Название: Биомеханика - Дубровский В.И.

Жанр: Педагогика

Рейтинг:

Просмотров: 1905

Существующие в природе звуки разделяют на несколько видов.

• Звуковой удар — это кратковременное звуковое воздействие (хлопок, взрыв, удар, гром).

• Тон — это звук, представляющий собой периодический процесс. Основной характеристикой тона является частота. Тон может быть простым, характеризующимся одной частотой (например, издаваемый камертоном, звуковым генератором) и сложным (издаваемый, например, аппаратом речи, музыкальным инструментом).

• Шум — это звук, имеющий сложную, неповторяющуюся временную структуру, сочетание беспорядочно изменяющихся сложных тонов (шорох, скрип).

Акустический спектр

Сложный тон можно представить в виде суммы простых тонов с кратными частотами и различными амплитудами. Такое представление называется разложением на составляющие тона. Тон наименьшей частоты называется основным, а остальные тона называют обертонами, или гармониками. Обертоны имеют частоты, кратные частоте основного тона. Такое разложение однозначно описывается указанием частот всех составляющих тонов и их амплитуд.

Акустический спектр сложного тона — это набор частот с указанием их относительной интенсивности (амплитуды).

Наибольшую амплитуду в спектре обычно имеет основной тон, а его частота воспринимается ухом как высота звука (см. ниже).

Физические характеристикизвука

а) Скорость (v). Звук распространяется в любой среде, кроме вакуума. Скорость его распространения зависит от упругости, плотности и температуры среды. Скорость звука в воздухе при нормальных условиях равна 330 м / с. Скорость звука в воде равна 1500 м / с; близкое значение имеет скорость звука и в мягких тканях организма.

б) Интенсивность (I). Это энергетическая характеристика звука. По определению — это плотность потока энергии звуковой волны. Для уха человека важны два значения интенсивности (на частоте 1 кГц):

• порог слышимости — I0 = 10 -12Вт/м2,

• порог болевого ощущения —  I макс = 10 Вт/м2.

в) Звуковое давление. Распространение звуковой волны обусловливает возникновение звукового давления, которое является избыточным по отношению к среднему давлению в среде. Звуковое давление простого тона изменяется по гармоническому закону и характеризуется эффективным и амплитудным значениями

Физиологически звуковое давление проявляется как давление на барабанную перепонку. Для человека важны два значения этого параметра:

• эффективное звуковое давление на пороге слышимости — Р0 = 2·10-5Па;

• эффективное звуковое давление на пороге болевого ощущения —       Рмакс =60 Па.

Между интенсивностью (I) и звуковым давлением (Р) существует связь, которая для плоской волны записывается так:

где р — плотность среды, v — скорость звука в среде.

г) Волновое сопротивление среды (Rа). Важнейшей характеристикой среды, определяющей условия отражения и преломления звука (как плоской волны) на ее границе, является волновое сопротивление, равное произведению плотности среды (р) на скорость распространения звука:

Ra=p·v. (12.34)

д) Уровень интенсивности. Наряду с интенсивностью звука используется и другая характеристика, называемая уровнем интенсивности. Уровень интенсивности (L) равен десятичному логарифму отношения интенсивности данного звука к интенсивности звука на пороге слышимости (I0 = 10 -12Вт/м2):

Единицей измерения уровня интенсивности является бел [Б].

Логарифмический характер зависимости уровня интенсивности от самой интенсивности означает, что при увеличении интенсивности в 10 раз уровень возрастает на 1 Б.