Характеристики звуковых колебаний

Звуковые колебания характеризуются амплитудой и частотой. Амплитуда — наибольшая величина изменения звукового давления при сгущениях и разрежениях, частота — число полных колебаний в 1 с. Единицей ее измерения является герц  (Гц) — одно колебание в секунду.
Амплитуда звуковых колебаний определяет величину давления и силу (интенсивность) звучания. Чем больше амплитуда, тем больше звуковое давление и громче звук. Звуковое давление принято измерять в паскалях. Паскаль равен давлению, вызываемому силой 1 Н, равномерно распределенной по нормальной к ней поверхности площадью 1 м2. Звуковая волна несет определенную механическую энергию, измеряемую в джоулях (Дж). Например, на расстоянии 1 м при шепотной речи звуковое давление равно примерно 103 Па, при разговорной — около 105 Па, вблизи работающего авиационного мотора — 2 -107 Па.
Ухо человека имеет верхний и нижний пределы восприятия звукового давления. Нижний предел равен примерно 20 Па, что соответствует интенсивности звука Ю-12 Вт/м2, верхний — 5-107—1 • 108 Па, или 0,1 Вт/м2. Это наблюдается при больших амплитуде и звуковой энергии волны и вызывает неприятные ощущения и боль в ушах.
Источник колебательных движений может создавать звуковую волну (шум), поступающую в окружающую среду непрерывно (ткацкий станок) или периодически в виде импульсов (ручной пневматический инструмент). Шум, образующийся в первом случае, называется стабильным, во втором — импульсным, причем последний более опасен для организма человека.
Частота звуковых колебаний определяет высоту звучания и оказывает влияние на слуховое восприятие. Диапазон частот довольно большой — от единиц до многих тысяч герц. Звуки с частотой ниже 16 Гц называются инфразвуками, с частотой выше 20ООО Гц — ультразвуками. Верхняя граница воспринимаемых человеческим ухом частот имеет возрастную и индивидуальную чувствительность. Дети обычно слышат звуки в указанном диапазоне хорошо, у людей среднего возраста верхняя граница воспринимаемых частот находится на уровне 13—15 кГц, а у лиц пожилого возраста — на уровне 10 кГц и ниже.
Высота звучания в зависимости от частоты воспринимается следующим образом. При одной и той же силе звуки с частотой 300—400 Гц воспринимаются как басовые, 400—800 Гц — как баритональные, 1000 Гц — как теноровые.
С физиологической точки зрения при восприятии частотного состава звуков слух реагирует не на абсолютный, а на относительный прирост частот: увеличение частоты колебаний вдвое воспринимается как повышение тона (высоты) на определенную величину, называемую октавой. Октава — это диапазон частот, в котором верхняя граница больше нижней. Весь слышимый диапазон частот разбит на октавы со среднегеометрическими частотами — 16; 31,5; 63; 125; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 и 16 000 Гц. Среднегеометрические частоты занимают как бы промежуточное положение в октаве. Например, в октаве 40—80 Гц среднегеометрическая частота равна 63 Гц, в октаве 80—160 Гц — 125 Гц и т. д.
Распределение энергии по частотам входящих в шум звуков определяет спектральный состав шума. При этом звуковая энергия может оказаться почти равномерно распределенной в широкой полосе частот. В таких случаях шум называют широкополосным. Звуковая энергия может и неравномерно распределяться, заметно преобладая в области одной-двух октав. Тогда такой шум называют узкополосным, или тональным. Тональный шум оказывает более вредное действие.

Facebook Vk Ok Twitter LinkedIn Telegram Whatsapp Pocket

Похожие записи:

Жилые здания строят малоэтажные (2—3 этажа) и многоэтажные. Различают следующие виды этажей: ...
Полимерные материалы — это соединения, содержащие высокомолекулярные вещества (полимеры), м...
Большое разнообразие строительных материалов, применяемых в строительстве жилых и обществе...