Минимуг-первый в мире реально используемый синтезатор.

The page of




Звук

Звук
Параметры звука

1.Итак, звук. Что же это такое с физической точки зрения? Ни в одном источнике точного определения звука найти не удаётся, поэтому позволю себе следующее утверждение: звук - продольные волны, частоты которых лежат в пределах от 20 Гц до 20 кГц. Важным дополнением является то, что звуковые волны распространяются только в каких-либо средах. То есть в вакууме они распространяться не будут. Волны эти возникают, когда в среде что-либо колеблется с частотой от 20 до 20000 Гц. Колебания с частотами в этих пределах называются, как известно, звуковыми. А тела, совершающие такие колебания, - источниками звука.

2.Соответственно, у звука есть параметры: высота тона, громкость и тембр. Каждый из них чем-то определяется с физической точки зрения.

Высота тона зависит от частоты колебаний, что, я думаю, известно всем и каждому из школьного курса физики. Частота измеряется в герцах. Герц - это фактически "раз в секунду" или 1/с.

Громкость зависит от амплитуды колебаний, что также слышал каждый из нас. Амплитуда измеряется в метрах. А громкость - в децибелах. Странно, не правда ли? Если мы заглянем в толковый словарик в поисках объяснения и найдём там "децибел", то там будет написано что-то вроде "децибел - одна десятая часть бела" А бел - это единица измерения десятичного логарифма двух одноимённых физических величин, согласно тому же словарю. Соответственно, бел - единица в большей степени арифметическая, чем физическая. И поэтому громкость с этой точки зрения представляется величиной больше теоретической, чем практической... Но всё же, что же это за одноимённые физические величины, десятичный логарифм которых и измеряется в белах? При расчёте условной громкости звука в качестве величин берут интенсивности звука. Не вдаваясь в подробности, эта величина более реальная и ощутимая, более "живая", чем громкость в непонятных децибелах… Но проблема заключается в том, что самая низкая интенсивность звука, воспринимаемая человеческим ухом, равняется 0.000000001 эрг/см2*с; а наивысшая (когда звука мы уже не слышим, но остаётся болевое ощущение)-10000 эрг/см2*с. Таким образом, эта величина довольно неудобна. Поэтому в целях большего удобства интенсивность данного звука делят на указанную мной наименьшую интенсивность и вычисляют из этого отношения логарифм по основанию 10, также называемый десятичным. А потом полученное число умножают на десять. К результату приписывают "дБ" (децибел) и называют этот результат громкостью данного звука. Если записать это в виде формулы, то запись будет выглядеть так: Громкость (не имеющая никаких особых прикреплённых латинских букв)=10*I/I0, где
I-интенсивность данного звука;
I0-наименьшая интенсивность звука, воспринимаемая ухом человека, равняющаяся 10-9 эрг/см2*с.
Согласно такой системе,

Шелест листьев имеет громкость 10 дБ;
Одиноко проезжающий автомобиль звучит с громкостью в 50 дБ;
Звук на шумном проспекте - 90дБ;
Самолёт - 100дБ;
Первая боль появляется при 120 дБ;
При 130дБ мы уже ничего не услышим;
А звуковая волна, создаваемая двигателем пассажирского реактивного самолёта, имеет условную громкость 140 дБ!
Это что касается децибелов. Но не разочаровывайтесь в школьном определении: так как интенсивность звука зависит от максимальной скорости частицы воздуха в процессе колебательного движения, а скорость эту частица приобретает, проходя точку равновесия, а при большей амплитуде частица имеет соответственно больший путь для разгона, громкость звука действительно прямо пропорциональна амплитуде. И так как кроме максимальной скорости частицы в формуле интенсивности задействованы лишь неизменная плотность воздуха и почти неизменная скорость звука, громкость действительно зависит лишь от амплитуды звуковых колебаний.

Ну и, наконец, тембр. Вот уж что-что, а такое пояснение, как "тембр определяется распределением энергии по обертонам", по-моему, всё же требует пояснения. Меня оно в своё время весьма и весьма заинтересовало… Итак, следует начать с того, что колебания делятся на гармонические и негармонические. Осциллограмма гармонического колебания представляет собой синусоиду. Стоит указать, что единственный применяемый к музыке инструмент, колеблющийся гармонически - это камертон. Все же остальные музыкальные инструменты колеблются не гармонически. Осциллограммы негармонических колебаний мало чем могут напомнить синусоиду. Согласно так называемой теореме Фурье, любое негармоническое колебание возможно записать в виде суммы множества гармонических колебаний. Все эти колебания вместе называются спектром колебания. При этом то из них, которое обладает наименьшей частотой, называется основным тоном, и именно оно определяет высоту тона звука. Остальные же называются как раз обертонами, и их частота обязательно кратна частоте основного тона. Но у разных инструментов отдельные обертона могут быть по-разному сдвинуты по фазе и иметь разную интенсивность, а, соответственно, и громкость. Это и отличает друг от друга звук разных музыкальных инструментов.

Наверное, в разговоре о "живом" звуке стоило сказать пару слов касательно того, что значит для каждого музыканта столь милое и приятное для слуха слово "аналог"… Ну, на самом деле, процесс аналоговой звукозаписи я, несколько, наверное, поторопившись, уже описал во вступлении. Потому что "аналоговая звукозапись" - это то же самое, что и "магнитная звукозапись". То есть всё, что можно отнести к аналоговой работе со звуком так или иначе связано с электрическим током. Вообще, значение слова "аналог" в вопросах звука я объясняю для себя так: в аналоговых процессах переменный электрический ток создаёт полный аналог живой звуковой волны. И звук ещё жив, вся работа обуславливается именно изменением физических параметров звуковой волны. В голове возникает некий образ "электрической жизни" звука, ведь все процессы в аналоге и вправду-живые… Но постараюсь не уходить далеко в лирику физики.
А при разговоре об аналоговом звуке стоит упомянуть о том, как мастера звукозаписи творили чудеса, создавая эффекты на основе лишь резисторов, транзисторов и радиоламп… Но так как описание виртуальных эффектов в последней части реферата я буду стараться смягчать описанием аналогового их исполнения, тему аналогового звука я на этом закрою.

Назад
На "оглавление" реферата.

Хостинг от uCoz