიბრაციები ჰაერში გადადიოდა და ჩვენს ყურამდეც აღწევდა. მეორე შემთხვევაში ვიბრაციების უმეტესი ნაწილი ჩვენი ხელით შთანთქა და ხმა გაცილებით მოკლე გახდა, რადგან სხეულის ვიბრაცია შემცირდა. მესამე შემთხვევაში, სხეულის თითქმის ყველა ვიბრაცია მყისიერად შეიწოვება ყველა მონაწილის ხელით და სხეული თითქმის არ რხევა და შესაბამისად, თითქმის არ გამოდიოდა ხმა.

იგივე ეხება ყველა სხვა ექსპერიმენტს, რომლის მოფიქრება და განხორციელება შეგიძლიათ. სხეულების ვიბრაცია, რომელიც გადაეცემა ჰაერის მოლეკულებს, აღიქმება ჩვენი ყურებით და განიმარტება ტვინის მიერ.

სხვადასხვა სიხშირის ხმის ვიბრაცია

ასე რომ, ხმა არის ვიბრაცია. ხმის წყაროები ჰაერში ხმის ვიბრაციას გადასცემენ ჩვენამდე. მაშ, რატომ არ გვესმის ყველა ობიექტის ვიბრაცია? იმიტომ, რომ ვიბრაცია მოდის სხვადასხვა სიხშირეზე.

ადამიანის ყურის მიერ აღქმული ხმა არის ხმის ვიბრაცია, სიხშირით დაახლოებით 16 ჰც-დან 20 კჰც-მდე. ბავშვებს უფროსებთან შედარებით უფრო მაღალი სიხშირის ხმები ესმით და სხვადასხვა ცოცხალი არსების აღქმის დიაპაზონი ზოგადად ძალიან განსხვავდება.

ყურები ბუნებით ნაჩუქარი ძალზე ფაქიზი და ფაქიზი იარაღია, ამიტომ მასზე უნდა იზრუნოთ, რადგან ადამიანის ორგანიზმში შემცვლელი ან ანალოგი არ არსებობს.

ხმაროგორც გვახსოვს, არის დრეკადი გრძივი ტალღები. და ტალღები წარმოიქმნება რხევადი ობიექტების მიერ.

ხმის წყაროს მაგალითები: რხევადი სახაზავი, რომლის ერთი ბოლო დამაგრებულია, ვიბრაციული სიმები, სპიკერის მემბრანა.

მაგრამ რხევადი ობიექტები ყოველთვის არ წარმოქმნიან ყურისთვის გასაგონ ბგერას - თუ მათი რხევების სიხშირე 16 ჰც-ზე დაბალია, მაშინ ისინი წარმოქმნიან. ინფრაბგერითიდა თუ 20 kHz-ზე მეტია, მაშინ ულტრაბგერა.

ულტრაბგერა და ინფრაბგერა - ფიზიკის თვალსაზრისით, საშუალო ელასტიური ვიბრაციებია, როგორც ჩვეულებრივი ხმა, მაგრამ ყურს არ შეუძლია მათი აღქმა, რადგან ეს სიხშირეები ძალიან შორს არის ტიმპანური მემბრანის რეზონანსული სიხშირისგან (მემბრანა უბრალოდ ვერ ირხევა ასეთი სიხშირით).

მაღალი სიხშირის ხმები უფრო დახვეწილია, დაბალი სიხშირის ხმები უფრო ბასურად.

თუ რხევითი სისტემა ასრულებს იმავე სიხშირის ჰარმონიულ რხევებს, მაშინ მისი ბგერა ეწოდება სუფთა ტონი. როგორც წესი, ხმის წყაროები ასხივებენ ერთდროულად რამდენიმე სიხშირის ხმებს - მაშინ ყველაზე დაბალი სიხშირე ეწოდება მთავარი ტონი, და დანარჩენებს ეძახიან ოვერტონები. Overtones განსაზღვრავს ტემბრიჟღერადობა - სწორედ მათ გამო შეგვიძლია ადვილად განვასხვავოთ ფორტეპიანო ვიოლინოსგან, მაშინაც კი, როცა მათი ფუნდამენტური სიხშირე ერთნაირია.

მოცულობახმა არის სუბიექტური შეგრძნება, რომელიც საშუალებას გაძლევთ შეადაროთ ბგერები, როგორც "უფრო ხმამაღალი" და "ნაკლებად ხმამაღალი". ხმამაღალი მრავალ ფაქტორზეა დამოკიდებული - ეს არის სიხშირე, ხანგრძლივობა, მსმენელის ინდივიდუალურ მახასიათებლებზე. მაგრამ ყველაზე მეტად ეს დამოკიდებულია ხმის წნევაზე, რომელიც პირდაპირ კავშირშია იმ ობიექტის ვიბრაციის ამპლიტუდასთან, რომელიც ასხივებს ხმას.

ხმაურის საზომი ერთეული ეწოდება ოცნება.

პრაქტიკულ პრობლემებში ჩვეულებრივ გამოიყენება რაოდენობა, ე.წ მოცულობის დონეან ხმის წნევის დონე. ეს მნიშვნელობა იზომება თეთრი [B]ან უფრო ხშირად, დეციბელი [dB].

ეს მნიშვნელობა ლოგარითმულად დაკავშირებულია ხმის წნევასთან – ანუ წნევის 10-ჯერ მატება ზრდის მოცულობის დონეს 1 დბ-ით.

გაზეთის ფურცლის ხმა არის დაახლოებით 20 დბ, მაღვიძარა 80 დბ, თვითმფრინავის აფრენის ხმა 100-120 დბ (ტკივილის ზღვარზე).

ხმის (უფრო ზუსტად, ულტრაბგერითი) ერთ-ერთი უჩვეულო გამოყენებაა ექოლოკაცია. შეგიძლიათ გამოიღოთ ხმა და გაზომოთ დრო, რის შემდეგაც ექო მოვა. რაც უფრო დიდია მანძილი დაბრკოლებამდე, მით მეტია შეფერხება. როგორც წესი, მანძილების გაზომვის ეს მეთოდი გამოიყენება წყალქვეშ, მაგრამ ღამურები მას პირდაპირ ჰაერში იყენებენ.

ექოლოკაციის მანძილი განისაზღვრება შემდეგნაირად:

2r=vt, სადაც v არის ხმის სიჩქარე გარემოში, t არის დაყოვნების დრო ექომდე, r არის მანძილი დაბრკოლებამდე.

შეცვალეთ ეს გაკვეთილი ან/და დაამატეთ დავალება და მიიღეთ ფული მუდმივად* დაამატეთ თქვენი საკუთარი გაკვეთილი და/ან დავალებები და მიიღეთ ფული ყოველთვის

კითხვები.

1. გვიამბეთ 70-73 სურათებზე გამოსახული ექსპერიმენტების შესახებ. რა დასკვნა გამოდის მათგან?

პირველ ექსპერიმენტში (სურ. 70) ვიბრაციისას გამოსცემს ხმას ვიბრაციით დაჭერილი ლითონის სახაზავი.
მეორე ექსპერიმენტში (სურ. 71) შეიძლება დააკვირდეს სიმის ვიბრაციას, რომელიც ასევე გამოსცემს ხმას.
მესამე ექსპერიმენტში (სურ. 72) შეიმჩნევა მარეგულირებელი ჩანგლის ხმა.
მეოთხე ექსპერიმენტში (სურ. 73) ჭვარტლულ თეფშზე „ჩაიწერება“ მარეგულირებელი ჩანგლის ვიბრაციები. ყველა ეს ექსპერიმენტი აჩვენებს ბგერის წარმოშობის რხევად ხასიათს. ხმა მოდის ვიბრაციებიდან. მეოთხე ექსპერიმენტში ამის ვიზუალურად დაკვირვებაც შეიძლება. ნემსის წვერი ტოვებს კვალს სინუსოიდთან ახლოს. ამ შემთხვევაში ხმა არსაიდან არ ჩნდება, არამედ წარმოიქმნება ხმის წყაროებით: სახაზავი, სიმები, მარეგულირებელი ჩანგალი.

2. რა საერთო თვისება აქვს ყველა ხმის წყაროს?

ხმის ნებისმიერი წყარო ვალდებულია რხევა.

3. რა სიხშირეების მექანიკურ ვიბრაციას უწოდებენ ხმას და რატომ?

ხმის ვიბრაციას უწოდებენ მექანიკურ ვიბრაციას 16 ჰც-დან 20000 ჰც-მდე სიხშირით, რადგან. ამ სიხშირის დიაპაზონში მათ აღიქვამს ადამიანი.

4. რა ვიბრაციებს ეწოდება ულტრაბგერითი? ინფრაბგერითი?

20000 ჰც-ზე მეტი სიხშირის მქონე რხევებს ულტრაბგერითი ეწოდება, ხოლო 16 ჰც-ზე დაბალი სიხშირის მქონეებს ინფრაბგერითი.

5. გვიამბეთ ზღვის სიღრმის გაზომვის შესახებ ექოლოკაციის გამოყენებით.

Სავარჯიშოები.

1. გვესმის მფრინავი კოღოს ფრთების ქნევის ხმა. მაგრამ მფრინავი ჩიტი არა. რატომ?

კოღოს ფრთების რხევის სიხშირეა 600 ჰც (600 დარტყმა წამში), ბეღურას 13 ჰც, ადამიანის ყური კი ხმებს 16 ჰც-დან აღიქვამს.

ამ ვიდეო გაკვეთილის დახმარებით შეგიძლიათ ისწავლოთ თემა „ხმის წყაროები. ხმის ვიბრაციები. სიმაღლე, ტონი, მოცულობა. ამ გაკვეთილზე გაიგებთ რა არის ხმა. ჩვენ ასევე განვიხილავთ ხმის ვიბრაციის დიაპაზონს, რომელიც აღიქმება ადამიანის სმენით. მოდით განვსაზღვროთ რა შეიძლება იყოს ხმის წყარო და რა პირობებია საჭირო მისი წარმოქმნისთვის. ჩვენ ასევე შევისწავლით ხმის ისეთ მახასიათებლებს, როგორიცაა სიმაღლე, ტემბრი და ხმამაღალი.

გაკვეთილის თემა ეძღვნება ხმის წყაროებს, ბგერის ვიბრაციას. ასევე ვისაუბრებთ ხმის მახასიათებლებზე - სიმაღლეზე, მოცულობასა და ტემბრზე. სანამ ბგერაზე, ხმის ტალღებზე ვისაუბრებთ, გავიხსენოთ, რომ მექანიკური ტალღები ვრცელდება ელასტიურ გარემოში. გრძივი მექანიკური ტალღების ნაწილს, რომელსაც ადამიანის სმენის ორგანოები აღიქვამენ, ბგერა, ბგერითი ტალღები ეწოდება. ხმა არის მექანიკური ტალღები, რომლებიც აღიქმება ადამიანის სმენის ორგანოების მიერ, რაც იწვევს ხმის შეგრძნებებს. .

ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ადამიანის ყური, ადამიანის სმენის ორგანოები აღიქვამენ ვიბრაციას 16 ჰც-დან 20000 ჰც-მდე სიხშირით. სწორედ ამ დიაპაზონს ვუწოდებთ ხმის დიაპაზონს. რა თქმა უნდა, არის ტალღები, რომელთა სიხშირე 16 ჰც-ზე ნაკლებია (ინფრაბგერითი) და 20000 ჰც-ზე მეტი (ულტრაბგერა). მაგრამ ეს დიაპაზონი, ეს მონაკვეთები არ აღიქმება ადამიანის ყურით.

ბრინჯი. 1. ადამიანის ყურის სმენის დიაპაზონი

როგორც ვთქვით, ინფრაბგერითი და ულტრაბგერითი არეები არ აღიქმება ადამიანის სმენის ორგანოების მიერ. მიუხედავად იმისა, რომ მათი აღქმა შეიძლება, მაგალითად, ზოგიერთი ცხოველის, მწერების მიერ.

Რა ? ხმის წყარო შეიძლება იყოს ნებისმიერი სხეული, რომელიც რხევა ხმის სიხშირით (16-დან 20000 ჰც-მდე)

ბრინჯი. 2. მერყევი მმართველი, რომელიც დაჭერილია ვიწროში, შეიძლება იყოს ხმის წყარო

მოდით მივმართოთ გამოცდილებას და ვნახოთ, როგორ იქმნება ხმის ტალღა. ამისათვის ჩვენ გვჭირდება ლითონის სახაზავი, რომელსაც ვამაგრებთ ვიზაში. ახლა, სახაზავზე მოქმედებით, ჩვენ შეგვიძლია დავაკვირდეთ ვიბრაციას, მაგრამ ხმა არ გვესმის. და მაინც, მმართველის ირგვლივ იქმნება მექანიკური ტალღა. გაითვალისწინეთ, რომ როდესაც მმართველი ერთ მხარეს გადადის, აქ წარმოიქმნება საჰაერო ბეჭედი. მეორე მხარეს ასევე არის ბეჭედი. ამ ბეჭდებს შორის იქმნება ჰაერის ვაკუუმი. გრძივი ტალღა -ეს არის ხმის ტალღა, რომელიც შედგება ბეჭდებისა და ჰაერის გამონადენისგან. მმართველის ვიბრაციის სიხშირე ამ შემთხვევაში აუდიო სიხშირეზე ნაკლებია, ამიტომ ჩვენ არ გვესმის ეს ტალღა, ეს ხმა. გამოცდილებიდან გამომდინარე, რომელიც ჩვენ ახლახან დავაკვირდით, მე-18 საუკუნის ბოლოს შეიქმნა ინსტრუმენტი, სახელწოდებით tuning fork.

ბრინჯი. 3. გრძივი ბგერითი ტალღების გავრცელება მარეგულირებელი ჩანგალიდან

როგორც ვნახეთ, ხმა ჩნდება სხეულის ვიბრაციის შედეგად ხმის სიხშირით. ხმის ტალღები ვრცელდება ყველა მიმართულებით. ადამიანის სმენის აპარატსა და ხმის ტალღების წყაროს შორის უნდა იყოს საშუალო. ეს გარემო შეიძლება იყოს აირისებრი, თხევადი, მყარი, მაგრამ ეს უნდა იყოს ნაწილაკები, რომლებსაც შეუძლიათ ვიბრაციის გადაცემა. ხმის ტალღების გადაცემის პროცესი აუცილებლად უნდა მოხდეს იქ, სადაც არის მატერია. თუ არ არის ნივთიერება, ჩვენ არ გვესმის ხმა.

ხმის არსებობისთვის:

1. ხმის წყარო

2. ოთხშაბათი

3. სმენის აპარატი

4. სიხშირე 16-20000Hz

5. ინტენსივობა

ახლა მოდით გადავიდეთ ხმის მახასიათებლების განხილვაზე. პირველი არის მოედანი. ხმის სიმაღლე -მახასიათებელი, რომელიც განისაზღვრება რხევის სიხშირით. რაც უფრო მაღალია სხეულის სიხშირე, რომელიც წარმოქმნის ვიბრაციას, მით უფრო მაღალი იქნება ხმა. კვლავ მივუბრუნდეთ მმართველს, ვიწროში მოჭერილი. როგორც უკვე ვთქვით, ვიბრაციები ვნახეთ, მაგრამ ხმა არ გაგვიგია. თუ ახლა სახაზავის სიგრძე დაპატარავდება, მაშინ ჩვენ გავიგებთ ხმას, მაგრამ ვიბრაციების დანახვა გაცილებით რთული იქნება. შეხედე ხაზს. თუ ახლა მასზე ვიმოქმედებთ, ხმას არ გავიგებთ, მაგრამ ვიბრაციას ვაკვირდებით. თუ სახაზავს დავამოკლებთ, გარკვეული სიმაღლის ხმა გავიგებთ. შეგვიძლია სახაზავის სიგრძე კიდევ უფრო დავაკლოთ, შემდეგ გავიგოთ კიდევ უფრო მაღალი სიმაღლის (სიხშირის) ხმა. ჩვენ შეგვიძლია იგივე დავაკვირდეთ ტიუნინგის ჩანგლით. თუ ავიღებთ დიდ მარეგულირებელ ჩანგლს (მას ასევე უწოდებენ სადემონსტრაციო ჩანგალს) და დავარტყით ასეთი მარეგულირებელი ჩანგლის ფეხებს, შეგვიძლია დავაკვირდეთ რხევას, მაგრამ ხმა არ გავიგოთ. თუ ავიღებთ კიდევ ერთ მარეგულირებელ ჩანგლს, მაშინ მის დარტყმით გარკვეულ ხმას გავიგებთ. და შემდეგი ტინინგის ჩანგალი, ნამდვილი ტუნგი, რომელიც გამოიყენება მუსიკალური ინსტრუმენტების დასარეგულირებლად. ის გამოსცემს ხმას, რომელიც შეესაბამება ნოტა la-ს, ან, როგორც ამბობენ, 440 ჰც.

შემდეგი მახასიათებელი არის ხმის ტემბრი. ტემბრიხმის ფერი ეწოდება. როგორ შეიძლება ამ მახასიათებლის ილუსტრაცია? ტემბრი არის განსხვავება ორ იდენტურ ბგერას შორის, რომელსაც სხვადასხვა მუსიკალური ინსტრუმენტი უკრავს. თქვენ ყველამ იცით, რომ ჩვენ გვაქვს მხოლოდ შვიდი შენიშვნა. თუ ვიოლინოზე და ფორტეპიანოზე გადაღებული ერთი და იგივე ნოტა A გავიგეთ, მაშინ გამოვყოფთ მათ. მაშინვე შეგვიძლია გავიგოთ, რომელმა ინსტრუმენტმა შექმნა ეს ხმა. სწორედ ეს თვისება - ბგერის ფერი - ახასიათებს ტემბრს. უნდა ითქვას, რომ ტემბრი დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა ხმის ვიბრაცია ხდება რეპროდუცირებული, გარდა ფუნდამენტური ტონისა. ფაქტია, რომ თვითნებური ხმის ვიბრაცია საკმაოდ რთულია. ისინი შედგება ინდივიდუალური ვიბრაციების კომპლექტისაგან, ამბობენ ისინი ვიბრაციის სპექტრი. ეს არის დამატებითი ვიბრაციების (ოვერტონების) რეპროდუქცია, რომელიც ახასიათებს კონკრეტული ხმის ან ინსტრუმენტის ხმის სილამაზეს. ტემბრიბგერის ერთ-ერთი მთავარი და თვალშისაცემი გამოვლინებაა.

კიდევ ერთი თვისება არის მოცულობა. ხმის სიძლიერე დამოკიდებულია ვიბრაციის ამპლიტუდაზე. მოდით შევხედოთ და დავრწმუნდეთ, რომ ხმამაღალი ვიბრაციების ამპლიტუდასთან არის დაკავშირებული. მაშ ასე, ავიღოთ ტინინგის ჩანგალი. მოდი ასე მოვიქცეთ: თუ მოწესრიგების ჩანგალს სუსტად დაარტყამთ, მაშინ რხევის ამპლიტუდა იქნება მცირე და ხმა ჩუმი. თუ ახლა ტინინგს უფრო ძლიერად ურტყამს, მაშინ ხმა გაცილებით ძლიერია. ეს გამოწვეულია იმით, რომ რხევების ამპლიტუდა გაცილებით დიდი იქნება. ხმის აღქმა სუბიექტური რამ არის, ეს დამოკიდებულია იმაზე, თუ როგორია სმენის აპარატი, როგორია ადამიანის კეთილდღეობა.

დამატებითი ლიტერატურის სია:

ხმას იცნობ? // კვანტური. - 1992. - No 8. - C. 40-41. კიკოინი ა.კ. მუსიკალურ ბგერებზე და მათ წყაროებზე // კვანტი. - 1985. - No 9. - S. 26-28. ფიზიკის დაწყებითი სახელმძღვანელო. რედ. გ.ს. ლანდსბერგი. T. 3. - M., 1974 წ.