Leo, kucheza michezo ya kuigiza na filamu ni rahisi sana. Kelele nyingi zinazohitajika zipo katika mfumo wa kielektroniki; zile zinazokosekana hurekodiwa na kuchakatwa kwenye kompyuta. Lakini nusu karne iliyopita, mifumo ya ajabu ya ajabu ilitumiwa kuiga sauti.
Tim Skorenko
Mashine hizi za ajabu za kelele zimeonyeshwa kwa miaka iliyopita katika maeneo mbalimbali, kwa mara ya kwanza miaka michache iliyopita kwenye Jumba la Makumbusho la Polytechnic. Hapo tulichunguza onyesho hili la burudani kwa undani. Vifaa vya chuma vya mbao ambavyo huiga kwa kushangaza sauti za kuteleza na upepo, magari na treni zinazopita, mlio wa kwato na milio ya panga, mlio wa panzi na mlio wa chura, mlio wa nyimbo na ganda linalolipuka - yote. mashine hizi za kushangaza zilitengenezwa, kuboreshwa na kuelezewa na Vladimir Aleksandrovich Popov - mwigizaji na muundaji wa muundo wa kelele katika ukumbi wa michezo na sinema, ambaye maonyesho yanajitolea. Jambo la kufurahisha zaidi ni mwingiliano wa maonyesho: vifaa haviko, kama kawaida yetu, nyuma ya safu tatu za glasi isiyo na risasi, lakini vinakusudiwa mtumiaji. Njoo, mtazamaji, jifanye kuwa mbunifu wa sauti, piga filimbi na upepo, piga kelele na maporomoko ya maji, cheza na gari-moshi - na inavutia, inavutia sana.
Harmonium. "Ala ya muziki ya harmonium hutumiwa kusambaza kelele ya tanki. Muigizaji wakati huo huo anabonyeza funguo kadhaa za chini (zote nyeusi na nyeupe) kwenye kibodi na wakati huo huo husukuma hewa kwa msaada wa pedals" (V.A. Popov).
Kelele bwana
Vladimir Popov alianza kazi yake kama muigizaji katika ukumbi wa michezo wa Sanaa wa Moscow, hata kabla ya mapinduzi, mnamo 1908. Katika kumbukumbu zake, aliandika kwamba tangu utotoni alikuwa akipenda kuiga sauti, akijaribu kunakili kelele mbalimbali, za asili na za bandia. Tangu miaka ya 1920, hatimaye aliingia kwenye tasnia ya sauti, akiunda mashine anuwai za muundo wa sauti wa maonyesho. Na katika miaka ya thelathini, mifumo yake ilionekana kwenye filamu. Kwa mfano, kwa msaada wa mashine zake za kushangaza, Popov alionyesha uchoraji wa hadithi na Sergei Eisenstein "Alexander Nevsky".
Alichukulia kelele kama muziki, aliandika alama za usuli wa sauti za michezo na vipindi vya redio - na akavumbua, akavumbua, akavumbua. Baadhi ya mashine zilizoundwa na Popov zimesalia hadi leo, kukusanya vumbi katika vyumba vya nyuma vya sinema mbalimbali - maendeleo ya kurekodi sauti imefanya taratibu zake za busara, ambazo zinahitaji ujuzi fulani wa utunzaji, usiohitajika. Leo, kelele ya gari moshi inaigwa kwa kutumia njia za elektroniki, lakini katika nyakati za ukuhani, orchestra nzima, kulingana na algorithm iliyoainishwa madhubuti, ilifanya kazi na vifaa anuwai kuunda uigaji wa kuaminika wa treni inayokaribia. Nyimbo za kelele za Popov wakati mwingine zilihusisha hadi wanamuziki ishirini.
Kelele ya tank. "Ikiwa tanki itaonekana kwenye eneo la tukio, basi wakati huo vifaa vya magurudumu manne na sahani za chuma hutumika. Kifaa kinaendeshwa na mzunguko wa msalaba karibu na mhimili. Matokeo yake ni sauti kali, sawa na mlio wa nyimbo za tanki kubwa" (V.A. Popov).
Matokeo ya kazi yake yalikuwa kitabu "Sauti ya Usanifu wa Utendaji," iliyochapishwa mnamo 1953, na Tuzo la Stalin lilipokea wakati huo huo. Tunaweza kutaja hapa ukweli mwingi tofauti kutoka kwa maisha ya mvumbuzi mkuu - lakini tutageukia teknolojia.
Mbao na chuma
Jambo muhimu zaidi, ambalo wageni wa maonyesho hawazingatii kila wakati, ni ukweli kwamba kila mashine ya kelele ni chombo cha muziki ambacho unahitaji kuwa na uwezo wa kucheza na ambayo inahitaji hali fulani za acoustic. Kwa mfano, wakati wa maonyesho, "mashine ya radi" kila wakati iliwekwa juu kabisa, kwenye barabara ya juu ya hatua, ili sauti za radi zisikike katika ukumbi mzima, na kuunda hisia ya uwepo. Katika chumba kidogo, haitoi hisia mkali kama hiyo, sauti yake sio ya asili na iko karibu sana na ile halisi - kugonga kwa magurudumu ya chuma yaliyojengwa ndani ya utaratibu. Walakini, "isiyo ya asili" ya sauti zingine inaelezewa na ukweli kwamba njia nyingi hazikusudiwa kazi ya "solo" - tu "katika mkutano".
Mashine nyingine, kinyume chake, huiga kikamilifu sauti bila kujali mali ya acoustic ya chumba. Kwa mfano, "Roll" (utaratibu ambao hutoa sauti ya surf), kubwa na dhaifu, inakili kwa usahihi athari za mawimbi kwenye ufuko mpole, hivi kwamba, ukifunga macho yako, unaweza kufikiria kwa urahisi mahali fulani kando ya bahari. kwenye mnara wa taa, katika hali ya hewa ya upepo.
Nambari ya 4 ya usafiri wa farasi. "Kifaa kinachozalisha kelele za gari la zima moto. Ili kutoa kelele dhaifu mwanzoni mwa operesheni ya kifaa, mtendaji husogeza kisu cha kudhibiti kushoto, kwa sababu ambayo nguvu ya kelele hupunguzwa. Wakati mhimili unakwenda upande mwingine, kelele huongezeka kwa kiwango kikubwa" (V.A. Popov).
Popov aligawanya kelele katika kategoria kadhaa: vita, asili, viwanda, kaya, usafiri, n.k. Baadhi ya mbinu za kiulimwengu zinaweza kutumika kuiga kelele mbalimbali. Kwa mfano, karatasi za unene na saizi tofauti zilizosimamishwa kwa umbali fulani kutoka kwa kila mmoja zinaweza kuiga kelele ya injini ya mvuke inayokaribia, mlio wa mashine za uzalishaji, na hata radi. Popov pia aliita ngoma kubwa ya kunung'unika kuwa kifaa cha ulimwengu wote, kinachoweza kufanya kazi katika "tasnia" tofauti.
Lakini zaidi ya mashine hizi ni rahisi sana. Taratibu maalum zilizoundwa kuiga sauti moja na moja tu zina maoni ya uhandisi ya kuvutia sana. Kwa mfano, kuanguka kwa matone ya maji kunafananishwa na mzunguko wa ngoma, ambayo upande wake hubadilishwa na kamba zilizopigwa kwa umbali tofauti. Wanapozunguka, wanainua mijeledi ya ngozi isiyobadilika, ambayo hupiga kamba zinazofuata - na inaonekana kama matone. Upepo wa nguvu tofauti pia huigwa kwa kutumia ngoma kusugua kila aina ya vitambaa.
Ngozi ya ngoma
Labda hadithi ya kushangaza zaidi inayohusishwa na ujenzi wa mashine za Popov ilitokea wakati wa utengenezaji wa ngoma kubwa ya grunt. Kwa chombo kikubwa cha muziki kilicho na kipenyo cha karibu mita mbili, ngozi ilihitajika - lakini ikawa kwamba haiwezekani kununua ngozi ya ngoma iliyovaa, lakini sio tanned, nchini Urusi. Wanamuziki hao walikwenda kwenye kichinjio cha kweli, ambako walinunua fahali wawili wapya waliochunwa ngozi. "Kulikuwa na kitu cha kushangaza juu yake," Peter anacheka. "Tunaendesha gari hadi kwenye ukumbi wa michezo, na tuna ngozi za damu kwenye shina. Tunazivuta kwenye paa la ukumbi wa michezo, tunazivua, kuzikausha - kwa wiki moja harufu iliendelea katika Sretenka ... "Lakini ngoma ilikuwa na mafanikio makubwa mwishowe.
Vladimir Aleksandrovich alitoa kila kifaa na maagizo ya kina kwa mwimbaji. Kwa mfano, kifaa cha "Powerful Crack": "Utoaji mkali wa dhoruba kavu ya radi hufanywa kwa kutumia kifaa cha "Powerful Crack". Akisimama kwenye jukwaa la kifaa, mwigizaji, akiegemeza kifua chake mbele na kuweka mikono yote miwili juu ya shimoni la gia, anakinyakua na kukielekeza kwake mwenyewe.
Inafaa kumbuka kuwa mashine nyingi zilizotumiwa na Popov zilitengenezwa kabla yake: Vladimir Alexandrovich aliziboresha tu. Hasa, ngoma za upepo zilitumika katika sinema nyuma katika siku za serfdom.
Maisha ya Neema
Moja ya filamu za kwanza zilizofungwa kabisa kwa kutumia mifumo ya Popov ilikuwa vichekesho "Maisha ya Neema" iliyoongozwa na Boris Yurtsev. Mbali na sauti za waigizaji, katika filamu hii, iliyotolewa mnamo 1932, hakuna sauti moja iliyorekodiwa kutoka kwa maisha - kila kitu kinaiga. Inafaa kumbuka kuwa kati ya filamu sita za urefu kamili zilizopigwa na Yurtsev, hii ndiyo pekee ambayo imesalia. Mkurugenzi, ambaye alianguka katika fedheha mwaka wa 1935, alihamishwa hadi Kolyma; filamu zake, isipokuwa La Fine Life, zilipotea.
Umwilisho mpya
Baada ya ujio wa maktaba za sauti, mashine za Popov zilikuwa karibu kusahaulika. Wamekuwa chini ya jamii ya elimu ya kale, jambo la zamani. Lakini kulikuwa na watu wanaopendezwa na teknolojia ya siku za nyuma sio tu "kupanda kutoka kwenye majivu," lakini pia kuwa katika mahitaji tena.
Wazo la kutengeneza mradi wa sanaa ya muziki (wakati huo ambao bado haujarasimishwa kama onyesho la maingiliano) lilikuwa likiendelea kwa muda mrefu katika akili za mwanamuziki wa Moscow na mpiga piano wa virtuoso Peter Aidu - na sasa hatimaye imepata mfano wake wa nyenzo.
Kifaa "chura". Maagizo ya kifaa cha "Chura" ni ngumu zaidi kuliko maagizo sawa ya vifaa vingine. Mwimbaji wa sauti ya croaking alipaswa kuwa na amri nzuri ya chombo ili kuiga sauti ya mwisho iwe ya asili kabisa.
Timu inayofanya kazi kwenye mradi huo kwa kiasi fulani imejikita katika Shule ya ukumbi wa maonyesho ya Sanaa ya Kuigiza. Peter Aidu mwenyewe ndiye msaidizi wa mkurugenzi mkuu wa sehemu ya muziki, mratibu wa utengenezaji wa maonyesho Alexander Nazarov ndiye mkuu wa semina za ukumbi wa michezo, nk. Walakini, kadhaa ya watu ambao hawakuunganishwa na ukumbi wa michezo walishiriki katika kazi ya ukumbi wa michezo. maonyesho, lakini walikuwa tayari kusaidia na kutumia muda wao kwenye mradi wa ajabu wa kitamaduni - na yote haya hayakuwa bure.
Tulizungumza na Peter Aidu katika moja ya vyumba vilivyo na maonyesho, katika kelele mbaya na ghasia zinazotokana na wageni kutoka kwa maonyesho. "Kuna tabaka nyingi kwa maonyesho haya," alisema. - Safu fulani ya kihistoria, kwa kuwa tulileta hadithi ya mtu mwenye talanta sana, Vladimir Popov; safu ya maingiliano, kwa sababu watu wanafurahia kile kinachotokea; safu ya muziki, kwani baada ya kumalizika kwa maonyesho tunapanga kutumia maonyesho yake katika maonyesho yetu, na sio sana kwa bao, lakini kama vitu vya sanaa vya kujitegemea. Wakati Peter anazungumza, TV ilikuwa ikicheza nyuma yake. Kwenye skrini ni tukio ambalo watu kumi na wawili wanacheza kwa usawa utunzi "Kelele ya Treni" (hii ni kipande cha mchezo wa "Ujenzi wa Utopia").
"Pindisha". "Mtangazaji huwasha kifaa kwa kutikisa kwa sauti ya kinasa sauti (mwili wa kifaa) juu na chini. Uvunjaji wa utulivu wa mawimbi unakamilika kwa kumwaga polepole (sio kabisa) yaliyomo ya resonator kutoka mwisho mmoja hadi mwingine. Baada ya kuacha kumwaga yaliyomo katika mwelekeo mmoja, haraka songa resonator kwa nafasi ya usawa na mara moja uhamishe kwa upande mwingine. Mawimbi yenye nguvu yanatimizwa kwa kumwaga polepole yaliyomo ndani ya resonator hadi mwisho" (V.A. Popov).
Mashine hizo zilitengenezwa kulingana na michoro na maelezo yaliyoachwa na Popov - asili ya baadhi ya mashine zilizohifadhiwa katika mkusanyiko wa Theatre ya Sanaa ya Moscow zilionekana na waundaji wa maonyesho baada ya kukamilika kwa kazi. Mojawapo ya shida kuu ni kwamba sehemu na nyenzo ambazo zilipatikana kwa urahisi katika miaka ya 1930 hazitumiwi popote leo na hazipatikani kwa uuzaji wa bure. Kwa mfano, karibu haiwezekani kupata karatasi ya shaba yenye unene wa mm 3 na vipimo vya 1000x1000 mm, kwa sababu GOST ya sasa ina maana ya kukata shaba 600x1500 tu. Matatizo yalitokea hata kwa plywood: plywood ya 2.5-mm inayohitajika, kwa viwango vya kisasa, ni ya ndege ya mfano na ni nadra kabisa, isipokuwa imeagizwa kutoka Finland.
Gari. "Kelele za gari hutolewa na wasanii wawili. Mmoja wao huzungusha mpini wa gurudumu, na mwingine anasisitiza lever ya ubao wa kuinua na kufungua vifuniko "(V.A. Popov). Ni muhimu kuzingatia kwamba kwa msaada wa levers na vifuniko iliwezekana kwa kiasi kikubwa kutofautiana sauti ya gari.
Kulikuwa na ugumu mwingine. Popov mwenyewe alibainisha mara kwa mara: ili kuiga sauti yoyote, unahitaji kufikiria kabisa kile unachotaka kufikia. Lakini, kwa mfano, hakuna mtu wa wakati wetu ambaye amewahi kusikia sauti ya semaphore inayobadilika kutoka miaka ya 1930 - unawezaje kuhakikisha kuwa kifaa kinacholingana kinafanywa kwa usahihi? Hakuna njia - unaweza kutegemea tu intuition na sinema za zamani.
Lakini kwa ujumla, uvumbuzi wa waundaji haukukatisha tamaa - walifanikiwa. Ingawa mashine za kelele hapo awali zilikusudiwa watu ambao walijua jinsi ya kuziendesha, na sio kwa kufurahisha, ni nzuri sana kama maonyesho ya mwingiliano ya makumbusho. Ukizungusha mpini wa utaratibu unaofuata, ukitazama filamu isiyo na sauti inayotangazwa ukutani, unajisikia kama mhandisi mzuri wa sauti. Na unahisi jinsi chini ya mikono yako sio kelele huzaliwa, lakini muziki.
Februari 18, 2016
Ulimwengu wa burudani ya nyumbani ni tofauti kabisa na unaweza kujumuisha: kutazama sinema kwenye mfumo mzuri wa ukumbi wa michezo wa nyumbani; mchezo wa kusisimua na wa kusisimua au kusikiliza muziki. Kama sheria, kila mtu hupata kitu chao katika eneo hili, au huchanganya kila kitu mara moja. Lakini chochote malengo ya mtu ya kupanga wakati wake wa burudani na chochote kinachozidi kwenda, viungo hivi vyote vimeunganishwa kwa neno moja rahisi na linaloeleweka - "sauti". Hakika, katika matukio yote hapo juu, tutaongozwa na mkono kwa sauti. Lakini swali hili si rahisi sana na lisilo na maana, hasa katika hali ambapo kuna tamaa ya kufikia sauti ya juu katika chumba au hali nyingine yoyote. Ili kufanya hivyo, si lazima kila mara kununua vipengele vya gharama kubwa vya hi-fi au hi-end (ingawa itakuwa muhimu sana), lakini ujuzi mzuri wa nadharia ya kimwili ni ya kutosha, ambayo inaweza kuondoa matatizo mengi yanayotokea kwa mtu yeyote. ambaye anajipanga kupata uigizaji wa sauti wa hali ya juu.
Ifuatayo, nadharia ya sauti na acoustics itazingatiwa kutoka kwa mtazamo wa fizikia. Katika kesi hii, nitajaribu kufanya hivyo iwezekanavyo kwa uelewa wa mtu yeyote ambaye, labda, ni mbali na kujua sheria za kimwili au kanuni, lakini hata hivyo kwa shauku ndoto za kutimiza ndoto ya kuunda mfumo kamili wa akustisk. Sidhani kusema kwamba ili kufikia matokeo mazuri katika eneo hili nyumbani (au kwa gari, kwa mfano), unahitaji kujua nadharia hizi vizuri, lakini kuelewa misingi itawawezesha kuepuka makosa mengi ya kijinga na ya ujinga. , na pia itawawezesha kufikia athari ya sauti ya juu kutoka kwa mfumo ngazi yoyote.
Nadharia ya jumla ya istilahi za sauti na muziki
Ni nini sauti? Hii ni hisia ambayo chombo cha kusikia huona "sikio"(jambo lenyewe lipo bila ushiriki wa "sikio" katika mchakato, lakini hii ni rahisi kuelewa), ambayo hutokea wakati eardrum inasisimua na wimbi la sauti. Sikio katika kesi hii hufanya kama "mpokeaji" wa mawimbi ya sauti ya masafa mbalimbali. 
Wimbi la sauti kimsingi ni mfululizo wa mfululizo wa michanganyiko na utokaji wa kati (mara nyingi zaidi kati ya hewa chini ya hali ya kawaida) ya masafa mbalimbali. Asili ya mawimbi ya sauti ni oscillatory, husababishwa na zinazozalishwa na vibration ya mwili wowote. Kuibuka na uenezi wa wimbi la sauti la classical linawezekana katika vyombo vya habari vitatu vya elastic: gesi, kioevu na imara. Wakati wimbi la sauti linatokea katika moja ya aina hizi za nafasi, mabadiliko fulani hutokea kwa njia yenyewe, kwa mfano, mabadiliko ya msongamano wa hewa au shinikizo, harakati za chembe za hewa, nk.
Kwa kuwa wimbi la sauti lina asili ya oscillatory, ina sifa kama frequency. Mzunguko kipimo katika hertz (kwa heshima ya mwanafizikia wa Ujerumani Heinrich Rudolf Hertz), na inaashiria idadi ya oscillations kwa kipindi cha muda sawa na sekunde moja. Wale. kwa mfano, mzunguko wa 20 Hz unaonyesha mzunguko wa oscillations 20 katika pili moja. Dhana ya subjective ya urefu wake pia inategemea mzunguko wa sauti. Vibrations zaidi ya sauti hutokea kwa pili, sauti "ya juu" inaonekana. Wimbi la sauti pia lina sifa nyingine muhimu, ambayo ina jina - urefu wa wimbi. Urefu wa mawimbi Ni desturi kuzingatia umbali ambao sauti ya mzunguko fulani husafiri katika kipindi sawa na sekunde moja. Kwa mfano, urefu wa mawimbi ya sauti ya chini kabisa katika safu ya kusikika kwa binadamu katika Hz 20 ni mita 16.5, na urefu wa sauti ya juu zaidi katika 20,000 Hz ni sentimita 1.7.
Sikio la mwanadamu limeundwa kwa njia ambayo lina uwezo wa kuona mawimbi katika safu ndogo tu, takriban 20 Hz - 20,000 Hz (kulingana na sifa za mtu fulani, wengine wanaweza kusikia kidogo zaidi, wengine kidogo) . Kwa hivyo, hii haimaanishi kuwa sauti chini au juu ya masafa haya haipo, hazionekani na sikio la mwanadamu, kwenda zaidi ya safu inayosikika. Sauti juu ya safu inayosikika inaitwa ultrasound, sauti chini ya safu inayosikika inaitwa infrasound. Wanyama wengine wanaweza kutambua sauti za hali ya juu na infra, wengine hata hutumia safu hii kwa mwelekeo wa nafasi (popo, pomboo). Ikiwa sauti inapita kupitia chombo ambacho hakigusani moja kwa moja na chombo cha kusikia cha binadamu, basi sauti kama hiyo haiwezi kusikika au inaweza kudhoofika sana baadaye.
Katika istilahi ya muziki ya sauti, kuna majina muhimu kama vile oktava, toni na sauti ya sauti. Oktava inamaanisha muda ambao uwiano wa masafa kati ya sauti ni 1 hadi 2. Oktava kawaida hutofautishwa sana na sikio, ilhali sauti ndani ya muda huu zinaweza kufanana sana. Oktava pia inaweza kuitwa sauti inayotetemeka mara mbili ya sauti nyingine katika kipindi sawa cha wakati. Kwa mfano, mzunguko wa 800 Hz sio zaidi ya octave ya juu ya 400 Hz, na mzunguko wa 400 Hz kwa upande wake ni octave inayofuata ya sauti na mzunguko wa 200 Hz. Oktava, kwa upande wake, inajumuisha tani na overtones. Mitetemo inayobadilika katika mawimbi ya sauti ya usawa ya masafa sawa hugunduliwa na sikio la mwanadamu kama sauti ya muziki. Mitetemo ya masafa ya juu inaweza kufasiriwa kama sauti za sauti ya juu, wakati mitetemo ya masafa ya chini inaweza kufasiriwa kama sauti za chini. Sikio la mwanadamu lina uwezo wa kutofautisha wazi sauti na tofauti ya toni moja (katika safu ya hadi 4000 Hz). Licha ya hili, muziki hutumia idadi ndogo sana ya toni. Hii inaelezewa kutoka kwa mazingatio ya kanuni ya konsonanti ya harmonic; kila kitu kinategemea kanuni ya oktava.
Wacha tuchunguze nadharia ya tani za muziki kwa kutumia mfano wa kamba iliyonyoshwa kwa njia fulani. Kamba kama hiyo, kulingana na nguvu ya mvutano, "itawekwa" kwa mzunguko mmoja maalum. Mfuatano huu unapofichuliwa na kitu kwa nguvu moja mahususi, ambayo husababisha kutetemeka, toni moja mahususi ya sauti itazingatiwa mara kwa mara, na tutasikia masafa ya mpangilio tunayotaka. Sauti hii inaitwa sauti ya msingi. Mzunguko wa noti "A" ya oktava ya kwanza inakubaliwa rasmi kama sauti ya msingi katika uwanja wa muziki, sawa na 440 Hz. Hata hivyo, ala nyingi za muziki hazitoi tena toni safi za kimsingi pekee; bila shaka huambatana na sauti zinazoitwa. sauti za ziada. Hapa inafaa kukumbuka ufafanuzi muhimu wa acoustics ya muziki, dhana ya timbre ya sauti. Mbao- hii ni kipengele cha sauti za muziki ambazo hutoa vyombo vya muziki na sauti maalum yao ya kipekee, inayotambulika ya sauti, hata wakati wa kulinganisha sauti za sauti sawa na sauti. Timbre ya kila chombo cha muziki inategemea usambazaji wa nishati ya sauti kati ya sauti wakati sauti inaonekana.
Overtones huunda rangi maalum ya sauti ya msingi, ambayo tunaweza kutambua kwa urahisi na kutambua chombo maalum, na pia kutofautisha wazi sauti yake kutoka kwa chombo kingine. Kuna aina mbili za overtones: harmonic na yasiyo ya harmonic. Mitindo ya Harmonic kwa ufafanuzi ni mawimbi ya masafa ya kimsingi. Kinyume chake, ikiwa nyongeza sio nyingi na zinapotoka kwa dhahiri kutoka kwa maadili, basi zinaitwa. yasiyo ya harmonic. Katika muziki, kufanya kazi kwa sauti nyingi hutengwa kivitendo, kwa hivyo neno hilo linapunguzwa kwa dhana ya "overtone," ikimaanisha harmonic. Kwa vyombo vingine, kama vile piano, sauti ya msingi haina hata wakati wa kuunda; kwa muda mfupi, nishati ya sauti ya sauti huongezeka, na kisha hupungua kwa kasi. Vyombo vingi huunda kile kinachoitwa athari ya "toni ya mpito", ambapo nishati ya sauti fulani huwa ya juu zaidi kwa wakati fulani, kwa kawaida mwanzoni kabisa, lakini hubadilika ghafla na kwenda kwa sauti zingine. Masafa ya marudio ya kila chombo yanaweza kuzingatiwa kando na kwa kawaida hupunguzwa kwa masafa ya kimsingi ambayo chombo hicho kinaweza kutoa.
Katika nadharia ya sauti pia kuna dhana kama KELELE. Kelele- hii ni sauti yoyote ambayo imeundwa na mchanganyiko wa vyanzo ambavyo haviendani na kila mmoja. Kila mtu anafahamu sauti ya majani ya miti yanayopeperushwa na upepo, nk.
Ni nini huamua kiasi cha sauti? Kwa wazi, jambo kama hilo moja kwa moja inategemea kiasi cha nishati inayohamishwa na wimbi la sauti. Kuamua viashiria vya kiasi cha sauti kubwa, kuna dhana - kiwango cha sauti. Ukali wa sauti inafafanuliwa kama mtiririko wa nishati kupitia eneo fulani la nafasi (kwa mfano, cm2) kwa kila kitengo cha wakati (kwa mfano, kwa sekunde). Wakati wa mazungumzo ya kawaida, nguvu ni takriban 9 au 10 W/cm2. Sikio la mwanadamu linauwezo wa kutambua sauti juu ya aina mbalimbali za unyeti, wakati unyeti wa masafa ni tofauti tofauti ndani ya wigo wa sauti. Kwa njia hii, masafa ya 1000 Hz - 4000 Hz, ambayo inashughulikia sana hotuba ya binadamu, inatambulika vyema.
Kwa sababu sauti hutofautiana sana katika ukubwa, ni rahisi zaidi kuifikiria kama idadi ya logarithmic na kuipima kwa desibeli (baada ya mwanasayansi wa Scotland Alexander Graham Bell). Kizingiti cha chini cha unyeti wa kusikia wa sikio la mwanadamu ni 0 dB, ya juu ni 120 dB, pia inaitwa "kizingiti cha maumivu". Upeo wa juu wa unyeti pia unaona na sikio la mwanadamu si kwa njia sawa, lakini inategemea mzunguko maalum. Sauti za masafa ya chini lazima ziwe na nguvu kubwa zaidi kuliko sauti za masafa ya juu ili kuamsha kizingiti cha maumivu. Kwa mfano, kizingiti cha maumivu katika mzunguko wa chini wa 31.5 Hz hutokea kwa kiwango cha sauti ya 135 dB, wakati kwa mzunguko wa 2000 Hz hisia za uchungu zitatokea kwa 112 dB. Pia kuna dhana ya shinikizo la sauti, ambayo kwa kweli huongeza maelezo ya kawaida ya uenezi wa wimbi la sauti katika hewa. Shinikizo la sauti- hii ni shinikizo la ziada la kutofautiana ambalo hutokea kwa kati ya elastic kama matokeo ya kifungu cha wimbi la sauti kupitia hiyo.
Wimbi asili ya sauti
Ili kuelewa vyema mfumo wa uzalishaji wa wimbi la sauti, fikiria spika ya kawaida iliyo kwenye bomba iliyojaa hewa. Ikiwa spika itasonga mbele kwa kasi, hewa katika eneo la karibu la kisambaza sauti hubanwa kwa muda. Kisha hewa itapanua, na hivyo kusukuma eneo la hewa iliyoshinikizwa kando ya bomba. 
Harakati hii ya mawimbi baadaye itakuwa nzuri inapofika kwenye chombo cha kusikia na "kusisimua" ngoma ya sikio. Wakati wimbi la sauti hutokea katika gesi, shinikizo la ziada na wiani wa ziada huundwa na chembe huhamia kwa kasi ya mara kwa mara. Kuhusu mawimbi ya sauti, ni muhimu kukumbuka ukweli kwamba dutu haiingii pamoja na wimbi la sauti, lakini tu usumbufu wa muda wa raia wa hewa hutokea.
Ikiwa tunafikiria bastola iliyosimamishwa kwenye nafasi ya bure kwenye chemchemi na kufanya harakati zinazorudiwa "nyuma na nje", basi oscillations kama hiyo itaitwa harmonic au sinusoidal (ikiwa tunafikiria wimbi kama grafu, basi katika kesi hii tutapata safi. sinusoid na kupungua mara kwa mara na kuongezeka). Ikiwa tunafikiria msemaji kwenye bomba (kama katika mfano ulioelezwa hapo juu) akifanya oscillations ya usawa, basi wakati msemaji anasonga "mbele" athari inayojulikana ya ukandamizaji wa hewa hupatikana, na wakati msemaji anasonga "nyuma" athari kinyume cha nadra hutokea. Katika kesi hii, wimbi la ukandamizaji unaobadilishana na upungufu utaenea kupitia bomba. Umbali kando ya bomba kati ya maxima iliyo karibu au minima (awamu) itaitwa urefu wa mawimbi. Ikiwa chembe zinazunguka sambamba na mwelekeo wa uenezi wa wimbi, basi wimbi linaitwa. longitudinal. Ikiwa zinazunguka kwa mwelekeo wa uenezi, basi wimbi linaitwa kupita. Kwa kawaida, mawimbi ya sauti katika gesi na vinywaji ni ya longitudinal, lakini katika mawimbi magumu ya aina zote mbili yanaweza kutokea. Mawimbi ya kupita katika yabisi hutokea kwa sababu ya upinzani wa mabadiliko ya sura. Tofauti kuu kati ya aina hizi mbili za mawimbi ni kwamba wimbi la transverse lina mali ya polarization (oscillations hutokea katika ndege fulani), wakati wimbi la longitudinal halifanyi.
Kasi ya sauti
Kasi ya sauti moja kwa moja inategemea sifa za kati ambayo inaeneza. Imeamua (tegemezi) na mali mbili za kati: elasticity na wiani wa nyenzo. Kasi ya sauti katika yabisi moja kwa moja inategemea aina ya nyenzo na mali zake. Kasi katika vyombo vya habari vya gesi inategemea aina moja tu ya deformation ya kati: compression-rarefaction. Mabadiliko ya shinikizo katika wimbi la sauti hutokea bila kubadilishana joto na chembe zinazozunguka na inaitwa adiabatic. 
Kasi ya sauti katika gesi inategemea hasa joto - huongezeka kwa joto la kuongezeka na hupungua kwa kupungua kwa joto. Pia, kasi ya sauti katika kati ya gesi inategemea saizi na wingi wa molekuli za gesi zenyewe - ndogo ya misa na saizi ya chembe, "conductivity" ya wimbi kubwa zaidi na, ipasavyo, kasi kubwa zaidi.
Katika vyombo vya habari vya kioevu na imara, kanuni ya uenezi na kasi ya sauti ni sawa na jinsi wimbi linavyoenea katika hewa: kwa kutokwa kwa compression. Lakini katika mazingira haya, pamoja na utegemezi sawa wa joto, wiani wa kati na muundo / muundo wake ni muhimu sana. Kadiri msongamano wa dutu hii unavyopungua, ndivyo kasi ya sauti inavyoongezeka na kinyume chake. Utegemezi wa muundo wa kati ni ngumu zaidi na imedhamiriwa katika kila kesi maalum, kwa kuzingatia eneo na mwingiliano wa molekuli / atomi.
Kasi ya sauti hewani kwa t, °C 20: 343 m/s
Kasi ya sauti katika maji yaliyotengenezwa kwa t, °C 20: 1481 m/s
Kasi ya sauti katika chuma kwa t, °C 20: 5000 m / s
Mawimbi ya kusimama na kuingiliwa
Wakati mzungumzaji anapounda mawimbi ya sauti katika nafasi iliyofungwa, athari ya mawimbi yanayoonyeshwa kutoka kwa mipaka hutokea bila kuepukika. Matokeo yake, hii hutokea mara nyingi athari ya kuingilia kati- wakati mawimbi ya sauti mbili au zaidi yanaingiliana. Matukio maalum ya matukio ya kuingiliwa ni malezi ya: 1) Mawimbi ya kupiga au 2) Mawimbi yaliyosimama. Mawimbi hupiga- hii ndio kesi wakati nyongeza ya mawimbi na masafa sawa na amplitudes hutokea. Picha ya tukio la beats: wakati mawimbi mawili ya masafa yanayofanana yanaingiliana. Wakati fulani kwa wakati, na mwingiliano kama huo, kilele cha amplitude kinaweza sanjari "kwa awamu," na kushuka kunaweza pia kuambatana na "antiphase." Hivi ndivyo mapigo ya sauti yanaonyeshwa. Ni muhimu kukumbuka kuwa, tofauti na mawimbi yaliyosimama, matukio ya awamu ya kilele haifanyiki mara kwa mara, lakini kwa muda fulani. Kwa sikio, muundo huu wa beats unajulikana kwa uwazi kabisa, na husikika kama ongezeko la mara kwa mara na kupungua kwa kiasi, kwa mtiririko huo. Utaratibu ambao athari hii hutokea ni rahisi sana: wakati kilele kinapatana, kiasi huongezeka, na wakati mabonde yanafanana, kiasi hupungua.
Mawimbi yaliyosimama kutokea katika kesi ya superposition ya mawimbi mawili ya amplitude sawa, awamu na frequency, wakati mawimbi hayo "kukutana" moja hoja katika mwelekeo wa mbele na nyingine katika mwelekeo kinyume. Katika eneo la nafasi (ambapo wimbi lililosimama liliundwa), picha ya hali ya juu ya amplitudes mbili za masafa inaonekana, na maxima mbadala (kinachojulikana kama antinode) na minima (kinachojulikana nodi). Wakati jambo hili linatokea, mzunguko, awamu na mgawo wa kupungua kwa wimbi mahali pa kutafakari ni muhimu sana. Tofauti na mawimbi ya kusafiri, hakuna uhamisho wa nishati katika wimbi lililosimama kutokana na ukweli kwamba mawimbi ya mbele na ya nyuma ambayo huunda nishati hii ya uhamisho wa wimbi kwa kiasi sawa katika pande zote mbili za mbele na kinyume. Ili kuelewa wazi tukio la wimbi lililosimama, hebu fikiria mfano kutoka kwa acoustics ya nyumbani. Wacha tuseme tunayo mifumo ya spika ya sakafu katika nafasi ndogo (chumba). Kwa kuwa wacheze kitu kwa besi nyingi, wacha tujaribu kubadilisha eneo la msikilizaji kwenye chumba. Kwa hivyo, msikilizaji ambaye anajikuta katika ukanda wa kiwango cha chini (kutoa) cha wimbi la kusimama atahisi athari kuwa kuna besi kidogo sana, na ikiwa msikilizaji anajikuta katika eneo la upeo wa juu (nyongeza) wa masafa, basi kinyume chake. athari ya ongezeko kubwa katika eneo la bass hupatikana. Katika kesi hii, athari huzingatiwa katika octaves zote za mzunguko wa msingi. Kwa mfano, ikiwa mzunguko wa msingi ni 440 Hz, basi jambo la "kuongeza" au "kutoa" pia litazingatiwa kwa masafa ya 880 Hz, 1760 Hz, 3520 Hz, nk.
Jambo la resonance
Yabisi nyingi zina frequency ya asili ya resonance. Ni rahisi kuelewa athari hii kwa kutumia mfano wa bomba la kawaida, wazi kwa mwisho mmoja tu. Hebu fikiria hali ambapo msemaji ameunganishwa na mwisho mwingine wa bomba, ambayo inaweza kucheza mzunguko mmoja wa mara kwa mara, ambayo inaweza pia kubadilishwa baadaye. Kwa hivyo, bomba ina mzunguko wake wa resonance, kwa maneno rahisi - hii ni mzunguko ambao bomba "hupiga" au hufanya sauti yake mwenyewe. Ikiwa mzunguko wa msemaji (kama matokeo ya marekebisho) unafanana na mzunguko wa resonance ya bomba, basi athari ya kuongeza sauti mara kadhaa itatokea. Hii hutokea kwa sababu kipaza sauti husisimua vibrations ya safu ya hewa katika bomba na amplitude muhimu mpaka "mzunguko wa resonant" sawa hupatikana na athari ya kuongeza hutokea. Jambo linalosababishwa linaweza kuelezewa kama ifuatavyo: bomba katika mfano huu "husaidia" msemaji kwa kupiga sauti kwa mzunguko maalum, jitihada zao zinaongeza na "husababisha" athari ya sauti ya sauti. Kwa kutumia mfano wa vyombo vya muziki, jambo hili linaweza kuonekana kwa urahisi, kwa kuwa muundo wa vyombo vingi una vipengele vinavyoitwa resonators. 
Si vigumu nadhani nini hutumikia kusudi la kuimarisha mzunguko fulani au sauti ya muziki. Kwa mfano: mwili wa gitaa na resonator kwa namna ya kuunganisha shimo na kiasi; Muundo wa bomba la filimbi (na mabomba yote kwa ujumla); Sura ya cylindrical ya mwili wa ngoma, ambayo yenyewe ni resonator ya mzunguko fulani.
Wigo wa mara kwa mara wa majibu ya sauti na masafa
Kwa kuwa katika mazoezi hakuna mawimbi ya mzunguko sawa, inakuwa muhimu kuoza wigo mzima wa sauti ya safu inayosikika kwa sauti kubwa au usawa. Kwa madhumuni haya, kuna grafu zinazoonyesha utegemezi wa nishati ya jamaa ya mitetemo ya sauti kwenye mzunguko. Grafu hii inaitwa grafu ya wigo wa sauti. Wigo wa masafa ya sauti Kuna aina mbili: za kipekee na zinazoendelea. Mpangilio wa wigo tofauti huonyesha masafa mahususi yaliyotenganishwa na nafasi tupu. Wigo unaoendelea una masafa yote ya sauti mara moja. 
Katika kesi ya muziki au acoustics, grafu ya kawaida hutumiwa mara nyingi Sifa za Amplitude-Frequency(iliyofupishwa kama "AFC"). Grafu hii inaonyesha utegemezi wa amplitude ya mitetemo ya sauti kwenye frequency katika wigo mzima wa masafa (20 Hz - 20 kHz). Kuangalia grafu kama hiyo, ni rahisi kuelewa, kwa mfano, nguvu au udhaifu wa msemaji fulani au mfumo wa akustisk kwa ujumla, maeneo yenye nguvu zaidi ya pato la nishati, majosho ya mzunguko na kuongezeka, kupungua, na pia kufuatilia mwinuko. ya kupungua.
Uenezi wa mawimbi ya sauti, awamu na antiphase
Mchakato wa uenezi wa mawimbi ya sauti hutokea pande zote kutoka kwa chanzo. Mfano rahisi wa kuelewa jambo hili ni kokoto iliyotupwa majini. 
Kutoka mahali ambapo jiwe lilianguka, mawimbi huanza kuenea kwenye uso wa maji kwa pande zote. Hata hivyo, hebu fikiria hali kwa kutumia msemaji kwa kiasi fulani, sema sanduku lililofungwa, ambalo linaunganishwa na amplifier na ina aina fulani ya ishara ya muziki. Ni rahisi kutambua (hasa ikiwa unatumia ishara yenye nguvu ya chini-frequency, kwa mfano ngoma ya bass) ambayo msemaji hufanya harakati ya haraka "mbele", na kisha harakati sawa za haraka "nyuma". Kinachobaki kueleweka ni kwamba mzungumzaji anaposonga mbele, hutoa wimbi la sauti ambalo tunasikia baadaye. Lakini ni nini kinachotokea wakati mzungumzaji anarudi nyuma? Na kwa kushangaza, kitu kimoja kinatokea, msemaji hufanya sauti sawa, tu kwa mfano wetu hueneza kabisa ndani ya kiasi cha sanduku, bila kwenda zaidi ya mipaka yake (sanduku imefungwa). Kwa ujumla, katika mfano hapo juu mtu anaweza kuona matukio mengi ya kuvutia ya kimwili, muhimu zaidi ambayo ni dhana ya awamu.
Wimbi la sauti ambalo msemaji, akiwa katika sauti, hutoa kwa mwelekeo wa msikilizaji ni "katika awamu". Wimbi la nyuma, ambalo linaingia kwenye kiasi cha sanduku, litakuwa sawa na antiphase. Inabakia tu kuelewa maana ya dhana hizi? Awamu ya ishara- hii ni kiwango cha shinikizo la sauti kwa wakati wa sasa kwa wakati fulani katika nafasi. Njia rahisi zaidi ya kuelewa awamu ni kwa mfano wa uzazi wa nyenzo za muziki na jozi ya kawaida ya stereo ya sakafu ya mifumo ya spika za nyumbani. Wacha tufikirie kuwa wasemaji wawili wa sakafu kama hiyo wamewekwa kwenye chumba fulani na kucheza. Katika kesi hii, mifumo yote ya acoustic inazalisha ishara ya synchronous ya shinikizo la sauti tofauti, na shinikizo la sauti la msemaji mmoja huongezwa kwa shinikizo la sauti la msemaji mwingine. Athari sawa hutokea kwa sababu ya usawazishaji wa uzazi wa ishara kutoka kwa wasemaji wa kushoto na wa kulia, kwa mtiririko huo, kwa maneno mengine, kilele na mawimbi ya mawimbi yaliyotolewa na wasemaji wa kushoto na wa kulia sanjari.
Sasa hebu fikiria kwamba shinikizo la sauti bado linabadilika kwa njia ile ile (haijapata mabadiliko), lakini sasa tu ni kinyume na kila mmoja. Hii inaweza kutokea ikiwa unganisha mfumo mmoja wa spika kati ya mbili katika polarity ya nyuma ("+" cable kutoka kwa amplifier hadi terminal "-" ya mfumo wa spika, na "-" kebo kutoka kwa amplifier hadi terminal "+" ya mfumo wa kipaza sauti). Katika kesi hii, ishara ya kinyume itasababisha tofauti ya shinikizo, ambayo inaweza kuwakilishwa kwa nambari kama ifuatavyo: msemaji wa kushoto ataunda shinikizo la "1 Pa", na msemaji wa kulia ataunda shinikizo la "minus 1 Pa". Matokeo yake, jumla ya sauti ya sauti katika eneo la msikilizaji itakuwa sifuri. Jambo hili linaitwa antiphase. Ikiwa tunaangalia mfano kwa undani zaidi kwa uelewa, inageuka kuwa wasemaji wawili wanaocheza "katika awamu" huunda maeneo sawa ya kuunganishwa kwa hewa na upungufu, na hivyo kusaidiana kwa kweli. Katika kesi ya antiphase iliyoboreshwa, eneo la nafasi ya hewa iliyoshinikizwa iliyoundwa na spika moja itaambatana na eneo la nafasi ya hewa isiyo ya kawaida iliyoundwa na spika ya pili. Hii inaonekana takriban kama hali ya kughairiwa kwa mawimbi kwa usawazishaji. Kweli, katika mazoezi ya sauti haina kushuka hadi sifuri, na tutasikia sauti iliyopotoka sana na dhaifu.
Njia inayopatikana zaidi ya kuelezea jambo hili ni kama ifuatavyo: ishara mbili zilizo na oscillations sawa (frequency), lakini zimebadilishwa kwa wakati. Kwa kuzingatia hili, ni rahisi zaidi kufikiria matukio haya ya uhamishaji kwa kutumia mfano wa saa ya kawaida ya pande zote. Wacha tufikirie kuwa kuna saa kadhaa zinazofanana za pande zote zinazoning'inia ukutani. Wakati mikono ya pili ya saa hii inaendesha kwa usawa, kwenye saa moja ya sekunde 30 na kwa nyingine 30, basi hii ni mfano wa ishara ambayo iko katika awamu. Ikiwa mikono ya pili inakwenda na mabadiliko, lakini kasi bado ni sawa, kwa mfano, kwenye saa moja ni sekunde 30, na kwa mwingine ni sekunde 24, basi hii ni mfano wa kawaida wa mabadiliko ya awamu. Kwa njia hiyo hiyo, awamu inapimwa kwa digrii, ndani ya mzunguko wa kawaida. Katika kesi hii, wakati ishara zinabadilishwa jamaa kwa kila mmoja kwa digrii 180 (nusu ya kipindi), antiphase ya classical inapatikana. Mara nyingi katika mazoezi, mabadiliko madogo ya awamu hutokea, ambayo yanaweza pia kuamua kwa digrii na kuondokana na mafanikio.
Mawimbi ni ndege na spherical. Mbele ya wimbi la ndege huenea kwa mwelekeo mmoja tu na mara chache hukutana katika mazoezi. Mbele ya mawimbi ya duara ni aina rahisi ya wimbi ambalo huanzia sehemu moja na kusafiri pande zote. Mawimbi ya sauti yana mali diffraction, i.e. uwezo wa kuzunguka vikwazo na vitu. Kiwango cha kupiga inategemea uwiano wa urefu wa sauti kwa ukubwa wa kikwazo au shimo. Tofauti pia hutokea wakati kuna kizuizi fulani katika njia ya sauti. Katika kesi hii, matukio mawili yanawezekana: 1) Ikiwa ukubwa wa kikwazo ni kubwa zaidi kuliko urefu wa wimbi, basi sauti inaonekana au kufyonzwa (kulingana na kiwango cha kunyonya kwa nyenzo, unene wa kikwazo, nk. ), na eneo la "kivuli cha acoustic" huundwa nyuma ya kikwazo. . 2) Ikiwa ukubwa wa kikwazo unalinganishwa na urefu wa wimbi au hata chini yake, basi sauti inatofautiana kwa kiasi fulani kwa pande zote. Ikiwa wimbi la sauti, wakati likisonga kwa njia moja, linagonga kiolesura na kati nyingine (kwa mfano, kati ya hewa na kati imara), basi matukio matatu yanaweza kutokea: 1) wimbi litaonyeshwa kutoka kwa interface 2) wimbi. inaweza kupita kwenye njia nyingine bila kubadilisha mwelekeo 3) wimbi linaweza kupita kwenye kati nyingine na mabadiliko ya mwelekeo kwenye mpaka, hii inaitwa "refraction ya wimbi".
Uwiano wa shinikizo la ziada la wimbi la sauti kwa kasi ya oscillatory volumetric inaitwa upinzani wa wimbi. Kwa maneno rahisi, wimbi impedance ya kati inaweza kuitwa uwezo wa kunyonya mawimbi ya sauti au "kuwapinga". Coefficients ya kutafakari na maambukizi hutegemea moja kwa moja uwiano wa impedances ya wimbi la vyombo vya habari viwili. Upinzani wa wimbi katika kati ya gesi ni chini sana kuliko katika maji au yabisi. Kwa hiyo, ikiwa wimbi la sauti katika hewa linapiga kitu kigumu au uso wa maji ya kina, sauti hiyo inaonekana kutoka kwa uso au kufyonzwa kwa kiasi kikubwa. Hii inategemea unene wa uso (maji au imara) ambayo wimbi la sauti linalohitajika huanguka. Wakati unene wa katikati imara au kioevu ni chini, mawimbi ya sauti karibu kabisa "kupita", na kinyume chake, wakati unene wa kati ni mkubwa, mawimbi yanaonekana mara nyingi zaidi. Katika kesi ya kutafakari kwa mawimbi ya sauti, mchakato huu hutokea kulingana na sheria ya kimwili inayojulikana: "Pembe ya matukio ni sawa na angle ya kutafakari." Katika kesi hiyo, wakati wimbi kutoka kwa kati na wiani wa chini hupiga mpaka na kati ya wiani wa juu, jambo hilo hutokea. kinzani. Inajumuisha kupiga (refraction) ya wimbi la sauti baada ya "kukutana" na kikwazo, na lazima iambatane na mabadiliko ya kasi. Refraction pia inategemea joto la kati ambayo kutafakari hutokea.
Katika mchakato wa uenezaji wa mawimbi ya sauti angani, nguvu yao hupungua bila shaka; tunaweza kusema kwamba mawimbi yanapunguza na sauti inadhoofika. Kwa mazoezi, kukutana na athari sawa ni rahisi sana: kwa mfano, ikiwa watu wawili wamesimama kwenye shamba kwa umbali fulani wa karibu (mita au karibu) na kuanza kusema kitu kwa kila mmoja. Ikiwa baadaye utaongeza umbali kati ya watu (ikiwa wataanza kuondoka kutoka kwa kila mmoja), kiwango sawa cha sauti ya mazungumzo kitakuwa kidogo na kidogo kusikika. Mfano huu unaonyesha wazi hali ya kupungua kwa nguvu ya mawimbi ya sauti. Kwa nini hii inatokea? Sababu ya hii ni michakato mbalimbali ya kubadilishana joto, mwingiliano wa Masi na msuguano wa ndani wa mawimbi ya sauti. Mara nyingi katika mazoezi, nishati ya sauti inabadilishwa kuwa nishati ya joto. Michakato kama hii bila shaka hujitokeza katika mojawapo ya midia 3 ya uenezi wa sauti na inaweza kuainishwa kama kunyonya kwa mawimbi ya sauti.
Ukali na kiwango cha kunyonya kwa mawimbi ya sauti hutegemea mambo mengi, kama vile shinikizo na joto la kati. Kunyonya pia kunategemea frequency maalum ya sauti. Wakati wimbi la sauti linaenea kwa njia ya maji au gesi, athari ya msuguano hutokea kati ya chembe tofauti, ambayo inaitwa viscosity. Kama matokeo ya msuguano huu katika kiwango cha Masi, mchakato wa kubadilisha wimbi kutoka kwa sauti hadi joto hufanyika. Kwa maneno mengine, juu ya conductivity ya mafuta ya kati, chini ya kiwango cha kunyonya wimbi. Unyonyaji wa sauti katika vyombo vya habari vya gesi pia hutegemea shinikizo (shinikizo la anga linabadilika na kuongezeka kwa urefu kuhusiana na usawa wa bahari). Kuhusu utegemezi wa kiwango cha kunyonya kwenye mzunguko wa sauti, kwa kuzingatia utegemezi uliotajwa hapo juu wa mnato na conductivity ya mafuta, juu ya mzunguko wa sauti, juu ya ngozi ya sauti. Kwa mfano, kwa joto la kawaida na shinikizo katika hewa, ngozi ya wimbi na mzunguko wa 5000 Hz ni 3 dB / km, na ngozi ya wimbi na mzunguko wa 50,000 Hz itakuwa 300 dB / m.
Katika vyombo vya habari imara, utegemezi wote hapo juu (conductivity ya joto na viscosity) huhifadhiwa, lakini hali kadhaa zaidi zinaongezwa kwa hili. Wanahusishwa na muundo wa Masi ya nyenzo imara, ambayo inaweza kuwa tofauti, na inhomogeneities yake mwenyewe. Kulingana na muundo huu wa ndani wa Masi, ngozi ya mawimbi ya sauti katika kesi hii inaweza kuwa tofauti, na inategemea aina ya nyenzo maalum. Wakati sauti inapita kwenye mwili dhabiti, wimbi hupitia mabadiliko na upotoshaji kadhaa, ambayo mara nyingi husababisha utawanyiko na kunyonya kwa nishati ya sauti. Katika kiwango cha molekuli, athari ya kutenganisha inaweza kutokea wakati wimbi la sauti linasababisha uhamisho wa ndege za atomiki, ambazo zinarudi kwenye nafasi yao ya awali. Au, mwendo wa mitengano husababisha mgongano na mitengano inayoelekea kwao au kasoro katika muundo wa fuwele, ambayo husababisha kizuizi chao na, kama matokeo, kunyonya kwa wimbi la sauti. Hata hivyo, wimbi la sauti pia linaweza kukabiliana na kasoro hizi, ambazo zitasababisha kupotosha kwa wimbi la awali. Nishati ya wimbi la sauti wakati wa mwingiliano na vipengele vya muundo wa molekuli ya nyenzo hutawanywa kama matokeo ya michakato ya msuguano wa ndani.
Katika makala haya nitajaribu kuchambua sifa za mtazamo wa ukaguzi wa binadamu na baadhi ya hila na vipengele vya uenezi wa sauti.
Hivi majuzi, kumekuwa na mijadala mingi juu ya hatari na faida za jenereta za upepo kutoka kwa mtazamo wa mazingira. Hebu tuchunguze nafasi kadhaa ambazo zimetajwa hasa na wapinzani wa nishati ya upepo.
Moja ya hoja kuu dhidi ya matumizi ya jenereta za upepo ni kelele
. Mimea ya nguvu ya upepo hutoa aina mbili za kelele: mitambo na aerodynamic. Kelele kutoka kwa jenereta za kisasa za upepo kwa umbali wa m 20 kutoka kwa tovuti ya ufungaji ni 34 - 45 dB. Kwa kulinganisha: kelele ya nyuma usiku katika kijiji ni 20 - 40 dB, kelele kutoka kwa gari la abiria kwa kasi ya 64 km / h ni 55 dB, kelele ya nyuma katika ofisi ni 60 dB, kelele kutoka kwa lori kwa kasi ya 48 km / h kwa umbali kutoka kwa 100m ni 65 dB, kelele kutoka kwa jackhammer kwa umbali wa 7 m ni 95 dB. Kwa hivyo, jenereta za upepo sio chanzo cha kelele ambacho kina athari yoyote mbaya kwa afya ya binadamu.
Infrasound na vibration
- suala jingine la athari mbaya. Wakati wa uendeshaji wa windmill, vortices huundwa kwenye ncha za vile, ambazo, kwa kweli, ni vyanzo vya infrasound; nguvu kubwa ya windmill, nguvu kubwa ya vibration na athari mbaya kwa wanyamapori. Mzunguko wa vibrations hizi - 6-7 Hz - sanjari na rhythm asili ya ubongo wa binadamu, hivyo baadhi ya madhara psychotropic inawezekana. Lakini yote haya yanatumika kwa mimea yenye nguvu ya upepo (hii haijathibitishwa hata kuhusiana nao). Nishati ndogo ya upepo katika kipengele hiki ni salama zaidi kuliko usafiri wa reli, magari, tramu na vyanzo vingine vya infrasound ambavyo tunakutana navyo kila siku.
Kiasi mitetemo
, basi hawatishii tena watu, lakini majengo na miundo; mbinu za kupunguza ni suala lililojifunza vizuri. Ikiwa wasifu mzuri wa aerodynamic umechaguliwa kwa vile, turbine ya upepo ina usawa, jenereta iko katika utaratibu wa kufanya kazi, na ukaguzi wa kiufundi unafanywa kwa wakati unaofaa, basi hakuna shida kabisa. Isipokuwa kwamba ngozi ya ziada ya mshtuko inaweza kuhitajika ikiwa windmill iko juu ya paa.
Wapinzani wa jenereta za upepo pia hutaja kinachojulikana athari ya kuona
. Athari ya kuona ni sababu inayojitegemea. Ili kuboresha uonekano wa uzuri wa mitambo ya upepo, makampuni mengi makubwa huajiri wabunifu wa kitaaluma. Wabunifu wa mazingira wameajiriwa ili kuhalalisha miradi mipya. Wakati huo huo, wakati wa kufanya kura ya maoni ya umma, swali "Je, mitambo ya upepo inaharibu mandhari ya jumla?" 94% ya waliohojiwa walijibu vibaya, na wengi walisisitiza kuwa kutoka kwa mtazamo wa uzuri, jenereta za upepo zinafaa kwa usawa katika mazingira, tofauti na mistari ya jadi ya nguvu.
Pia, moja ya hoja dhidi ya matumizi ya jenereta za upepo ni madhara kwa wanyama na ndege
. Wakati huo huo, takwimu zinaonyesha kwamba kwa kila watu 10,000, chini ya 1 hufa kutokana na jenereta za upepo, 250 kutokana na minara ya televisheni, 700 kutokana na viuatilifu, 700 kutokana na mifumo mbalimbali, na 700 kutokana na njia za umeme - pcs 800. kwa sababu ya paka - pcs 1000., Kwa sababu ya nyumba / madirisha - 5500 pcs. Kwa hivyo, jenereta za upepo sio mbaya zaidi kwa wawakilishi wa wanyama wetu.
Lakini kwa upande mwingine, jenereta ya upepo ya MW 1 inapunguza uzalishaji wa kila mwaka katika angahewa kwa tani 1800 za dioksidi kaboni, tani 9 za oksidi ya sulfuri, tani 4 za oksidi ya nitrojeni. Labda mpito kwa nishati ya upepo utaathiri kiwango cha kupungua kwa safu ya ozoni, na, ipasavyo, kiwango cha ongezeko la joto duniani.
Kwa kuongeza, mitambo ya upepo, tofauti na mitambo ya nguvu ya joto, huzalisha umeme bila kutumia maji, ambayo hupunguza matumizi ya rasilimali za maji.
Jenereta za upepo huzalisha umeme bila kuchoma mafuta ya jadi, ambayo hupunguza mahitaji na bei ya mafuta.
Kuchambua yaliyo hapo juu, tunaweza kusema kwa ujasiri kwamba Kutoka kwa mtazamo wa mazingira, jenereta za upepo hazina madhara. Uthibitisho wa vitendo wa hii ni kwambaTeknolojia hizi zinapata maendeleo ya haraka katika Umoja wa Ulaya, Marekani, China na nchi nyingine za dunia. Nishati ya kisasa ya upepo leo inazalisha zaidi ya kWh bilioni 200 kwa mwaka, sawa na 1.3% ya uzalishaji wa umeme duniani. Wakati huo huo, katika baadhi ya nchi takwimu hii hufikia 40%.
Umewahi kufikiria kwamba sauti ni mojawapo ya maonyesho ya kushangaza zaidi ya maisha, hatua, na harakati? Na pia kuhusu ukweli kwamba kila sauti ina "uso" wake mwenyewe? Na hata kwa macho yetu imefungwa, bila kuona chochote, tunaweza tu nadhani kwa sauti kinachotokea karibu nasi. Tunaweza kutofautisha sauti za marafiki, kusikia kunguruma, kunguruma, kubweka, kulia, nk. Sauti hizi zote tunazijua tangu utoto, na tunaweza kutambua kwa urahisi yoyote kati yao. Zaidi ya hayo, hata katika ukimya kamili tunaweza kusikia kila moja ya sauti zilizoorodheshwa kwa usikivu wetu wa ndani. Iwazie kana kwamba katika hali halisi.
Sauti ni nini?
Sauti zinazotambuliwa na sikio la mwanadamu ni mojawapo ya vyanzo muhimu vya habari kuhusu ulimwengu unaotuzunguka. Kelele za bahari na upepo, sauti za ndege, sauti za wanadamu na vilio vya wanyama, ngurumo, sauti za masikio yanayotembea, hufanya iwe rahisi kukabiliana na mabadiliko ya hali ya nje.
Ikiwa, kwa mfano, jiwe lilianguka katika milima, na hapakuwa na mtu karibu ambaye angeweza kusikia sauti ya kuanguka kwake, sauti hiyo ilikuwepo au la? Swali linaweza kujibiwa vyema na hasi kwa kipimo sawa, kwani neno "sauti" lina maana mbili. Kwa hivyo, ni muhimu kukubaliana. Kwa hivyo, ni muhimu kukubaliana juu ya kile kinachozingatiwa kuwa sawa - jambo la kimwili katika namna ya uenezaji wa mitetemo ya sauti hewani au mhemko wa msikilizaji.Cha kwanza kimsingi ni kisababishi, cha pili ni athari, wakati dhana ya kwanza ya sauti ni lengo, ya pili ni ya kibinafsi. sauti kwa kweli ni mkondo wa nishati inayotiririka kama mkondo wa mto. Sauti kama hiyo inaweza kubadilisha njia ambayo inapita, na yenyewe inabadilishwa nayo ". Katika kesi ya pili, kwa sauti tunamaanisha hisia zile zinazotokea kwa msikilizaji. wimbi la sauti hutenda kazi kwenye ubongo kupitia kifaa cha usaidizi wa kusikia.Kusikia sauti, mtu anaweza kupata hisia mbalimbali.Hisia mbalimbali huchochewa ndani yetu na ile tata tata ya sauti tunazoziita muziki.Sauti huunda msingi wa usemi, ambao hutumika kama njia kuu ya mawasiliano katika jamii ya wanadamu. Na hatimaye, kuna aina ya sauti inayoitwa kelele. Uchambuzi wa sauti kutoka kwa mtazamo wa mtazamo wa kibinafsi ni ngumu zaidi kuliko tathmini ya lengo.
Jinsi ya kuunda sauti?
Kile ambacho sauti zote zinafanana ni kwamba miili inayozizalisha, i.e., vyanzo vya sauti, hutetemeka (ingawa mara nyingi mitetemo hii haionekani kwa jicho). Kwa mfano, sauti za sauti za watu na wanyama wengi hutokea kwa sababu ya mitetemo ya kamba zao za sauti, sauti ya vyombo vya muziki vya upepo, sauti ya king'ora, filimbi ya upepo, na sauti ya radi. kwa vibrations ya raia hewa.
Kutumia mtawala kama mfano, unaweza kuona kwa macho yako mwenyewe jinsi sauti inavyozaliwa. Je, mtawala hufanya harakati gani tunapofunga ncha moja, kuvuta nyingine na kuifungua? Tutaona kwamba alionekana kutetemeka na kusitasita. Kulingana na hili, tunahitimisha kuwa sauti huundwa na vibrations fupi au ndefu za baadhi ya vitu.
Chanzo cha sauti kinaweza kuwa sio tu vitu vinavyotetemeka. Mlio wa risasi au makombora katika ndege, mlio wa upepo, mngurumo wa injini ya ndege huzaliwa kutokana na kukatika kwa mtiririko wa hewa, wakati ambapo upungufu na ukandamizaji pia hutokea.
Pia, harakati za vibrational za sauti zinaweza kuonekana kwa kutumia kifaa - uma wa kurekebisha. Ni fimbo ya chuma iliyopinda iliyowekwa kwenye mguu kwenye sanduku la resonator. Ikiwa unapiga uma wa kurekebisha na nyundo, itasikika. Mitetemo ya matawi ya uma ya kurekebisha haionekani. Lakini zinaweza kugunduliwa ikiwa utaleta mpira mdogo uliosimamishwa kwenye uzi kwenye uma wa kurekebisha sauti. Mpira utadunda mara kwa mara, ambayo inaonyesha mitetemo ya matawi ya Cameron.
Kama matokeo ya mwingiliano wa chanzo cha sauti na hewa inayozunguka, chembe za hewa huanza kushinikiza na kupanua kwa wakati (au "karibu kwa wakati") na harakati za chanzo cha sauti. Kisha, kwa sababu ya tabia ya hewa kama chombo cha maji, mitetemo huhamishwa kutoka kwa chembe moja ya hewa hadi nyingine.
Kuelekea maelezo ya uenezaji wa mawimbi ya sauti
Matokeo yake, vibrations hupitishwa kwa njia ya hewa kwa umbali, yaani, sauti au wimbi la acoustic, au, kwa urahisi, sauti, hueneza hewa. Sauti, kufikia sikio la mwanadamu, kwa upande wake, inasisimua vibrations katika maeneo yake nyeti, ambayo yanaonekana na sisi kwa namna ya hotuba, muziki, kelele, nk (kulingana na mali ya sauti iliyoagizwa na asili ya chanzo chake). .
Uenezi wa mawimbi ya sauti
Je, inawezekana kuona jinsi sauti "inaendesha"? Katika hewa ya uwazi au maji, vibrations ya chembe wenyewe ni imperceptible. Lakini unaweza kupata kwa urahisi mfano ambao utakuambia kile kinachotokea wakati sauti inaenea.
Hali ya lazima kwa uenezi wa mawimbi ya sauti ni uwepo wa kati ya nyenzo.
Katika ombwe, mawimbi ya sauti hayaenezi, kwa kuwa hakuna chembe huko ambazo hupitisha mwingiliano kutoka kwa chanzo cha mtetemo.
Kwa hiyo, kutokana na ukosefu wa angahewa, ukimya kamili unatawala kwenye Mwezi. Hata kuanguka kwa meteorite juu ya uso wake haisikiki kwa mwangalizi.
Kasi ya uenezi wa mawimbi ya sauti imedhamiriwa na kasi ya upitishaji wa mwingiliano kati ya chembe.
Kasi ya sauti ni kasi ya uenezi wa mawimbi ya sauti katika kati. Katika gesi, kasi ya sauti inageuka kuwa ya utaratibu wa (kwa usahihi, kiasi fulani chini ya) kasi ya joto ya molekuli na kwa hiyo huongezeka kwa kuongezeka kwa joto la gesi. Nishati inayowezekana ya mwingiliano kati ya molekuli za dutu, ndivyo kasi ya sauti inavyoongezeka, kwa hivyo kasi ya sauti katika kioevu, ambayo, kwa upande wake, inazidi kasi ya sauti katika gesi. Kwa mfano, katika maji ya bahari kasi ya sauti ni 1513 m / s. Katika chuma, ambapo mawimbi ya transverse na longitudinal yanaweza kuenea, kasi yao ya uenezi ni tofauti. Mawimbi ya transverse huenea kwa kasi ya 3300 m / s, na mawimbi ya longitudinal kwa kasi ya 6600 m / s.
Kasi ya sauti katika njia yoyote inahesabiwa na formula:
ambapo β ni mgandamizo wa adiabatic wa kati; ρ - msongamano.
Sheria za uenezi wa mawimbi ya sauti
Sheria za kimsingi za uenezaji wa sauti ni pamoja na sheria za kuakisi na kukanusha katika mipaka ya vyombo vya habari mbalimbali, pamoja na mgawanyiko wa sauti na kutawanyika kwake mbele ya vikwazo na kutofautiana kwa kati na kwenye miingiliano kati ya vyombo vya habari.
Aina mbalimbali za uenezi wa sauti huathiriwa na kipengele cha kunyonya sauti, yaani, mpito usioweza kutenduliwa wa nishati ya wimbi la sauti hadi aina nyingine za nishati, hasa joto. Jambo muhimu pia ni mwelekeo wa mionzi na kasi ya uenezi wa sauti, ambayo inategemea kati na hali yake maalum.
Kutoka kwa chanzo cha sauti, mawimbi ya akustisk huenea pande zote. Ikiwa wimbi la sauti hupitia shimo ndogo, basi huenea kwa pande zote, na haisafiri kwa boriti iliyoelekezwa. Kwa mfano, sauti za barabara zinazopenya kupitia dirisha lililo wazi ndani ya chumba husikika wakati wote, na sio tu kinyume na dirisha.
Hali ya uenezi wa mawimbi ya sauti karibu na kikwazo inategemea uhusiano kati ya ukubwa wa kikwazo na urefu wa wimbi. Ikiwa ukubwa wa kikwazo ni mdogo ikilinganishwa na urefu wa wimbi, basi wimbi linapita karibu na kikwazo hiki, kuenea kwa pande zote.
Mawimbi ya sauti, yakipenya kutoka kwa kati hadi nyingine, yanapotoka kutoka kwa mwelekeo wao wa asili, ambayo ni, yamekataliwa. Pembe ya kinzani inaweza kuwa kubwa au chini ya pembe ya tukio. Inategemea ni sauti gani inaingia ndani. Ikiwa kasi ya sauti katika kati ya pili ni kubwa zaidi, basi angle ya refraction itakuwa kubwa zaidi kuliko angle ya matukio, na kinyume chake.
Wakati wa kukutana na kikwazo kwenye njia yao, mawimbi ya sauti yanaonyeshwa kutoka kwayo kulingana na sheria iliyoelezwa madhubuti - angle ya kutafakari ni sawa na angle ya matukio - dhana ya echo imeunganishwa na hili. Ikiwa sauti inaonekana kutoka kwa nyuso kadhaa kwa umbali tofauti, echoes nyingi hutokea.
Sauti husafiri katika umbo la wimbi la duara ambalo linajaza sauti inayoongezeka zaidi. Umbali unapoongezeka, mitetemo ya chembe za kati hudhoofisha na sauti hupotea. Inajulikana kuwa ili kuongeza safu ya maambukizi, sauti lazima izingatiwe katika mwelekeo fulani. Tunapotaka, kwa mfano, kusikilizwa, tunaweka mitende yetu kwa midomo yetu au kutumia megaphone.
Diffraction, yaani, kuinama kwa miale ya sauti, ina ushawishi mkubwa juu ya anuwai ya uenezi wa sauti. Kadiri utofauti wa kati unavyozidi kuongezeka, ndivyo boriti ya sauti inavyopinda na, ipasavyo, ndivyo safu ya uenezi wa sauti inavyopungua.
Tabia za sauti na sifa zake
Sifa kuu za kimwili za sauti ni mzunguko na ukubwa wa mitetemo. Wanaathiri mtazamo wa kusikia wa watu.
Kipindi cha oscillation ni wakati ambapo oscillation moja kamili hutokea. Mfano unaweza kutolewa wa pendulum inayozunguka, inapotoka kwenye nafasi ya kushoto iliyokithiri hadi kulia sana na kurudi kwenye nafasi yake ya awali.
Mzunguko wa oscillation ni idadi ya oscillations kamili (vipindi) kwa pili. Kitengo hiki kinaitwa hertz (Hz). Kadiri mzunguko wa mtetemo unavyoongezeka, ndivyo sauti tunayosikia juu zaidi, ambayo ni, sauti ina sauti ya juu. Kulingana na mfumo wa kimataifa unaokubalika wa vitengo, 1000 Hz inaitwa kilohertz (kHz), na 1,000,000 inaitwa megahertz (MHz).
Usambazaji wa mara kwa mara: sauti zinazosikika - ndani ya 15Hz-20kHz, infrasounds - chini ya 15Hz; ultrasounds - ndani ya 1.5 (104 - 109 Hz; hypersound - ndani ya 109 - 1013 Hz.
Sikio la mwanadamu ni nyeti zaidi kwa sauti zenye masafa kati ya 2000 na 5000 kHz. Usikivu mkubwa zaidi wa kusikia huzingatiwa katika umri wa miaka 15-20. Kwa umri, kusikia huharibika.
Dhana ya urefu wa wimbi inahusishwa na kipindi na mzunguko wa oscillations. Urefu wa mawimbi ya sauti ni umbali kati ya miunganisho miwili inayofuatana au hali adimu za kati. Kwa kutumia mfano wa mawimbi yanayoenea juu ya uso wa maji, hii ni umbali kati ya crests mbili.
Sauti pia hutofautiana katika timbre. Toni kuu ya sauti inaambatana na tani za sekondari, ambazo daima ni za juu katika mzunguko (overtones). Timbre ni sifa ya ubora wa sauti. Kadiri zaidi zinavyowekwa juu ya sauti kuu, sauti ya "juicier" ni ya muziki.
Tabia kuu ya pili ni amplitude ya oscillations. Huu ni kupotoka kubwa zaidi kutoka kwa nafasi ya usawa wakati wa mitetemo ya harmonic. Kutumia mfano wa pendulum, kupotoka kwake kwa kiwango cha juu ni kwa nafasi ya kushoto iliyokithiri, au kwa nafasi ya kulia sana. Amplitude ya vibrations huamua ukubwa (nguvu) ya sauti.
Nguvu ya sauti, au ukubwa wake, imedhamiriwa na kiasi cha nishati ya akustisk inapita kwa sekunde moja kupitia eneo la sentimita moja ya mraba. Kwa hiyo, ukubwa wa mawimbi ya acoustic inategemea ukubwa wa shinikizo la acoustic linaloundwa na chanzo katika kati.
Ukubwa wa sauti kwa upande wake unahusiana na ukubwa wa sauti. Kadiri sauti inavyozidi kuwa kubwa, ndivyo sauti inavyozidi kuwa kubwa. Walakini, dhana hizi sio sawa. Sauti kubwa ni kipimo cha nguvu ya mhemko wa kusikia unaosababishwa na sauti. Sauti ya nguvu sawa inaweza kuunda mitizamo ya kusikia ya sauti tofauti kwa watu tofauti. Kila mtu ana kizingiti chake cha kusikia.
Mtu huacha kusikia sauti za juu sana na kuziona kama hisia za shinikizo na hata maumivu. Nguvu hii ya sauti inaitwa kizingiti cha maumivu.
Athari za sauti kwenye viungo vya kusikia vya binadamu
Viungo vya kusikia vya binadamu vina uwezo wa kuona vibrations na mzunguko kutoka 15-20 hertz hadi 16-20 elfu hertz. Mitetemo ya kimitambo yenye masafa yaliyoainishwa huitwa sauti au akustika (acoustic ni uchunguzi wa sauti) Sikio la mwanadamu ni nyeti zaidi kwa sauti zenye masafa ya 1000 hadi 3000 Hz. Usikivu mkubwa zaidi wa kusikia huzingatiwa katika umri wa miaka 15-20. Kwa umri, kusikia huharibika. Katika mtu chini ya umri wa miaka 40, unyeti mkubwa zaidi ni katika eneo la 3000 Hz, kutoka umri wa miaka 40 hadi 60 - 2000 Hz, zaidi ya miaka 60 - 1000 Hz. Katika safu ya hadi 500 Hz, tunaweza kutofautisha kupungua au kuongezeka kwa mzunguko wa hata 1 Hz. Katika masafa ya juu, visaidizi vyetu vya kusikia huwa havielewi sana kwa mabadiliko madogo kama haya ya masafa. Kwa hiyo, baada ya 2000 Hz tunaweza kutofautisha sauti moja kutoka kwa mwingine tu wakati tofauti katika mzunguko ni angalau 5 Hz. Kwa tofauti ndogo, sauti itaonekana sawa kwetu. Hata hivyo, kuna karibu hakuna sheria bila ubaguzi. Kuna watu wana usikivu usio wa kawaida. Mwanamuziki mwenye kipawa anaweza kutambua mabadiliko ya sauti kwa sehemu ndogo tu ya mtetemo.
Sikio la nje lina pinna na mfereji wa kusikia, unaounganisha kwenye eardrum. Kazi kuu ya sikio la nje ni kuamua mwelekeo wa chanzo cha sauti. Mfereji wa kusikia, ambao ni tube ya urefu wa sentimita mbili inayoingia ndani, inalinda sehemu za ndani za sikio na ina jukumu la resonator. Mfereji wa kusikia huisha na eardrum, membrane ambayo hutetemeka chini ya ushawishi wa mawimbi ya sauti. Ni hapa, kwenye mpaka wa nje wa sikio la kati, kwamba mabadiliko ya sauti ya lengo katika subjective hutokea. Nyuma ya kiwambo cha sikio kuna mifupa mitatu midogo iliyounganishwa: malleus, incus na stirrup, ambayo vibrations hupitishwa kwa sikio la ndani.
Huko, katika ujasiri wa kusikia, hubadilishwa kuwa ishara za umeme. Cavity ndogo, ambapo malleus, incus na stapes ziko, ni kujazwa na hewa na kushikamana na cavity mdomo na tube Eustachian. Shukrani kwa mwisho, shinikizo sawa huhifadhiwa kwenye pande za ndani na nje za eardrum. Kawaida tube ya Eustachian imefungwa, na inafungua tu wakati kuna mabadiliko ya ghafla katika shinikizo (yawning, kumeza) ili kusawazisha. Ikiwa tube ya Eustachian ya mtu imefungwa, kwa mfano kutokana na baridi, basi shinikizo haijasawazishwa na mtu anahisi maumivu katika masikio. Kisha, mitetemo hupitishwa kutoka kwa eardrum hadi dirisha la mviringo, ambalo ni mwanzo wa sikio la ndani. Nguvu inayofanya kazi kwenye eardrum ni sawa na bidhaa ya shinikizo na eneo la eardrum. Lakini siri za kweli za kusikia huanza na dirisha la mviringo. Mawimbi ya sauti husafiri kupitia umajimaji (perilymph) unaojaza kochlea. Kiungo hiki cha sikio la ndani, chenye umbo la kochlea, kina urefu wa sentimeta tatu na kimegawanywa kwa urefu wake wote na septamu katika sehemu mbili. Mawimbi ya sauti hufika kwenye kizigeu, huizunguka na kisha kuenea kuelekea karibu mahali pale pale walipogusa kizigeu kwanza, lakini kwa upande mwingine. Septum ya cochlea ina membrane kuu, ambayo ni nene sana na imefungwa. Mitetemo ya sauti huunda viwimbi vinavyofanana na mawimbi kwenye uso wake, huku matuta ya masafa tofauti yakiwa katika maeneo mahususi ya utando. Vibrations vya mitambo hubadilishwa kuwa umeme katika chombo maalum (chombo cha Corti), kilicho juu ya sehemu ya juu ya membrane kuu. Juu ya kiungo cha Corti ni utando wa tekta. Viungo hivi vyote viwili hutumbukizwa kwenye umajimaji unaoitwa endolymph na hutenganishwa na sehemu nyingine ya kochola na utando wa Reissner. Nywele zinazokua kutoka kwa chombo cha Corti karibu kupenya utando wa tectorial, na wakati sauti inatokea huwasiliana - sauti inabadilishwa, sasa imesimbwa kwa namna ya ishara za umeme. Ngozi na mifupa ya fuvu huchukua jukumu kubwa katika kuongeza uwezo wetu wa kutambua sauti, kwa sababu ya uchezaji wao mzuri. Kwa mfano, ukiweka sikio lako kwenye reli, mwendo wa treni inayokaribia inaweza kugunduliwa muda mrefu kabla ya kuonekana.
Athari ya sauti kwenye mwili wa mwanadamu
Katika miongo kadhaa iliyopita, idadi ya aina mbalimbali za magari na vyanzo vingine vya kelele, kuenea kwa redio zinazobebeka na rekodi za kanda, mara nyingi huwashwa kwa sauti ya juu, na shauku ya muziki wa sauti kubwa imeongezeka sana. Imebainisha kuwa katika miji kila baada ya miaka 5-10 kiwango cha kelele kinaongezeka kwa 5 dB (decibels). Inapaswa kukumbushwa katika akili kwamba kwa mababu za mbali za kibinadamu, kelele ilikuwa ishara ya kengele, inayoonyesha uwezekano wa hatari. Wakati huo huo, mifumo ya huruma-adrenal na moyo na mishipa, kubadilishana gesi ilianzishwa haraka, na aina nyingine za kimetaboliki zilibadilika (sukari ya damu na viwango vya cholesterol viliongezeka), kuandaa mwili kwa vita au kukimbia. Ingawa katika mtu wa kisasa kazi hii ya kusikia imepoteza umuhimu huo wa vitendo, "athari za mimea za mapambano ya kuwepo" zimehifadhiwa. Kwa hivyo, hata kelele ya muda mfupi ya 60-90 dB husababisha kuongezeka kwa usiri wa homoni za tezi, na kuchochea uzalishaji wa homoni zingine nyingi, haswa catecholamines (adrenaline na norepinephrine), kazi ya moyo huongezeka, mishipa ya damu hubana. na shinikizo la damu (BP) huongezeka. Ilibainika kuwa ongezeko kubwa la shinikizo la damu huzingatiwa kwa wagonjwa walio na shinikizo la damu na watu walio na urithi wa urithi. Chini ya ushawishi wa kelele, shughuli za ubongo huvunjika: asili ya mabadiliko ya electroencephalogram, acuity ya mtazamo na utendaji wa akili hupungua. Uharibifu wa digestion ulibainishwa. Inajulikana kuwa mfiduo wa muda mrefu kwa mazingira ya kelele husababisha upotezaji wa kusikia. Kulingana na unyeti wa mtu binafsi, watu hutathmini kelele kwa njia tofauti kama isiyofurahisha na ya kusumbua. Wakati huo huo, muziki na hotuba ambayo inavutia msikilizaji, hata kwa 40-80 dB, inaweza kuvumiliwa kwa urahisi. Kwa kawaida, kusikia huona mitetemo katika safu ya 16-20,000 Hz (oscillations kwa sekunde). Ni muhimu kusisitiza kwamba matokeo yasiyofurahisha husababishwa sio tu na kelele nyingi katika safu inayosikika ya vibrations: Ultra- na infrasound katika safu ambazo hazijatambuliwa na kusikia kwa mwanadamu (zaidi ya 20 elfu Hz na chini ya 16 Hz) pia husababisha mvutano wa neva, malaise, kizunguzungu, mabadiliko katika shughuli za viungo vya ndani, hasa mifumo ya neva na ya moyo. Imegundulika kuwa wakazi wa maeneo yaliyo karibu na viwanja vya ndege vikubwa vya kimataifa wana matukio ya juu ya shinikizo la damu kuliko wale wanaoishi katika eneo tulivu la jiji moja. Kelele nyingi (zaidi ya 80 dB) huathiri sio tu viungo vya kusikia, lakini pia viungo vingine na mifumo (mzunguko wa damu, utumbo, neva, nk). nk), michakato muhimu inavurugika, kimetaboliki ya nishati huanza kutawala juu ya kimetaboliki ya plastiki, ambayo husababisha kuzeeka mapema kwa mwili.
Kwa uchunguzi na uvumbuzi huu, mbinu za ushawishi unaolengwa kwa wanadamu zilianza kuonekana. Unaweza kushawishi akili na tabia ya mtu kwa njia mbalimbali, moja ambayo inahitaji vifaa maalum (mbinu za technotronic, zombification.).
Kuzuia sauti
Kiwango cha ulinzi wa kelele wa majengo kimsingi imedhamiriwa na viwango vya kelele vinavyoruhusiwa kwa majengo kwa madhumuni fulani. Vigezo vya kawaida vya kelele ya mara kwa mara katika pointi za kubuni ni viwango vya shinikizo la sauti L, dB, bendi za mzunguko wa oktava na masafa ya maana ya kijiometri 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz. Kwa mahesabu ya takriban, inaruhusiwa kutumia viwango vya sauti LA, dBA. Vigezo vilivyorekebishwa vya kelele isiyobadilika mara kwa mara katika maeneo ya muundo ni viwango sawa vya sauti LA eq, dBA na viwango vya juu zaidi vya sauti LA max, dBA.
Viwango vya shinikizo la sauti vinavyoruhusiwa (viwango vya shinikizo la sauti sawa) vinawekwa na SNiP II-12-77 "Ulinzi wa Kelele".
Inapaswa kuzingatiwa kuwa viwango vya kelele vinavyoruhusiwa kutoka kwa vyanzo vya nje katika majengo vinaanzishwa chini ya utoaji wa uingizaji hewa wa kawaida wa majengo (kwa majengo ya makazi, kata, madarasa - na matundu ya wazi, transoms, sashes nyembamba za dirisha).
Insulation ya sauti inayopeperuka hewani ni upunguzaji wa nishati ya sauti inapopitishwa kupitia eneo lililofungwa.
Vigezo vilivyodhibitiwa vya insulation ya sauti ya miundo iliyofungwa ya majengo ya makazi na ya umma, pamoja na majengo ya msaidizi na majengo ya biashara ya viwandani ni faharisi ya insulation ya kelele ya hewa ya muundo uliofungwa Rw, dB na faharisi ya kiwango cha kelele kilichopunguzwa chini ya dari. .
Kelele. Muziki. Hotuba.
Kutoka kwa mtazamo wa mtazamo wa viungo vya kusikia vya sauti, wanaweza kugawanywa hasa katika makundi matatu: kelele, muziki na hotuba. Hizi ni maeneo tofauti ya matukio ya sauti ambayo yana habari maalum kwa mtu.
Kelele ni mchanganyiko usio na utaratibu wa idadi kubwa ya sauti, ambayo ni, muunganisho wa sauti hizi zote kuwa sauti moja ya kutokubaliana. Kelele inachukuliwa kuwa kategoria ya sauti zinazosumbua au kuudhi mtu.
Watu wanaweza tu kuvumilia kiasi fulani cha kelele. Lakini ikiwa saa moja au mbili hupita na kelele haina kuacha, basi mvutano, woga na hata maumivu huonekana.
Sauti inaweza kumuua mtu. Katika Zama za Kati, kulikuwa na mauaji kama hayo wakati mtu aliwekwa chini ya kengele na wakaanza kuipiga. Taratibu mlio wa kengele ulimuua mtu huyo. Lakini hii ilikuwa katika Zama za Kati. Siku hizi, ndege za juu zaidi zimeonekana. Ikiwa ndege hiyo inaruka juu ya jiji kwa urefu wa mita 1000-1500, basi madirisha katika nyumba yatapasuka.
Muziki ni jambo maalum katika ulimwengu wa sauti, lakini, tofauti na hotuba, haitoi maana sahihi za kisemantiki au lugha. Kueneza kihisia na vyama vya kupendeza vya muziki huanza katika utoto wa mapema, wakati mtoto bado ana mawasiliano ya maneno. Midundo na nyimbo humuunganisha na mama yake, na kuimba na kucheza ni kipengele cha mawasiliano katika michezo. Jukumu la muziki katika maisha ya mwanadamu ni kubwa sana hivi kwamba katika miaka ya hivi karibuni dawa imehusisha mali ya uponyaji kwake. Kwa msaada wa muziki, unaweza kurekebisha biorhythms na kuhakikisha kiwango bora cha shughuli za mfumo wa moyo na mishipa. Lakini unapaswa kukumbuka jinsi askari wanavyoingia vitani. Tangu nyakati za zamani, wimbo huo ulikuwa sifa ya lazima ya maandamano ya askari.
Infrasound na ultrasound
Je, tunaweza kuita kitu ambacho hatuwezi kusikia hata kidogo? Basi vipi ikiwa hatusikii? Je, sauti hizi hazipatikani na mtu yeyote au kitu kingine chochote?
Kwa mfano, sauti zilizo na frequency chini ya hertz 16 huitwa infrasound.
Infrasound ni mitetemo na mawimbi elastic yenye masafa yaliyo chini ya masafa yanayoweza kusikika kwa binadamu. Kwa kawaida, 15-4 Hz inachukuliwa kama kikomo cha juu cha safu ya infrasound; Ufafanuzi huu ni wa masharti, kwa kuwa kwa nguvu ya kutosha, mtazamo wa kusikia pia hutokea kwa masafa ya Hz chache, ingawa asili ya sauti ya hisia hupotea na mizunguko ya mtu binafsi tu ya oscillations inaweza kutofautishwa. Kikomo cha chini cha masafa ya infrasound hakina uhakika. Eneo lake la sasa la masomo linaenea hadi takriban 0.001 Hz. Kwa hivyo, anuwai ya masafa ya infrasound inashughulikia takriban okta 15.
Mawimbi ya infrasound huenea katika hewa na maji, na vile vile kwenye ukanda wa dunia. Infrasounds pia ni pamoja na vibrations ya chini-frequency ya miundo kubwa, hasa magari na majengo.
Na ingawa masikio yetu "hayashiki" mitikisiko kama hiyo, kwa njia fulani mtu bado anaigundua. Wakati huo huo, tunapata hisia zisizofurahi na wakati mwingine zinazosumbua.
Imeonekana kwa muda mrefu kwamba wanyama wengine hupata hisia ya hatari mapema zaidi kuliko wanadamu. Wanaitikia mapema kimbunga cha mbali au tetemeko la ardhi linalokuja. Kwa upande mwingine, wanasayansi wamegundua kwamba wakati wa matukio ya janga katika asili, infrasound hutokea - vibrations ya hewa ya chini-frequency. Hilo lilitokeza dhana kwamba wanyama, kwa sababu ya uwezo wao wa kunusa, huona ishara hizo mapema kuliko wanadamu.
Kwa bahati mbaya, infrasound huzalishwa na mashine nyingi na mitambo ya viwanda. Ikiwa, sema, hutokea kwenye gari au ndege, basi baada ya muda fulani marubani au madereva huwa na wasiwasi, huchoka haraka, na hii inaweza kuwa sababu ya ajali.
Mashine ya infrasonic hufanya kelele, na kisha ni vigumu kufanya kazi juu yao. Na kila mtu karibu atakuwa na wakati mgumu. Sio bora ikiwa uingizaji hewa katika jengo la makazi "hupiga" na infrasound. Inaonekana kuwa haisikiki, lakini watu hukasirika na wanaweza hata kuugua. "Jaribio" maalum ambalo kifaa chochote lazima kipitishe inakuwezesha kuondokana na matatizo ya infrasound. Ikiwa "inapiga simu" katika eneo la infrasound, haitapokea ufikiaji wa watu.
Sauti ya juu sana inaitwaje? Kelele kama hiyo ambayo haiwezi kufikiwa na masikio yetu? Hii ni ultrasound. Ultrasound ni mawimbi elastic na masafa kutoka takriban (1.5 - 2) (104 Hz (15 - 20 kHz) hadi 109 Hz (1 GHz); eneo la mawimbi ya mawimbi kutoka 109 hadi 1012 - 1013 Hz kwa kawaida huitwa hypersound. Kulingana na frequency. , ultrasound imegawanywa kwa urahisi katika safu 3: ultrasound ya chini-frequency (1.5 (104 - 105 Hz), ultrasound ya masafa ya kati (105 - 107 Hz), ultrasound ya juu-frequency (107 - 109 Hz). Kila moja ya safu hizi ina sifa kwa sifa zake maalum za kizazi, mapokezi, uenezi na matumizi.
Kwa asili yake ya kimwili, ultrasound ni mawimbi ya elastic, na katika hili sio tofauti na sauti, kwa hiyo mpaka wa mzunguko kati ya sauti na mawimbi ya ultrasonic ni ya kiholela. Hata hivyo, kutokana na masafa ya juu na, kwa hiyo, urefu mfupi wa wavelengths, idadi ya vipengele vya uenezi wa ultrasound hutokea.
Kutokana na urefu mfupi wa ultrasound, asili yake imedhamiriwa hasa na muundo wa Masi ya kati. Ultrasound katika gesi, na hasa katika hewa, hueneza kwa kupungua kwa juu. Liquids na solids ni, kama sheria, conductors nzuri za ultrasound; attenuation ndani yao ni kidogo sana.
Sikio la mwanadamu haliwezi kutambua ishara za ultrasonic. Hata hivyo, wanyama wengi hukubali kwa uhuru. Hizi ni, kati ya mambo mengine, mbwa ambao wanajulikana sana kwetu. Lakini, ole, mbwa hawawezi "kubweka" na ultrasound. Lakini popo na pomboo wana uwezo wa ajabu wa kutoa na kupokea ultrasound.
Hypersound ni mawimbi ya elastic na masafa kutoka 109 hadi 1012 - 1013 Hz. Kwa asili yake ya kimwili, hypersound sio tofauti na mawimbi ya sauti na ultrasonic. Kwa sababu ya masafa ya juu na, kwa hivyo, urefu mfupi wa mawimbi kuliko katika uwanja wa ultrasound, mwingiliano wa hypersound na chembechembe za kati - na elektroni za upitishaji, phononi za joto, n.k. - huwa muhimu zaidi. Hypersound pia mara nyingi huwakilishwa kama mtiririko. ya quasiparticles - phononi.
Aina ya mzunguko wa hypersound inalingana na masafa ya oscillations ya sumakuumeme katika safu za decimeter, sentimita na millimeter (kinachojulikana masafa ya ultrahigh). Mzunguko wa 109 Hz katika hewa kwa shinikizo la kawaida la anga na joto la chumba inapaswa kuwa ya utaratibu sawa wa ukubwa na njia ya bure ya molekuli katika hewa chini ya hali sawa. Hata hivyo, mawimbi ya elastic yanaweza kuenea kwa wastani ikiwa tu urefu wao wa wimbi ni mkubwa zaidi kuliko njia ya bure ya chembe katika gesi au zaidi ya umbali wa interatomic katika vimiminiko na yabisi. Kwa hiyo, mawimbi ya hypersonic hayawezi kueneza katika gesi (hasa katika hewa) kwa shinikizo la kawaida la anga. Katika vimiminika, upunguzaji wa hypersound ni wa juu sana na safu ya uenezi ni fupi. Hypersound huenea vizuri katika vitu vikali - fuwele moja, haswa kwa joto la chini. Lakini hata katika hali kama hizi, hypersound ina uwezo wa kusafiri umbali wa 1 tu, kiwango cha juu cha sentimita 15.
Sauti ni mitetemo ya mitambo inayoenea katika vyombo vya habari vya elastic - gesi, vinywaji na vitu vikali, vinavyotambuliwa na viungo vya kusikia.
Kutumia vyombo maalum, unaweza kuona uenezi wa mawimbi ya sauti.
Mawimbi ya sauti yanaweza kudhuru afya ya binadamu na, kinyume chake, kusaidia kuponya magonjwa, inategemea aina ya sauti.
Inatokea kwamba kuna sauti ambazo hazionekani na sikio la mwanadamu.
Bibliografia
Peryshkin A. V., Gutnik E. M. Fizikia daraja la 9
Kasyanov V. A. Fizikia daraja la 10
Leonov A. A "Ninachunguza ulimwengu" Det. ensaiklopidia. Fizikia
Sura ya 2. Kelele ya acoustic na athari zake kwa wanadamu
Kusudi: Kusoma athari za kelele ya acoustic kwenye mwili wa binadamu.
Utangulizi
Ulimwengu unaotuzunguka ni ulimwengu wa ajabu wa sauti. Sauti za watu na wanyama, muziki na sauti ya upepo, na kuimba kwa ndege husikika karibu nasi. Watu husambaza habari kwa njia ya hotuba na huitambua kupitia kusikia. Kwa wanyama, sauti sio muhimu sana, na kwa njia fulani ni muhimu zaidi, kwa sababu kusikia kwao kunakuzwa zaidi.
Kutoka kwa mtazamo wa fizikia, sauti ni vibrations ya mitambo ambayo huenea kwa njia ya elastic: maji, hewa, yabisi, nk. Uwezo wa mtu wa kutambua vibrations sauti na kusikiliza ni yalijitokeza kwa jina la utafiti wa sauti - acoustics (kutoka kwa Kigiriki akustikos - inayosikika, ya ukaguzi). Hisia za sauti katika viungo vya kusikia hutokea kutokana na mabadiliko ya mara kwa mara katika shinikizo la hewa. Mawimbi ya sauti yenye amplitude kubwa ya mabadiliko ya shinikizo la sauti hugunduliwa na sikio la mwanadamu kama sauti kubwa, na kwa amplitude ndogo ya mabadiliko ya shinikizo la sauti - kama sauti za utulivu. Kiasi cha sauti inategemea amplitude ya vibrations. Kiasi cha sauti pia inategemea muda wake na sifa za mtu binafsi za msikilizaji.
Mitetemo ya sauti ya masafa ya juu huitwa sauti za sauti ya juu, mitetemo ya sauti ya masafa ya chini huitwa sauti za chini.
Viungo vya kusikia vya binadamu vina uwezo wa kutambua sauti zenye masafa kutoka takriban Hz 20 hadi 20,000 Hz. Mawimbi ya longitudinal katika kati na mzunguko wa mabadiliko ya shinikizo ya chini ya 20 Hz huitwa infrasound, na kwa mzunguko wa zaidi ya 20,000 Hz - ultrasound. Sikio la mwanadamu halioni infrasound na ultrasound, yaani, haisikii. Ikumbukwe kwamba mipaka iliyoonyeshwa ya safu ya sauti ni ya kiholela, kwani inategemea umri wa watu na sifa za kibinafsi za vifaa vyao vya sauti. Kwa kawaida, kwa umri, kikomo cha juu cha masafa ya sauti zinazotambulika hupungua sana - baadhi ya watu wazee wanaweza kusikia sauti na masafa yasiyozidi 6,000 Hz. Watoto, kinyume chake, wanaweza kutambua sauti ambazo masafa yake ni ya juu kidogo kuliko 20,000 Hz.
Mitetemo yenye masafa ya zaidi ya Hz 20,000 au chini ya Hz 20 husikika na baadhi ya wanyama.
Somo la utafiti wa acoustics ya kisaikolojia ni chombo cha kusikia yenyewe, muundo wake na hatua. Acoustics ya usanifu inasoma uenezi wa sauti katika vyumba, ushawishi wa ukubwa na maumbo kwenye sauti, na mali ya vifaa ambavyo kuta na dari zimefunikwa. Hii inahusu mtazamo wa kusikia wa sauti.
Pia kuna acoustics za muziki, ambazo husoma ala za muziki na hali ya kuzifanya zisikike vizuri zaidi. Acoustics ya kimwili hujishughulisha na uchunguzi wa mitetemo ya sauti yenyewe, na hivi karibuni imekumbatia mitetemo ambayo iko nje ya mipaka ya kusikika (ultraacoustics). Inatumia sana mbinu mbalimbali za kubadilisha mitetemo ya mitambo kuwa ya umeme na kinyume chake (electroacoustics).
Rejea ya kihistoria
Sauti zilianza kusoma katika nyakati za zamani, kwa sababu wanadamu wana sifa ya kupendezwa na kila kitu kipya. Uchunguzi wa kwanza wa acoustic ulifanywa katika karne ya 6 KK. Pythagoras alianzisha uhusiano kati ya sauti ya sauti na kamba ndefu au bomba linalotoa sauti.
Katika karne ya 4 KK, Aristotle alikuwa wa kwanza kuelewa kwa usahihi jinsi sauti inavyosafiri angani. Alisema kuwa mwili unaotoa sauti husababisha mgandamizo na kutokuwepo tena kwa hewa; alielezea mwangwi kwa kuakisi sauti kutoka kwa vizuizi.
Katika karne ya 15, Leonardo da Vinci alitunga kanuni ya uhuru wa mawimbi ya sauti kutoka vyanzo mbalimbali.
Mnamo 1660, majaribio ya Robert Boyle yalithibitisha kuwa hewa ni kondakta wa sauti (sauti haisafiri kwa utupu).
Mnamo 1700-1707 Kumbukumbu za Joseph Saveur kuhusu acoustics zilichapishwa na Chuo cha Sayansi cha Paris. Katika kumbukumbu hii, Saveur anachunguza jambo linalojulikana sana kwa wabuni wa chombo: ikiwa bomba mbili za chombo hutoa sauti mbili kwa wakati mmoja, tofauti kidogo tu kwa sauti, basi upanuzi wa sauti husikika, sawa na roll ya ngoma. . Saveur alielezea jambo hili kwa sadfa ya mara kwa mara ya mitetemo ya sauti zote mbili. Ikiwa, kwa mfano, moja ya sauti mbili inalingana na vibrations 32 kwa sekunde, na nyingine inalingana na vibrations 40, basi mwisho wa vibration ya nne ya sauti ya kwanza inafanana na mwisho wa vibration ya tano ya sauti ya pili na hivyo sauti inakuzwa. Kutoka kwa mabomba ya chombo, Saveur aliendelea na uchunguzi wa majaribio ya vibrations ya kamba, akiangalia nodi na antinodes ya vibrations (majina haya, ambayo bado yapo katika sayansi, yaliletwa naye), na pia aliona kwamba wakati kamba inasisimua, pamoja na noti kuu, noti zingine zinasikika, urefu wa mawimbi ambayo ni ½, 1/3, ¼,. kutoka kwa kuu. Aliita maelezo haya tani za hali ya juu zaidi, na jina hili lilikusudiwa kubaki katika sayansi. Hatimaye, Saveur alikuwa wa kwanza kujaribu kuamua kikomo cha mtazamo wa vibrations kama sauti: kwa sauti za chini alionyesha kikomo cha vibrations 25 kwa sekunde, na kwa sauti za juu - 12,800. Kisha, Newton, kulingana na kazi hizi za majaribio za Saveur. , alitoa hesabu ya kwanza ya urefu wa wimbi la sauti na akafikia hitimisho, ambayo sasa inajulikana sana katika fizikia, kwamba kwa bomba lolote la wazi urefu wa wimbi la sauti iliyotolewa ni sawa na urefu wa mara mbili wa bomba.
Vyanzo vya sauti na asili yao
Nini sauti zote zinafanana ni kwamba miili inayozalisha, yaani, vyanzo vya sauti, vibrate. Kila mtu anafahamu sauti zinazotokana na mwendo wa ngozi iliyonyoshwa juu ya ngoma, mawimbi ya kuteleza baharini, na matawi yanayopeperushwa na upepo. Wote ni tofauti kutoka kwa kila mmoja. "Kuchorea" kwa kila sauti ya mtu binafsi inategemea sana harakati kutokana na ambayo hutokea. Kwa hivyo ikiwa mwendo wa mtetemo ni wa haraka sana, sauti ina mitetemo ya masafa ya juu. Mwendo mdogo wa kasi wa oscillatory hutoa sauti ya chini ya mzunguko. Majaribio mbalimbali yanaonyesha kuwa chanzo chochote cha sauti lazima kitetemeke (ingawa mara nyingi mitetemo hii haionekani kwa macho). Kwa mfano, sauti za sauti za watu na wanyama wengi hutokea kwa sababu ya mitetemo ya kamba zao za sauti, sauti ya vyombo vya muziki vya upepo, sauti ya king'ora, filimbi ya upepo, na sauti ya radi. kwa vibrations ya raia hewa.
Lakini si kila mwili unaozunguka ni chanzo cha sauti. Kwa mfano, uzito wa oscillating umesimamishwa kwenye thread au spring haitoi sauti.
Mzunguko ambao oscillations hurudia hupimwa katika hertz (au mizunguko kwa sekunde); 1Hz ni mzunguko wa oscillation kama hiyo ya mara kwa mara, kipindi ni 1s. Kumbuka kwamba frequency ni sifa ambayo inaruhusu sisi kutofautisha sauti moja na nyingine.
Utafiti umeonyesha kuwa sikio la mwanadamu lina uwezo wa kuona kama mitetemo ya sauti ya mitambo ya miili inayotokea kwa masafa kutoka Hz 20 hadi 20,000 Hz. Kwa kasi sana, zaidi ya Hz 20,000 au polepole sana, chini ya Hz 20, mitetemo ya sauti hatuisikii. Ndiyo maana tunahitaji vyombo maalum vya kurekodi sauti ambazo ziko nje ya masafa ya masafa yanayotambuliwa na sikio la mwanadamu.
Ikiwa kasi ya harakati ya oscillatory huamua mzunguko wa sauti, basi ukubwa wake (ukubwa wa chumba) huamua kiasi. Ikiwa gurudumu kama hilo linazungushwa kwa kasi ya juu, sauti ya juu-frequency itaonekana; mzunguko wa polepole utatoa sauti ya masafa ya chini. Zaidi ya hayo, kadiri meno ya gurudumu yanavyokuwa madogo (kama inavyoonyeshwa na mstari wa nukta), ndivyo sauti inavyopungua, na meno makubwa zaidi, yaani, ndivyo wanavyolazimisha sahani kupotosha, ndivyo sauti inavyozidi kuongezeka. Kwa hivyo, tunaweza kutambua sifa nyingine ya sauti - kiasi chake (kiwango).
Haiwezekani kutaja mali kama hiyo ya sauti kama ubora. Ubora unahusiana kwa karibu na muundo, ambao unaweza kuanzia ngumu kupita kiasi hadi rahisi sana. Toni ya uma ya kurekebisha inayoungwa mkono na resonator ina muundo rahisi sana, kwani ina mzunguko mmoja tu, thamani ambayo inategemea tu muundo wa uma wa kurekebisha. Katika kesi hii, sauti ya uma ya kurekebisha inaweza kuwa na nguvu na dhaifu.
Inawezekana kuunda sauti ngumu, kwa hiyo, kwa mfano, masafa mengi yana sauti ya chombo cha chombo. Hata sauti ya kamba ya mandolini ni ngumu sana. Hii ni kwa sababu ya ukweli kwamba kamba iliyonyoshwa hutetemeka sio tu na ile kuu (kama uma ya kurekebisha), lakini pia na masafa mengine. Wao hutoa tani za ziada (harmonics), masafa ambayo ni nambari kamili mara ya juu kuliko mzunguko wa sauti ya msingi.
Wazo la masafa haifai kutumika kwa kelele, ingawa tunaweza kuzungumza juu ya maeneo kadhaa ya masafa yake, kwani ndio yanayotofautisha kelele moja kutoka kwa nyingine. Wigo wa kelele hauwezi tena kuwakilishwa na mstari mmoja au kadhaa, kama ilivyo kwa ishara ya monochromatic au mawimbi ya mara kwa mara yenye harmonics nyingi. Inaonyeshwa kama mstari mzima
Muundo wa mzunguko wa sauti fulani, hasa za muziki, ni kwamba sauti zote za sauti zinafanana kuhusiana na sauti ya msingi; katika hali kama hizi, sauti inasemekana kuwa na sauti (inayoamuliwa na mzunguko wa sauti ya msingi). Sauti nyingi sio za sauti; hazina uhusiano kamili kati ya masafa tabia ya sauti za muziki. Sauti hizi zinafanana katika muundo na kelele. Kwa hiyo, kwa muhtasari wa kile kilichosemwa, tunaweza kusema kwamba sauti ina sifa ya kiasi, ubora na urefu.
Nini kinatokea kwa sauti baada ya kutokea? Je, inafikaje masikioni mwetu, kwa mfano? Je, inasambazwa vipi?
Tunasikia sauti kwa sikio. Kati ya sauti ya sauti (chanzo cha sauti) na sikio (kipokea sauti) kuna dutu ambayo hupeleka mitetemo ya sauti kutoka kwa chanzo cha sauti hadi kwa mpokeaji. Mara nyingi, dutu hii ni hewa. Sauti haiwezi kusafiri katika nafasi isiyo na hewa. Kama vile mawimbi hayawezi kuwepo bila maji. Majaribio yanathibitisha hitimisho hili. Hebu tuchunguze mmoja wao. Weka kengele chini ya kengele ya pampu ya hewa na uiwashe. Kisha wanaanza kusukuma hewa. Kadiri hewa inavyopungua, sauti inasikika kuwa dhaifu na dhaifu na, mwishowe, karibu kutoweka kabisa. Ninapoanza kuruhusu hewa chini ya kengele tena, sauti ya kengele inasikika tena.
Bila shaka, sauti husafiri si tu katika hewa, bali pia katika miili mingine. Hii pia inaweza kuthibitishwa kwa majaribio. Hata sauti hafifu kama kutikisa saa ya mfukoni iliyo kwenye ncha moja ya meza inaweza kusikika wazi mtu anapoweka sikio lake upande wa pili wa meza.
Inajulikana kuwa sauti hupitishwa kwa umbali mrefu juu ya ardhi na haswa juu ya reli. Kwa kuweka sikio lako kwenye reli au ardhini, unaweza kusikia sauti ya treni inayofika mbali au tramp ya farasi anayekimbia.
Ikiwa tutapiga jiwe dhidi ya jiwe tukiwa chini ya maji, tutasikia wazi sauti ya athari. Kwa hivyo, sauti pia husafiri ndani ya maji. Samaki husikia nyayo na sauti za watu kwenye ufuo, hii inajulikana sana kwa wavuvi.
Majaribio yanaonyesha kuwa vitu vikali tofauti hufanya sauti kwa njia tofauti. Miili ya elastic ni conductors nzuri ya sauti. Metali nyingi, kuni, gesi, na vimiminika ni miili ya elastic na kwa hivyo hufanya sauti vizuri.
Miili laini na yenye vinyweleo ni kondakta duni wa sauti. Wakati, kwa mfano, saa iko kwenye mfuko, imezungukwa na kitambaa laini, na hatusikii kupigwa kwake.
Kwa njia, uenezi wa sauti katika mango unahusiana na ukweli kwamba majaribio na kengele iliyowekwa chini ya hood haikuonekana kushawishi sana kwa muda mrefu. Ukweli ni kwamba wajaribu hawakutenganisha kengele vizuri, na sauti ilisikika hata wakati hapakuwa na hewa chini ya kofia, kwani vibrations zilipitishwa kupitia viunganisho mbalimbali vya ufungaji.
Mnamo 1650, Athanasius Kirch'er na Otto Hücke, kwa msingi wa jaribio la kengele, walihitimisha kwamba hewa haihitajiki kwa uenezi wa sauti. Na miaka kumi tu baadaye, Robert Boyle alithibitisha kinyume chake. Sauti katika hewa, kwa mfano, hupitishwa na mawimbi ya longitudinal, yaani, condensations alternating na rarefactions ya hewa kutoka chanzo sauti. Lakini kwa kuwa nafasi inayotuzunguka, tofauti na uso wa maji yenye pande mbili, ni ya pande tatu, basi mawimbi ya sauti huenea sio kwa mbili, lakini kwa pande tatu - kwa namna ya nyanja tofauti.
Mawimbi ya sauti, kama mawimbi mengine yoyote ya mitambo, hayaenezi kupitia nafasi mara moja, lakini kwa kasi fulani. Uchunguzi rahisi zaidi unaturuhusu kuthibitisha hili. Kwa mfano, wakati wa dhoruba ya radi, kwanza tunaona umeme na muda mfupi tu baadaye tunasikia ngurumo, ingawa mitetemo ya hewa, ambayo tunaona kama sauti, hutokea wakati huo huo na mwanga wa umeme. Ukweli ni kwamba kasi ya mwanga ni ya juu sana (300,000 km / s), hivyo tunaweza kudhani kwamba tunaona flash wakati hutokea. Na sauti ya radi, inayoundwa wakati huo huo na umeme, inahitaji wakati unaoonekana kabisa kwa sisi kusafiri umbali kutoka mahali pa asili yake hadi kwa mwangalizi aliyesimama chini. Kwa mfano, tukisikia radi zaidi ya sekunde 5 baada ya kuona umeme, tunaweza kuhitimisha kwamba radi iko umbali wa angalau kilomita 1.5 kutoka kwetu. Kasi ya sauti inategemea sifa za kati ambayo sauti husafiri. Wanasayansi wameunda mbinu mbalimbali za kuamua kasi ya sauti katika mazingira yoyote.
Kasi ya sauti na mzunguko wake huamua urefu wa wimbi. Kuchunguza mawimbi kwenye bwawa, tunaona kwamba miduara inayoangaza wakati mwingine ni ndogo na wakati mwingine kubwa, kwa maneno mengine, umbali kati ya mawimbi ya mawimbi au mawimbi ya mawimbi yanaweza kutofautiana kulingana na ukubwa wa kitu kilichowaumba. Kwa kushikilia mkono wetu chini vya kutosha juu ya uso wa maji, tunaweza kuhisi kila mchirizo unaotupita. Umbali mkubwa kati ya mawimbi yanayofuatana, ndivyo miamba yao itagusa vidole vyetu mara nyingi. Jaribio hili rahisi linatuwezesha kuhitimisha kwamba katika kesi ya mawimbi juu ya uso wa maji, kwa kasi fulani ya uenezi wa wimbi, mzunguko wa juu unafanana na umbali mdogo kati ya mawimbi ya wimbi, yaani, mawimbi mafupi, na, kinyume chake, a. mzunguko wa chini unafanana na mawimbi marefu.
Vile vile ni kweli kwa mawimbi ya sauti. Ukweli kwamba wimbi la sauti hupitia hatua fulani katika nafasi inaweza kuhukumiwa na mabadiliko ya shinikizo katika hatua hii. Mabadiliko haya hurudia kabisa mtetemo wa utando wa chanzo cha sauti. Mtu husikia sauti kwa sababu wimbi la sauti huwa na shinikizo tofauti-tofauti kwenye sehemu ya sikio ya sikio lake. Mara tu kilele cha wimbi la sauti (au eneo la shinikizo la juu) linapofikia sikio letu. Tunahisi shinikizo. Ikiwa maeneo ya shinikizo la kuongezeka kwa wimbi la sauti hufuatana haraka vya kutosha, basi sikio la sikio letu hutetemeka haraka. Ikiwa miamba ya wimbi la sauti iko nyuma ya kila mmoja, basi ngoma ya sikio itatetemeka polepole zaidi.
Kasi ya sauti katika hewa ni thamani ya kushangaza ya mara kwa mara. Tayari tumeona kwamba mzunguko wa sauti unahusiana moja kwa moja na umbali kati ya crests ya wimbi la sauti, yaani, kuna uhusiano fulani kati ya mzunguko wa sauti na urefu wa wimbi. Tunaweza kuelezea uhusiano huu kama ifuatavyo: urefu wa wimbi ni sawa na kasi iliyogawanywa na frequency. Njia nyingine ya kuiweka ni kwamba urefu wa wimbi ni kinyume na mzunguko, na mgawo wa uwiano sawa na kasi ya sauti.
Je, sauti inakuwaje kusikika? Mawimbi ya sauti yanapoingia kwenye mfereji wa sikio, hutetemesha kiwambo cha sikio, sikio la kati, na sikio la ndani. Kuingia kwenye maji yanayojaza kochlea, mawimbi ya hewa huathiri seli za nywele ndani ya chombo cha Corti. Mishipa ya kusikia hupeleka msukumo huu kwa ubongo, ambapo hubadilishwa kuwa sauti.
Kipimo cha kelele
Kelele ni sauti isiyopendeza au isiyofaa, au seti ya sauti zinazoingilia kati mtazamo wa ishara muhimu, kuvunja ukimya, kuwa na athari mbaya au inakera kwa mwili wa binadamu, na kupunguza utendaji wake.
Katika maeneo yenye kelele, watu wengi hupata dalili za ugonjwa wa kelele: kuongezeka kwa msisimko wa neva, uchovu, na shinikizo la damu.
Kiwango cha kelele hupimwa kwa vitengo,
Kuonyesha kiwango cha sauti za shinikizo, decibels. Shinikizo hili halitambuliki kabisa. Ngazi ya kelele ya 20-30 dB haina madhara kwa wanadamu - hii ni kelele ya asili ya asili. Kuhusu sauti kubwa, kikomo kinachoruhusiwa hapa ni takriban 80 dB. Sauti ya 130 dB tayari husababisha maumivu kwa mtu, na 150 inakuwa isiyoweza kuhimili kwake.
Kelele ya akustisk ni mitetemo ya sauti isiyo ya kawaida ya asili tofauti ya mwili, inayoonyeshwa na mabadiliko ya nasibu katika amplitude na frequency.
Wakati wimbi la sauti, linalojumuisha condensations na rarefactions ya hewa, hueneza, shinikizo kwenye eardrum inabadilika. Kitengo cha shinikizo ni 1 N/m2 na kitengo cha nguvu ya sauti ni 1 W/m2.
Kizingiti cha kusikia ni kiwango cha chini cha sauti ambacho mtu huona. Ni tofauti kwa watu tofauti, na kwa hiyo, kwa kawaida, kizingiti cha kusikia kinachukuliwa kuwa shinikizo la sauti sawa na 2x10"5 N/m2 saa 1000 Hz, sambamba na nguvu ya 10"12 W / m2. Ni kwa maadili haya kwamba sauti iliyopimwa inalinganishwa.
Kwa mfano, nguvu ya sauti ya injini wakati wa kuondoka kwa ndege ya jet ni 10 W / m2, ambayo ni, inazidi kizingiti kwa mara 1013. Ni usumbufu kufanya kazi na idadi kubwa kama hiyo. Kuhusu sauti za sauti tofauti wanasema kwamba moja ni kubwa kuliko nyingine sio mara nyingi, lakini kwa vitengo vingi. Kitengo cha sauti kinaitwa Bel - baada ya mvumbuzi wa simu A. Bel (1847-1922). Sauti kubwa hupimwa kwa decibels: 1 dB = 0.1 B (Bel). Uwakilishi wa kuona wa jinsi ukubwa wa sauti, shinikizo la sauti na kiwango cha sauti huhusiana.
Mtazamo wa sauti hutegemea tu sifa zake za kiasi (shinikizo na nguvu), lakini pia juu ya ubora wake - mzunguko.
Sauti sawa katika masafa tofauti hutofautiana kwa sauti.
Watu wengine hawawezi kusikia sauti za masafa ya juu. Kwa hiyo, kwa watu wazee, kikomo cha juu cha mtazamo wa sauti hupungua hadi 6000 Hz. Hawasikii, kwa mfano, squeak ya mbu au trill ya kriketi, ambayo hutoa sauti na mzunguko wa karibu 20,000 Hz.
Mwanafizikia maarufu Mwingereza D. Tyndall aeleza mojawapo ya matembezi yake pamoja na rafiki yake kama ifuatavyo: “Mabonde pande zote mbili za barabara yalikuwa yamejaa wadudu, ambao masikioni mwangu walijaza hewa kwa mlio wao mkali, lakini rafiki yangu hakusikia. lolote kati ya haya - muziki wa wadudu uliruka nje ya mipaka ya usikivu wake.” !
Viwango vya kelele
Sauti kubwa - kiwango cha nishati katika sauti - hupimwa kwa decibels. Mnong'ono ni sawa na takriban dB 15, msukosuko wa sauti katika darasa la wanafunzi hufikia takriban dB 50, na kelele za mitaani wakati wa msongamano mkubwa wa magari ni takriban 90 dB. Kelele zinazozidi dB 100 haziwezi kuvumilika kwa sikio la mwanadamu. Kelele karibu 140 dB (kama vile sauti ya ndege ya ndege inayopaa) inaweza kuwa chungu sikioni na kuharibu ngoma ya sikio.
Kwa watu wengi, uwezo wa kusikia hupungua kwa umri. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba mifupa ya sikio hupoteza uhamaji wao wa awali, na kwa hiyo vibrations hazipitishwa kwa sikio la ndani. Aidha, magonjwa ya sikio yanaweza kuharibu eardrum na kuathiri vibaya utendaji wa ossicles. Ikiwa unapata matatizo yoyote ya kusikia, unapaswa kushauriana na daktari mara moja. Aina fulani za uziwi husababishwa na uharibifu wa sikio la ndani au ujasiri wa kusikia. Kupoteza kusikia kunaweza pia kusababishwa na mfiduo wa kelele mara kwa mara (kwa mfano, katika sakafu ya kiwanda) au kupasuka kwa ghafla na kwa sauti kubwa sana. Unapaswa kuwa mwangalifu sana unapotumia vicheza stereo za kibinafsi, kwani sauti nyingi pia zinaweza kusababisha uziwi.
Kelele inaruhusiwa katika majengo
Kuhusiana na viwango vya kelele, ni muhimu kuzingatia kwamba dhana kama hiyo sio ya kawaida na haijadhibitiwa kutoka kwa mtazamo wa sheria. Kwa hiyo, katika Ukraine, viwango vya Usafi kwa kelele inaruhusiwa katika majengo ya makazi na ya umma na katika maeneo ya makazi, iliyopitishwa nyuma katika siku za USSR, bado inafanya kazi. Kwa mujibu wa hati hii, katika majengo ya makazi kiwango cha kelele haipaswi kuzidi 40 dB wakati wa mchana na 30 dB usiku (kutoka 22:00 hadi 8:00).
Mara nyingi kelele hubeba habari muhimu. Mkimbiaji wa mbio za gari au pikipiki husikiliza kwa makini sauti zinazotolewa na injini, chasi na sehemu nyingine za gari linalosonga, kwa sababu kelele yoyote ya nje inaweza kuwa ishara ya ajali. Kelele ina jukumu kubwa katika acoustics, optics, teknolojia ya kompyuta, na dawa.
Kelele ni nini? Inaeleweka kama mitetemo changamano ya nasibu ya asili mbalimbali za kimwili.
Tatizo la kelele limekuwepo kwa muda mrefu. Tayari katika nyakati za zamani, sauti ya magurudumu kwenye barabara za mawe ilisababisha usingizi kwa wengi.
Au labda shida ilitokea mapema, wakati majirani kwenye pango walianza kugombana kwa sababu mmoja wao alikuwa akigonga kwa nguvu sana huku akitengeneza kisu cha jiwe au shoka?
Uchafuzi wa kelele katika mazingira unaongezeka kila wakati. Ikiwa mwaka wa 1948, wakati wa kupima wakazi wa miji mikubwa, 23% ya waliohojiwa walijibu kwa hakika kwa swali la kama kelele katika nyumba yao inawasumbua, basi mwaka wa 1961 takwimu ilikuwa tayari 50%. Katika miaka kumi iliyopita, viwango vya kelele katika miji vimeongezeka mara 10-15.
Kelele ni aina ya sauti, ingawa mara nyingi huitwa "sauti isiyohitajika." Wakati huo huo, kulingana na wataalam, kelele ya tramu inakadiriwa kuwa 85-88 dB, trolleybus - 71 dB, basi yenye nguvu ya injini ya zaidi ya 220 hp. Na. - 92 dB, chini ya 220 l. Na. - 80-85 dB.
Wanasayansi kutoka Chuo Kikuu cha Jimbo la Ohio walihitimisha kuwa watu ambao wanakabiliwa na sauti kubwa mara kwa mara wana uwezekano wa mara 1.5 zaidi wa kukuza neuroma ya acoustic.
Acoustic neuroma ni tumor mbaya ambayo husababisha upotezaji wa kusikia. Wanasayansi walichunguza wagonjwa 146 wenye neuroma ya acoustic na watu 564 wenye afya. Wote waliulizwa ni mara ngapi walikumbana na kelele kubwa za angalau decibel 80 (kelele za trafiki). Dodoso lilizingatia kelele za vifaa, injini, muziki, mayowe ya watoto, kelele kwenye hafla za michezo, kwenye baa na mikahawa. Washiriki wa utafiti pia waliulizwa ikiwa walitumia vifaa vya kuzuia usikivu. Wale ambao mara kwa mara walisikiliza muziki wa sauti kubwa walikuwa na hatari ya kuongezeka mara 2.5 ya kuendeleza neuroma ya acoustic.
Kwa wale walio wazi kwa kelele ya kiufundi - mara 1.8. Kwa watu wanaosikiliza mara kwa mara watoto wakipiga kelele, kelele katika viwanja, migahawa au baa ni mara 1.4 zaidi. Wakati wa kuvaa ulinzi wa kusikia, hatari ya kuendeleza neuroma ya acoustic sio kubwa kuliko kwa watu ambao hawana kelele kabisa.
Athari za kelele za akustisk kwa wanadamu
Athari za kelele za akustisk kwa wanadamu hutofautiana:
A. Inadhuru
Kelele husababisha ukuaji wa tumor mbaya
Kelele ya muda mrefu huathiri vibaya chombo cha kusikia, kunyoosha eardrum, na hivyo kupunguza unyeti kwa sauti. Inasababisha kuvuruga kwa moyo na ini, na kwa uchovu na overstrain ya seli za ujasiri. Sauti na kelele za nguvu za juu huathiri misaada ya kusikia, vituo vya ujasiri, na inaweza kusababisha maumivu na mshtuko. Hivi ndivyo uchafuzi wa kelele unavyofanya kazi.
Kelele za Bandia, zilizotengenezwa na mwanadamu. Wanaathiri vibaya mfumo wa neva wa binadamu. Mojawapo ya kelele hatari zaidi za jiji ni kelele za magari kwenye barabara kuu. Inakera mfumo wa neva, hivyo mtu anasumbuliwa na wasiwasi na anahisi uchovu.
B. Inapendeza
Sauti muhimu ni pamoja na kelele za majani. Kunyunyiza kwa mawimbi kuna athari ya kutuliza kwenye psyche yetu. Kuunguruma kwa majani tulivu, manung'uniko ya mkondo wa maji, maji mepesi na sauti ya mawimbi huwa ya kupendeza kila wakati kwa mtu. Wanamtuliza na kupunguza msongo wa mawazo.
C. Dawa
Athari ya matibabu kwa wanadamu kwa kutumia sauti za asili iliibuka kati ya madaktari na wanafizikia ambao walifanya kazi na wanaanga mapema miaka ya 80 ya karne ya ishirini. Katika mazoezi ya matibabu ya kisaikolojia, kelele za asili hutumiwa kama msaada katika matibabu ya magonjwa anuwai. Wanasaikolojia pia hutumia kinachojulikana kama "kelele nyeupe". Hii ni aina ya kuzomewa, inayokumbusha kwa uwazi sauti ya mawimbi bila msukumo wa maji. Madaktari wanaamini kwamba "kelele nyeupe" hutuliza na kukufanya ulale.
Athari za kelele kwenye mwili wa mwanadamu
Lakini ni viungo vya kusikia tu vinavyoathiriwa na kelele?
Wanafunzi wanahimizwa kujua kwa kusoma taarifa zifuatazo.
1. Kelele husababisha kuzeeka mapema. Katika kesi thelathini kati ya mia moja, kelele hupunguza maisha ya watu katika miji mikubwa kwa miaka 8-12.
2. Kila mwanamke wa tatu na kila mwanamume wa nne wanakabiliwa na neuroses zinazosababishwa na viwango vya kuongezeka kwa kelele.
3. Magonjwa kama vile gastritis, tumbo na vidonda vya tumbo mara nyingi hupatikana kwa watu wanaoishi na kufanya kazi katika mazingira yenye kelele. Kwa wanamuziki wa pop, vidonda vya tumbo ni ugonjwa wa kazi.
4. Kelele yenye nguvu ya kutosha baada ya dakika 1 inaweza kusababisha mabadiliko katika shughuli za umeme za ubongo, ambayo inakuwa sawa na shughuli za umeme za ubongo kwa wagonjwa wenye kifafa.
5. Kelele hupunguza mfumo wa neva, haswa inaporudiwa.
6. Chini ya ushawishi wa kelele, kuna kupungua kwa kudumu kwa mzunguko na kina cha kupumua. Wakati mwingine arrhythmia ya moyo na shinikizo la damu huonekana.
7. Chini ya ushawishi wa kelele, kabohaidreti, mafuta, protini, na kimetaboliki ya chumvi hubadilika, ambayo inajidhihirisha katika mabadiliko katika muundo wa biochemical wa damu (kiwango cha sukari ya damu hupungua).
Kelele nyingi (zaidi ya 80 dB) huathiri sio tu viungo vya kusikia, lakini pia viungo vingine na mifumo (mzunguko, utumbo, neva, nk), michakato muhimu inasumbuliwa, kimetaboliki ya nishati huanza kutawala juu ya kimetaboliki ya plastiki, ambayo husababisha kuzeeka mapema. ya mwili.
TATIZO LA KELELE
Jiji kubwa daima linaambatana na kelele za trafiki. Katika kipindi cha miaka 25-30 iliyopita, katika miji mikubwa duniani kote, kelele imeongezeka kwa 12-15 dB (yaani, sauti ya kelele imeongezeka kwa mara 3-4). Ikiwa kuna uwanja wa ndege ndani ya jiji, kama ilivyo huko Moscow, Washington, Omsk na idadi ya miji mingine, basi hii inasababisha kupindukia kwa kiwango cha juu kinachoruhusiwa cha uchochezi wa sauti.
Na bado, usafiri wa barabarani ndio chanzo kikuu cha kelele katika jiji. Ni hii ambayo husababisha kelele ya hadi 95 dB kwenye kiwango cha mita ya sauti kwenye mitaa kuu ya miji. Ngazi ya kelele katika vyumba vya kuishi na madirisha yaliyofungwa inakabiliwa na barabara kuu ni 10-15 dB tu chini kuliko mitaani.
Kelele ya magari inategemea sababu nyingi: utengenezaji wa gari, utumishi wake, kasi, ubora wa uso wa barabara, nguvu ya injini, nk Kelele kutoka kwa injini huongezeka sana wakati inapoanza na joto. Wakati gari linakwenda kwa kasi ya kwanza (hadi 40 km / h), kelele ya injini ni mara 2 zaidi kuliko kelele inayojenga kwa kasi ya pili. Wakati gari linavunja kwa kasi, kelele pia huongezeka kwa kiasi kikubwa.
Utegemezi wa hali ya mwili wa mwanadamu juu ya kiwango cha kelele ya mazingira umefunuliwa. Mabadiliko fulani katika hali ya kazi ya mfumo mkuu wa neva na moyo na mishipa unaosababishwa na kelele yamebainishwa. Ugonjwa wa moyo, shinikizo la damu, na kuongezeka kwa viwango vya cholesterol katika damu ni kawaida zaidi kwa watu wanaoishi katika maeneo yenye kelele. Kelele huvuruga sana usingizi, kupunguza muda na kina chake. Wakati inachukua kulala huongezeka kwa saa moja au zaidi, na baada ya kuamka watu wanahisi uchovu na maumivu ya kichwa. Baada ya muda, yote haya yanageuka kuwa uchovu wa muda mrefu, hupunguza mfumo wa kinga, huchangia maendeleo ya magonjwa, na kupunguza utendaji.
Sasa inaaminika kuwa kelele inaweza kufupisha maisha ya mtu kwa karibu miaka 10. Kuna watu zaidi na zaidi wagonjwa wa akili kutokana na kuongezeka kwa vichocheo vya sauti; kelele huwa na athari kali kwa wanawake. Kwa ujumla, idadi ya watu wenye kusikia ngumu katika miji imeongezeka, na maumivu ya kichwa na kuongezeka kwa kuwashwa imekuwa jambo la kawaida.
UCHAFUZI WA KELELE
Sauti na sauti ya juu-nguvu huathiri misaada ya kusikia, vituo vya ujasiri na inaweza kusababisha maumivu na mshtuko. Hivi ndivyo uchafuzi wa kelele unavyofanya kazi. Ngurumo za utulivu za majani, manung'uniko ya kijito, sauti za ndege, mwanga mwepesi wa maji na sauti ya mawimbi huwa ya kupendeza kila wakati kwa mtu. Wanamtuliza na kupunguza msongo wa mawazo. Hii inatumika katika taasisi za matibabu, katika vyumba vya misaada ya kisaikolojia. Kelele za asili za asili zinazidi kuwa nadra, kutoweka kabisa au kuzama na kelele za viwandani, usafirishaji na zingine.
Kelele ya muda mrefu huathiri vibaya chombo cha kusikia, kupunguza unyeti kwa sauti. Inasababisha kuvuruga kwa moyo na ini, na kwa uchovu na overstrain ya seli za ujasiri. Seli dhaifu za mfumo wa neva haziwezi kuratibu vya kutosha kazi ya mifumo mbali mbali ya mwili. Hapa ndipo usumbufu katika shughuli zao hutokea.
Tayari tunajua kuwa kelele ya 150 dB ni hatari kwa wanadamu. Haikuwa bure kwamba katika Zama za Kati kulikuwa na utekelezaji chini ya kengele. Mngurumo wa kengele ulimtesa na kuua polepole.
Kila mtu huona kelele kwa njia tofauti. Inategemea sana umri, hali ya joto, afya, na hali ya mazingira. Kelele ina athari ya kusanyiko, ambayo ni, kuwasha kwa sauti, kujilimbikiza kwenye mwili, inazidi kukandamiza mfumo wa neva. Kelele ina athari mbaya sana kwenye shughuli za neuropsychic ya mwili.
Kelele husababisha usumbufu wa utendaji wa mfumo wa moyo na mishipa; ina athari mbaya kwa wachambuzi wa kuona na vestibular; kupunguza shughuli za reflex, ambayo mara nyingi husababisha ajali na majeraha.
Kelele ni ya siri, athari zake mbaya kwa mwili hutokea kwa kutoonekana, bila kuonekana, uharibifu wa mwili haugunduliwi mara moja. Kwa kuongezea, mwili wa mwanadamu hauna kinga dhidi ya kelele.
Kwa kuongezeka, madaktari wanazungumza juu ya ugonjwa wa kelele, ambayo huathiri hasa mfumo wa kusikia na wa neva. Chanzo cha uchafuzi wa kelele kinaweza kuwa biashara ya viwanda au usafiri. Malori mazito ya kutupa taka na tramu hutoa kelele kubwa sana. Kelele huathiri mfumo wa neva wa binadamu, na kwa hiyo hatua za ulinzi wa kelele zinachukuliwa katika miji na makampuni ya biashara. Njia za reli na tramu na barabara ambazo usafirishaji wa mizigo hupita zinahitaji kuhamishwa kutoka sehemu za kati za miji hadi maeneo yenye watu wachache na maeneo ya kijani kibichi yaliyoundwa karibu nayo ambayo huchukua kelele vizuri. Ndege hazipaswi kuruka juu ya miji.
KUTHIBITISHA SAUTI
Insulation sauti husaidia kuepuka madhara ya kelele
Kupunguza viwango vya kelele hupatikana kupitia ujenzi na hatua za acoustic. Katika bahasha za jengo la nje, madirisha na milango ya balcony ina insulation ya sauti kidogo kuliko ukuta yenyewe.
Kiwango cha ulinzi wa kelele wa majengo kimsingi imedhamiriwa na viwango vya kelele vinavyoruhusiwa kwa majengo kwa madhumuni fulani.
PAMBANA NA KELELE ZA ACOUSTIC
Maabara ya Acoustic ya MNIIP inatengeneza sehemu za "Ikolojia ya Kusikika" kama sehemu ya nyaraka za mradi. Miradi inafanywa kwenye majengo ya kuzuia sauti, udhibiti wa kelele, mahesabu ya mifumo ya kuimarisha sauti, na vipimo vya acoustic. Ingawa katika vyumba vya kawaida watu wanazidi kutaka faraja ya acoustic - ulinzi mzuri kutoka kwa kelele, hotuba inayoeleweka na kutokuwepo kwa kinachojulikana. phantoms acoustic - picha hasi za sauti zinazoundwa na wengine. Katika miundo iliyoundwa ili kupambana na decibels, angalau tabaka mbili hubadilishana - "ngumu" (ubao wa plasta, nyuzi za jasi) Pia, muundo wa akustisk unapaswa kuchukua niche yake ya kawaida ndani. Kuchuja mara kwa mara hutumiwa kupambana na kelele ya acoustic.
JIJI NA MAENEO YA KIJANI
Ikiwa unalinda nyumba yako kutokana na kelele za miti, basi itakuwa muhimu kujua kwamba sauti hazipatikani na majani. Kupiga shina, mawimbi ya sauti yanavunjwa, kuelekea chini kwenye udongo, ambako huingizwa. Spruce inachukuliwa kuwa mlezi bora wa ukimya. Hata kwenye barabara kuu iliyo na shughuli nyingi zaidi unaweza kuishi kwa amani ikiwa unalinda nyumba yako na safu ya miti ya kijani kibichi. Na itakuwa nzuri kupanda chestnuts karibu. Mti mmoja uliokomaa wa chestnut husafisha nafasi yenye urefu wa mita 10, upana wa hadi meta 20 na urefu wa hadi mita 100. Zaidi ya hayo, tofauti na miti mingine mingi, chestnut huoza gesi zenye sumu bila uharibifu wowote kwa “afya yake. ”
Umuhimu wa mazingira ya mitaa ya jiji ni kubwa - upandaji mnene wa vichaka na mikanda ya misitu hulinda kutokana na kelele, kupunguza kwa 10-12 dB (decibels), kupunguza mkusanyiko wa chembe hatari angani kutoka 100 hadi 25%, kupunguza kasi ya upepo kutoka. 10 hadi 2 m / s, kupunguza mkusanyiko wa gesi kutoka kwa magari hadi 15% kwa kiasi cha kitengo cha hewa, fanya hewa zaidi ya unyevu, kupunguza joto lake, i.e. kuifanya kukubalika zaidi kwa kupumua.
Maeneo ya kijani kibichi pia huchukua sauti; kadiri miti inavyokuwa mirefu na jinsi inavyopanda, ndivyo sauti inavyosikika.
Maeneo ya kijani pamoja na lawn na vitanda vya maua vina athari ya manufaa kwa psyche ya binadamu, utulivu wa macho na mfumo wa neva, ni chanzo cha msukumo, na huongeza utendaji wa watu. Kazi kubwa zaidi za sanaa na fasihi, uvumbuzi wa wanasayansi, ulitokea chini ya ushawishi wa manufaa wa asili. Hivi ndivyo ubunifu mkubwa zaidi wa muziki wa Beethoven, Tchaikovsky, Strauss na watunzi wengine, picha za kuchora na wasanii wa ajabu wa mazingira wa Urusi Shishkin, Levitan, na kazi za waandishi wa Urusi na Soviet ziliundwa. Sio bahati mbaya kwamba kituo cha kisayansi cha Siberia kilianzishwa kati ya maeneo ya kijani ya msitu wa Priobsky. Hapa, katika kivuli kutoka kwa kelele ya jiji na kuzungukwa na kijani kibichi, wanasayansi wetu wa Siberia wanafanikiwa kufanya utafiti wao.
Ujani wa miji kama vile Moscow na Kyiv uko juu; kwa mwisho, kwa mfano, kuna upandaji mara 200 zaidi kwa kila mkaaji kuliko huko Tokyo. Katika mji mkuu wa Japani, zaidi ya miaka 50 (1920-1970), karibu nusu ya maeneo yote ya kijani ambayo iko ndani ya eneo la kilomita kumi kutoka katikati yaliharibiwa. Huko Merika, karibu hekta elfu 10 za mbuga za jiji la kati zimepotea katika kipindi cha miaka mitano iliyopita.
← Kelele ina athari mbaya kwa afya ya mtu, hasa kwa kuzorota kwa kusikia na hali ya mifumo ya neva na moyo.
← Kelele inaweza kupimwa kwa kutumia vyombo maalum - mita za kiwango cha sauti.
← Ni muhimu kupambana na madhara ya kelele kwa kudhibiti viwango vya kelele, pamoja na kutumia hatua maalum ili kupunguza viwango vya kelele.
Wazo la maji ya kuimba lilikuja akilini mwa Wajapani wa zamani mamia ya miaka iliyopita na kufikia kilele chake katikati ya karne ya 19. Ufungaji kama huo unaitwa "shuikinkutsu", ambayo hutafsiriwa kwa urahisi inamaanisha "kinubi cha maji":
Kulingana na video, shukinkutsu ni chombo kikubwa tupu, kawaida huwekwa chini kwenye msingi wa saruji. Kuna shimo kwenye sehemu ya juu ya chombo ambacho maji hutiririka ndani. Bomba la mifereji ya maji huingizwa kwenye msingi wa zege ili kumwaga maji ya ziada, na msingi yenyewe hufanywa kuwa laini kidogo ili daima kuna dimbwi la kina juu yake. Sauti ya matone huonyesha kuta za chombo, na kuunda reverberation ya asili (angalia picha hapa chini).
Shuikinkutsu katika sehemu: chombo cha mashimo kwenye msingi wa saruji ya concave juu, bomba la mifereji ya maji ya kukimbia maji ya ziada, kurudi kwa mawe (changarawe) kwenye msingi na kuzunguka.
Shuikinkutsu kwa jadi imekuwa sehemu ya muundo wa bustani ya Kijapani na bustani za miamba katika roho ya Zen. Katika siku za zamani, waliwekwa kwenye ukingo wa mito karibu na mahekalu ya Buddhist na nyumba kwa ajili ya sherehe ya chai. Iliaminika kwamba baada ya kuosha mikono ya mtu kabla ya sherehe ya chai na kusikia sauti za kichawi kutoka chini ya ardhi, mtu anaimba katika hali ya juu. Wajapani bado wanaamini kuwa Shuikinkutsu bora zaidi, yenye sauti safi inapaswa kufanywa kutoka kwa jiwe gumu, ingawa hitaji hili halizingatiwi siku hizi.
Kufikia katikati ya karne ya ishirini, sanaa ya ujenzi wa Shuikinkutsu ilikuwa karibu kupotea - ni michache tu ya Shuikinkutsu iliyobaki kote Japani, lakini katika miaka ya hivi karibuni kupendezwa kwao kumepata kuongezeka kwa kushangaza. Leo zinafanywa kutoka kwa vifaa vya bei nafuu zaidi - mara nyingi kutoka kwa vyombo vya kauri au chuma vya ukubwa unaofaa. Upekee wa sauti ya Shuikinkutsu ni kwamba pamoja na sauti kuu ya tone ndani ya chombo, kutokana na resonance ya kuta, masafa ya ziada (harmonics) hutokea, wote juu na chini ya tone kuu.
Katika hali zetu za ndani, unaweza kuunda Shuikinkutsu kwa njia tofauti: sio tu kutoka kwa chombo cha kauri au chuma, lakini pia, kwa mfano, kwa kuiweka moja kwa moja kwenye ardhi kutoka kwa matofali nyekundu pamoja. njia ya kufanya Eskimo igloos au kutupwa kutoka kwa saruji kulingana na t teknolojia ya kuunda kengele- chaguzi hizi zitasikika karibu na Shuikinkutsu ya mawe yote.
Katika toleo la bajeti, unaweza kupata na kipande cha bomba la chuma la kipenyo kikubwa (630 mm, 720 mm), kilichofunikwa kwenye mwisho wa juu na kifuniko (karatasi nene ya chuma) na shimo la mifereji ya maji. Nisingependekeza kutumia vyombo vya plastiki: plastiki inachukua baadhi ya masafa ya sauti, na katika Shuikinkutsu unahitaji kufikia kutafakari kwao kwa juu kutoka kwa kuta.
Masharti:
1. mfumo mzima lazima ufiche kabisa chini ya ardhi;
2. Msingi na kujazwa kwa dhambi za upande lazima zifanywe kwa jiwe (jiwe lililokandamizwa, changarawe, kokoto) - kujaza sinuses na udongo kutapuuza mali ya resonant ya chombo.
Ni busara kudhani kwamba urefu wa chombo - kwa usahihi, kina chake - ni muhimu sana katika ufungaji: kasi ya tone la maji huharakisha katika kukimbia, athari yake juu ya chini itakuwa ya kuvutia zaidi na ya kuvutia zaidi. sauti itakuwa kamili zaidi. Lakini hakuna haja ya kufikia hatua ya fanaticism na kujenga silo ya kombora - urefu wa chombo (kipande cha bomba la chuma) cha mara 1.5-2.5 ukubwa wa kipenyo chake kinatosha kabisa. Tafadhali kumbuka kuwa kiasi kikubwa cha chombo, sauti ya chini ya sauti kuu ya Shuikinkutsu itakuwa.
Mwanafizikia Yoshio Watanabe alisoma sifa za urejeshaji wa suikinkutsu kwenye maabara; utafiti wake "Uchanganuzi wa Mechanism ya Acoustic ya "Suikinkutsu" unapatikana kwa uhuru kwenye mtandao. Kwa wasomaji waangalifu zaidi, Watanabe hutoa, kwa maoni yake, vipimo bora vya shukinkutsu ya kitamaduni: chombo cha kauri kilicho na ukuta 2 cm nene, umbo la kengele au umbo la peari, urefu wa tone la bure la 30 hadi 40 cm, kiwango cha juu. kipenyo cha ndani cha cm 35. Lakini mwanasayansi huruhusu kikamilifu vipimo na maumbo yoyote ya kiholela.
Unaweza kujaribu na kupata athari za kupendeza ikiwa utatengeneza Shuikinkutsu kama bomba ndani ya bomba: ingiza bomba la kipenyo kidogo (milimita 630) na urefu mdogo kidogo ndani ya bomba la chuma la kipenyo kikubwa (kwa mfano, 820 mm) , na kuongeza kukata mashimo kadhaa kwenye kuta za bomba la ndani kwa urefu tofauti na kipenyo cha takriban 10-15 cm Kisha pengo tupu kati ya mabomba itaunda reverberation ya ziada, na ikiwa una bahati, basi echo.
Chaguo nyepesi: wakati wa kumwaga, ingiza jozi ya sahani nene za chuma sentimita 10-15 kwa upana na urefu wa juu kuliko nusu ya kiasi cha ndani cha chombo kwa wima na kidogo kwa pembe ndani ya msingi wa saruji - kwa sababu ya hii, eneo la chombo. uso wa ndani wa shukinkutsu utaongezeka, tafakari za ziada za sauti zitatokea, na, ipasavyo, kidogo Wakati wa kurudia utaongezeka.
Unaweza kuboresha shuikinkutsu ya kisasa zaidi zaidi: ikiwa hutegemea kengele au sahani za chuma zilizochaguliwa kwa uangalifu katika sehemu ya chini ya chombo kando ya mhimili wa maji yanayoanguka, basi unaweza kupata sauti ya euphonious kutoka kwa matone yanayowapiga. Lakini kumbuka kuwa katika kesi hii wazo la shuikinkutsu, ambalo ni kusikiliza muziki wa asili wa maji, limepotoshwa.
Sasa huko Japani, Shuikinkutsu haifanyiki tu katika mbuga za Zen na mali za kibinafsi, lakini hata katika miji, ofisi na mikahawa. Kwa kufanya hivyo, chemchemi ya miniature imewekwa karibu na Shuikinkutsu, wakati mwingine maikrofoni moja au mbili huwekwa ndani ya chombo, basi ishara yao huimarishwa na kulishwa kwa wasemaji waliojificha karibu. Matokeo yake yanaonekana kama hii:
Mfano mzuri wa kufuata.
Wapenzi wa Shuikinkutsu wametoa CD iliyo na rekodi za Shuikinkutsu mbalimbali zilizoundwa katika sehemu tofauti za Japani.
Wazo la shuikinkutsu lilipata maendeleo yake upande wa pili wa Bahari ya Pasifiki:
Hii "chombo cha mawimbi" ya Marekani inategemea mabomba ya kawaida ya muda mrefu ya plastiki. Imewekwa kwa makali moja haswa kwa kiwango cha mawimbi, bomba hutoka kutoka kwa harakati za maji na, kwa sababu ya kuinama, pia hufanya kama kichungi cha sauti. Katika mila ya Shukinkutsu, muundo mzima umefichwa kutoka kwa mtazamo. Ufungaji tayari umejumuishwa katika miongozo ya watalii.
Kifaa kinachofuata cha Uingereza pia kinafanywa kutoka kwa mabomba ya plastiki, lakini sio lengo la kuzalisha sauti, lakini kubadilisha ishara iliyopo.
Kifaa hicho kinaitwa Organ of Corti na kina safu kadhaa za mabomba ya plastiki mashimo yaliyowekwa wima kati ya sahani mbili. Safu za mabomba hufanya kama kichujio cha sauti asilia sawa na zile zilizowekwa kwenye synthesizers na "vidude" vya gitaa: masafa mengine humezwa na plastiki, mengine yanaonyeshwa mara kwa mara na kusikika. Kama matokeo, sauti inayokuja kutoka kwa nafasi inayozunguka inabadilishwa nasibu:
Itakuwa ya kuvutia kuweka kifaa kama hicho mbele ya amp ya gitaa au mfumo wowote wa spika na kusikiliza jinsi sauti inavyobadilika. Kweli, “... kila kitu karibu ni muziki. Au anaweza kuwa mmoja kwa usaidizi wa maikrofoni” (Mwamerika mtunzi John Cage). …Ninafikiria kuunda Shuikinkutsu katika nchi yangu msimu huu wa joto. Pamoja na lingam.
Inapakia...