Šiandien vaidyba teatro spektakliuose ir filmuose yra gana paprasta. Dauguma reikalingų triukšmų egzistuoja elektronine forma, trūkstami įrašomi ir apdorojami kompiuteriu. Tačiau prieš pusę amžiaus garsams imituoti buvo naudojami stebėtinai išradingi mechanizmai.

Timas Skorenko

Šios nuostabios triukšmo mašinos per pastaruosius metus buvo eksponuojamos įvairiose vietose, pirmą kartą prieš kelerius metus – Politechnikos muziejuje. Ten mes išsamiai išnagrinėjome šią linksmą ekspoziciją. Medžio-metalo prietaisai, stebėtinai imituojantys banglenčių ir vėjo garsus, pravažiuojantį automobilį ir traukinį, kanopų trenksmą ir kardų žvangėjimą, žiogo čiulbėjimą ir varlės kurkimą, vikšrų žvangėjimą ir sprogstančių kriauklių garsus. - visas šias nuostabias mašinas sukūrė, patobulino ir aprašė Vladimiras Aleksandrovičius Popovas - aktorius ir triukšmo dizaino teatre ir kine kūrėjas, kuriam skirta paroda. Įdomiausias dalykas – ekspozicijos interaktyvumas: įrenginiai nestovi, kaip dažnai pas mus būna, už trijų sluoksnių neperšaunamo stiklo, o skirti vartotojui. Ateik, žiūrove, apsimesk garso dizaineriu, švilpk vėjyje, triukšmaukis su kriokliu, pažaisk traukiniu – ir tai įdomu, tikrai įdomu.

Harmonija. „Cisternos triukšmui perduoti naudojama harmonija. Atlikėjas vienu metu paspaudžia kelis apatinius klaviatūros klavišus (tiek juodus, tiek baltus) ir tuo pačiu metu siurbia orą pedalų pagalba “(V.A. Popovas).

Triukšmo meistras

Vladimiras Popovas savo karjerą pradėjo kaip aktorius Maskvos meno teatre, o dar prieš revoliuciją, 1908 m. Atsiminimuose jis rašė, kad nuo vaikystės mėgo garso imitaciją, bandė kopijuoti įvairius garsus – natūralų ir dirbtinį. Nuo 1920-ųjų jis pagaliau įsitraukė į garso industriją, kurdamas įvairias mašinas, skirtas spektaklių triukšmui kurti. O trečiajame dešimtmetyje jo mechanizmai pasirodė kine. Pavyzdžiui, savo nuostabių mašinų pagalba Popovas įgarsino legendinį Sergejaus Eizenšteino paveikslą „Aleksandras Nevskis“.

Triukšmus jis traktavo kaip muziką, rašė partitūras spektaklių ir radijo laidų garso fonui – ir sugalvojo, sugalvojo, sugalvojo. Dalis Popovo sukurtų mašinų išliko iki šių dienų ir kaupia dulkes galiniuose įvairių teatrų kambariuose – tobulėjant garso įrašymui jo išradingi mechanizmai, reikalaujantys tam tikrų valdymo įgūdžių, tapo nebereikalingi. Šiandien traukinių triukšmas modeliuojamas elektroniniu būdu, tačiau kunigų laikais visas orkestras dirbo įvairiais prietaisais pagal griežtai nurodytą algoritmą, siekdamas sukurti patikimą artėjančio traukinio imitaciją. Popovo noise kompozicijose kartais dalyvavo iki dvidešimties muzikantų.

Cisternos triukšmas. „Jeigu vietoje pasirodo tankas, tai tuo momentu pradeda veikti keturračiai instrumentai su metalinėmis plokštelėmis. Įrenginys varomas sukantis kryžiui aplink ašį. Pasirodo stiprus garsas, labai panašus į didelio tanko vikšrų žvangėjimą “(V.A. Popovas).

Jo darbo rezultatai buvo 1953 m. išleista knyga „Spektaklio garso dizainas“, kuri tuo pat metu gavo Stalino premiją. Čia galima pacituoti daug įvairių faktų iš didžiojo išradėjo gyvenimo – bet mes pasuksime prie technologijų.

mediena ir geležis

Svarbiausias dalykas, į kurį parodos lankytojai ne visada atkreipia dėmesį, yra tai, kad kiekviena triukšmo mašina yra muzikos instrumentas, kuriuo reikia mokėti groti ir kuriam reikia tam tikrų akustinių sąlygų. Pavyzdžiui, spektaklių metu „griaustinio mašina“ visada buvo statoma pačiame viršuje, ant takų virš scenos, kad griaustinio garsai pasklistų po visą salę, kurdami buvimo jausmą. Tačiau mažoje patalpoje jis nedaro tokio ryškaus įspūdžio, jo garsas nėra toks natūralus ir yra daug artimesnis tam, kas yra iš tikrųjų - mechanizme įmontuotų geležinių ratų žvangėjimui. Tačiau kai kurių garsų „nenatūralumas“ paaiškinamas tuo, kad daugelis mechanizmų nėra skirti „solo“ darbui – tik „ansamblyje“.

Kitos mašinos, atvirkščiai, puikiai imituoja garsą, nepaisant patalpos akustinių savybių. Pavyzdžiui, „Rip“ (mechanizmas, skleidžiantis banglenčių triukšmą), didžiulis ir gremėzdiškas, taip tiksliai kopijuoja bangų poveikį švelnioje pakrantėje, kad užmerkęs akis nesunkiai įsivaizduoji save kur nors prie jūros, švyturys, esant vėjuotam orui.

Arklių transportas Nr.4. Prietaisas, atkuriantis gaisrinio vagono garsą. Kad prietaiso veikimo pradžioje suteiktų nedidelį triukšmą, atlikėjas valdymo rankenėlę perkelia į kairę, dėl to sušvelninamas triukšmo stiprumas. Kai ašis perkeliama į kitą pusę, triukšmas padidėja iki didelės jėgos “(V.A. Popovas).

Popovas suskirstė triukšmą į keletą kategorijų: mūšio, gamtinio, pramoninio, buitinio, transporto ir kt. Kai kurios universalios technikos gali būti naudojamos įvairiems triukšmams imituoti. Pavyzdžiui, tam tikru atstumu vienas nuo kito pakabinti įvairaus storio ir dydžio geležies lakštai galėjo imituoti artėjančio garvežio triukšmą, pramoninių mašinų žvangėjimą ir net griaustinį. Popovas universaliu prietaisu taip pat pavadino didžiulį grumbler būgną, galintį dirbti įvairiose „pramonės srityse“.

Tačiau dauguma šių mašinų yra gana paprastos. Specializuoti mechanizmai, skirti imituoti vieną ir tik vieną garsą, turi labai įdomių inžinerinių idėjų. Pavyzdžiui, vandens lašų kritimą imituoja būgno sukimasis, kurio šoną pakeičia skirtingais atstumais ištemptos virvės. Besisukdami jie pakelia fiksuotus odinius botagus, kurie trinkteli ant kitų lynų – ir tai tikrai atrodo kaip lašas. Įvairaus stiprumo vėjus imituoja ir būgnai, besitrinantys į įvairius audinius.

Oda būgnui

Bene pati įspūdingiausia istorija, susijusi su Popovo mašinų rekonstrukcija, nutiko gaminant didžiulį grunto būgną. Didžiuliui, beveik dviejų metrų skersmens, muzikos instrumentui prireikė odos – bet paaiškėjo, kad apsirengtos, bet neįdegusios būgno odos Rusijoje įsigyti neįmanoma. Muzikantai nuvyko į tikrą skerdyklą, kur įsigijo dvi ką tik iš bulių paimtas odas. "Tame buvo kažkas siurrealistinio", - juokiasi Piteris. - Iki teatro važiuojame automobiliu, o bagažinėje turime kruvinas odos. Nutempiame juos ant teatro stogo, uždengiame, išdžioviname - savaitę visą Sretenką tvyrojo kvapas... “Bet būgnas galiausiai pasisekė.

Vladimiras Aleksandrovičius kiekvienam įrenginiui pateikė išsamias instrukcijas atlikėjui. Pavyzdžiui, įrenginys „Powerful Crack“: „Stiprios sausos žaibo iškrovos atliekamos naudojant įrenginį „Powerful Crack“. Atsistojęs ant staklių platformos, atlikėjas, pasilenkęs krūtine į priekį ir uždėjęs abi rankas ant dantyto veleno, griebia jį ir pasuka į save.

Verta paminėti, kad daugelis Popovo naudotų mašinų buvo sukurtos prieš jį: Vladimiras Aleksandrovičius jas tik patobulino. Visų pirma, pučiamųjų būgnai buvo naudojami teatruose baudžiavos laikais.

grakštus gyvenimas

Vienas pirmųjų filmų, visiškai įgarsintų naudojant Popovo mechanizmus, buvo Boriso Jurcevo režisuota komedija „Grakštus gyvenimas“. Be aktorių balsų, šiame 1932 metais išleistame filme nėra nei vieno iš gamtos įrašyto garso – viskas imituojama. Verta pažymėti, kad iš šešių Jurcevo sukurtų vaidybinių filmų šis vienintelis išlikęs. 1935 metais į gėdą patekęs režisierius buvo ištremtas į Kolimą; Kiti jo filmai, išskyrus „Gražų gyvenimą“, buvo prarasti.

Naujas įsikūnijimas

Atsiradus garso bibliotekoms, Popovo mašinos buvo beveik pamirštos. Jie pasitraukė į archaizmų kategoriją, į praeitį. Tačiau buvo žmonių, kurie domėjosi, kad praeities technologijos ne tik „pakiltų iš pelenų“, bet ir vėl taptų paklausios.

Idėja sukurti muzikinį meno projektą (dar nesusiformavusį kaip interaktyvioji paroda) Maskvos muzikanto, virtuozo pianisto Piotro Aidu galvoje ilgai kirbėjo ir galiausiai rado materialų įkūnijimą.

Varlių įrenginys. „Frog“ įrenginio instrukcijos yra daug sudėtingesnės nei panašios instrukcijos kitiems įrenginiams. Kruzkiančio garso atlikėjas turėjo gerai valdyti instrumentą, kad galutinė garso imitacija išeitų gana natūrali.

Prie projekto dirbusi komanda iš dalies įsikūrusi teatre „Dramos meno mokykla“. Pats Peteris Aidu yra vyriausiojo režisieriaus padėjėjas muzikinėje dalyje, eksponatų gamybos koordinatorius Aleksandras Nazarovas yra teatro dirbtuvių vadovas ir kt. Tačiau dešimtys žmonių, kurie nebuvo susiję su teatru, bet buvo pasirengę padėti, praleisti laiką keistam kultūriniam projektui – ir visa tai nenuėjo veltui.

Kalbėjomės su Petru Aidu viename iš ekspozicijos patalpų siaubingai riaumodami, ištraukdami iš eksponatų lankytojų. „Šioje ekspozicijoje yra daug sluoksnių“, – sakė jis. – Tam tikras istorinis klodas, nes į dienos šviesą iškėlėme labai talentingo žmogaus Vladimiro Popovo istoriją; interaktyvus sluoksnis, nes žmonės mėgaujasi tuo, kas vyksta; muzikinis sluoksnis, nes po parodos planuojame jos eksponatus panaudoti savo performansuose ir ne tiek balsinei vaidybai, kiek kaip savarankiškus meno objektus. Kol Petras kalbėjo, už jo buvo įjungtas televizorius. Ekrane – scena, kurioje dvylika žmonių groja kompoziciją „Traukinio triukšmas“ (tai spektaklio „Utopijos rekonstrukcija“ fragmentas).

"Perėjimas". „Atlikėjas įjungia įrenginį, matuodamas ritminį rezonatoriaus (įrenginio korpuso) siūbavimą aukštyn ir žemyn. Ramus bangų bangavimas atliekamas lėtai (ne iki galo) pilant rezonatoriaus turinį iš vieno galo į kitą. Nustoję išpilti turinį viena kryptimi, greitai pastatykite rezonatorių į horizontalią padėtį ir nedelsdami perkelkite į kitą pusę. Galingas bangų bangavimas atliekamas lėtai pilant visą rezonatoriaus turinį iki galo “(V.A. Popovas).

Automatai buvo pagaminti pagal Popovo paliktus brėžinius ir aprašymus – parodos kūrėjai pamatė kai kurių mašinų originalus, išsaugotus Maskvos dailės teatro kolekcijoje, baigus darbą. Viena iš pagrindinių problemų buvo ta, kad dalys ir medžiagos, kurios buvo nesunkiai gautos praėjusio amžiaus ketvirtajame dešimtmetyje, šiandien niekur nenaudojamos ir nėra parduodamos nemokamai. Pavyzdžiui, beveik neįmanoma rasti 3 mm storio ir 1000x1000 mm matmenų žalvario lakšto, nes pagal dabartinį GOST žalvarį reikia pjauti tik 600x1500. Problemų kilo net su fanera: reikalaujamas 2,5 mm pagal šiuolaikinius standartus yra susijęs su orlaivių modeliavimu ir yra gana retas, išskyrus galbūt išrašymą iš Suomijos.

Automobilis. „Automobilio triukšmą kelia du atlikėjai. Vienas iš jų suka rato rankeną, o kitas paspaudžia kėlimo lentos svirtį ir šiek tiek atidaro dangtelius “(V.A. Popovas). Verta paminėti, kad svirčių ir dangčių pagalba buvo galima gerokai pakeisti automobilio garsą.

Buvo ir dar vienas sunkumas. Pats Popovas ne kartą pastebėjo: norint imituoti bet kokį garsą, reikia visiškai tiksliai įsivaizduoti, ką nori pasiekti. Bet, pavyzdžiui, nė vienas iš mūsų amžininkų dar nėra girdėjęs 1930-ųjų semaforo perjungimo garso – kaip įsitikinti, kad atitinkamas įrenginys pagamintas teisingai? Jokiu būdu – belieka tikėtis intuicijos ir senų filmų.

Tačiau apskritai kūrėjų intuicija neapsiriko – pavyko. Nors triukšmo mašinos iš pradžių buvo skirtos žmonėms, kurie moka jomis elgtis, o ne pramogai, jos puikiai tinka kaip interaktyvūs muziejaus eksponatai. Sukdamas kito mechanizmo rankenėlę, žiūrėdamas į nebylią filmą, transliuojamą ant sienos, jautiesi puikiu garso inžinieriumi. Ir jauti, kaip po tavo rankomis gimsta ne triukšmas, o muzika.

2016 m. vasario 18 d

Namų pramogų pasaulis yra gana įvairus ir gali apimti: filmo žiūrėjimą naudojant gerą namų kino sistemą; įdomus ir priklausomybę sukeliantis žaidimas ar muzikos klausymas. Paprastai kiekvienas šioje srityje randa kažką savo arba viską derina iš karto. Tačiau kad ir kokie būtų žmogaus tikslai organizuojant savo laisvalaikį ir kad ir į kokį kraštutinumą jis bebūtų, visas šias grandis tvirtai sieja vienas paprastas ir suprantamas žodis – „garsas“. Iš tiesų, visais šiais atvejais mus ves už rankenos garso takelio. Tačiau šis klausimas nėra toks paprastas ir trivialus, ypač tais atvejais, kai norima pasiekti aukštos kokybės garsą kambaryje ar bet kokiomis kitomis sąlygomis. Tam ne visada būtina pirkti brangius hi-fi ar hi-end komponentus (nors tai bus labai naudinga), tačiau pakanka gerų fizinės teorijos žinių, kurios gali pašalinti daugumą kiekvienam kylančių problemų. kuris siekia gauti aukštos kokybės balso vaidybą.

Toliau bus nagrinėjama garso ir akustikos teorija fizikos požiūriu. Šiuo atveju pasistengsiu, kad tai būtų kuo labiau prieinama kiekvienam žmogui, kuris galbūt yra toli nuo fizinių dėsnių ar formulių žinių, bet vis dėlto aistringai svajoja apie svajonės sukurti tobulą akustiką įgyvendinimą. sistema. Nenoriu teigti, kad norint pasiekti gerų rezultatų šioje srityje namuose (ar, pavyzdžiui, automobilyje) reikia gerai išmanyti šias teorijas, tačiau suprasdami pagrindus išvengsite daugybės kvailų ir absurdiškų klaidų, taip pat leisite kad pasiektumėte maksimalų sistemos garso efektą. bet kokį lygį.

Bendroji garso teorija ir muzikos terminija

Kas yra garsas? Tai pojūtis, kurį suvokia klausos organas. "ausis"(pats reiškinys egzistuoja net ir nedalyvaujant „ausiai“ procese, bet taip lengviau suprasti), kuris atsiranda, kai ausies būgnelis sužadinamas garso banga. Ausis šiuo atveju veikia kaip skirtingų dažnių garso bangų „imtuvas“.
Garso banga Tiesą sakant, tai yra nuosekli įvairaus dažnio terpės (dažniausiai oro aplinkos normaliomis sąlygomis) sandarinimo ir išleidimo serija. Garso bangos yra svyruojančios, kurias sukelia ir sukuria bet kokių kūnų vibracija. Klasikinės garso bangos atsiradimas ir sklidimas galimas trijose tampriose terpėse: dujinėje, skystoje ir kietoje. Kai vienoje iš šių erdvės tipų atsiranda garso banga, pačioje terpėje neišvengiamai įvyksta kai kurie pokyčiai, pavyzdžiui, keičiasi oro tankis ar slėgis, oro masių dalelių judėjimas ir kt.

Kadangi garso banga turi virpesių pobūdį, ji turi tokią charakteristiką kaip dažnis. Dažnis matuojamas hercais (vokiečių fiziko Heinricho Rudolfo Hertzo garbei), ir žymi virpesių skaičių per tam tikrą laikotarpį, lygų vienai sekundei. Tie. pavyzdžiui, 20 Hz dažnis reiškia 20 svyravimų ciklą per vieną sekundę. Subjektyvi jo aukščio samprata priklauso ir nuo garso dažnio. Kuo daugiau garso virpesių sukuriama per sekundę, tuo garsas atrodo „aukštesnis“. Garso banga turi ir kitą svarbią savybę, kuri turi pavadinimą – bangos ilgį. Bangos ilgisĮprasta atsižvelgti į atstumą, kurį tam tikro dažnio garsas nukeliauja per laikotarpį, lygų vienai sekundei. Pavyzdžiui, žemiausio garso bangos ilgis žmogaus girdimame diapazone esant 20 Hz yra 16,5 metro, o aukščiausio garso bangos ilgis esant 20 000 Hz – 1,7 centimetro.

Žmogaus ausis sukurta taip, kad gebėtų suvokti bangas tik ribotame diapazone, maždaug 20 Hz - 20 000 Hz (priklausomai nuo konkretaus žmogaus savybių, kažkas girdi šiek tiek daugiau, kažkas mažiau) . Taigi, tai nereiškia, kad garsai, esantys žemiau ar aukščiau už šiuos dažnius, neegzistuoja, jų tiesiog nesuvokia žmogaus ausis, išeina už girdimo diapazono. Garsas virš girdimo diapazono vadinamas ultragarsu, vadinamas garsas žemiau girdimo diapazono infragarsas. Kai kurie gyvūnai sugeba suvokti ultra ir infra garsus, kai kurie netgi naudoja šį diapazoną orientuotis erdvėje (šikšnosparniai, delfinai). Jei garsas praeina per terpę, kuri tiesiogiai nesiliečia su žmogaus klausos organu, tai vėliau toks garsas gali būti negirdimas arba labai susilpnėti.

Muzikinėje garso terminologijoje yra tokie svarbūs pavadinimai kaip oktava, tonas ir garso obertonas. oktava reiškia intervalą, kuriame dažnių santykis tarp garsų yra 1:2. Paprastai oktava yra labai girdima, o garsai šiame intervale gali būti labai panašūs vienas į kitą. Oktava taip pat gali būti vadinamas garsas, kuris per tą patį laikotarpį sukelia dvigubai daugiau virpesių nei kitas garsas. Pavyzdžiui, 800 Hz dažnis yra ne kas kita, kaip aukštesnė 400 Hz oktava, o 400 Hz dažnis savo ruožtu yra kita garso oktava, kurios dažnis yra 200 Hz. Oktava susideda iš tonų ir obertonų. Kintamus svyravimus vieno dažnio harmoninėje garso bangoje žmogaus ausis suvokia kaip muzikinis tonas. Aukšto dažnio vibracijas galima interpretuoti kaip aukšto tono garsus, žemo dažnio vibracijas kaip žemo tono garsus. Žmogaus ausis geba aiškiai atskirti garsus vieno tono skirtumu (diapazone iki 4000 Hz). Nepaisant to, muzikoje naudojamas itin mažas tonų skaičius. Tai paaiškinama harmoninio sąskambio principo svarstymais, viskas paremta oktavų principu.

Apsvarstykite muzikos tonų teoriją naudodami tam tikru būdu ištemptos stygos pavyzdį. Tokia styga, priklausomai nuo įtempimo jėgos, bus „suderinta“ į vieną konkretų dažnį. Kai ši styga yra veikiama ką nors viena specifine jėga, dėl kurios ji vibruos, bus nuolat stebimas vienas specifinis garso tonas, girdėsime norimą derinimo dažnį. Šis garsas vadinamas pagrindiniu tonu. Pagrindiniam tonui muzikiniame lauke oficialiai priimtas pirmosios oktavos natos „la“ dažnis, lygus 440 Hz. Tačiau dauguma muzikos instrumentų niekada neatkuria vien grynų pagrindinių tonų, juos neišvengiamai lydi obertonai, vadinami obertonai. Čia dera priminti svarbų muzikinės akustikos apibrėžimą, garso tembro sampratą. Tembras- tai muzikos garsų ypatybė, suteikianti muzikos instrumentams ir balsams unikalų atpažįstamą garso specifiškumą, net ir lyginant to paties aukščio ir garsumo garsus. Kiekvieno muzikos instrumento tembras priklauso nuo garso energijos pasiskirstymo per obertonus tuo metu, kai skamba garsas.

Obertonai sudaro specifinę pagrindinio tono spalvą, pagal kurią galime lengvai atpažinti ir atpažinti konkretų instrumentą, taip pat aiškiai atskirti jo skambesį nuo kito instrumento. Yra dviejų tipų obertonai: harmoniniai ir neharmoniniai. Harmoniniai obertonai pagal apibrėžimą yra pagrindinio dažnio kartotiniai. Priešingai, jei obertonai nėra kartotiniai ir pastebimai nukrypsta nuo reikšmių, tada jie vadinami neharmoningas. Muzikoje nekeleto obertonų veikimas praktiškai neįtraukiamas, todėl terminas redukuojamas iki sąvokos „obertonas“, reiškiantis harmoniką. Kai kuriems instrumentams, pavyzdžiui, fortepijonui, net nespėja susiformuoti pagrindinis tonas, per trumpą laiką pakyla obertonų garso energija, o vėliau lygiai taip pat greitai įvyksta nuosmukis. Daugelis instrumentų sukuria vadinamąjį „pereinamojo tono“ efektą, kai tam tikrų obertonų energija yra maksimali tam tikru momentu, dažniausiai pačioje pradžioje, bet vėliau staigiai pasikeičia ir pereina prie kitų obertonų. Kiekvieno instrumento dažnių diapazonas gali būti nagrinėjamas atskirai ir paprastai jį riboja pagrindinių tonų, kuriuos šis konkretus instrumentas gali atkurti, dažniai.

Garso teorijoje taip pat yra toks dalykas kaip TRIUKŠMAS. Triukšmas- tai bet koks garsas, sukurtas derinant vienas su kitu nesuderinamus šaltinius. Visi puikiai žino medžių lapų triukšmą, vėjo siūbuojamus ir pan.

Kas lemia garso stiprumą? Akivaizdu, kad toks reiškinys tiesiogiai priklauso nuo garso bangos nešamos energijos kiekio. Kiekybiniams garsumo rodikliams nustatyti yra sąvoka – garso intensyvumas. Garso intensyvumas apibrėžiamas kaip energijos srautas, einantis per tam tikrą erdvės plotą (pavyzdžiui, cm2) per laiko vienetą (pavyzdžiui, per sekundę). Įprasto pokalbio metu intensyvumas yra apie 9 arba 10 W/cm2. Žmogaus ausis gali suvokti garsus gana plačiu jautrumo diapazonu, o dažnių jautrumas garso spektre nėra vienodas. Taigi geriausiai suvokiamas dažnių diapazonas yra 1000 Hz – 4000 Hz, kuris plačiausiai apima žmogaus kalbą.

Kadangi garsai labai skiriasi intensyvumu, patogiau galvoti apie tai kaip apie logaritminę reikšmę ir matuoti decibelais (pagal škotų mokslininką Alexanderį Grahamą Bellą). Apatinis žmogaus ausies klausos jautrumo slenkstis yra 0 dB, viršutinis 120 dB, dar vadinamas „skausmo slenksčiu“. Viršutinė jautrumo riba žmogaus ausis taip pat nesuvokiama taip pat, o priklauso nuo konkretaus dažnio. Žemo dažnio garsai turi būti daug stipresni nei aukšti, kad sukeltų skausmo slenkstį. Pavyzdžiui, skausmo slenkstis esant žemam 31,5 Hz dažniui atsiranda esant 135 dB garso intensyvumo lygiui, kai 2000 Hz dažniu skausmo pojūtis atsiranda jau esant 112 dB. Taip pat yra garso slėgio sąvoka, kuri iš tikrųjų išplečia įprastą garso bangos sklidimo ore paaiškinimą. Garso slėgis- tai kintamas viršslėgis, atsirandantis elastingoje terpėje dėl garso bangos pratekėjimo per ją.

Garso banginė prigimtis

Norėdami geriau suprasti garso bangų generavimo sistemą, įsivaizduokite klasikinį garsiakalbį, esantį vamzdyje, pripildytame oro. Jei garsiakalbis staigiai pasislenka į priekį, oras, esantis šalia difuzoriaus, trumpam suspaudžiamas. Po to oras išsiplės, taip stumdamas suspausto oro sritį išilgai vamzdžio.
Būtent šis bangos judėjimas vėliau bus garsas, kai pasieks klausos organą ir „sužadins“ ausies būgnelį. Kai dujose atsiranda garso banga, susidaro perteklinis slėgis ir tankis, o dalelės juda pastoviu greičiu. Kalbant apie garso bangas, svarbu prisiminti faktą, kad medžiaga nejuda kartu su garso banga, o tik laikinai sutrikdo oro mases.

Jei įsivaizduosime stūmoklį, pakabintą laisvoje erdvėje ant spyruoklės ir kartojantį judesius „pirmyn ir atgal“, tai tokie svyravimai bus vadinami harmoniniais arba sinusoidiniais (jei bangą vaizduosime grafiko pavidalu, tada gausime gryna sinusinė banga su pasikartojančiais pakilimais ir nuosmukiais). Jeigu įsivaizduotume garsiakalbį vamzdyje (kaip aukščiau aprašytame pavyzdyje), atliekantį harmoninius virpesius, tai šiuo metu garsiakalbis juda „pirmyn“, gaunamas jau žinomas oro suspaudimo efektas, o garsiakalbiui judant „atgal“ , gaunamas atvirkštinis retėjimo efektas. Tokiu atveju vamzdžiu pasklis kintamų suspaudimų ir retėjimo banga. Bus vadinamas atstumas išilgai vamzdžio tarp gretimų maksimumų arba minimumų (fazių). bangos ilgis. Jei dalelės svyruoja lygiagrečiai bangos sklidimo krypčiai, tai banga vadinama išilginis. Jeigu jie svyruoja statmenai sklidimo krypčiai, vadinasi banga skersinis. Paprastai garso bangos dujose ir skysčiuose yra išilginės, o kietose medžiagose gali kilti abiejų tipų bangos. Skersinės bangos kietose medžiagose atsiranda dėl atsparumo formos pokyčiams. Pagrindinis skirtumas tarp šių dviejų bangų tipų yra tas, kad skersinė banga turi poliarizacijos savybę (svyravimai atsiranda tam tikroje plokštumoje), o išilginė – ne.

Garso greitis

Garso greitis tiesiogiai priklauso nuo terpės, kurioje jis sklinda, savybių. Jį lemia (priklauso) dvi terpės savybės: medžiagos elastingumas ir tankis. Garso greitis kietose medžiagose tiesiogiai priklauso nuo medžiagos tipo ir jos savybių. Greitis dujinėse terpėse priklauso tik nuo vieno terpės deformacijos tipo: suspaudimo-retėjimo. Slėgio pokytis garso bangoje vyksta be šilumos mainų su aplinkinėmis dalelėmis ir vadinamas adiabatiniu.
Garso greitis dujose daugiausia priklauso nuo temperatūros – didėja didėjant temperatūrai ir mažėja mažėjant. Taip pat garso greitis dujinėje terpėje priklauso nuo pačių dujų molekulių dydžio ir masės – kuo mažesnė dalelių masė ir dydis, tuo atitinkamai didesnis bangos „laidumas“ ir greitis.

Skystose ir kietose terpėse garso sklidimo principas ir greitis yra panašūs į tai, kaip banga sklinda ore: suspaudimo-iškrovimo būdu. Bet šiose terpėse, be tos pačios priklausomybės nuo temperatūros, gana svarbus yra terpės tankis ir jos sudėtis/struktūra. Kuo mažesnis medžiagos tankis, tuo didesnis garso greitis ir atvirkščiai. Priklausomybė nuo terpės sudėties yra sudėtingesnė ir nustatoma kiekvienu konkrečiu atveju, atsižvelgiant į molekulių/atomų vietą ir sąveiką.

Garso greitis ore esant t, °C 20: 343 m/s
Garso greitis distiliuotame vandenyje esant t, °C 20: 1481 m/s
Plieno garso greitis esant t, °C 20: 5000 m/s

Stovinčios bangos ir trukdžiai

Kai garsiakalbis sukuria garso bangas uždaroje erdvėje, neišvengiamai atsiranda bangos atspindžio nuo ribų efektas. Dėl to dažniausiai trukdžių efektas- kai dvi ar daugiau garso bangų yra viena ant kitos. Specialūs trukdžių reiškinio atvejai yra: 1) plakančių bangų arba 2) stovinčių bangų susidarymas. Bangų plakimas- taip yra, kai pridedamos artimo dažnio ir amplitudės bangos. Tūksnių atsiradimo modelis: kai viena ant kitos uždedamos dvi panašaus dažnio bangos. Tam tikru momentu, esant tokiam persidengimui, amplitudės smailės gali sutapti „fazėje“, taip pat gali sutapti ir „antifazės“ nuosmukiai. Taip apibūdinami garso ritmai. Svarbu atsiminti, kad skirtingai nuo stovinčių bangų, smailių fazių sutapimai vyksta ne nuolat, o tam tikrais laiko intervalais. Pagal ausį toks dūžių modelis gana aiškiai skiriasi ir girdimas atitinkamai kaip periodiškas garsumo padidėjimas ir sumažėjimas. Šio efekto atsiradimo mechanizmas itin paprastas: smailių sutapimo metu tūris didėja, nuosmukių sutapimo momentu – mažėja.

stovinčios bangos atsiranda dviejų tos pačios amplitudės, fazės ir dažnio bangų superpozicijos atveju, kai tokioms bangoms „susitikti“ viena juda į priekį, o kita – priešinga kryptimi. Erdvės srityje (kur susidarė stovinčioji banga) susidaro dviejų dažnių amplitudių superpozicijos vaizdas, kai kintami maksimumai (vadinamieji antimazgiai) ir minimumai (vadinamieji mazgai). Kai atsiranda šis reiškinys, bangos dažnis, fazė ir slopinimo koeficientas atspindžio vietoje yra nepaprastai svarbūs. Skirtingai nei keliaujančiose bangose, stovinčioje bangoje energijos perdavimas nevyksta dėl to, kad šią bangą formuojančios bangos pirmyn ir atgal neša energiją vienodais kiekiais tiek į priekį, tiek į priešingą pusę. Norėdami vizualiai suprasti stovinčios bangos atsiradimą, įsivaizduokime pavyzdį iš namų akustikos. Tarkime, kad tam tikroje ribotoje erdvėje (kambaryje) turime ant grindų pastatomus garsiakalbius. Privertę juos paleisti kokią nors dainą su daug boso, pabandykime pakeisti klausytojo vietą patalpoje. Taigi klausytojas, patekęs į stovinčios bangos minimumo (atėmimo) zoną, pajus efektą, kad bosas tapo labai mažas, o jei klausytojas patenka į dažnių maksimumo (sudėties) zoną, tada atvirkščiai. gaunamas reikšmingo žemųjų dažnių regiono padidėjimo efektas. Šiuo atveju poveikis pastebimas visose bazinio dažnio oktavose. Pavyzdžiui, jei bazinis dažnis yra 440 Hz, tada „sudėties“ arba „atimties“ reiškinys taip pat bus stebimas esant 880 Hz, 1760 Hz, 3520 Hz ir kt.

Rezonanso reiškinys

Dauguma kietųjų medžiagų turi savo rezonanso dažnį. Suprasti šį efektą gana paprasta, pavyzdžiui, įprasto vamzdžio, atidaryto tik viename gale, pavyzdžiu. Įsivaizduokime situaciją, kai iš kito vamzdžio galo prijungiamas garsiakalbis, kuris gali groti kažkokį pastovų dažnį, vėliau jį taip pat galima keisti. Dabar vamzdis turi savo rezonansinį dažnį, paprastai tariant, tai yra dažnis, kuriuo vamzdis „rezonuoja“ arba skleidžia savo garsą. Jei garsiakalbio dažnis (dėl reguliavimo) sutampa su vamzdžio rezonanso dažniu, garsas kelis kartus padidės. Taip yra todėl, kad garsiakalbis sužadina oro stulpelio virpesius vamzdyje su didele amplitude, kol randamas tas pats „rezonansinis dažnis“ ir atsiranda papildymo efektas. Gautą reiškinį galima apibūdinti taip: vamzdis šiame pavyzdyje „padeda“ garsiakalbiui rezonuodamas konkrečiu dažniu, jų pastangos sumuojasi ir „išlieja“ į girdimą garsų efektą. Muzikos instrumentų pavyzdžiu šis reiškinys yra lengvai atsekamas, nes daugumos konstrukcijoje yra elementų, vadinamų rezonatoriais. Nesunku atspėti, kas pasitarnauja tam tikro dažnio ar muzikinio tono sustiprinimui. Pavyzdžiui: gitaros korpusas su rezonatoriumi skylės pavidalu, suderintas su garsu; Vamzdžio prie griovelio (ir apskritai visų vamzdžių) konstrukcija; Cilindrinė būgno korpuso forma, kuri pati yra tam tikro dažnio rezonatorius.

Garso dažnių spektras ir dažnio atsakas

Kadangi praktikoje to paties dažnio bangų praktiškai nėra, atsiranda būtinybė visą girdimo diapazono garso spektrą išskaidyti į obertonus arba harmonikas. Šiems tikslams yra grafikai, rodantys santykinės garso virpesių energijos priklausomybę nuo dažnio. Toks grafikas vadinamas garso dažnių spektro grafiku. Garso dažnių spektras Yra dviejų tipų: diskrečiųjų ir nuolatinių. Diskretaus spektro diagramoje dažniai rodomi atskirai, atskirti tuščiomis erdvėmis. Ištisiniame spektre visi garso dažniai yra vienu metu.
Muzikos ar akustikos atveju dažniausiai naudojamas įprastas grafikas. Nuo smailės iki dažnio charakteristikos(sutrumpintai „AFC“). Šis grafikas parodo garso virpesių amplitudės priklausomybę nuo dažnio visame dažnių spektre (20 Hz - 20 kHz). Žvelgiant į tokį grafiką nesunku suprasti, pavyzdžiui, konkretaus garsiakalbio ar visos garsiakalbių sistemos stipriąsias ar silpnąsias puses, stipriausias energijos grąžinimo sritis, dažnio kritimus ir kilimus, slopinimą, taip pat atsekti statumą. nuosmukio.

Garso bangų sklidimas, fazė ir antifazė

Garso bangų sklidimo procesas vyksta visomis kryptimis nuo šaltinio. Paprasčiausias šio reiškinio supratimo pavyzdys: į vandenį įmestas akmenukas.
Nuo tos vietos, kur nukrito akmuo, bangos pradeda skirtis vandens paviršiuje į visas puses. Tačiau įsivaizduokime situaciją naudojant tam tikro garsumo garsiakalbį, tarkime uždarą dėžę, kuri yra prijungta prie stiprintuvo ir groja kažkokį muzikinį signalą. Nesunku pastebėti (ypač jei duodate galingą žemo dažnio signalą, pvz., bosinį būgną), kad garsiakalbis greitai juda „pirmyn“, o paskui tą patį greitą judesį „atgal“. Belieka suprasti, kad garsiakalbis judėdamas į priekį skleidžia garso bangą, kurią išgirstame vėliau. Bet kas atsitinka, kai garsiakalbis pasislenka atgal? Bet paradoksalu, bet nutinka tas pats, garsiakalbis skleidžia tą patį garsą, tik mūsų pavyzdyje jis sklinda visiškai dėžutės tūrio ribose, neperžengdamas jo (dėžutė uždaryta). Apskritai aukščiau pateiktame pavyzdyje galima pastebėti gana daug įdomių fizikinių reiškinių, iš kurių reikšmingiausias yra fazės samprata.

Garso banga, kurią garsiakalbis, būdamas garsumo, skleidžia klausytojo kryptimi – yra „fazėje“. Atvirkštinė banga, kuri patenka į dėžutės tūrį, bus atitinkamai priešfazė. Belieka tik suprasti, ką šios sąvokos reiškia? Signalo fazė- tai garso slėgio lygis esamu laiku tam tikrame erdvės taške. Fazė lengviausiai suprantama pateikus muzikinės medžiagos atkūrimo pavyzdį naudojant įprastą stereofoninę namų garsiakalbių porą. Įsivaizduokime, kad tam tikroje patalpoje sumontuotos dvi tokios ant grindų statomos kolonėlės ir groja. Abu garsiakalbiai šiuo atveju atkuria sinchroninį kintamo garso slėgio signalą, be to, vieno garsiakalbio garso slėgis pridedamas prie kito garsiakalbio garso slėgio. Panašus efektas atsiranda dėl atitinkamai kairiojo ir dešiniojo garsiakalbių signalo atkūrimo sinchronizavimo, kitaip tariant, kairiojo ir dešiniojo garsiakalbių skleidžiamų bangų smailės ir slėniai sutampa.

Dabar įsivaizduokime, kad garso slėgiai vis dar keičiasi vienodai (jie nepasikeitė), bet dabar jie yra priešingi vienas kitam. Taip gali nutikti, jei vieną iš dviejų garsiakalbių prijungiate atvirkštiniu poliškumu („+“ laidas nuo stiprintuvo prijungiamas prie garsiakalbių sistemos „-“ gnybto, o „-“ laidas nuo stiprintuvo prie garsiakalbio „+“ gnybto. sistema). Tokiu atveju priešingos krypties signalas sukels slėgio skirtumą, kurį galima pavaizduoti skaičiais taip: kairysis garsiakalbis sukurs "1 Pa" slėgį, o dešinysis garsiakalbis sukurs "minus 1 Pa" slėgį. . Dėl to bendras garso stiprumas klausytojo vietoje bus lygus nuliui. Šis reiškinys vadinamas antifaze. Jei pavyzdį panagrinėsime išsamiau, kad suprastume, paaiškėja, kad dvi dinamikos, žaidžiančios „fazėje“, sukuria tas pačias oro suspaudimo ir retėjimo sritis, kurios iš tikrųjų padeda viena kitai. Idealizuotos antifazės atveju vieno garsiakalbio sukurtą oro erdvės sutankinimo sritį lydės antrojo garsiakalbio sukurta oro erdvės retinimo sritis. Tai maždaug panašu į abipusio sinchroninio bangų slopinimo reiškinį. Tiesa, praktiškai garsumas nenukrenta iki nulio, o girdėsime stipriai iškraipytą ir prislopintą garsą.

Labiausiai prieinamu būdu šį reiškinį galima apibūdinti taip: du signalai su vienodais virpesiais (dažniu), bet pasislinkę laike. Atsižvelgiant į tai, patogiau vaizduoti šiuos poslinkio reiškinius naudojant įprastų apvalių laikrodžių pavyzdį. Įsivaizduokime, kad ant sienos kabo keli vienodi apvalūs laikrodžiai. Kai šių laikrodžių antros rodyklės veikia sinchroniškai, 30 sekundžių viename ir 30 sekundžių kitame, tai yra fazinio signalo pavyzdys. Jei antrosios rodyklės važiuoja su poslinkiu, bet greitis vis tiek išlieka toks pat, pavyzdžiui, viename laikrodyje 30 sekundžių, o kitame 24 sekundes, tai yra klasikinis fazės poslinkio (pamainos) pavyzdys. Lygiai taip pat fazė matuojama laipsniais virtualiame apskritime. Tokiu atveju, kai signalai pasislenka vienas kito atžvilgiu 180 laipsnių (pusė periodo), gaunama klasikinė antifazė. Dažnai praktikoje yra nedideli fazių poslinkiai, kuriuos taip pat galima nustatyti laipsniais ir sėkmingai pašalinti.

Bangos yra plokščios ir sferinės. Plokščias bangos frontas sklinda tik viena kryptimi ir praktiškai sutinkamas retai. Sferinis bangos frontas yra paprastas bangų tipas, kuris sklinda iš vieno taško ir sklinda visomis kryptimis. Garso bangos turi savybę difrakcija, t.y. gebėjimas išvengti kliūčių ir objektų. Apgaubimo laipsnis priklauso nuo garso bangos ilgio santykio su kliūties ar skylės matmenimis. Difrakcija atsiranda ir tada, kai garso kelyje yra kliūtis. Tokiu atveju galimi du scenarijai: 1) Jei kliūties matmenys yra daug didesni už bangos ilgį, tai garsas atsispindi arba sugeriamas (priklausomai nuo medžiagos sugerties laipsnio, kliūties storio ir kt.). ), o už kliūties susidaro „akustinio šešėlio“ zona. 2) Jei kliūties matmenys yra palyginami su bangos ilgiu arba net mažesni už jį, tada garsas tam tikru mastu difraktuoja į visas puses. Jei garso banga, judama vienoje terpėje, atsitrenkia į sąsają su kita terpe (pavyzdžiui, oro terpę su kieta terpe), gali atsirasti trys scenarijai: 1) banga atsispindės nuo sąsajos 2) banga. gali pereiti į kitą terpę nekeisdamas krypties 3) banga gali pereiti į kitą terpę pasikeitus krypčiai ties riba, tai vadinama "bangų lūžiu".

Garso bangos perteklinio slėgio ir virpesių tūrinio greičio santykis vadinamas bangos varža. Paprastais žodžiais, terpės bangų atsparumas galima pavadinti gebėjimu sugerti garso bangas arba joms „atsispirti“. Atspindžio ir perdavimo koeficientai tiesiogiai priklauso nuo dviejų terpių bangų varžų santykio. Atsparumas bangoms dujų terpėje yra daug mažesnis nei vandenyje ar kietose medžiagose. Todėl, jei garso banga ore patenka į kietą objektą arba gilaus vandens paviršių, tada garsas arba atsispindi nuo paviršiaus, arba didžiąja dalimi sugeriamas. Tai priklauso nuo paviršiaus storio (vandens ar kieta medžiaga), ant kurio krenta norima garso banga. Esant mažam kietos ar skystos terpės storiui, garso bangos beveik visiškai „praeina“, o atvirkščiai, esant dideliam terpės storiui, bangos dažniau atsispindi. Garso bangų atspindžio atveju šis procesas vyksta pagal gerai žinomą fizikinį dėsnį: „Nukritimo kampas lygus atspindžio kampui“. Šiuo atveju, kai banga iš mažesnio tankio terpės atsitrenkia į didesnio tankio terpės ribą, atsiranda reiškinys. refrakcija. Jį sudaro garso bangos lenkimas (laužymas) po „susitikimo“ su kliūtimi ir būtinai kartu su greičio pasikeitimu. Refrakcija taip pat priklauso nuo terpės, kurioje vyksta atspindys, temperatūros.

Garso bangų sklidimo erdvėje procese neišvengiamai mažėja jų intensyvumas, galima sakyti bangų susilpnėjimas ir garso susilpnėjimas. Praktiškai su tokiu efektu susidurti gana paprasta: pavyzdžiui, jei du žmonės atsistoja lauke tam tikru atstumu (metras ar arčiau) ir pradeda kalbėtis. Jei vėliau padidinsite atstumą tarp žmonių (jei jie pradės tolti vienas nuo kito), to paties lygio pokalbio garsumas bus vis mažiau girdimas. Panašus pavyzdys aiškiai parodo garso bangų intensyvumo mažinimo reiškinį. Kodėl tai vyksta? To priežastis – įvairūs šilumos perdavimo procesai, molekulinė sąveika ir garso bangų vidinė trintis. Dažniausiai praktikoje garso energija paverčiama šilumine energija. Tokie procesai neišvengiamai kyla bet kurioje iš 3 garso sklidimo terpių ir gali būti apibūdinami kaip garso bangų sugertis.

Garso bangų sugerties intensyvumas ir laipsnis priklauso nuo daugelio veiksnių, tokių kaip terpės slėgis ir temperatūra. Be to, sugertis priklauso nuo konkretaus garso dažnio. Kai garso banga sklinda skysčiuose ar dujose, tarp skirtingų dalelių atsiranda trinties efektas, vadinamas klampumu. Dėl šios trinties molekuliniame lygmenyje įvyksta bangos transformacijos iš garso į terminį procesas. Kitaip tariant, kuo didesnis terpės šilumos laidumas, tuo mažesnis bangų sugerties laipsnis. Garso sugertis dujinėse terpėse taip pat priklauso nuo slėgio (atmosferos slėgis kinta didėjant aukščiui jūros lygio atžvilgiu). Kalbant apie sugerties laipsnio priklausomybę nuo garso dažnio, tai, atsižvelgiant į aukščiau nurodytas klampos ir šilumos laidumo priklausomybes, garso sugertis yra didesnė, tuo didesnis jo dažnis. Pavyzdžiui, esant normaliai temperatūrai ir slėgiui, ore 5000 Hz dažnio bangos sugertis yra 3 dB / km, o bangos, kurios dažnis 50 000 Hz, sugertis jau bus 300 dB / m.

Kietoje terpėje visos aukščiau nurodytos priklausomybės (šilumos laidumas ir klampumas) išsaugomos, tačiau prie to pridedamos dar kelios sąlygos. Jie siejami su kietų medžiagų molekuline struktūra, kuri gali būti skirtinga, su savo nehomogeniškumu. Priklausomai nuo šios vidinės kietos molekulinės struktūros, garso bangų sugertis šiuo atveju gali būti skirtinga ir priklauso nuo konkrečios medžiagos tipo. Kai garsas praeina per kietą kūną, banga patiria daugybę transformacijų ir iškraipymų, kurie dažniausiai sukelia garso energijos sklaidą ir sugėrimą. Molekuliniame lygmenyje gali atsirasti dislokacijų efektas, kai garso banga sukelia atominių plokštumų poslinkį, kuris vėliau grįžta į pradinę padėtį. Arba išnirimų judėjimas sukelia susidūrimą su joms statmenomis dislokacijomis arba kristalinės struktūros defektais, dėl kurių jie sulėtėja ir dėl to šiek tiek sugeria garso bangą. Tačiau garso banga taip pat gali rezonuoti su šiais defektais, o tai sukels pradinės bangos iškraipymą. Garso bangos energija sąveikos su medžiagos molekulinės struktūros elementais momentu išsisklaido dėl vidinių trinties procesų.

Pabandysiu išanalizuoti žmogaus klausos suvokimo ypatumus ir kai kurias garso sklidimo subtilybes bei ypatybes.

Pastaruoju metu kilo daug ginčų apie vėjo jėgainių keliamus pavojus ir naudą aplinkosaugos požiūriu. Panagrinėkime keletą pozicijų, kurias pirmiausia nurodo vėjo energetikos priešininkai.

Vienas pagrindinių argumentų prieš vėjo turbinų naudojimą yra triukšmo . Vėjo turbinos skleidžia dviejų tipų triukšmą: mechaninį ir aerodinaminį. Šiuolaikinių vėjo jėgainių skleidžiamas triukšmas 20 m atstumu nuo įrengimo vietos yra 34 - 45 dB. Palyginimui: triukšmo fonas naktį kaime yra 20 - 40 dB, 64 km/h greičiu važiuojančio automobilio triukšmas - 55 dB, biure - 60 dB, sunkvežimio triukšmas 48 km/h greitis 100 m atstumu nuo jo – 65 dB, plaktuko skleidžiamas triukšmas 7 m atstumu – 95 dB. Taigi vėjo jėgainės nėra triukšmo šaltinis, kuris kaip nors neigiamai veikia žmonių sveikatą.
Infragarsas ir vibracija – dar vienas neigiamo poveikio klausimas. Vėjo malūno veikimo metu menčių galuose susidaro sūkuriai, kurie iš tikrųjų yra infragarso šaltiniai, kuo didesnė vėjo malūno galia, tuo didesnė vibracijos galia ir neigiamas poveikis gyvūnijai. Šių virpesių dažnis – 6-7 Hz – sutampa su natūraliu žmogaus smegenų ritmu, todėl galimi tam tikri psichotropiniai padariniai. Bet visa tai taikoma galingiems vėjo jėgainių parkams (tai neįrodyta net jų atžvilgiu). Maža vėjo energija šiuo aspektu yra daug saugesnė nei geležinkelių transportas, automobiliai, tramvajai ir kiti infragarso šaltiniai, su kuriais susiduriame kasdien.
Palyginti vibracijos , tada jie nebekelia grėsmės žmonėms, o pastatai ir statiniai, jo mažinimo būdai yra gerai ištirtas klausimas.Jei pasirinktas geras aerodinaminis profilis mentėms, vėjo turbina gerai subalansuota, generatorius tvarkingas ir techninė apžiūra atliekama laiku, tuomet visai nekyla problemų. Nebent gali prireikti papildomo nusidėvėjimo, jei vėjo malūnas yra ant stogo.
Vėjo jėgainių priešininkai taip pat nurodo vadinamąjį vizualinis poveikis . Vizualinis poveikis yra subjektyvus veiksnys. Siekdamos pagerinti estetinę vėjo jėgainių išvaizdą, daugelis didelių firmų samdo profesionalius dizainerius. Kraštovaizdžio dizaineriai dalyvauja pagrįsti naujus projektus. Tuo tarpu atliekant visuomenės nuomonės apklausą į klausimą „Ar vėjo jėgainės gadina bendrą kraštovaizdį? 94% respondentų atsakė neigiamai, daugelis pabrėžė, kad estetiniu požiūriu vėjo jėgainės harmoningai dera į aplinką, skirtingai nei tradicinės elektros linijos.
Taip pat vienas iš argumentų prieš vėjo turbinų naudojimą yra žala gyvūnams ir paukščiams . Tuo pačiu statistika rodo, kad 10 000 individų miršta mažiau nei 1 dėl vėjo jėgainių, 250 dėl televizijos bokštų, 700 dėl pesticidų, 700 dėl įvairių mechanizmų, dėl elektros linijų - 800 vnt., dėl kačių. - 1000 vnt, dėl namų/langų - 5500 vnt. Taigi vėjo jėgainės nėra didžiausias blogis mūsų faunos atstovams.
Tačiau savo ruožtu 1 MW vėjo generatorius sumažina per metus į atmosferą išmetamą 1800 tonų anglies dioksido, 9 tonų sieros oksido, 4 tonų azoto oksido. Gali būti, kad perėjimas prie vėjo energijos leis paveikti ozono sluoksnio nykimo greitį ir atitinkamai pasaulinio atšilimo greitis.
Be to, vėjo jėgainės, skirtingai nei šiluminės elektrinės, gamina elektrą nenaudodamos vandens, o tai sumažina vandens išteklių naudojimą.
Vėjo turbinos gamina elektrą nedegdamos įprasto kuro, o tai mažina paklausą ir kuro kainas.
Remiantis tuo, kas išdėstyta pirmiau, galima tvirtai teigti, kad aplinkosaugos požiūriu vėjo jėgainės nėra kenksmingos. Praktinis to įrodymas yra tasšios technologijos sparčiai vystosi Europos Sąjungoje, JAV, Kinijoje ir kitose pasaulio šalyse. Šiuolaikinė vėjo energija šiandien pagamina daugiau nei 200 milijardų kWh per metus, o tai atitinka 1,3 % pasaulinės elektros energijos. Tuo pačiu metu kai kuriose šalyse šis skaičius siekia 40 proc.

Ar kada pagalvojote, kad garsas yra viena ryškiausių gyvenimo, veiksmo, judėjimo apraiškų? Ir dar apie tai, kad kiekvienas garsas turi savo „veidą“? Ir net užsimerkę nieko nematydami galime tik pagal garsą atspėti, kas vyksta aplinkui. Galime atskirti pažįstamų balsus, girdėti ošimą, riaumojimą, lojimą, miaukimą ir pan.. Visi šie garsai mums pažįstami nuo vaikystės, bet kurį iš jų nesunkiai atpažįstame. Be to, net absoliučioje tyloje kiekvieną iš išvardytų garsų galime išgirsti savo vidine klausa. Įsivaizduokite taip, lyg tai būtų tikra.

Kas yra garsas?

Žmogaus ausies suvokiami garsai yra vienas svarbiausių informacijos apie mus supantį pasaulį šaltinių. Jūros ir vėjo ošimas, paukščių čiulbėjimas, žmonių balsai ir gyvūnų šauksmas, griaustinis, judančių ausų garsai padeda lengviau prisitaikyti prie besikeičiančių išorės sąlygų.

Jei, pavyzdžiui, kalnuose nukrito akmuo, o šalia nebuvo žmogaus, kuris galėtų išgirsti jo griuvimo garsą, garsas egzistavo ar ne? Į klausimą galima atsakyti ir teigiamai, ir neigiamai vienodai, nes žodis „garsas" turi dvigubą reikšmę. Todėl reikia susitarti. Todėl reikia susitarti, kas yra laikoma garsu - fizikiniu reiškiniu garso sklidimo forma virpesiai ore arba klausytojo pojūtis. iš esmės yra priežastis, antroji yra pasekmė, o pirmoji garso samprata yra objektyvi, antroji yra subjektyvi. Pirmuoju atveju garsas iš tikrųjų yra tekantis energijos srautas kaip upės upelis.Toks garsas gali pakeisti aplinką, per kurią jis praeina, ir pats yra jo keičiamas "Antruoju atveju garsu suprantame pojūčius, kurie kyla klausytojui, kai garso banga veikia per klausos aparatą smegenys.Girdėdamas garsą žmogus gali patirti įvairius jausmus.Sudėtingas garsų kompleksas, kurį vadiname muzika, sukelia mums pačias įvairiausias emocijas.Garsai sudaro kalbos pagrindą, kuris yra pagrindinė bendravimo priemonė žmonių visuomenėje. Galiausiai yra tokia garso forma kaip triukšmas. Garso analizė subjektyvaus suvokimo požiūriu yra sudėtingesnė nei atliekant objektyvų vertinimą.

Kaip sukurti garsą?

Visiems garsams būdinga tai, kad juos generuojantys kūnai, tai yra garso šaltiniai, svyruoja (nors dažniausiai šios vibracijos yra nematomos akiai). Pavyzdžiui, žmonių ir daugelio gyvūnų balsų garsai kyla dėl jų balso stygų virpesių, pučiamųjų muzikos instrumentų garso, sirenos garso, vėjo švilpimo ir griaustinio. dėl oro masių svyravimų.

Liniuotės pavyzdžiu galite tiesiogine prasme akimis pamatyti, kaip gimsta garsas. Kokį judesį atlieka liniuotė, kai užfiksuojame vieną galą, atitraukiame kitą ir atleidžiame? Pastebėsime, kad jis tarsi drebėjo, dvejojo. Remdamiesi tuo, darome išvadą, kad garsą sukuria trumpas arba ilgas kai kurių objektų svyravimas.

Garso šaltinis gali būti ne tik vibruojantys objektai. Skrendančių kulkų ar sviedinių švilpimas, vėjo kaukimas, reaktyvinio variklio ūžimas gimsta iš oro srauto pertrūkių, kurių metu taip pat retėja ir suspaudžiamas.

Taip pat garso svyruojančius judesius galima pastebėti prietaiso – kamertono pagalba. Tai lenktas metalinis strypas, sumontuotas ant kojos ant rezonatoriaus dėžutės. Jei plaktuku pataikysi į kamertoną, tai skambės. Kamtono šakų vibracija nepastebima. Tačiau juos galima aptikti, jei mažas rutulys, pakabintas ant sriegio, priartinamas prie skambančios kamertono. Kamuolys periodiškai atšoks, o tai rodo Kamerono šakų svyravimus.

Dėl garso šaltinio sąveikos su aplinkiniu oru oro dalelės su garso šaltinio judesiais laiku (arba „beveik laiku“) pradeda trauktis ir plėstis. Tada dėl oro, kaip skystos terpės, savybių vibracijos perduodamos iš vienos oro dalelės į kitą.

Prie garso bangų sklidimo paaiškinimo

Dėl to oru per atstumą perduodami virpesiai, tai yra garsas arba akustinė banga, arba, paprasčiausiai, garsas sklinda ore. Garsas, pasiekęs žmogaus ausį, savo ruožtu sužadina vibracijas savo jautriose srityse, kurias mes suvokiame kalbos, muzikos, triukšmo ir kt. forma (priklausomai nuo garso savybių, kurias lemia jo šaltinio prigimtis). ).

Garso bangų sklidimas

Ar galima pamatyti, kaip garsas "bėga"? Skaidriame ore ar vandenyje pačių dalelių svyravimai yra nepastebimi. Tačiau nesunku rasti pavyzdį, kuris pasakytų, kas nutinka garsui sklindant.

Būtina garso bangų sklidimo sąlyga yra materialinės aplinkos buvimas.

Vakuume garso bangos nesklinda, nes nėra dalelių, perduodančių sąveiką iš vibracijos šaltinio.

Todėl Mėnulyje dėl atmosferos nebuvimo viešpatauja visiška tyla. Net meteorito kritimo ant jo paviršiaus stebėtojas negirdi.

Garso bangų sklidimo greitį lemia dalelių sąveikos perdavimo greitis.

Garso greitis – tai garso bangų sklidimo terpėje greitis. Dujose garso greitis yra panašus (tiksliau, šiek tiek mažesnis) už molekulių šiluminį greitį, todėl didėja didėjant dujų temperatūrai. Kuo didesnė medžiagos molekulių sąveikos potenciali energija, tuo didesnis garso greitis, taigi ir garso greitis skystyje, o tai savo ruožtu viršija garso greitį dujose. Pavyzdžiui, jūros vandenyje garso greitis yra 1513 m/s. Pliene, kur gali sklisti skersinės ir išilginės bangos, skiriasi jų sklidimo greitis. Skersinės bangos sklinda 3300 m/s, o išilginės - 6600 m/s greičiu.

Garso greitis bet kurioje terpėje apskaičiuojamas pagal formulę:

čia β yra terpės adiabatinis suspaudžiamumas; ρ – tankis.

Garso bangų sklidimo dėsniai

Pagrindiniai garso sklidimo dėsniai apima jo atspindžio ir lūžio prie įvairių terpių ribų dėsnius, taip pat garso difrakciją ir sklaidą, esant kliūtims ir nehomogeniškumui terpėje ir sąsajose tarp terpių.

Garso sklidimo atstumą įtakoja garso sugerties faktorius, tai yra negrįžtamas garso bangos energijos perkėlimas į kitų rūšių energiją, ypač į šilumą. Svarbus veiksnys yra ir spinduliavimo kryptis bei garso sklidimo greitis, kuris priklauso nuo terpės ir specifinės jos būsenos.

Akustinės bangos sklinda iš garso šaltinio visomis kryptimis. Jei garso banga praeina per palyginti nedidelę skylę, tada ji sklinda visomis kryptimis, o ne nukreiptu spinduliu. Pavyzdžiui, gatvės garsai, prasiskverbiantys pro atvirą langą į patalpą, girdimi visose jo vietose, o ne tik prieš langą.

Garso bangų sklidimo prie kliūties pobūdis priklauso nuo santykio tarp kliūties matmenų ir bangos ilgio. Jei kliūties matmenys yra maži, palyginti su bangos ilgiu, tai banga teka aplink šią kliūtį, sklinda visomis kryptimis.

Garso bangos, prasiskverbiančios iš vienos terpės į kitą, nukrypsta nuo pradinės krypties, tai yra, jos lūžta. Lūžio kampas gali būti didesnis arba mažesnis už kritimo kampą. Tai priklauso nuo terpės, iš kurios skverbiasi garsas. Jei garso greitis antroje terpėje didesnis, tai lūžio kampas bus didesnis už kritimo kampą ir atvirkščiai.

Savo kelyje susidūrus su kliūtimi, nuo jos atsispindi garso bangos pagal griežtai apibrėžtą taisyklę – atspindžio kampas lygus kritimo kampui – su tuo siejama aido sąvoka. Jei garsas atsispindi nuo kelių paviršių skirtingais atstumais, atsiranda keli aidai.

Garsas sklinda besiskiriančios sferinės bangos forma, kuri užpildo vis didesnį tūrį. Didėjant atstumui, terpės dalelių svyravimai susilpnėja, garsas išsisklaido. Yra žinoma, kad norint padidinti perdavimo atstumą, garsas turi būti sutelktas tam tikra kryptimi. Kai norime, pavyzdžiui, būti išgirsti, pridedame rankas prie burnos arba naudojame kandiklį.

Difrakcija, tai yra garso spindulių lenkimas, turi didelę įtaką garso sklidimo diapazonui. Kuo terpė heterogeniškesnė, tuo labiau išlinksta garso pluoštas ir atitinkamai trumpesnis garso sklidimo atstumas.

Garso savybės ir charakteristikos

Pagrindinės fizinės garso charakteristikos yra vibracijų dažnis ir intensyvumas. Jie taip pat turi įtakos žmonių klausos suvokimui.

Virpesių periodas yra laikas, per kurį įvyksta vienas visiškas svyravimas. Pavyzdys yra siūbuojanti švytuoklė, kai ji juda iš kraštutinės kairės padėties į kraštinę dešinę ir grįžta į pradinę padėtį.

Virpesių dažnis – tai pilnų svyravimų (periodų) skaičius per vieną sekundę. Šis vienetas vadinamas hercu (Hz). Kuo didesnis virpesių dažnis, tuo aukštesnį garsą girdime, tai yra, garsas turi aukštesnį toną. Pagal priimtą tarptautinę vienetų sistemą 1000 Hz vadinami kilohercais (kHz), o 1 000 000 – megahercais (MHz).

Dažnių pasiskirstymas: girdimi garsai - 15Hz-20kHz ribose, infragarsai - žemiau 15Hz; ultragarsas - 1,5 (104 - 109 Hz; hipergarsas - 109 - 1013 Hz ribose.

Žmogaus ausis jautriausia garsams, kurių dažnis yra nuo 2000 iki 5000 kHz. Didžiausias klausos aštrumas pastebimas 15-20 metų amžiaus. Klausa blogėja su amžiumi.

Bangos ilgio sąvoka siejama su svyravimų periodu ir dažniu. Garso bangos ilgis yra atstumas tarp dviejų nuoseklių terpės koncentracijų arba retinimo. Remiantis vandens paviršiumi sklindančių bangų pavyzdžiu, tai yra atstumas tarp dviejų keterų.

Garsai taip pat skiriasi tembru. Pagrindinį garso toną lydi antriniai tonai, kurių dažnis visada yra aukštesnis (obertonai). Tembras yra kokybinė garso charakteristika. Kuo daugiau obertonų dedama ant pagrindinio tono, tuo muzikiškai „sultingesnis“ skambesys.

Antroji pagrindinė charakteristika yra svyravimų amplitudė. Tai didžiausias harmoninių virpesių nuokrypis nuo pusiausvyros padėties. Švytuoklės pavyzdyje - didžiausias jos nuokrypis į kraštinę kairę padėtį arba į kraštutinę dešinę padėtį. Virpesių amplitudė lemia garso intensyvumą (stiprumą).

Garso stiprumą arba jo intensyvumą lemia akustinės energijos kiekis, pratekantis per vieną sekundę vieno kvadratinio centimetro plotu. Vadinasi, akustinių bangų intensyvumas priklauso nuo šaltinio terpėje sukuriamo akustinio slėgio dydžio.

Savo ruožtu garsumas yra susijęs su garso intensyvumu. Kuo didesnis garso intensyvumas, tuo jis stipresnis. Tačiau šios sąvokos nėra lygiavertės. Garsumas yra garso sukelto klausos pojūčio stiprumo matas. To paties intensyvumo garsas gali sukurti skirtingą klausos suvokimą skirtingiems žmonėms. Kiekvienas žmogus turi savo klausos slenkstį.

Žmogus nustoja girdėti labai didelio intensyvumo garsus ir suvokia juos kaip spaudimo ir net skausmo jausmą. Toks garso stiprumas vadinamas skausmo slenksčiu.

Garso poveikis žmogaus ausiai

Žmogaus klausos organai geba suvokti vibracijas, kurių dažnis yra nuo 15-20 hercų iki 16-20 tūkstančių hercų. Nurodytų dažnių mechaniniai virpesiai vadinami garsiniais arba akustiniais (akustika – garso tyrimas).Žmogaus ausis jautriausia garsams, kurių dažnis nuo 1000 iki 3000 Hz. Didžiausias klausos aštrumas stebimas 15-20 metų amžiaus. Klausa blogėja su amžiumi. Žmogui iki 40 metų didžiausias jautrumas yra apie 3000 Hz, nuo 40 iki 60 metų - 2000 Hz, vyresniems nei 60 metų - 1000 Hz. Diapazone iki 500 Hz galime atskirti dažnio sumažėjimą ar padidėjimą net 1 Hz. Esant aukštesniems dažniams, mūsų klausos aparatas tampa mažiau jautrus šiam nedideliam dažnio pokyčiui. Taigi po 2000 Hz vieną garsą nuo kito atskirti galime tik tada, kai dažnių skirtumas yra ne mažesnis kaip 5 Hz. Esant mažesniam skirtumui, garsai mums atrodys vienodi. Tačiau taisyklių be išimties beveik nėra. Yra žmonių, kurių klausa neįprastai gera. Gabus muzikantas gali aptikti garso pokytį tik pagal dalį vibracijų.

Išorinė ausis susideda iš ausies kaušelio ir klausos kanalo, jungiančio ją su būgneliu. Pagrindinė išorinės ausies funkcija yra nustatyti garso šaltinio kryptį. Ausies kanalas, kuris yra dviejų centimetrų ilgio vamzdelis, siaurėjantis į vidų, apsaugo vidines ausies dalis ir veikia kaip rezonatorius. Ausies kanalas baigiasi ties būgneliu – membrana, kuri vibruoja veikiant garso bangoms. Būtent čia, ant išorinės vidurinės ausies ribos, vyksta objektyvaus garso transformacija į subjektyvią. Už būgninės membranos yra trys maži tarpusavyje sujungti kaulai: plaktukas, priekalas ir balnakila, per kuriuos vibracijos perduodamos į vidinę ausį.

Ten, klausos nerve, jie paverčiami elektros signalais. Maža ertmė, kurioje yra plaktukas, priekalas ir balnakilpė, užpildyta oru ir yra sujungta su burnos ertme Eustachijaus vamzdeliu. Pastarojo dėka išlaikomas vienodas spaudimas ausies būgnelio viduje ir išorėje. Paprastai Eustachijaus vamzdelis yra uždarytas, o atsidaro tik staiga pasikeitus slėgiui (žiovaujant, ryjant), kad jį išlygintų. Jei žmogui Eustachijaus vamzdelis užsidaro, pavyzdžiui, dėl peršalimo, tuomet slėgis nesilygina, žmogus jaučia skausmą ausyse. Be to, vibracijos perduodamos iš būgninės membranos į ovalų langą, kuris yra vidinės ausies pradžia. Jėga, veikianti būgnelį, yra lygi slėgio ir būgnelio ploto sandaugai. Tačiau tikrosios klausos paslaptys prasideda prie ovalo lango. Garso bangos sklinda skystyje (perilimfoje), kuris užpildo sraigę. Šis vidinės ausies organas, panašus į sraigę, yra trijų centimetrų ilgio ir pertvara padalintas į dvi dalis per visą ilgį. Garso bangos pasiekia pertvarą, apeina ją ir sklinda ta kryptimi beveik iki tos pačios vietos, kur pirmiausia palietė pertvarą, bet iš kitos pusės. Sraigės pertvarą sudaro bazinė membrana, kuri yra labai stora ir įtempta. Garso virpesiai sukuria banguotus banguotus jos paviršiuje, o skirtingų dažnių briaunos yra visiškai apibrėžtose membranos dalyse. Mechaniniai virpesiai paverčiami elektriniais virpesiais specialiame organe (Corti organe), esančiame virš viršutinės pagrindinės membranos dalies. Tectorial membrana yra virš Corti organo. Abu šie organai yra panardinti į skystį – endolimfą ir nuo likusios sraigės dalies atskirti Reisnerio membrana. Iš vargonų, Corti, išaugę plaukeliai beveik prasiskverbia pro tektorinę membraną, o pasigirdus garsui, liečiasi – garsas paverčiamas, dabar užkoduotas elektrinių signalų pavidalu. Didelį vaidmenį stiprinant mūsų gebėjimą suvokti garsus vaidina kaukolės oda ir kaulai dėl gero laidumo. Pavyzdžiui, jei pridedate ausį prie bėgio, artėjančio traukinio judėjimas gali būti aptiktas dar gerokai prieš jam pasirodant.

Garso poveikis žmogaus organizmui

Per pastaruosius dešimtmečius smarkiai padaugėjo įvairių automobilių ir kitų triukšmo šaltinių, paplito nešiojamieji radijo imtuvai ir magnetofonai, dažnai įjungiami dideliu garsu, aistra garsiai populiariajai muzikai. Pastebima, kad miestuose kas 5-10 metų triukšmo lygis padidėja 5 dB (decibelais). Reikėtų nepamiršti, kad tolimiems žmogaus protėviams triukšmas buvo pavojaus signalas, rodantis pavojaus galimybę. Tuo pačiu metu greitai keitėsi simpatinė-antinksčių ir širdies bei kraujagyslių sistemos, dujų mainai, kiti medžiagų apykaitos tipai (padidėjo cukraus ir cholesterolio kiekis kraujyje), paruošiant organizmą kovai arba bėgimui. Nors šiuolaikiniame žmoguje ši klausos funkcija prarado tokią praktinę reikšmę, „vegetatyvinės kovos už būvį reakcijos“ buvo išsaugotos. Taigi net ir trumpalaikis 60–90 dB triukšmas padidina hipofizės hormonų, skatinančių daugelio kitų hormonų, ypač katecholaminų (adrenalino ir norepinefrino) gamybą, sekreciją, sustiprėja širdies darbas, kraujagyslės. susiaurėja, pakyla kraujospūdis (BP). Tuo pačiu metu buvo pastebėta, kad ryškiausias kraujospūdžio padidėjimas stebimas pacientams, sergantiems hipertenzija ir tiems, kurie turi paveldimą polinkį į ją. Triukšmo įtakoje sutrinka smegenų veikla: pakinta elektroencefalogramos pobūdis, mažėja suvokimo aštrumas, protinė veikla. Buvo pablogėjęs virškinimas. Yra žinoma, kad ilgalaikis buvimas triukšmingoje aplinkoje sukelia klausos praradimą. Priklausomai nuo individualaus jautrumo, triukšmą žmonės skirtingai vertina kaip nemalonų ir trukdantį. Tuo pačiu metu klausytoją dominanti muzika ir kalba, net esant 40-80 dB, gali būti gana lengvai perduodama. Dažniausiai klausa suvokia svyravimus 16-20000 Hz diapazone (svyravimai per sekundę). Svarbu pabrėžti, kad nemalonias pasekmes sukelia ne tik per didelis triukšmas girdimame svyravimų diapazone: ultragarsas ir infragarsas žmogaus klausos nesuvokiamuose diapazonuose (virš 20 tūkst. Hz ir žemiau 16 Hz) sukelia ir nervinį įtempimą, negalavimą. , galvos svaigimas, vidaus organų, ypač nervų ir širdies ir kraujagyslių sistemų, veiklos pokyčiai. Nustatyta, kad šalia didžiųjų tarptautinių oro uostų esančių vietovių gyventojai hipertenzija serga ryškiai dažniau nei ramesnėje to paties miesto vietoje. Per didelis triukšmas (virš 80 dB) veikia ne tik klausos organus, bet ir kitus organus bei sistemas (kraujotakos, virškinimo, nervų ir kt.). ir kt.), sutrinka gyvybiniai procesai, energijos apykaita ima vyrauti prieš plastiką, o tai lemia priešlaikinį organizmo senėjimą.

Su šiais pastebėjimais-atradimais pradėjo atsirasti kryptingo poveikio žmogui metodai. Įtakoti žmogaus protą ir elgesį galite įvairiais būdais, vienam iš jų reikalinga speciali įranga (technotroninė technika, zombifikacija.).

Garso izoliacija

Pastatų apsaugos nuo triukšmo laipsnį pirmiausia lemia šios paskirties patalpų leistino triukšmo normos. Normalizuoti pastovaus triukšmo parametrai skaičiuojamuose taškuose yra garso slėgio lygiai L, dB, oktavų dažnių juostose, kurių geometriniai vidutiniai dažniai yra 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz. Apytiksliems skaičiavimams leidžiama naudoti garso lygius LA, dBA. Normalizuoti protarpinio triukšmo parametrai projektavimo taškuose yra lygiaverčiai garso lygiai LA eq, dBA ir didžiausi garso lygiai LA max, dBA.

Leistini garso slėgio lygiai (ekvivalentiški garso slėgio lygiai) yra standartizuoti SNiP II-12-77 „Apsauga nuo triukšmo“.

Reikėtų nepamiršti, kad leistini triukšmo lygiai iš išorinių šaltinių patalpose nustatomi atsižvelgiant į norminį patalpų vėdinimą (gyvenamoms patalpoms, palatoms, klasėms - su atvirais langais, skersiniais, siauromis langų varčiomis).

Atskyrimas nuo oro sklindančio garso – tai garso energijos susilpnėjimas, kai ji perduodama per tvorą.

Standartizuoti gyvenamųjų ir visuomeninių pastatų, taip pat pagalbinių pastatų ir pramonės įmonių patalpų atitvarų konstrukcijų garso izoliacijos parametrai yra atitvarinės konstrukcijos oro garso izoliacijos indeksas Rw, dB ir sumažinto smūginio triukšmo lygio po lubomis indeksas.

Triukšmas. Muzika. Kalba.

Klausos organų garsų suvokimo požiūriu, juos daugiausia galima suskirstyti į tris kategorijas: triukšmą, muziką ir kalbą. Tai skirtingos garso reiškinių sritys, turinčios žmogui būdingos informacijos.

Triukšmas – tai nesistemingas daugybės garsų derinys, tai yra visų šių garsų susiliejimas į vieną nesuderinamą balsą. Manoma, kad triukšmas – tai garsų kategorija, kuri žmogų trikdo arba erzina.

Žmonės gali atlaikyti tik tam tikrą triukšmo kiekį. Bet jei praeina valanda – kita, o triukšmas nesiliauja, tada atsiranda įtampa, nervingumas ir net skausmas.

Garsas gali nužudyti žmogų. Viduramžiais buvo net tokia egzekucija, kai žmogų pasodindavo po varpu ir pradėdavo mušti. Pamažu skambant varpui žuvo žmogus. Bet tai buvo viduramžiais. Mūsų laikais pasirodė viršgarsiniai orlaiviai. Jei toks orlaivis praskris virš miesto 1000-1500 metrų aukštyje, tada namuose išplyš langai.

Muzika yra ypatingas reiškinys garsų pasaulyje, tačiau, skirtingai nei kalba, ji neperteikia tikslių semantinių ar kalbinių reikšmių. Emocinis prisotinimas ir malonios muzikinės asociacijos prasideda ankstyvoje vaikystėje, kai vaikas dar bendrauja žodžiu. Ritmai ir giesmės sieja jį su mama, o dainavimas ir šokiai yra bendravimo žaidimuose elementas. Muzikos vaidmuo žmogaus gyvenime toks didelis, kad pastaraisiais metais medicina jai priskiria gydomųjų savybių. Muzikos pagalba galite normalizuoti bioritmus, užtikrinti optimalų širdies ir kraujagyslių sistemos veiklos lygį. Tačiau reikia tik prisiminti, kaip kariai eina į mūšį. Nuo neatmenamų laikų daina buvo nepamainomas kario žygio atributas.

Infragarsas ir ultragarsas

Ar galima garsu vadinti tai, ko visai negirdime? O kas, jei negirdime? Ar šie garsai niekam ir nieko nebepasiekiami?

Pavyzdžiui, garsai, kurių dažnis mažesnis nei 16 hercų, vadinami infragarsu.

Infragarsas – tamprios vibracijos ir bangos, kurių dažniai yra žemiau žmogui girdimo dažnių diapazono. Paprastai 15-4 Hz yra laikoma viršutine infragarso diapazono riba; toks apibrėžimas yra sąlyginis, nes esant pakankamam intensyvumui, klausos suvokimas taip pat pasireiškia kelių Hz dažniais, nors tokiu atveju išnyksta pojūčio toninis pobūdis ir tampa atskirti tik atskiri virpesių ciklai. Apatinė infragarso dažnio riba neaiški. Šiuo metu jo studijų sritis tęsiasi iki maždaug 0,001 Hz. Taigi infragarso dažnių diapazonas apima apie 15 oktavų.

Infragarso bangos sklinda oro ir vandens aplinkoje, taip pat žemės plutoje. Infragarsas taip pat apima didelių konstrukcijų, ypač transporto priemonių, pastatų, žemo dažnio virpesius.

Ir nors mūsų ausys tokių virpesių „nepagauna“, bet kažkaip žmogus jas vis tiek suvokia. Tokiu atveju patiriame nemalonius, o kartais ir nerimą keliančius pojūčius.

Jau seniai pastebėta, kad kai kurie gyvūnai pavojaus jausmą pajunta daug anksčiau nei žmonės. Jie iš anksto reaguoja į tolimą uraganą ar artėjantį žemės drebėjimą. Kita vertus, mokslininkai išsiaiškino, kad katastrofiškų įvykių gamtoje metu atsiranda infragarsas – žemo dažnio virpesiai ore. Tai sukėlė hipotezes, kad gyvūnai savo aštrių pojūčių dėka tokius signalus suvokia anksčiau nei žmonės.

Deja, infragarsą gamina daugybė mašinų ir pramoninių įrenginių. Jei, tarkime, tai įvyksta automobilyje ar lėktuve, tai po kurio laiko pilotai ar vairuotojai sunerimsta, greičiau pavargsta, o tai gali sukelti avariją.

Jie kelia triukšmą infragarsiniuose įrenginiuose, ir tada su jais dirbti sunkiau. Ir visiems aplinkiniams bus sunku. Ne geriau, jei jis „dumbs“ su infragarso ventiliacija gyvenamajame name. Atrodo, negirdima, bet žmonės susierzina ir gali net susirgti. Atsikratyti infragarsinių sunkumų leidžia atlikti specialų „bandymą“, kurį turi išlaikyti bet kuris įrenginys. Jei jis „fonituoja“ infragarso zonoje, tada jis negaus leidimo žmonėms.

Kaip vadinamas labai aukštas tonas? Toks girgždėjimas, kuris mūsų ausiai nepasiekiamas? Tai ultragarsas. Ultragarsas - elastinės bangos, kurių dažnis yra nuo maždaug (1,5 - 2) (104 Hz (15 - 20 kHz) iki 109 Hz (1 GHz); dažnio bangų sritis nuo 109 iki 1012 - 1013 Hz paprastai vadinama hipergarsu. Pagal dažnį, ultragarsas yra patogiai skirstomas į 3 diapazonus: žemo dažnio ultragarsą (1,5 (104 - 105 Hz), vidutinio dažnio ultragarsą (105 - 107 Hz), aukšto dažnio ultragarsą (107 - 109 Hz). Kiekvienas iš šių diapazonų pasižymi savo specifinėmis savybėmis. generavimo, priėmimo, paskirstymo ir taikymo ypatybės.

Pagal fizinę prigimtį ultragarsas yra elastinės bangos ir tuo nesiskiria nuo garso, todėl dažnio riba tarp garso ir ultragarso bangų yra sąlyginė. Tačiau dėl aukštesnių dažnių ir, atitinkamai, trumpų bangų ilgių ultragarso sklidimas turi nemažai ypatybių.

Dėl trumpo ultragarso bangos ilgio jo prigimtį pirmiausia lemia terpės molekulinė struktūra. Ultragarsas dujose, ypač ore, sklinda labai silpnai. Skysčiai ir kietosios medžiagos, kaip taisyklė, yra geri ultragarso laidininkai - juose susilpnėja daug mažiau.

Žmogaus ausis nesugeba suvokti ultragarso bangų. Tačiau daugelis gyvūnų tai laisvai suvokia. Tai, be kita ko, mums taip gerai pažįstami šunys. Tačiau šunys, deja, negali „loti“ ultragarsu. Tačiau šikšnosparniai ir delfinai turi nuostabų gebėjimą skleisti ir priimti ultragarsą.

Hipergarsas – tai elastinės bangos, kurių dažnis nuo 109 iki 1012 – 1013 Hz. Pagal fizinę prigimtį hipergarsas niekuo nesiskiria nuo garso ir ultragarso bangų. Dėl aukštesnių dažnių, taigi ir trumpesnių bangų ilgių nei ultragarso srityje, hipergarso sąveika su kvazidalelėmis terpėje tampa daug reikšmingesnė – su laidumo elektronais, šiluminiais fononais ir kt. Hipergarsas taip pat dažnai vaizduojamas kaip kvazidalelių srautas. - fononai.

Hipergarso dažnių diapazonas atitinka decimetro, centimetro ir milimetro diapazono elektromagnetinių virpesių dažnius (vadinamuosius itin aukštus dažnius). 109 Hz dažnis ore esant normaliam atmosferos slėgiui ir kambario temperatūrai turi būti tokio paties dydžio kaip ir vidutinis laisvas molekulių kelias ore tomis pačiomis sąlygomis. Tačiau tampriosios bangos gali sklisti terpėje tik tada, kai jų bangos ilgis yra pastebimai didesnis už laisvą dalelių kelią dujose arba didesnis už tarpatominius atstumus skysčiuose ir kietosiose medžiagose. Todėl hipergarsinės bangos negali sklisti dujose (ypač ore) esant normaliam atmosferos slėgiui. Skysčiuose hipergarso slopinimas yra labai didelis, o sklidimo diapazonas trumpas. Hipergarsas palyginti gerai sklinda kietose medžiagose – pavieniuose kristaluose, ypač esant žemai temperatūrai. Tačiau net ir tokiomis sąlygomis hipergarsas gali įveikti tik 1, daugiausiai 15 centimetrų atstumą.

Garsas – tai mechaniniai virpesiai, sklindantys elastingose ​​terpėse – dujose, skysčiuose ir kietose medžiagose, suvokiami klausos organais.

Specialių instrumentų pagalba galima pamatyti garso bangų sklidimą.

Garso bangos gali pakenkti žmogaus sveikatai ir atvirkščiai, padėti išgydyti negalavimus, tai priklauso nuo garso rūšies.

Pasirodo, yra garsų, kurių žmogaus ausis nesuvokia.

Bibliografija

Peryshkin A. V., Gutnik E. M. Fizika 9 klasė

Kasjanovas V. A. Fizika 10 klasė

Leonovas A. „Aš pažįstu pasaulį“ Det. enciklopedija. Fizika

2 skyrius. Akustinis triukšmas ir jo poveikis žmogui

Tikslas: Ištirti akustinio triukšmo poveikį žmogaus organizmui.

Įvadas

Mus supantis pasaulis yra gražus garsų pasaulis. Aplink mus – žmonių ir gyvūnų balsai, muzika ir vėjo ošimas, paukščių čiulbėjimas. Žmonės informaciją perduoda per kalbą, o klausos pagalba ji suvokiama. Gyvūnams garsas yra ne mažiau svarbus, o tam tikra prasme ir svarbesnis, nes jų klausa yra labiau išvystyta.

Fizikos požiūriu garsas – tai mechaniniai virpesiai, sklindantys tamprioje terpėje: vandenyje, ore, kietame kūne ir kt. Žmogaus gebėjimas suvokti garso virpesius, jų klausytis atsispindi pavadinime. garso doktrina – akustika (iš graikų akustikos – girdimasis, girdimasis). Garso pojūtis mūsų klausos organuose atsiranda periodiškai keičiantis oro slėgiui. Garso bangas, kurių garso slėgio pokyčių amplitudė yra didelė, žmogaus ausis suvokia kaip garsius garsus, su maža garso slėgio pokyčių amplitudė – kaip tylius garsus. Garso stiprumas priklauso nuo virpesių amplitudės. Garso stiprumas taip pat priklauso nuo jo trukmės ir nuo individualių klausytojo savybių.

Aukšto dažnio garso vibracijos vadinamos aukšto tono garsais, o žemo dažnio garso vibracijos – žemomis.

Žmogaus klausos organai gali suvokti garsus, kurių dažnis svyruoja nuo maždaug 20 Hz iki 20 000 Hz. Išilginės bangos terpėje, kurios slėgio kitimo dažnis mažesnis nei 20 Hz, vadinamos infragarsu, o didesnis nei 20 000 Hz – ultragarsu. Žmogaus ausis infragarso ir ultragarso nesuvokia, t.y., negirdi. Pažymėtina, kad nurodytos garso diapazono ribos yra savavališkos, nes jos priklauso nuo žmonių amžiaus ir individualių jų garso aparato savybių. Paprastai su amžiumi viršutinė suvokiamų garsų dažnio riba gerokai sumažėja – dalis vyresnio amžiaus žmonių gali girdėti garsus, kurių dažnis neviršija 6000 Hz. Vaikai, atvirkščiai, gali suvokti garsus, kurių dažnis yra šiek tiek didesnis nei 20 000 Hz.

Kai kurie gyvūnai girdi virpesius, kurių dažnis yra didesnis nei 20 000 Hz arba mažesnis nei 20 Hz.

Fiziologinės akustikos tyrimo objektas yra pats klausos organas, jo sandara ir veikimas. Architektūrinė akustika tiria garso sklidimą patalpose, dydžių ir formų įtaką garsui, sienas ir lubas dengiančių medžiagų savybes. Tai reiškia garsinį garso suvokimą.

Taip pat yra muzikinė akustika, nagrinėjanti muzikos instrumentus ir sąlygas jiems geriausiai skambėti. Fizinė akustika yra susijusi su pačių garso virpesių tyrimu, o pastaruoju metu ji apėmė vibracijas, kurios yra už girdėjimo ribų (ultraakustika). Jis plačiai naudoja įvairius metodus mechaniniams virpesiams paversti elektrinėmis vibracijomis ir atvirkščiai (elektroakustika).

Istorijos nuoroda

Garsai pradėti tyrinėti senovėje, nes žmogui būdingas domėjimasis viskuo, kas nauja. Pirmieji akustiniai stebėjimai buvo atlikti VI amžiuje prieš Kristų. Pitagoras nustatė ryšį tarp tono ir ilgos stygos ar trimito, skleidžiančios garsą.

IV amžiuje prieš Kristų Aristotelis pirmasis teisingai suprato, kaip garsas sklinda ore. Jis teigė, kad skambantis kūnas sukelia oro susispaudimą ir retėjimą, aidą aiškino garso atspindžiu nuo kliūčių.

XV amžiuje Leonardo da Vinci suformulavo garso bangų nepriklausomumo nuo įvairių šaltinių principą.

1660 metais Roberto Boyle'o eksperimentais buvo įrodyta, kad oras yra garso laidininkas (vakuume garsas nesklinda).

1700-1707 metais. Josepho Saveuro atsiminimus apie akustiką išleido Paryžiaus mokslų akademija. Šiuose atsiminimuose Saveris aptaria vargonų kūrėjams gerai žinomą reiškinį: jei du vargonų vamzdžiai vienu metu skleidžia du, tik nežymiai besiskiriančius garsus, tai pasigirsta periodiniai garso sustiprinimai, panašūs į būgno riedėjimą. Saveris šį reiškinį paaiškino periodišku abiejų garsų virpesių sutapimu. Jei, pavyzdžiui, vienas iš dviejų garsų atitinka 32 virpesius per sekundę, o kitas – 40, tai pirmojo garso ketvirtojo virpesio pabaiga sutampa su antrojo garso penktojo vibracijos pabaiga, taigi. garsas sustiprinamas. Nuo vargonų vamzdžių Saveris perėjo prie eksperimentinio stygų virpesių tyrimo, stebėdamas virpesių mazgus ir antimazgus (šiuos moksle tebeegzistuojančius pavadinimus jis įvedė), taip pat pastebėjo, kad sužadinus stygą kartu su pagrindinė nata, kitos natos skamba, kurių bangų ilgis yra ½, 1/3, ¼,. nuo pagrindinės. Šias natas jis pavadino aukščiausiais harmoniniais tonais, ir šiam pavadinimui buvo lemta išlikti moksle. Galiausiai Saveris pirmasis bandė nustatyti vibracijų kaip garsų suvokimo ribą: žemiems garsams nurodė 25 virpesių per sekundę ribą, o aukštiems - 12 800. Po to Niutonas, remdamasis šiais eksperimentiniais Saver darbai, pirmą kartą apskaičiavo garso bangos ilgį ir priėjo prie išvados, dabar gerai žinomos fizikoje, kad bet kurio atviro vamzdžio skleidžiamo garso bangos ilgis yra lygus dvigubam vamzdžio ilgiui.

Garso šaltiniai ir jų prigimtis

Visiems garsams būdinga tai, kad juos generuojantys kūnai, tai yra garso šaltiniai, svyruoja. Visiems pažįstami garsai, kylantys judant virš būgno ištemptai odai, banguojantis jūra, vėjo siūbuojančios šakos. Visi jie skiriasi vienas nuo kito. Kiekvieno atskiro garso „spalva“ griežtai priklauso nuo judesio, dėl kurio jis kyla. Taigi, jei svyruojantis judėjimas yra itin greitas, garsas turi aukšto dažnio virpesius. Lėtesnis svyruojantis judėjimas sukuria žemesnio dažnio garsą. Įvairūs eksperimentai rodo, kad bet koks garso šaltinis būtinai svyruoja (nors dažniausiai šie svyravimai akiai nepastebimi). Pavyzdžiui, žmonių ir daugelio gyvūnų balsų garsai kyla dėl jų balso stygų virpesių, pučiamųjų muzikos instrumentų garso, sirenos garso, vėjo švilpimo ir griaustinio. dėl oro masių svyravimų.

Tačiau ne kiekvienas svyruojantis kūnas yra garso šaltinis. Pavyzdžiui, ant sriegio ar spyruoklės pakabintas vibruojantis svarelis neskleidžia garso.

Virpesių pasikartojimo dažnis matuojamas hercais (arba ciklais per sekundę); 1 Hz – tokio periodinio svyravimo dažnis, periodas 1 s. Atkreipkite dėmesį, kad dažnis yra ta savybė, kuri leidžia atskirti vieną garsą nuo kito.

Tyrimai parodė, kad žmogaus ausis geba suvokti kaip garsą mechaninius kūnų virpesius, atsirandančius nuo 20 Hz iki 20 000 Hz dažniu. Esant labai greitam, daugiau nei 20 000 Hz arba labai lėtam, mažesniam nei 20 Hz, garso virpesiams, mes negirdime. Štai kodėl mums reikia specialių prietaisų, leidžiančių registruoti garsus, kurie yra už dažnio ribos, kurią suvokia žmogaus ausis.

Jei virpesių judėjimo greitis lemia garso dažnį, tai jo dydis (patalpos dydis) yra garsumas. Jei toks ratas sukasi dideliu greičiu, pasigirs aukšto dažnio tonas, lėtesnis sukimasis generuos žemesnio dažnio toną. Be to, kuo mažesni rato dantys (kaip rodo punktyrinė linija), tuo garsas silpnesnis ir kuo didesni dantys, tai yra, kuo labiau nukrypsta plokštelė, tuo garsesnis. Taigi galime pastebėti dar vieną garso savybę – jo garsumą (intensyvumą).

Neįmanoma nepaminėti tokios garso savybės kaip kokybė. Kokybė yra glaudžiai susijusi su struktūra, kuri gali būti nuo pernelyg sudėtingos iki labai paprastos. Rezonatoriaus palaikomo kamertono tonas yra labai paprastos struktūros, nes jame yra tik vienas dažnis, kurio reikšmė priklauso tik nuo kamertono konstrukcijos. Šiuo atveju kamertono garsas gali būti stiprus ir silpnas.

Galite sukurti sudėtingus garsus, todėl, pavyzdžiui, daugelyje dažnių yra vargonų akordo garsas. Net mandolinos stygos garsas yra gana sudėtingas. Taip yra dėl to, kad ištempta styga svyruoja ne tik pagrindiniu (kaip kamertonu), bet ir kitais dažniais. Jie generuoja papildomus tonus (harmonikus), kurių dažniai yra sveikuoju skaičiumi kartų didesni už pagrindinio tono dažnį.

Dažnio sąvoka yra neteisėta taikyti triukšmui, nors galime kalbėti apie kai kurias jo dažnių sritis, nes būtent jos išskiria vieną triukšmą nuo kito. Triukšmo spektro nebegalima pavaizduoti viena ar keliomis linijomis, kaip monochromatinio signalo arba periodinės bangos, turinčios daug harmonikų, atveju. Jis vaizduojamas kaip visa linija

Kai kurių garsų, ypač muzikinių, dažninė struktūra yra tokia, kad visi obertonai yra harmoningi pagrindinio tono atžvilgiu; tokiais atvejais sakoma, kad garsai turi aukštį (nustatoma pagal aukščio dažnį). Dauguma garsų nėra tokie melodingi, juose nėra vientiso muzikiniams garsams būdingo dažnių santykio. Šie garsai savo struktūra yra panašūs į triukšmą. Todėl apibendrinant tai, kas pasakyta, galima teigti, kad garsui būdingas garsumas, kokybė ir aukštis.

Kas atsitiks su garsu jį sukūrus? Kaip jis pasiekia, pavyzdžiui, mūsų ausį? Kaip plinta?

Garsą suvokiame ausimis. Tarp skambančio kūno (garso šaltinio) ir ausies (garso imtuvo) yra medžiaga, perduodanti garso virpesius iš garso šaltinio į imtuvą. Dažniausiai ši medžiaga yra oras. Garsas negali sklisti beorėje erdvėje. Kaip bangos negali egzistuoti be vandens. Eksperimentai patvirtina šią išvadą. Panagrinėkime vieną iš jų. Padėkite skambutį po oro siurblio varpeliu ir įjunkite. Tada jie pradeda siurbti orą siurbliu. Kai oras retėja, garsas tampa vis silpnesnis ir, galiausiai, beveik visiškai išnyksta. Kai vėl pradedu leisti orą po varpu, vėl pasigirsta varpelio garsas.

Žinoma, garsas sklinda ne tik ore, bet ir kituose kūnuose. Tai taip pat galima išbandyti eksperimentiškai. Net ir tokį silpną garsą, kaip viename stalo gale gulinčio kišeninio laikrodžio tiksėjimas, galima aiškiai išgirsti, priglaudus ausį prie kito stalo galo.

Gerai žinoma, kad garsas dideliais atstumais perduodamas žeme, o ypač geležinkelio bėgiais. Priglaudę ausį prie bėgių arba prie žemės, galite išgirsti toli važiuojančio traukinio garsą arba lekiančio arklio valkatą.

Jeigu mes, būdami po vandeniu, atsitrenksime akmenį į akmenį, aiškiai išgirsime smūgio garsą. Todėl garsas sklinda ir vandenyje. Žuvys girdi žingsnius ir žmonių balsus krante, tai puikiai žino meškeriotojai.

Eksperimentai rodo, kad skirtingi kietieji kūnai skirtingai praleidžia garsą. Elastingi kūnai yra geri garso laidininkai. Dauguma metalų, medienos, dujų ir skysčių yra elastingi kūnai, todėl gerai praleidžia garsą.

Minkšti ir porėti kūnai yra prasti garso laidininkai. Kai, pavyzdžiui, laikrodis yra kišenėje, jį apgaubia minkštas audinys, jo tiksėjimo negirdime.

Beje, tai, kad eksperimentas su po dangteliu padėtu varpeliu ilgą laiką atrodė nelabai įtikinamas, yra susijęs su garso sklidimu kietose medžiagose. Faktas yra tas, kad eksperimentatoriai nepakankamai izoliavo varpą, o garsas buvo girdimas net tada, kai po dangteliu nebuvo oro, nes vibracijos buvo perduodamos įvairiomis instaliacijos jungtimis.

1650 m. Athanasius Kirch'er ir Otto Gücke, remdamiesi eksperimentu su varpu, padarė išvadą, kad garsui sklisti oro nereikia. Ir tik po dešimties metų Robertas Boyle'as įtikinamai įrodė priešingai. Pavyzdžiui, ore esantis garsas perduodamas išilginėmis bangomis, t. y. iš garso šaltinio sklindančio oro kintamosiomis kondensacijomis ir retėjimu. Bet kadangi mus supanti erdvė, skirtingai nei dvimatis vandens paviršius, yra trimatis, tai garso bangos sklinda ne dviem, o trimis kryptimis – išsiskiriančių sferų pavidalu.

Garso bangos, kaip ir bet kurios kitos mechaninės bangos, erdvėje sklinda ne akimirksniu, o tam tikru greičiu. Paprasčiausi stebėjimai leidžia tai patikrinti. Pavyzdžiui, perkūnijos metu pirmiausia matome žaibą ir tik po kurio laiko išgirstame griaustinį, nors oro virpesiai, mūsų suvokiami kaip garsas, atsiranda kartu su žaibo blyksniu. Faktas yra tas, kad šviesos greitis yra labai didelis (300 000 km / s), todėl galime manyti, kad mes matome blyksnį jo atsiradimo metu. O griaustinio garsas, susiformavęs kartu su žaibais, užtrunka gana apčiuopiamą laiką, kol nukeliautume atstumą nuo jo atsiradimo vietos iki ant žemės stovinčio stebėtojo. Pavyzdžiui, jei griaustinį išgirstame praėjus daugiau nei 5 sekundėms po to, kai pamatėme žaibą, galime daryti išvadą, kad perkūnija nuo mūsų nutolusi mažiausiai 1,5 km. Garso greitis priklauso nuo terpės, kurioje garsas sklinda, savybių. Mokslininkai sukūrė įvairius metodus, kaip nustatyti garso greitį bet kurioje aplinkoje.

Garso greitis ir jo dažnis lemia bangos ilgį. Stebėdami bangas tvenkinyje pastebime, kad besiskiriantys apskritimai kartais būna mažesni, o kartais didesni, kitaip tariant, atstumas tarp bangų keterų ar bangų duburių gali skirtis priklausomai nuo objekto, dėl kurio jie atsirado, dydžio. Laikydami ranką pakankamai žemai virš vandens paviršiaus, galime jausti kiekvieną pro mus praplaukiantį purslą. Kuo didesnis atstumas tarp nuoseklių bangų, tuo rečiau jų keteros palies mūsų pirštus. Toks paprastas eksperimentas leidžia daryti išvadą, kad esant bangoms vandens paviršiuje esant tam tikram bangos sklidimo greičiui, didesnis dažnis atitinka mažesnį atstumą tarp bangų keterų, tai yra trumpesnes bangas, ir, atvirkščiai, į žemesnį dažnį, ilgesnes bangas.

Tas pats pasakytina ir apie garso bangas. Tai, kad garso banga praeina per tam tikrą erdvės tašką, galima spręsti pagal slėgio pokytį tam tikrame taške. Šis pakeitimas visiškai pakartoja garso šaltinio membranos virpesius. Žmogus girdi garsą, nes garso banga daro skirtingą spaudimą ausies būgneliui. Kai tik garso bangos ketera (arba aukšto slėgio sritis) pasiekia mūsų ausį. Jaučiame spaudimą. Jei padidinto garso bangos slėgio sritys pakankamai greitai seka viena kitą, tai mūsų ausies būgninė membrana greitai vibruoja. Jei garso bangos keteros yra toli viena nuo kitos, tai ausies būgnelis vibruos daug lėčiau.

Garso greitis ore stebėtinai pastovus. Jau matėme, kad garso dažnis yra tiesiogiai susijęs su atstumu tarp garso bangos keterų, tai yra, yra tam tikras ryšys tarp garso dažnio ir bangos ilgio. Šį ryšį galime išreikšti taip: bangos ilgis lygus greičiui, padalytam iš dažnio. Galima sakyti ir kitaip: bangos ilgis atvirkščiai proporcingas dažniui, kurio proporcingumo koeficientas lygus garso greičiui.

Kaip garsas tampa girdimas? Kai garso bangos patenka į ausies kanalą, jos sukelia ausies būgnelio, vidurinės ir vidinės ausies vibraciją. Patekusios į skystį, užpildantį sraigę, oro bangos veikia plaukų ląsteles Corti organo viduje. Klausos nervas perduoda šiuos impulsus į smegenis, kur jie paverčiami garsais.

Triukšmo matavimas

Triukšmas – tai nemalonus ar nepageidaujamas garsas, arba garsų visuma, trukdanti suvokti naudingus signalus, laužanti tylą, žalinga ar dirginanti žmogaus organizmą, mažinanti jo veikimą.

Triukšmingose ​​vietose daugeliui žmonių pasireiškia triukšmo ligos simptomai: padidėjęs nervinis jaudrumas, nuovargis, padidėjęs kraujospūdis.

Triukšmo lygis matuojamas vienetais,

Slėgio laipsnį išreiškiantys garsai, - decibelai. Šis spaudimas nėra suvokiamas neribotą laiką. 20-30 dB triukšmo lygis žmogui praktiškai nekenksmingas – tai natūralus triukšmo fonas. Kalbant apie garsius garsus, čia leistina riba yra maždaug 80 dB. 130 dB garsas jau sukelia žmogui skausmingą pojūtį, o 150 jam tampa nepakeliami.

Akustinis triukšmas – tai atsitiktiniai skirtingo fizinio pobūdžio garso virpesiai, kuriems būdingas atsitiktinis amplitudės, dažnio pokytis.

Sklindant garso bangai, susidedančiai iš oro kondensacijos ir retėjimo, keičiasi slėgis ausies būgnelyje. Slėgio vienetas yra 1 N/m2, o garso galios – 1 W/m2.

Klausos slenkstis yra minimalus garso stiprumas, kurį žmogus suvokia. Skirtingiems žmonėms jis skiriasi, todėl paprastai laikomas garso slėgiu, lygiu 2x10 "5 N / m2 esant 1000 Hz, atitinkančiam 10"12 W / m2 galią klausos slenksčiui. Būtent su šiais dydžiais lyginamas išmatuotas garsas.

Pavyzdžiui, variklių garso galia reaktyviniam lėktuvui kylant yra 10 W/m2, tai yra 1013 kartų viršija slenkstį. Su tokiais dideliais skaičiais dirbti nepatogu. Apie įvairaus stiprumo garsus sakoma, kad vienas yra stipresnis už kitą ne tiek kartų, o tiek vienetų. Tūrio vienetas vadinamas Bel – telefono išradėjo A. Belo (1847-1922) vardu. Garsumas matuojamas decibelais: 1 dB = 0,1 B (Bel). Vaizdas, kaip garso intensyvumas, garso slėgis ir garsumo lygis yra susiję.

Garso suvokimas priklauso ne tik nuo jo kiekybinių charakteristikų (slėgio ir galios), bet ir nuo kokybės – dažnio.

Tas pats garsas skirtingais dažniais skiriasi garsumu.

Kai kurie žmonės negirdi aukšto dažnio garsų. Taigi vyresnio amžiaus žmonėms viršutinė garso suvokimo riba nukrenta iki 6000 Hz. Jie negirdi, pavyzdžiui, uodo girgždėjimo ir svirplio trilo, kurie skleidžia garsus, kurių dažnis yra apie 20 000 Hz.

Garsus anglų fizikas D. Tyndallas vieną iš savo pasivaikščiojimų su draugu apibūdina taip: „Pievose abiejose kelio pusėse knibždėte knibždėte knibždėte knibžda vabzdžių, kurie pripildė orą aštriu zvimbimu iki mano ausų, bet draugas negirdėjo. visa tai – vabzdžių muzika praskriejo už jo klausos ribų“!

Triukšmo lygiai

Garsumas – garso energijos lygis – matuojamas decibelais. Šnabždesys prilygsta maždaug 15 dB, studentų auditorijos balsų ošimas siekia apie 50 dB, o gatvės triukšmas intensyvaus eismo metu – apie 90 dB. Triukšmas, didesnis nei 100 dB, gali būti nepakeliamas žmogaus ausiai. 140 dB garsas (pavyzdžiui, kylančio reaktyvinio lėktuvo garsas) gali skaudėti ausį ir pažeisti ausies būgnelį.

Daugeliui žmonių klausa tampa nuobodu su amžiumi. Taip yra dėl to, kad ausies kaulai praranda savo pirminį mobilumą, todėl vibracijos neperduodamos į vidinę ausį. Be to, klausos organų infekcijos gali pažeisti ausies būgnelį ir neigiamai paveikti kaulų funkcionavimą. Jei turite klausos problemų, nedelsdami kreipkitės į gydytoją. Kai kurios kurtumo rūšys atsiranda dėl vidinės ausies ar klausos nervo pažeidimo. Klausos praradimą taip pat gali sukelti nuolatinis triukšmas (pvz., gamyklos aukšte) arba staigūs ir labai stiprūs garso pliūpsniai. Naudodami asmeninius stereo grotuvus turite būti labai atsargūs, nes per didelis garsumas taip pat gali sukelti kurtumą.

Leistinas triukšmas patalpose

Kalbant apie triukšmo lygį, pažymėtina, kad tokia sąvoka nėra trumpalaikė ir teisės aktų požiūriu neaiški. Taigi Ukrainoje iki šių dienų galioja dar SSRS laikais priimtos Sanitarinės normos dėl leistino triukšmo gyvenamųjų ir visuomeninių pastatų patalpose bei gyvenamosios plėtros teritorijoje. Pagal šį dokumentą gyvenamosiose patalpose turi būti užtikrintas triukšmo lygis, ne didesnis kaip 40 dB dieną ir 30 dB naktį (nuo 22:00 iki 08:00).

Gana dažnai triukšmas neša svarbią informaciją. Automobilių ar motociklų lenktynininkas atidžiai klauso garsų, kuriuos skleidžia variklis, važiuoklė ir kitos judančios transporto priemonės dalys, nes bet koks pašalinis triukšmas gali būti nelaimės pranašas. Triukšmas vaidina svarbų vaidmenį akustikoje, optikoje, kompiuterinėse technologijose ir medicinoje.

Kas yra triukšmas? Tai suprantama kaip chaotiški kompleksiniai įvairaus fizinio pobūdžio virpesiai.

Triukšmo problema egzistuoja jau labai seniai. Jau senovėje trinkelių grindinio ratų triukšmas daugeliui sukeldavo nemigą.

O gal problema iškilo dar anksčiau, kai urvo kaimynai pradėjo kivirčytis dėl to, kad vienas jų per garsiai beldėsi gamindamas akmeninį peilį ar kirvį?

Triukšmo tarša nuolat auga. Jei 1948 metais, atliekant didžiųjų miestų gyventojų apklausą, į klausimą, ar nerimauja dėl triukšmo bute, teigiamai atsakė 23% apklaustųjų, tai 1961 metais – jau 50%. Per pastarąjį dešimtmetį triukšmo lygis miestuose išaugo 10-15 kartų.

Triukšmas yra garso rūšis, nors jis dažnai vadinamas „nepageidaujamu garsu“. Tuo pačiu metu, anot ekspertų, tramvajaus keliamas triukšmas vertinamas 85–88 dB, troleibuso – 71 dB, autobuso, kurio variklio galia didesnė nei 220 AG. su. - 92 dB, mažiau nei 220 AG su. - 80-85 dB.

Ohajo valstijos universiteto mokslininkai nustatė, kad žmonės, kurie reguliariai patiria stiprų triukšmą, 1,5 karto dažniau nei kiti suserga akustine neuroma.

Akustinė neuroma yra gerybinis navikas, sukeliantis klausos praradimą. Mokslininkai ištyrė 146 akustine neuroma sergančius pacientus ir 564 sveikus žmones. Jiems visiems buvo užduodami klausimai apie tai, kaip dažnai jiems teko susidurti su ne silpnesniais nei 80 decibelų garsais (eismo triukšmas). Anketoje buvo atsižvelgta į instrumentų, variklių, muzikos triukšmą, vaikų riksmus, triukšmą sporto renginiuose, baruose ir restoranuose. Tyrimo dalyvių taip pat buvo klausiama, ar jie naudoja klausos apsaugos priemones. Tie, kurie reguliariai klausėsi garsios muzikos, turėjo 2,5 karto padidėjusią akustinės neuromos riziką.

Tiems, kurie patyrė techninį triukšmą – 1,8 karto. Žmonėms, kurie nuolat klausosi vaiko verksmo, stadionuose, restoranuose ar baruose triukšmas yra 1,4 karto didesnis. Naudojant klausos apsaugos priemones, akustinės neuromos rizika nėra didesnė nei žmonių, kurie visiškai neveikia triukšmo.

Akustinio triukšmo poveikis žmonėms

Akustinio triukšmo poveikis žmogui yra skirtingas:

A. Kenksminga

Triukšmas sukelia gerybinį naviką

Ilgalaikis triukšmas neigiamai veikia klausos organą, ištempia ausies būgnelį, taip sumažindamas jautrumą garsui. Tai veda prie širdies, kepenų veiklos sutrikimo, išsekimo ir nervinių ląstelių pertempimo. Didelės galios garsai ir triukšmai veikia klausos aparatą, nervų centrus, gali sukelti skausmą ir šoką. Taip veikia triukšmo tarša.

Triukšmai yra dirbtiniai, technogeniniai. Jie neigiamai veikia žmogaus nervų sistemą. Vienas iš baisiausių miesto triukšmų yra kelių transporto triukšmas pagrindinėse magistralėse. Tai dirgina nervų sistemą, todėl žmogų kankina nerimas, jis jaučiasi pavargęs.

B. Palankus

Naudingi garsai apima žalumynų triukšmą. Bangų purslai ramina mūsų psichiką. Tylus lapų ošimas, upelio čiurlenimas, lengvas vandens šniokštimas ir banglenčių garsas žmogui visada malonūs. Jie jį ramina, mažina stresą.

C. Medicinos

Gydomasis poveikis žmogui gamtos garsų pagalba atsirado XX amžiaus devintojo dešimtmečio pradžioje su astronautais dirbusiems gydytojams ir biofizikams. Psichoterapinėje praktikoje gamtos garsai naudojami gydant įvairias ligas kaip pagalbinė priemonė. Psichoterapeutai taip pat naudoja vadinamąjį „baltąjį triukšmą“. Tai savotiškas šnypštimas, miglotai primenantis bangų garsą be vandens purslų. Gydytojai mano, kad „baltasis triukšmas“ ramina ir užliūliuoja.

Triukšmo poveikis žmogaus organizmui

Tačiau ar nuo triukšmo kenčia tik klausos organai?

Mokiniai raginami tai išsiaiškinti perskaitę šiuos teiginius.

1. Triukšmas sukelia priešlaikinį senėjimą. Trisdešimčia atvejų iš šimto triukšmas didžiuosiuose miestuose žmonių gyvenimo trukmę sumažina 8-12 metų.

2. Kas trečia moteris ir kas ketvirtas vyras kenčia nuo neurozių, kurias sukelia padidėjęs triukšmo lygis.

3. Tokiomis ligomis kaip gastritas, skrandžio ir žarnyno opos dažniausiai suserga žmonės, kurie gyvena ir dirba triukšmingoje aplinkoje. Estrados muzikantai serga skrandžio opa – profesine liga.

4. Pakankamai stiprus triukšmas po 1 minutės gali sukelti smegenų elektrinio aktyvumo pokyčius, kurie tampa panašūs į epilepsija sergančių pacientų smegenų elektrinį aktyvumą.

5. Triukšmas slopina nervų sistemą, ypač kartodamas veiksmą.

6. Triukšmo įtakoje nuolat mažėja kvėpavimo dažnis ir gylis. Kartais būna širdies aritmija, hipertenzija.

7. Triukšmo įtakoje pakinta angliavandenių, riebalų, baltymų, druskų apykaita, kuri pasireiškia biocheminės kraujo sudėties pasikeitimu (mažėja cukraus kiekis kraujyje).

Per didelis triukšmas (virš 80 dB) veikia ne tik klausos organus, bet ir kitus organus bei sistemas (kraujotakos, virškinimo, nervų ir kt.), sutrinka gyvybiniai procesai, energijos apykaita ima vyrauti prieš plastiką, o tai lemia priešlaikinį klausos senėjimą. kūnas.

TRIUKŠMO PROBLEMA

Didelis miestas visada lydimas eismo triukšmo. Per pastaruosius 25-30 metų didžiuosiuose pasaulio miestuose triukšmas išaugo 12-15 dB (t. y. triukšmo kiekis padidėjo 3-4 kartus). Jei oro uostas yra miesto viduje, kaip yra Maskvoje, Vašingtone, Omske ir daugelyje kitų miestų, tai sukelia daugkartinį didžiausio leistino garso dirgiklių lygio viršijimą.

Ir vis dėlto kelių transportas pirmauja tarp pagrindinių triukšmo šaltinių mieste. Būtent jis pagrindinėse miestų gatvėse pagal garso lygio matuoklio skalę sukelia triukšmą iki 95 dB. Triukšmo lygis gyvenamosiose patalpose su uždarais langais į greitkelį yra tik 10-15 dB žemesnis nei gatvėje.

Automobilių keliamas triukšmas priklauso nuo daugelio priežasčių: automobilio markės, eksploatavimo, greičio, kelio dangos kokybės, variklio galios ir kt. Variklio skleidžiamas triukšmas stipriai padidėja jį užvedus ir įšilus. Kai automobilis važiuoja pirmuoju greičiu (iki 40 km/h), variklio triukšmas yra 2 kartus didesnis nei jo keliamas triukšmas važiuojant antruoju greičiu. Automobiliui stipriai stabdant, triukšmas taip pat gerokai padidėja.

Atskleista žmogaus organizmo būklės priklausomybė nuo aplinkos triukšmo lygio. Pastebėti tam tikri centrinės nervų ir širdies ir kraujagyslių sistemų funkcinės būklės pokyčiai, kuriuos sukelia triukšmas. Išeminė širdies liga, hipertenzija, padidėjęs cholesterolio kiekis kraujyje dažniau pasireiškia žmonėms, gyvenantiems triukšmingose ​​vietose. Triukšmas labai trikdo miegą, sumažina jo trukmę ir gylį. Užmigimo laikotarpis pailgėja valanda ir daugiau, o pabudę jaučiasi pavargę, skauda galvą. Visa tai ilgainiui virsta lėtiniu pervargimu, susilpnina imuninę sistemą, prisideda prie ligų išsivystymo, mažina darbingumą.

Dabar manoma, kad triukšmas gali sutrumpinti žmogaus gyvenimo trukmę beveik 10 metų. Taip pat dėl ​​didėjančių garsinių dirgiklių yra daugiau psichikos ligonių, ypač nuo triukšmo kenčia moterys. Apskritai miestuose padaugėjo neprigirdinčiųjų, tačiau dažniausiai pasireiškiantys reiškiniai tapo galvos skausmai ir dirglumas.

TRIUKŠMO TARŠA

Didelės galios garsas ir triukšmas veikia klausos aparatą, nervų centrus ir gali sukelti skausmą bei šoką. Taip veikia triukšmo tarša. Tylus lapų ošimas, upelio čiurlenimas, paukščių balsai, lengvas vandens šlamesys ir banglenčių garsas žmogui visada malonūs. Jie jį ramina, mažina stresą. Tai naudojama medicinos įstaigose, psichologinės pagalbos kambariuose. Natūralūs gamtos triukšmai vis retėja, visiškai išnyksta arba paskęsta pramonės, transporto ir kitų triukšmų.

Ilgalaikis triukšmas neigiamai veikia klausos organą, sumažindamas jautrumą garsui. Tai veda prie širdies, kepenų veiklos sutrikimo, išsekimo ir nervinių ląstelių pertempimo. Susilpnėjusios nervų sistemos ląstelės negali pakankamai koordinuoti įvairių organizmo sistemų darbo. Dėl to sutrinka jų veikla.

Jau žinome, kad 150 dB triukšmas kenkia žmogui. Ne veltui viduramžiais egzekucija buvo vykdoma po varpu. Varpo dūzgimas kankino ir lėtai žudė.

Kiekvienas žmogus triukšmą suvokia skirtingai. Daug kas priklauso nuo amžiaus, temperamento, sveikatos būklės, aplinkos sąlygų. Triukšmas turi akumuliacinį poveikį, tai yra akustiniai dirgikliai, besikaupiantys organizme, vis labiau slopina nervų sistemą. Triukšmas ypač žalingai veikia neuropsichinę organizmo veiklą.

Triukšmas sukelia funkcinius širdies ir kraujagyslių sistemos sutrikimus; turi žalingą poveikį regos ir vestibuliariniams analizatoriams; sumažinti refleksinį aktyvumą, kuris dažnai sukelia nelaimingus atsitikimus ir sužalojimus.

Triukšmas yra klastingas, jo žalingas poveikis organizmui pasireiškia nepastebimai, nepastebimai, o gedimai organizme aptinkami ne iš karto. Be to, žmogaus kūnas praktiškai neapsaugotas nuo triukšmo.

Gydytojai vis dažniau kalba apie triukšmo ligą – pirminį klausos ir nervų sistemos pažeidimą. Triukšmo taršos šaltinis gali būti pramonės įmonė arba transportas. Ypač daug triukšmo kelia sunkieji savivarčiai ir tramvajai. Triukšmas veikia žmogaus nervų sistemą, todėl miestuose ir įmonėse imamasi apsaugos nuo triukšmo priemonių. Geležinkelio ir tramvajaus linijas bei kelius, kuriais važiuoja krovininis transportas, iš centrinių miestų dalių reikėtų perkelti į retai apgyvendintas vietoves, o aplink jas sukurti gerai triukšmą sugeriančias žaliąsias erdves. Lėktuvai neturėtų skristi virš miestų.

GARSO IZSOLIAVIMAS

Garso izoliacija labai padeda išvengti žalingo triukšmo poveikio.

Triukšmo mažinimas pasiekiamas konstrukcinėmis ir akustinėmis priemonėmis. Išorinėse atitvarinėse konstrukcijose langai ir balkono durys turi žymiai mažesnę garso izoliaciją nei pati siena.

Pastatų apsaugos nuo triukšmo laipsnį pirmiausia lemia šios paskirties patalpų leistino triukšmo normos.

KOVA SU AKUSTINIU TRIUKŠMU

MNIIP Akustikos laboratorija kaip projekto dokumentacijos dalį kuria skyrius „Akustinė ekologija“. Atliekami patalpų garso izoliacijos, triukšmo kontrolės projektai, garso stiprinimo sistemų skaičiavimai, akustiniai matavimai. Nors įprastose patalpose žmonės vis dažniau ieško akustinio komforto – geros apsaugos nuo triukšmo, suprantamos kalbos ir vadinamųjų nebuvimo. akustiniai fantomai – kai kurių suformuoti neigiami garso vaizdai. Konstrukcijose, skirtose papildomai kovai su decibelais, kaitaliojasi bent du sluoksniai – „kietas“ (gipso kartonas, gipso pluoštas) Taip pat kuklią nišą viduje turėtų užimti akustinis dizainas. Siekiant kovoti su akustiniu triukšmu, naudojamas dažnio filtravimas.

MIESTAS IR ŽALIOS ERDVĖS

Jei namus nuo triukšmo saugosite medžiais, tuomet pravers žinoti, kad garsų nesugeria lapija. Atsitrenkus į kamieną, garso bangos lūžta, nusileidžia į dirvą, kuri susigeria. Eglė laikoma geriausia tylos sergėtoja. Net judriausiame greitkelyje galite gyventi ramiai, jei saugosite savo namus šalia žaliuojančių medžių. O šalia būtų neblogai pasodinti kaštonų. Vienas suaugęs kaštonas išvalo iki 10 m aukščio, iki 20 m pločio ir iki 100 m ilgio erdvę nuo automobilių išmetamųjų dujų. Tuo pačiu metu, skirtingai nei daugelis kitų medžių, kaštonas suskaido nuodingas dujas beveik nepažeisdamas savo “. sveikata".

Miesto gatvių želdinimo svarba yra didelė - tankūs krūmų ir miško juostų sodinimai apsaugo nuo triukšmo, sumažindami jį 10-12 dB (decibelais), sumažina kenksmingų dalelių koncentraciją ore nuo 100 iki 25%, mažina vėją. greičiu nuo 10 iki 2 m/s, sumažinti dujų koncentraciją iš mašinų iki 15% oro tūrio vienetui, padaryti orą drėgnesnį, sumažinti jo temperatūrą, t.y., padaryti jį pralaidesnį orui.

Žaliosios erdvės taip pat sugeria garsus, kuo aukštesni medžiai ir kuo tankesnis jų sodinimas, tuo mažiau girdimas garsas.

Žaliosios erdvės kartu su veja, gėlynais teigiamai veikia žmogaus psichiką, ramina regėjimą, nervų sistemą, yra įkvėpimo šaltinis, didina žmonių darbingumą. Didžiausi meno ir literatūros kūriniai, mokslininkų atradimai gimė veikiant gamtai. Taip buvo sukurti didžiausi Bethoveno, Čaikovskio, Strausso ir kitų kompozitorių muzikiniai kūriniai, žymių Rusijos peizažistų Šiškino, Levitano paveikslai, rusų ir sovietų rašytojų kūriniai. Neatsitiktinai tarp Priobsky pušyno želdinių buvo įkurtas Sibiro mokslo centras. Čia, miesto triukšmo šešėlyje, žalumos apsuptyje, savo tyrimus sėkmingai atlieka mūsų Sibiro mokslininkai.

Želdinių sodinimas tokiuose miestuose kaip Maskva ir Kijevas yra didelis; pastarajame, pavyzdžiui, vienam gyventojui tenka 200 kartų daugiau sodinimų nei Tokijuje. Japonijos sostinėje 50 metų (1920–1970 m.) buvo sunaikinta maždaug pusė „visų žaliųjų plotų, esančių dešimties kilometrų spinduliu nuo centro“. Jungtinėse Valstijose per pastaruosius penkerius metus buvo prarasta beveik 10 000 hektarų centrinių miesto parkų.

← Triukšmas neigiamai veikia žmogaus sveikatos būklę, pirmiausia pablogina klausą, nervų ir širdies ir kraujagyslių sistemų būklę.

← Triukšmą galima išmatuoti naudojant specialius prietaisus – garso lygio matuoklius.

← Būtina kovoti su žalingu triukšmo poveikiu kontroliuojant triukšmo lygį, taip pat specialiomis triukšmo lygio mažinimo priemonėmis.

Giedančio vandens idėja viduramžių japonams kilo prieš šimtus metų, o piką pasiekė XIX amžiaus viduryje. Tokia instaliacija vadinama „shuikinkutsu“, kuri laisvai verčiama kaip „vandens arfa“:

Kaip rodo vaizdo įrašas, shuikinkutsu yra didelis, tuščias indas, paprastai įstatytas į žemę ant betoninio pagrindo. Indo viršuje yra skylė, pro kurią vanduo laša į vidų. Į betoninį pagrindą įkišamas drenažo vamzdis vandens pertekliui nutekėti, o pats pagrindas daromas šiek tiek įgaubtas, kad ant jo visada būtų negili bala. Lašų garsas atsimuša į indo sieneles ir sukuria natūralų atgarsį (žr. paveikslėlį žemiau).

Shuikinkutsu skyriuje: tuščiaviduris indas ant betoninio pagrindo įgaubtas viršuje, drenažo vamzdis vandens pertekliui nuleisti, akmenų (žvyro) užpylimas prie pagrindo ir aplink.

Shuikinkutsu tradiciškai buvo japonų kraštovaizdžio dizaino elementas, Zen roko sodai. Senais laikais arbatos ceremonijai jie būdavo rengiami upelių pakrantėse prie budistų šventyklų ir namų. Buvo tikima, kad prieš arbatos ceremoniją nusiplovęs rankas ir išgirdęs magiškus garsus iš pogrindžio, žmogus nusiteikia į didingą nuotaiką. Japonai vis dar tiki, kad geriausias, tyriausiai skambantis shuikinkutsu turi būti pagamintas iš kieto akmens, nors šiandien šio reikalavimo netenkinama.
Iki XX amžiaus vidurio shuikinkutsu išdėstymo menas buvo beveik prarastas – pora shuikinkutsu išliko visoje Japonijoje, tačiau pastaraisiais metais susidomėjimas jais nepaprastai išaugo. Šiandien jie gaminami iš pigesnių medžiagų – dažniausiai iš tinkamo dydžio keraminių ar metalinių indų. Suikinkutsu garso ypatumas yra tas, kad, be pagrindinio kritimo tono, konteinerio viduje atsiranda papildomų dažnių (harmonikų) dėl sienų rezonanso tiek virš, tiek žemiau pagrindinio tono.
Mūsų vietinėmis sąlygomis shuikinkutsu galima sukurti įvairiais būdais: ne tik iš keramikos ar metalinio indo, bet ir, pavyzdžiui, tiesiai į žemę iš raudonų plytų. eskimų iglu gamybos būdas arba išlieti iš betono t varpų kūrimo technologijos- šios garso parinktys bus arčiausiai akmens shuikinkutsu.
Biudžetinėje versijoje galite apsieiti su didelio skersmens (630 mm, 720 mm) plieninio vamzdžio gabalėliu, iš viršaus uždengtu dangteliu (storo metalo lakštu) su anga vandens nutekėjimui. Nerekomenduočiau naudoti plastikinių indų: plastikas sugeria kai kuriuos garso dažnius, o shuikinkutsu reikia pasiekti maksimalų jų atspindį nuo sienų.
Būtinos sąlygos:
1. visa sistema turi būti visiškai paslėpta po žeme;
2. Šoninių sinusų pagrindas ir užpildymas turi būti iš akmens (skalda, žvyras, akmenukai) – sinusų užpildymas gruntu paneigia rezervuaro rezonansines savybes.
Logiška manyti, kad instaliuojant lemiamą reikšmę turi laivo aukštis, tiksliau, jo gylis: kuo labiau vandens lašas pagreitės skrydžio metu, tuo stipresnis bus jo poveikis dugnui, tuo įdomesnis ir įdomesnis. bus pilnesnis garsas. Tačiau neturėtumėte pasiekti fanatizmo ir statyti raketos silosą - bako (metalinio vamzdžio gabalo) aukščio visiškai pakanka 1,5–2,5 jo skersmens. Atkreipkite dėmesį, kad kuo platesnis konteinerio tūris, tuo žemesnis bus pagrindinio shuikinkutsu tono garsas.
Fizikas Yoshio Watanabe laboratorijoje ištyrė shuikinkutsu aidėjimo ypatybes, jo tyrimas „Suikinkutsu akustinio mechanizmo analitinis tyrimas“ yra laisvai prieinamas internete. Patiems kruopštesniems skaitytojams Watanabe siūlo jo nuomone optimalius tradicinio shuikinkutsu dydžius: keraminį indą su 2 cm storio varpelio ar kriaušės formos sienele, laisvo kritimo aukštį nuo 30 iki 40 cm, didžiausias vidinis skersmuo apie 35 cm. Tačiau mokslininkas visiškai pripažįsta bet kokius savavališkus dydžius ir formas.
Galite eksperimentuoti ir gauti įdomių efektų, jei pagaminsite shuikinkutsu kaip vamzdį vamzdyje: į didesnio skersmens plieninį vamzdį (pavyzdžiui, 820 mm) įkiškite mažesnio skersmens (630 mm) ir šiek tiek žemesnio aukščio vamzdį. , o vidinio vamzdžio sienelėse skirtinguose aukščiuose išpjaukite kelias skylutes, kurių skersmuo apie 10-15 cm Tada tuščias tarpas tarp vamzdžių sukurs papildomą atgarsį, o jei pasiseks - aidą.
Lengvas variantas: pilant į betoninį pagrindą vertikaliai ir šiek tiek kampu įkiškite porą storų metalinių plokščių, kurių plotis yra 10-15 centimetrų ir viršija pusę talpyklos tūrio - tai padidins vidinės dalies plotą. shuikinkutsu paviršiuje atsiras papildomų garso atspindžių ir atitinkamai šiek tiek pailgės aidėjimo laikas.
Shuikinkutsu galima modernizuoti dar radikaliau: jei apatinėje konteinerio dalyje išilgai vandens kritimo ašies pakabinami varpeliai ar kruopščiai parinktos metalinės plokštės, tai nuo lašų poveikio ant jų galima išgauti harmoningą garsą. Tačiau atminkite, kad šiuo atveju shuikinkutsu idėja, ty klausytis natūralios vandens muzikos, yra iškreipta.
Dabar Japonijoje shuikinkutsu atliekamas ne tik Zen parkuose ir privačiose valdose, bet net miestuose, biuruose ir restoranuose. Tam prie suikinkutsu įrengiamas miniatiūrinis fontanas, kartais indo viduje įdedamas vienas ar du mikrofonai, tada jų signalas sustiprinamas ir paduodamas į šalia užmaskuotas kolonėles. Rezultatas skamba maždaug taip:

Geras pavyzdys, kuriuo reikia sekti.

Shuikikutsu entuziastai išleido kompaktinį diską su įvairių shuikikutsu įrašų, padarytų įvairiose Japonijos vietose.
Shuikinkutsu idėja vystėsi kitoje Ramiojo vandenyno pusėje:

Šio amerikietiško „bangų vargono“ centre yra įprasti didelio ilgio plastikiniai vamzdžiai. Sumontuoti viena briauna tiksliai bangų lygyje, vamzdžiai rezonuoja nuo vandens judėjimo ir dėl savo lenkimo veikia ir kaip garso filtras. Pagal shuikinkutsu tradiciją visa struktūra yra paslėpta nuo akių. Instaliacija jau įtraukta į turistinius vadovus.
Kitas britų įrenginys taip pat pagamintas iš plastikinių vamzdžių, tačiau skirtas ne garsui generuoti, o esamam signalui pakeisti.
Prietaisas vadinamas „Organ Korti“ ir susideda iš kelių tuščiavidurių plastikinių vamzdžių eilių, vertikaliai pritvirtintų tarp dviejų plokščių. Vamzdžių eilės veikia kaip natūralus garso filtras, panašiai kaip sintezatoriuose ir gitarų „dažniuose“: vienus dažnius sugeria plastikas, kitus pakartotinai atsispindi ir rezonuoja. Dėl to iš aplinkinės erdvės sklindantis garsas transformuojamas atsitiktinai:

Būtų įdomu tokį įrenginį pastatyti prieš gitaros stiprintuvą ar kokią nors garsiakalbių sistemą ir pasiklausyti, kaip keičiasi garsas. Tikrai: „...viskas aplink yra muzika. Arba juo gali tapti mikrofonų pagalba “(Amerikos kompozitorius Johnas Cage'as). ...Galvoju šią vasarą savo šalyje sukurti shuikinkutsu. Su lingamu.