Geluid en zijn eigenschappen

Geluid is een fysiek objectief fenomeen. De bron is elk elastisch lichaam dat in staat is om te produceren: mechanisch trillingen. Hierdoor ontstaan ​​geluidsgolven die via de lucht het menselijk oor bereiken. Het neemt golven waar en zet ze om in zenuwimpulsen die naar de hersenen worden gestuurd en door de hersenhelften worden verwerkt. Als gevolg hiervan wordt een persoon zich bewust van een bepaald geluid.

Er zijn drie categorieën geluiden:

1. Musical – een bepaalde hoogte, volume, timbre en andere kenmerken; worden beschouwd als de meest georganiseerde, ze onderscheiden zich door een schat aan dynamische en timbre eigenschappen.
2. Geluid – klanken waarvan de toonhoogte onbepaald is. Deze omvatten zeegeluid, fluitende wind, kraken, klikken en vele andere.
3. Geluiden zonder gerichte toonhoogte .

Om composities te maken, worden alleen muzikale geluiden gebruikt, af en toe - ruis.

geluidsgolven

Dit is verdunning en condensatie van geluid in een elastisch of geluidgeleidend medium. Wanneer een mechanisch trilling van het lichaam is opgetreden, divergeert de golf door een geluidgeleidend medium: lucht, water, gas en verschillende vloeistoffen. Voortplanting vindt plaats in een ander tempo, dat afhangt van het specifieke medium en de elasticiteit ervan. In de lucht is deze indicator van een geluidsgolf 330-340 m / s, in water - 1450 m / s.

De geluidsgolf is onzichtbaar, maar hoorbaar voor een persoon, omdat het zijn trommelvliezen aantast. Het heeft een medium nodig om zich te verspreiden. Wetenschappers hebben bewezen dat in een vacuüm, dat wil zeggen een ruimte zonder lucht, een geluidsgolf kan worden gevormd, maar niet kan worden voortgeplant.

Geluidsontvangers

Dit is de naam van apparaten die geluidsenergie waarnemen, de kenmerken van een geluidsgolf meten (druk, intensiteit, snelheid, etc.) en deze omzetten in een andere energie. Om geluid in verschillende omgevingen te ontvangen, wordt het volgende gebruikt:

• microfoons – voor luchtruim ;
• geofoons – voor het waarnemen van de geluiden van de aardkorst;
• hydrofoons – om geluid in het water te ontvangen.

Er zijn natuurlijke geluidsontvangers – hoortoestellen van mensen en dieren – en technische. Wanneer een elastisch lichaam oscilleert, bereiken de resulterende golven na enige tijd de gehoororganen. Het trommelvlies trilt met een frequentie die overeenkomt met die van de geluidsbron. Deze trillingen worden doorgegeven aan de gehoorzenuw en sturen impulsen naar de hersenen voor verdere verwerking. Zo verschijnen bepaalde geluidssensaties bij mens en dier.

Technische geluidsontvangers zetten een akoestisch signaal om in een elektrisch signaal. Hierdoor wordt het geluid op verschillende afstanden uitgezonden, kan het worden opgenomen, versterkt, geanalyseerd, enz.

Eigenschappen en kenmerken van geluid

Lengte

Dit is een kenmerk van geluid, afhankelijk van de frequentie waarmee het fysieke lichaam trilt. De meeteenheid is hertz ( Hz ): het aantal periodieke geluidstrillingen in 1 seconde. Afhankelijk van de frequentie van trillingen worden geluiden onderscheiden:

• laagfrequente – met een klein aantal trillingen (niet hoger dan 300 Hz );
• mid -frequentie - geluiden oscilleren met een frequentie van 300-3,000 Hz ;
• hoge frequentie – met een aantal oscillaties van meer dan 3,000 Hz .

Duur

Om deze eigenschap van geluid te bepalen, is het noodzakelijk om de duur van de trillingen van het lichaam dat het geluid uitzendt te meten. Het muzikale geluid duurt van 0.015-0.02 s. tot enkele minuten. Het langste geluid wordt geproduceerd door het orgelpedaal.

Volume

Op een andere manier wordt deze eigenschap het geluidsvermogen genoemd, dat wordt bepaald door de amplitude van de trillingen: hoe groter het is, hoe luider het geluid en vice versa. Luidheid wordt gemeten in decibel (dB). In de muziektheorie wordt gradatie gebruikt om de sterkte van het geluid aan te geven waarmee het nodig is om een ​​compositie te reproduceren:

• sterk;
• piano;
• mezzo-forte;
• mezzo-piano;
• fortissimo;
• pianissimo;
• forte-fortissimo;
• piano-pianissimo, enz.

Een ander kenmerk hangt nauw samen met de luidheid van geluid in de muziekpraktijk: dynamiek. Dankzij dynamische tinten kun je de compositie een bepaalde vorm geven.

Ze worden bereikt door de vaardigheid van de uitvoerder, de akoestische eigenschappen van de kamer en muziekinstrumenten.

Andere kenmerken

Amplitude

Dit is een eigenschap die het volume van het geluid beïnvloedt. De amplitude is de helft van het verschil tussen de maximale en minimale dichtheidswaarden.

Spectrale samenstelling

Het spectrum is de verdeling van een geluidsgolf in frequentie m in harmonische trillingen. Het menselijk oor neemt geluid waar afhankelijk van de frequenties waaruit de geluidsgolf bestaat. Ze bepalen de toonhoogte: hoge frequenties geven hoge tonen en omgekeerd. Muzikaal geluid heeft verschillende tonen:

1. Fundamenteel – een toon die overeenkomt met de minimale frequentie van de totale frequentie die is ingesteld voor een bepaald geluid.
2. een boventoon is een toon die overeenkomt met alle andere frequenties . Er zijn harmonische boventonen met frequenties die veelvouden zijn van de grondfrequentie.

Muzikale klanken die dezelfde basistoon hebben, onderscheiden zich door hun timbre . Het wordt bepaald door de amplitudes en frequenties van de boventonen, evenals door de toename in amplitude aan het begin en einde van het geluid.

intensiteit

Dit is de naam die wordt gegeven aan de energie die door een geluidsgolf gedurende een bepaalde tijd door een oppervlak wordt overgebracht. Een ander kenmerk is direct afhankelijk van de intensiteit: luidheid. Het wordt bepaald door de amplitude van oscillatie in een geluidsgolf. Wat betreft de waarneming door de menselijke gehoororganen, wordt de gehoordrempel onderscheiden - de minimale intensiteit die beschikbaar is voor menselijke waarneming. De grens waarboven het oor de intensiteit van een geluidsgolf niet kan waarnemen zonder pijn, wordt de pijndrempel genoemd.

Het hangt ook af van de audiofrequentie.

Timbre

Anders wordt het geluidskleuring genoemd. De timbre wordt beïnvloed door verschillende factoren: het apparaat van de geluidsbron, materiaal, grootte en vorm. het timbre veranderingen als gevolg van verschillende muzikale effecten. In de muziekpraktijk beïnvloedt deze eigenschap de zeggingskracht van het werk. het timbre geeft de melodie een karakteristiek geluid.

Over onhoorbare geluiden

Wat betreft waarneming door het menselijk oor, echografie (met een frequentie boven 20,000 Hz ) en infrageluiden (beneden 16 kHz) worden onderscheiden. Ze worden onhoorbaar genoemd, omdat de gehoororganen van mensen ze niet waarnemen. Echo's en infrageluiden zijn voor sommige dieren hoorbaar; ze worden opgenomen door instrumenten.

Een kenmerk van een infrasone golf is het vermogen om door een ander medium te gaan, omdat de atmosfeer, het water of de aardkorst het slecht absorberen. Daarom verspreidt het zich over lange afstanden. De bronnen van golven in de natuur zijn aardbevingen, harde wind, vulkaanuitbarstingen. Dankzij speciale apparaten die dergelijke golven opvangen, is het mogelijk om het verschijnen van een tsunami te voorspellen en het epicentrum van een aardbeving te bepalen. Er zijn ook kunstmatige bronnen van infrageluid: turbines, motoren, ondergrondse en grondexplosies, geweerschoten.

Ultrasone golven hebben een unieke eigenschap: ze vormen gerichte bundels zoals licht. Ze worden goed geleid door vloeistoffen en vaste stoffen, slecht door gassen. Hoe hoger de frequentie: van ultrageluid, hoe intenser het zich voortplant. In de natuur verschijnt het tijdens donderslagen, in het geluid van een waterval, regen, wind.

Sommige dieren reproduceren het zelf - vleermuizen, walvissen, dolfijnen en knaagdieren.

Geluiden in het menselijk leven

Het menselijk oor is erg gevoelig vanwege de elasticiteit van het trommelvlies. Het hoogtepunt van de auditieve waarneming van mensen valt op jonge jaren, wanneer deze eigenschap van het gehoororgaan nog niet verloren is gegaan en een persoon geluiden hoort met een frequentie van 20 kHz. Op oudere leeftijd ervaren mensen, ongeacht hun geslacht, geluidsgolven slechter: ze horen alleen een frequentie van niet meer dan 12-14 kHz.

Interessante feiten

1. Als de bovenste drempel van frequenties die door het menselijk oor worden waargenomen 20,000 . is Hz , dan is de onderste 16 Hz . Infrageluiden, waarbij de frequentie minder dan 16 Hz , evenals echo's (meer dan 20,000 Hz ), nemen de menselijke gehoororganen niet waar.
2. De WHO heeft vastgesteld dat een persoon gedurende 85 uur veilig naar elk geluid kan luisteren met een volume van maximaal 8 dB.
3. Voor de waarneming van geluid door het menselijk oor is het noodzakelijk dat het minimaal 0.015 seconden duurt.
4. Echografie is niet hoorbaar, maar wel voelbaar. Als je je hand in een vloeistof steekt die echografie uitvoert, dan zal er een scherpe pijn zijn. Bovendien kan echografie metaal vernietigen, de lucht zuiveren en levende cellen vernietigen.

In plaats van uitvoer

Geluid is de basis van elk muziekstuk. De eigenschappen van geluid, de kenmerken ervan maken het mogelijk om verschillende composities te creëren. Afhankelijk van de toonhoogte, duur, volume, amplitude of timbre , zijn er verschillende geluiden. Voor het maken van werken worden voornamelijk muzikale klanken gebruikt, waarvan de toonhoogte wordt bepaald.