MOSKVA, 16. oktober – RIA Novosti, Olga Kolentsova. Vsi vedo, da ima vsaka hiša svojo slišnost. V nekaterih hišah ljudje sploh ne sumijo na obstoj hrupnega otroka in ogromnega pastirskega psa v sosednji hiši, v drugih pa lahko izsledite pot gibanja celo majhne mačke po stanovanju.

Zgodi se, da po dolgih mesecih prenove končno pogledate končano različico - in ste razočarani. Ker rezultat, dobljen v resničnem življenju, ni videti enak kot v projektu. Strokovnjaki za popravila so spletnemu mestu RIA Real Estate povedali, kako hitro in poceni spremeniti notranjost.

Zvočno valovanje je nihanje delcev, ki prenašajo energijo. To pomeni, da delci spreminjajo svoj položaj glede na ravnotežje, vibrirajo gor in dol ali levo in desno. V zraku so delci poleg tresljajev v nenehnem kaotičnem gibanju. Ko govorimo, povzročimo vibriranje molekul zraka z določeno frekvenco, ki jo zabeleži naš slušni organ. Zaradi naključnega gibanja molekule »izgubijo« frekvenco, znotraj katere so se prej gibale hitreje od svojih »kolegij« v trdnem telesu.

Kaj pa trdne snovi? Če s kladivom udarite po steni ali tleh hiše, bo zvočni val potoval skozi trdno strukturo in povzročil vibriranje atomov ali molekul, ki jo sestavljajo. Vendar je treba zapomniti, da so v trdnih snoveh delci "zapakirani" tesneje, saj se nahajajo bližje drug drugemu. In hitrost zvoka v gostih medijih je nekajkrat večja od hitrosti zvoka v zraku. Pri 25 stopinjah Celzija je njegova povprečna hitrost širjenja 346 metrov na sekundo. In v betonu ta vrednost doseže 4250-5250 metrov na sekundo. Razlika je več kot 12-krat! Ni presenetljivo, da se zvočni val lahko prenaša na velike razdalje v trdnih snoveh in ne v zraku.

Nihanja molekul zraka so precej šibka, zato jih lahko absorbira debela stena, na primer betonska. Seveda debelejši kot je, bolje izolira prebivalce stanovanja od spoznavanja skrivnosti svojih sosedov.

Če pa gibanje molekul zraka ustavi stena, potem bo zvok v njej hitel brez ovir. Nihanja molekul v trdnih snoveh so veliko bolj »energična«, zato zlahka prenašajo energijo na zrak. Recimo, da se je oseba v petem nadstropju odločila, da bo na steno pribila polico. Gibanje svedra povzroči vibriranje molekul, ki sestavljajo celotno trdno površino. Oseba sama sliši hrup v zraku in udarni hrup. Toda njegovi sosedje nekaj nadstropij zgoraj slišijo le udarni hrup, ki nastane kot posledica širjenja zvočnega valovanja vzdolž konstrukcije stavbe.

Recimo sosedje zgoraj teptajo, skačejo, tolčejo z žogami do polnoči, njihova velika mačka pa rada skoči s police v omari na tla tik nad vašo glavo. V tem primeru se ljudem običajno priporoča zvočna izolacija stropa. Najpogosteje pa ne pomaga ali pomaga zelo malo. Zakaj? Zvočni val ob udarcu preprosto potuje skozi material. Uspešno bo potekal ne samo na stropu, ampak tudi na stenah in celo na tleh. Zato je za učinkovit boj proti hrupu potrebno izolirati vse stene prostora. Seveda pa je gašenje zvočnega valovanja na samem začetku veliko enostavnejše in učinkovitejše. Navsezadnje v primeru požara v brisači, ki je bila neuspešno postavljena poleg gorilnika, brisačo takoj pogasimo in ne čakamo, da se vname vsa kuhinja. Zato je bolje takoj izbrati sosede od zgoraj z zvočno izoliranim podom. Ali pa boste med prenovo morali popolnoma izolirati spalnico.

Serije stanovanjskih stavb lahko razdelimo na opečne, blokovne in armiranobetonske. Toda najnovejše strukture, ki temeljijo na gradbeni tehnologiji, so razdeljene na panelne, monolitne in montažne monolitne.

Ko je panelna hiša zgrajena, se plošče izdelajo v tovarnah in dostavijo na gradbišče, kjer lahko delavci iz njih le sestavijo želeno konstrukcijo. Ob najmanjšem neskladju med ploščami se med stanovanji pojavijo vrzeli, skozi katere prehaja zvok. In debelina takšnih plošč je najpogosteje 10-12 centimetrov, zato te hiše veljajo za ene najslabših v smislu zvočne izolacije.

Za monolitne hiše je zgrajen ojačitveni okvir, beton pa se vlije v obliko, ki je že sestavljena s pomočjo trpežnih plošč. Debelina sten takšnih hiš je v povprečju 20-40 centimetrov, zato so pogovori sosedov praktično neslišni, vendar se udarni hrup zaradi njihove trdnosti zlahka širi po stropih.

Opečne hiše tradicionalno veljajo za najtišje in najtoplejše. Res je, da se prebivalci velikih mest lahko poslovijo od sanj o čistih opečnih hišah, saj delo na njihovi gradnji zahteva zelo veliko časa. Čeprav se za gradnjo monolitnih hiš včasih uporablja tudi opeka, ki z njo obloži zunanje stene in predelne stene. Toda to malo vpliva na splošno zvočno izolacijo, zato se vse monolitne hiše štejejo za precej hrupne.

»Zvočna izolacija je močno odvisna od materiala in tehnologije, ki absorbirajo zvoke. Na primer, v starih panelnih hišah, kjer sploh ni bilo zvočne izolacije, so na steno pogosto obešali tepihe in jih polagali. na tleh Dandanes je manj potrebe po tem in preproge so šle iz mode, saj veliko zbirajo prah. gradbena podjetja za dodajanje aditivov za absorpcijo zvoka v beton,« pravi Ivan Zavyalov, raziskovalec na oddelku za uporabne znanosti MIPT.

Sodobne zgradbe so daleč od idealov zvočne izolacije. Da bi bili popolnoma prepričani v 24-urni mir in ne bi bili odvisni od hobijev svojih sosedov, je morda edina stvar, ki jo morate storiti, nakup zasebne hiše.

Osnovne zakonitosti širjenja zvoka vključujejo zakone njegovega odboja in loma na mejah različnih medijev, pa tudi uklon zvoka in njegovo sipanje ob prisotnosti ovir in nehomogenosti v mediju in na mejah med mediji.

Na obseg širjenja zvoka vpliva faktor absorpcije zvoka, to je nepovraten prehod energije zvočnega valovanja v druge vrste energije, zlasti v toploto. Pomemben dejavnik je tudi smer sevanja in hitrost širjenja zvoka, ki je odvisna od medija in njegovega specifičnega stanja.

Iz vira zvoka se zvočni valovi širijo v vse smeri. Če gre zvočni val skozi relativno majhno luknjo, se širi v vse smeri in ne potuje v usmerjenem žarku. Na primer, ulični zvoki, ki prodirajo skozi odprto okno v sobo, se slišijo na vseh točkah in ne samo nasproti okna.

Narava širjenja zvočnih valov v bližini ovire je odvisna od razmerja med velikostjo ovire in valovno dolžino. Če je velikost ovire majhna v primerjavi z valovno dolžino, potem val teče okoli te ovire in se širi v vse smeri.

Zvočni valovi, ki prodirajo iz enega medija v drugega, odstopajo od prvotne smeri, to pomeni, da se lomijo. Lomni kot je lahko večji ali manjši od vpadnega kota. Odvisno od tega, v kateri medij zvok prodre. Če je hitrost zvoka v drugem mediju večja, bo lomni kot večji od vpadnega kota in obratno.

Ko se na svoji poti srečajo z oviro, se zvočni valovi odbijajo od nje po strogo določenem pravilu - odbojni kot je enak vpadnemu kotu - s tem je povezan koncept odmeva. Če se zvok odbija od več površin na različnih razdaljah, pride do več odmevov.

Zvok se širi v obliki divergentnega sferičnega valovanja, ki zapolnjuje vse večji volumen. Z večanjem razdalje oslabijo tresljaji delcev medija in zvok se razprši. Znano je, da mora biti zvok koncentriran v določeni smeri, če želimo povečati obseg prenosa. Kadar želimo, na primer, biti slišani, položimo dlani k ustom ali uporabimo megafon.

Difrakcija, to je upogibanje zvočnih žarkov, ima velik vpliv na obseg širjenja zvoka. Bolj ko je medij heterogen, bolj je zvočni žarek ukrivljen in posledično krajši je obseg širjenja zvoka.

Širjenje zvoka

Zvočni valovi lahko potujejo v zraku, plinih, tekočinah in trdnih snoveh. V brezzračnem prostoru valovi ne nastajajo. To je enostavno preveriti iz preprostih izkušenj. Če električni zvonec postavimo pod neprodušno zaprt pokrov, iz katerega je izpuščen zrak, ne bomo slišali nobenega zvoka. Toda takoj, ko je pokrovček napolnjen z zrakom, se pojavi zvok.

Hitrost širjenja nihajnih gibanj od delca do delca je odvisna od medija. V starih časih so bojevniki naslanjali ušesa na tla in tako zaznali sovražnikovo konjenico veliko prej, kot se je pojavila na očeh. In slavni znanstvenik Leonardo da Vinci je v 15. stoletju zapisal: »Če na morju spustiš luknjo cevi v vodo in drugi konec prisloniš k ušesu, boš zelo slišal hrup ladij. daleč od tebe."

Hitrost zvoka v zraku je v 17. stoletju prvič izmerila milanska akademija znanosti. Na enem od hribov so postavili top, na drugem pa opazovalnico. Čas je bil zabeležen tako v trenutku strela (z bliskavico) kot v trenutku sprejema zvoka. Glede na razdaljo med točko opazovanja in pištolo ter čas nastanka signala hitrosti širjenja zvoka ni bilo več težko izračunati. Izkazalo se je, da je enako 330 metrov na sekundo.

Hitrost zvoka v vodi je bila prvič izmerjena leta 1827 na Ženevskem jezeru. Čolna sta bila drug od drugega oddaljena 13.847 metrov. Na prvi je bil pod dnom obešen zvon, na drugi pa je bil v vodo spuščen preprost hidrofon (rog). Na prvem čolnu so sočasno z udarcem v zvon zažgali smodnik, na drugem pa je opazovalec v trenutku bliska zagnal štoparico in začel čakati na zvočni signal zvona. Izkazalo se je, da zvok v vodi potuje več kot 4-krat hitreje kot v zraku, tj. s hitrostjo 1450 metrov na sekundo.

Hitrost zvoka

Večja kot je elastičnost medija, večja je hitrost: v gumi 50, v zraku 330, v vodi 1450 in v jeklu - 5000 metrov na sekundo. Če bi mi, ki smo bili v Moskvi, lahko kričali tako glasno, da bi zvok dosegel Sankt Peterburg, bi nas tam slišali šele po pol ure, in če bi se zvok širil na enako razdaljo v jeklu, bi bil sprejet v dveh minutah.

Na hitrost širjenja zvoka vpliva stanje istega medija. Ko rečemo, da zvok v vodi potuje s hitrostjo 1450 metrov na sekundo, to ne pomeni, da v kakršni koli vodi in pod kakršnimi koli pogoji. Z naraščanjem temperature in slanosti vode, pa tudi z večanjem globine in s tem hidrostatičnega tlaka se hitrost zvoka povečuje. Ali pa vzemimo jeklo. Tudi tu je hitrost zvoka odvisna tako od temperature kot od kvalitativne sestave jekla: več ogljika vsebuje, trše je in hitreje potuje zvok v njem.

Ko na svoji poti naletijo na oviro, se zvočni valovi od nje odbijajo po strogo določenem pravilu: odbojni kot je enak vpadnemu kotu. Zvočni valovi, ki prihajajo iz zraka, se bodo skoraj v celoti odbijali navzgor od vodne površine, zvočni valovi, ki prihajajo iz vira, ki se nahaja v vodi, pa se bodo odbijali od nje navzdol.

Zvočni valovi, ki prodirajo iz enega medija v drugega, odstopajo od svojega prvotnega položaja, tj. lomljena. Lomni kot je lahko večji ali manjši od vpadnega kota. Odvisno od tega, v kakšen medij zvok prodre. Če je hitrost zvoka v drugem mediju večja kot v prvem, bo lomni kot večji od vpadnega kota in obratno.

V zraku se zvočno valovanje širi v obliki divergentnega sferičnega valovanja, ki zapolnjuje vedno večji prostor, saj se nihanja delcev, ki jih povzročajo viri zvoka, prenašajo na zračno maso. Ko pa se razdalja povečuje, vibracije delcev oslabijo. Znano je, da mora biti zvok koncentriran v določeni smeri, če želimo povečati obseg prenosa. Kadar želimo biti bolje slišani, položimo dlani na usta ali uporabimo megafon. V tem primeru bo zvok manj oslabljen, zvočni valovi pa bodo potovali dlje.

Ko se debelina stene poveča, se zvočna lokacija na nizkih srednjih frekvencah poveča, vendar se "zahrbtna" naključna resonanca, ki povzroči zadušitev zvočne lokacije, začne manifestirati na nižjih frekvencah in pokriva širše območje.

Če zvočni val na svoji poti ne naleti na ovire, se enakomerno širi v vse smeri. Toda vsaka ovira zanjo ne postane ovira.

Ko na svoji poti naleti na oviro, se lahko zvok okoli nje upogne, odbije, lomi ali absorbira.

Difrakcija zvoka

S človekom, ki stoji za vogalom stavbe, za drevesom ali za ograjo, se lahko pogovarjamo, čeprav ga ne vidimo. Slišimo ga, ker se zvok lahko upogiba okoli teh predmetov in prodre v območje za njimi.

Sposobnost vala, da se upogne okoli ovire, se imenuje uklon .

Do difrakcije pride, ko valovna dolžina zvoka preseže velikost ovire. Nizkofrekvenčni zvočni valovi so precej dolgi. Na primer, pri frekvenci 100 Hz je enaka 3,37 m. Ko se frekvenca zmanjša, postane dolžina še večja. Zato se zvočni val zlahka upogne okoli z njim primerljivih predmetov. Drevesa v parku prav nič ne motijo ​​našega sluha za zvok, saj so premeri njihovih debel veliko manjši od dolžine zvočnega vala.

Zahvaljujoč difrakciji zvočni valovi prodrejo skozi razpoke in luknje v oviri ter se širijo za njimi.

Na pot zvočnega vala postavimo ploski zaslon z luknjo.

V primeru, ko valovna dolžina zvoka ƛ veliko večji od premera luknje D , ali pa so te vrednosti približno enake, potem bo za luknjo zvok dosegel vse točke v območju, ki je za zaslonom (območje zvočne sence). Sprednji del odhajajočega vala bo videti kot polobla.

če ƛ je le malo manjši od premera reže, potem se glavni del vala širi naravnost, majhen del pa rahlo odstopa vstran. In v primeru, ko ƛ veliko manj D , bo celoten val šel v smeri naprej.

Odboj zvoka

Če zvočni val zadene vmesnik med dvema medijema, so možne različne možnosti za njegovo nadaljnje širjenje. Zvok se lahko odbije od vmesnika, lahko se premakne na drug medij, ne da bi spremenil smer, ali pa se lahko lomi, to je premikanje, spreminjanje njegove smeri.

Recimo, da se na poti zvočnega vala pojavi ovira, katere velikost je veliko večja od valovne dolžine, na primer strma pečina. Kako se bo obnašal zvok? Ker te ovire ne more obiti, se od nje odbije. Za oviro je območje akustične sence .

Zvok, ki se odbija od ovire, se imenuje odmev .

Narava odboja zvočnega valovanja je lahko drugačna. Odvisno je od oblike odsevne površine.

Odsev imenovana sprememba smeri zvočnega valovanja na meji med dvema različnima medijema. Ko se val odbije, se vrne v medij, iz katerega je prišel.

Če je površina ravna, se zvok od nje odbije tako, kot se žarek svetlobe odbije v ogledalu.

Zvočni žarki, ki se odbijajo od konkavne površine, se fokusirajo v eno točko.

Konveksna površina razprši zvok.

Učinek razpršenosti dajejo konveksni stebri, velike letve, lestenci itd.

Zvok ne prehaja iz enega medija v drugega, ampak se od njega odbija, če se gostote medijev bistveno razlikujejo. Tako zvok, ki se pojavi v vodi, ne prehaja v zrak. Ko se odbije od vmesnika, ostane v vodi. Oseba, ki stoji na bregu reke, ne bo slišala tega zvoka. To je razloženo z veliko razliko v valovnih impedancah vode in zraka. V akustiki je valovna impedanca enaka produktu gostote medija in hitrosti zvoka v njem. Ker je valovni upor plinov bistveno manjši od valovnega upora tekočin in trdnih snovi, ko zvočni val zadene mejo zraka in vode, se odbije.

Ribe v vodi ne slišijo zvoka, ki se pojavlja nad gladino vode, vendar pa lahko jasno razločijo zvok, katerega vir je telo, ki vibrira v vodi.

Lom zvoka

Spreminjanje smeri širjenja zvoka se imenuje lomnost . Do tega pojava pride, ko se zvok premika iz enega medija v drugega, njegova hitrost širjenja v teh okoljih pa je različna.

Razmerje med sinusom vpadnega kota in sinusom odbojnega kota je enako razmerju hitrosti širjenja zvoka v mediju.

kje i – vpadni kot,

r – odbojni kot,

v 1 – hitrost širjenja zvoka v prvem mediju,

v 2 – hitrost širjenja zvoka v drugem mediju,

n – lomni količnik.

Lom zvoka se imenuje lomnost .

Če zvočni val ne pade pravokotno na površino, ampak pod kotom, ki ni 90°, bo lomljeni val odstopal od smeri vpadnega vala.

Loma zvoka lahko opazimo ne le na meji med mediji. Zvočni valovi lahko spreminjajo svojo smer v heterogenem mediju - atmosferi, oceanu.

V ozračju lom povzročajo spremembe temperature zraka, hitrosti in smeri gibanja zračnih mas. In v oceanu se pojavi zaradi heterogenosti lastnosti vode - različnega hidrostatičnega tlaka na različnih globinah, različnih temperatur in različne slanosti.

Absorpcija zvoka

Ko zvočni val naleti na površino, se del njegove energije absorbira. In koliko energije lahko medij absorbira, lahko določimo s poznavanjem koeficienta absorpcije zvoka. Ta koeficient kaže, koliko energije zvočnih tresljajev absorbira 1 m2 ovire. Ima vrednost od 0 do 1.

Enota za merjenje absorpcije zvoka se imenuje sabin . Ime je dobil po ameriškem fiziku Wallace Clement Sabin, ustanovitelj arhitekturne akustike. 1 sabin je energija, ki jo absorbira 1 m 2 površine, katere absorpcijski koeficient je 1. To pomeni, da mora taka površina absorbirati absolutno vso energijo zvočnega valovanja.

Odmev

Wallace Sabin

Lastnost materialov, da absorbirajo zvok, se pogosto uporablja v arhitekturi. Med preučevanjem akustike predavalnice, ki je del muzeja Fogg, je Wallace Clement Sabin ugotovil, da obstaja povezava med velikostjo dvorane, akustičnimi pogoji, vrsto in površino materialov, ki absorbirajo zvok, in čas odmeva .

Odmev imenujemo proces odboja zvočnega valovanja od ovir in njegovega postopnega slabljenja po izklopu vira zvoka. V zaprtem prostoru se lahko zvok večkrat odbija od sten in predmetov. Posledično se pojavijo različni odmevni signali, od katerih vsak zveni kot ločeno. Ta učinek se imenuje učinek odmeva .

Najpomembnejša lastnost sobe je čas odmeva , ki ga je Sabin vnesel in izračunal.

kje V - prostornina prostora,

A – splošna absorpcija zvoka.

kje a i – koeficient absorpcije zvoka materiala,

S i - površina vsake površine.

Če je čas odmevanja dolg, se zdi, da zvoki "tavajo" po dvorani. Med seboj se prekrivajo, zadušijo glavni vir zvoka in dvorana postane odmevna. Zaradi kratkega odmevnega časa stene hitro absorbirajo zvoke in postanejo dolgočasni. Zato mora imeti vsaka soba svoj natančen izračun.

Na podlagi svojih izračunov je Sabin razporedil materiale, ki absorbirajo zvok, tako, da je bil "učinek odmeva" zmanjšan. In Bostonska simfonična dvorana, pri ustvarjanju katere je bil akustični svetovalec, še vedno velja za eno najboljših dvoran na svetu.

Ko se zvočni valovi širijo skozi medij, oslabijo. Amplituda nihanja delcev medija postopoma upada z večanjem oddaljenosti od vira zvoka. Eden glavnih razlogov za slabljenje valov je delovanje sil notranjega trenja na delce medija. Za premagovanje teh sil se nenehno uporablja mehanska energija nihajnega gibanja, ki jo prenaša valovanje. Ta energija se spremeni v energijo kaotičnega toplotnega gibanja molekul in atomov okolja. Ker je energija valovanja sorazmerna s kvadratom amplitude nihanja, se pri širjenju valov od vira zvoka skupaj z zmanjšanjem zaloge energije nihajnega gibanja zmanjša tudi amplituda nihanja.

Na širjenje zvokov v ozračju vpliva veliko dejavnikov: temperatura na različnih nadmorskih višinah, zračni tokovi. Odmev je zvok, ki se odbija od površine. Zvočni valovi se lahko odbijajo od trdnih površin, od plasti zraka, v katerih je temperatura drugačna od temperature sosednjih plasti.

intenzivnost različnih naravnih in umetnih zvokov

Vzdolžni in prečni valovi

Vsako valovanje se širi z določeno hitrostjo, hitrost širjenja valov je hitrost širjenja motnje. Hitrost širjenja valov določajo lastnosti medija, v katerem se širijo.

Hitrost širjenja vzdolžnih valov v trdnih telesih je večja od hitrosti širjenja prečnih valov. Ta okoliščina se uporablja za določitev razdalje od vira potresa do seizmične postaje. Najprej se na postaji zabeleži vzdolžni val, čez nekaj časa pa prečni val, ki se pojavi med potresom hkrati z vzdolžnim. Če poznamo hitrosti vzdolžnih in prečnih valov v zemeljski skorji ter čas zakasnitve prečnega vala, je mogoče določiti razdaljo do vira potresa. Poleg teh valov se širi tudi površinsko valovanje, njegova hitrost je manjša, vendar nosi največjo energijo.

SFERIČNO VALOVANJE - val, ki radialno divergira od določene točke (izvira) ali konvergira proti njej (proti odtoku) in ima sferične valovne fronte (površine enakih faz).

Intenzivnost inkakovost zvoka prika

Intenzivnost zvoka jakost zvoka, časovno povprečna energija, ki jo zvočni val prenese skozi enoto površine pravokotno na smer širjenja valovanja na časovno enoto. Pri periodičnem zvoku se povprečje izvaja bodisi v časovnem obdobju, ki je veliko v primerjavi z obdobjem, bodisi v celem številu obdobij.

tember

zvok (francoščina) tember- "zvonec", "oznaka", "razpoznavni znak") - koloristično (pretonsko) barvanje zvoka; ena od specifičnih značilnosti glasbenega zvoka (skupaj z njegovo višino, jakostjo in trajanjem).

Po tembrih razlikujejo (razlikujejo drug od drugega) zvoke enake višine in glasnosti, ki pa se izvajajo na različnih instrumentih, z različnimi glasovi ali na istem instrumentu, vendar na različne načine, poteze itd.

Zvok določenega glasbila določajo material, oblika, zasnova in vibracijski pogoji njegovega vibratorja, različne lastnosti njegovega resonatorja, pa tudi akustika prostora, v katerem instrument zveni. Pri oblikovanju tembra posameznega zvoka so ključni njegovi prizvoki in njihovo razmerje v višini in glasnosti, prizvoki hrupa, parametri atake (začetni impulz produkcije zvoka), formanti, karakteristike vibrata in drugi dejavniki.

Pri zaznavanju tembrov se običajno pojavijo različne asociacije: tembralna specifičnost zvoka se primerja z organoleptičnimi občutki določenih predmetov in pojavov, na primer zvoki se imenujejo svetlo, sijoče, mat, toplo, hladno,globoko, poln, ostro, nasičen, sočno, kovina, steklo; Uporabljene so tudi dejanske slušne definicije (npr. izraženo, gluh, hrupno).

Znanstveno utemeljena tipologija tembra še ni bila razvita. Ugotovljeno je bilo, da ima tembrski sluh consko naravo.

Zvok se uporablja kot pomembno sredstvo glasbene izraznosti: s pomočjo zvena lahko poudarimo eno ali drugo sestavino glasbene celote, okrepimo ali oslabimo kontraste; spreminjanje tembrov je eden od elementov glasbene dramaturgije.

V glasbi 20. stoletja se je pojavila težnja po krepitvi in ​​poudarjanju tembrske plati zvoka (paralelizmi, grozdi) s sredstvi harmonije in teksture. Posebna področja za uporabo umetniških lastnosti in izraznih zmožnosti tembralne palete so sonorika in spektralna glasba.

Odmev

Odmev je proces postopnega zmanjševanja jakosti zvoka, ko se ta vedno znova odbija.

Odmev predstavlja zvočno valovanje, ki se odbija od ovire. Pojav odmeva je sestavljen iz superpozicije različnih odmevnih signalov iz enega vira zvoka. Učinek odmeva lahko opazimo v zaprtih prostorih po izklopu vira zvoka. Umetniški in estetski vtis, ki ga ustvarja odmev, je odvisen od konteksta zvočnega dela in se določa v višjih predelih možganov. Značilno je, da predolgo trajanje odmeva povzroči neprijeten bučen zvok in »praznino« prostora, premajhno trajanje pa vodi do ostrega, pretrganega zvoka brez glasbenega »bogastva«. Umetno ustvarjen odmev, v določenih mejah, pomaga izboljšati kakovost zvoka, ustvarja občutek prijetne "resonance" v prostoru.

Pri snemanju govora, petja, glasbe in ustvarjanju različnih šumnih efektov je uporaba umetnega odmevanja sestavni del celotne obdelave zvočnega signala. Tovrstno obdelavo določajo tako tehnični pogoji snemanja kot tudi umetniški in estetski cilji. Z odmevanjem izboljšamo in poudarimo umetniško izraznost govora, petja in zvoka posameznih glasbil. Tako na primer pri snemanju glasbenih programov v prostoru z nezadovoljivo akustiko ali majhno glasnostjo za dano sestavo nastopajočih običajno ni mogoče doseči potrebnega razmerja med glasnostjo in čistostjo zvoka. V tem primeru uporaba umetnega odmeva omogoča izboljšanje kakovosti zvoka glasbenega programa. Prav tako odmev pomaga ustvariti potrebno akustično obarvanost glasu ali inštrumenta pri snemanju pevca ali solo inštrumenta, ko se ta »utopi« v zvoku spremljevalne zasedbe.

Z odmevanjem lahko ustvarite učinek približevanja ali oddaljevanja vira zvoka. Da bi to naredili, se stopnja odmeva postopoma spreminja, kar ustvarja iluzijo spremembe akustičnega razmerja in s tem vtis spremembe zvočne ravnine. Pri sinhronizaciji videa ali zvočnega oblikovanja za predstavitev je pogosto treba poudariti akustično okolje posamezne scene. Za to se uporablja tudi učinek odmeva.

Učinek odmeva ne more služiti samo kot zunanji dizajn, ampak se lahko uporablja tudi kot sredstvo za izboljšanje dramatičnega dogajanja. Znano je na primer, kakšen učinek povzroči šepet, posnet z dolgim ​​odmevnim časom. Pomembno si je tudi zapomniti, da je pri predvajanju glasbe, posnete z odmevanjem, razumljivost govora jasnejša kot pri prekrivanju glasbe, posnete brez odmevanja. Vendar se izogibajte uporabi premočnega odmeva, saj lahko to vpliva na jasnost zvoka.

Ta lekcija pokriva temo "Zvočni valovi". V tej lekciji bomo nadaljevali s študijem akustike. Najprej ponovimo definicijo zvočnih valov, nato razmislimo o njihovih frekvenčnih območjih in se seznanimo s pojmom ultrazvočno in infrazvočno valovanje. Pogovarjali se bomo tudi o lastnostih zvočnega valovanja v različnih medijih in izvedeli, kakšne so njihove značilnosti. .

Zvočni valovi – to so mehanske vibracije, ki jih oseba zaznava, ko se širijo in komunicirajo z organom sluha (slika 1).

riž. 1. Zvočni val

Veja fizike, ki se ukvarja s temi valovi, se imenuje akustika. Poklic ljudi, ki jih popularno imenujemo »poslušalci«, je akustik. Zvočno valovanje je valovanje, ki se širi v elastičnem mediju, je longitudinalno valovanje, pri širjenju v elastičnem mediju pa se izmenjujeta stiskanje in razelektritev. Sčasoma se prenaša na daljavo (slika 2).

riž. 2. Širjenje zvočnih valov

Zvočni valovi vključujejo vibracije, ki se pojavljajo s frekvenco od 20 do 20.000 Hz. Za te frekvence sta ustrezni valovni dolžini 17 m (za 20 Hz) in 17 mm (za 20.000 Hz). Ta obseg se bo imenoval zvočni zvok. Te valovne dolžine so podane za zrak, v katerem je hitrost zvoka enaka .

Obstajajo tudi razponi, s katerimi se ukvarjajo akustiki - infrazvočni in ultrazvočni. Infrazvočni so tisti, ki imajo frekvenco manjšo od 20 Hz. In ultrazvočni so tisti, ki imajo frekvenco večjo od 20.000 Hz (slika 3).

riž. 3. Razponi zvočnih valov

Vsak izobražen človek bi moral poznati frekvenčno območje zvočnih valov in vedeti, da če gre na ultrazvok, bo slika na računalniškem zaslonu sestavljena s frekvenco več kot 20.000 Hz.

Ultrazvok – To so mehanska valovanja, podobna zvočnim, vendar s frekvenco od 20 kHz do milijarde hercev.

Imenujejo se valovi s frekvenco več kot milijardo hercev hiperzvok.

Ultrazvok se uporablja za odkrivanje napak v litih delih. Tok kratkih ultrazvočnih signalov je usmerjen na del, ki ga pregledujemo. Na tistih mestih, kjer ni napak, gredo signali skozi del, ne da bi jih sprejemnik registriral.

Če je v delu razpoka, zračna votlina ali druga nehomogenost, se ultrazvočni signal odbije od njega in, ko se vrne, vstopi v sprejemnik. Ta metoda se imenuje ultrazvočno odkrivanje napak.

Drugi primeri uporabe ultrazvoka so ultrazvočni aparati, ultrazvočni aparati, ultrazvočna terapija.

Infrazvok – mehanski valovi, podobni zvočnim valovom, vendar imajo frekvenco manj kot 20 Hz. Človeško uho jih ne zazna.

Naravni viri infrazvočnih valov so nevihte, cunamiji, potresi, orkani, vulkanski izbruhi in nevihte.

Infrazvok je tudi pomembno valovanje, ki se uporablja za vibriranje površine (na primer za uničenje nekaterih velikih predmetov). Izpustimo infrazvok v zemljo - in zemlja se razbije. Kje se to uporablja? Na primer v rudnikih diamantov, kjer vzamejo rudo, ki vsebuje diamantne komponente, in jo zdrobijo na majhne delce, da bi našli te diamantne vključke (slika 4).

riž. 4. Uporaba infrazvoka

Hitrost zvoka je odvisna od okoljskih pogojev in temperature (slika 5).

riž. 5. Hitrost širjenja zvočnih valov v različnih medijih

Upoštevajte: v zraku je hitrost zvoka pri , pri , pa se hitrost poveča za . Če ste raziskovalec, vam bo to znanje lahko koristilo. Morda si boste omislili celo nekakšen temperaturni senzor, ki bo beležil temperaturne razlike s spreminjanjem hitrosti zvoka v mediju. Vemo že, da čim gostejši je medij, bolj resna je interakcija med delci medija, hitreje se valovanje širi. V zadnjem odstavku smo o tem razpravljali na primeru suhega in vlažnega zraka. Za vodo je hitrost širjenja zvoka . Če ustvarite zvočni val (potrkate na vilice), bo hitrost njegovega širjenja v vodi 4-krat večja kot v zraku. Po vodi bodo informacije dosegle 4-krat hitreje kot po zraku. In v jeklu je še hitreje: (slika 6).

riž. 6. Hitrost širjenja zvočnega valovanja

Iz epov veste, da je Ilya Muromets (in vsi junaki in navadni ruski ljudje in fantje iz Gaidarjevega RVS) uporabljal zelo zanimivo metodo zaznavanja predmeta, ki se približuje, a je še daleč. Zvok, ki ga oddaja med premikanjem, še ni slišen. Ilya Muromets, z ušesi do tal, jo lahko sliši. Zakaj? Ker se zvok preko trdnih tal prenaša z večjo hitrostjo, kar pomeni, da bo hitreje prišel do ušesa Ilje Muromca in ta se bo lahko pripravil na srečanje s sovražnikom.

Najbolj zanimivi zvočni valovi so glasbeni zvoki in hrup. Kateri predmeti lahko ustvarjajo zvočne valove? Če vzamemo vir valovanja in elastični medij, če povzročimo, da vir zvoka harmonično vibrira, potem bomo imeli čudovito zvočno valovanje, ki ga bomo imenovali glasbeni zvok. Ti viri zvočnih valov so lahko na primer strune kitare ali klavirja. To je lahko zvočno valovanje, ki nastane v zračni reži cevi (orgle ali cevi). Pri glasbenem pouku poznate note: do, re, mi, fa, sol, la, si. V akustiki jih imenujemo toni (slika 7).

riž. 7. Glasbeni toni

Vsi predmeti, ki lahko proizvajajo tone, bodo imeli lastnosti. Kako se razlikujejo? Razlikujejo se po valovni dolžini in frekvenci. Če teh zvočnih valov ne ustvarjajo harmonično zveneča telesa ali niso povezani v nekakšno skupno orkestralno skladbo, se bo ta količina zvokov imenovala hrup.

Hrup– naključna nihanja različne fizične narave, za katere je značilna kompleksnost njihove časovne in spektralne strukture. Pojem hrupa je tako domači kot fizični, zelo sta si podobna, zato ga uvajamo kot ločen pomemben predmet obravnave.

Preidimo k kvantitativnim ocenam zvočnih valov. Kakšne so značilnosti glasbenih zvočnih valov? Te značilnosti veljajo izključno za harmonične zvočne vibracije. Torej, glasnost zvoka. Kako se določi glasnost zvoka? Oglejmo si širjenje zvočnega valovanja v času oziroma nihanje vira zvočnega valovanja (slika 8).

riž. 8. Glasnost zvoka

Hkrati, če v sistem nismo dodali veliko zvoka (tiho smo na primer udarili po tipki klavirja), potem bo tih zvok. Če glasno visoko dvignemo roko, ta zvok povzročimo z udarcem po tipki, dobimo glasen zvok. Od česa je to odvisno? Tihi zvok ima manjšo amplitudo vibracij kot glasen zvok.

Naslednja pomembna značilnost glasbenega zvoka in katerega koli drugega zvoka je višina. Od česa je odvisna višina zvoka? Višina je odvisna od frekvence. Lahko povzročimo, da vir pogosto niha ali pa ne zelo hitro (to pomeni, da naredi manj nihanj na časovno enoto). Oglejmo si časovni premik visokega in nizkega zvoka enake amplitude (slika 9).

riž. 9. Smola

Iz tega je mogoče narediti zanimiv zaključek. Če oseba poje z basom, potem njegov vir zvoka (to so glasilke) vibrira nekajkrat počasneje kot pri osebi, ki poje sopran. V drugem primeru glasilke pogosteje vibrirajo in zato pogosteje povzročajo žepe stiskanja in praznjenja pri širjenju valovanja.

Obstaja še ena zanimiva lastnost zvočnih valov, ki je fiziki ne preučujejo. to tember. Poznate in zlahka ločite isto skladbo, ki se izvaja na balalajki ali violončelu. Kako se ti zvoki ali ta izvedba razlikujejo? Na začetku eksperimenta smo prosili ljudi, ki proizvajajo zvoke, naj imajo približno enako amplitudo, tako da bo glasnost zvoka enaka. To je tako kot pri orkestru: če ni treba poudariti nobenega inštrumenta, vsi igrajo približno enako, z enako močjo. Torej je zvok balalajke in violončela drugačen. Če bi z diagrami narisali zvok, ki ga proizvaja en inštrument iz drugega, bi bili enaki. Toda te inštrumente zlahka ločite po zvoku.

Še en primer pomembnosti tembra. Predstavljajte si dva pevca, ki sta diplomirala na isti glasbeni fakulteti pri istih profesorjih. Študirali so enako dobro, z ravnimi peticami. Eden iz neznanega razloga postane izjemen izvajalec, drugi pa je vse življenje nezadovoljen s svojo kariero. Pravzaprav to določa izključno njihov inštrument, ki povzroča vokalne vibracije v okolju, se pravi, da se njihovi glasovi razlikujejo po tembru.

Reference

1. Sokolovich Yu.A., Bogdanova G.S. Fizika: priročnik s primeri reševanja problemov. - 2. izdaja ponovna razdelitev. - X.: Vesta: založba "Ranok", 2005. - 464 str.
2. Peryshkin A.V., Gutnik E.M., Fizika. 9. razred: učbenik za splošno izobraževanje. ustanove/A.V. Periškin, E.M. Gutnik. - 14. izd., stereotip. - M .: Bustard, 2009. - 300 str.

1. Internetni portal “eduspb.com” ()
2. Internetni portal “msk.edu.ua” ()
3. Internetni portal “class-fizika.narod.ru” ()

domača naloga

1. Kako zvok potuje? Kaj bi lahko bil vir zvoka?
2. Ali lahko zvok potuje po vesolju?
3. Ali človek zazna vsak val, ki doseže slušni organ?