Շատերը ցանկանում են գտնել այն հարցերի պատասխանները, թե ինչ են ձայնային երևույթները, ինչպես և որտեղից են դրանք գալիս: Ինչպե՞ս են որոշ հնչյուններ տարբերվում մյուսներից: Ինչո՞ւ ենք մենք լսում դրանք:
Այսօր մենք կանդրադառնանք ֆիզիկայի այն հատվածին, որն ուսումնասիրում է ձայնային երևույթները: Այս բաժինը կոչվում է ակուստիկա։
Տատանումները մոլորակի բոլոր հնչյունների պատճառն են
Եթե մենք լսում ենք ինչ-որ աղմուկ, ապա մտովի մենք կարող ենք պատկերացնել այն աղբյուրը, որն առաջացնում է այն: Այսպիսով, եթե նայենք, այնտեղ կտեսնենք, թե ինչ է տատանվում։ Երբ մենք խոսում ենք, ձայնալարերը թրթռում են մեր մարմնի ներսում: Այսպիսով, մենք լսում ենք մեր սեփական ձայնը: Մենք ամեն օր դիտարկում և լսում ենք ֆիզիկայի ձայնային երևույթների օրինակներ։
Պատմական նախապատմություն
Ուսումնասիրում է ձայնային երեւույթների ֆիզիկան հնագույն ժամանակներից: Կյանքում մեր հավերժական ուղեկիցներն են աղմուկներն ու ձայները: Կան աղմուկի թրթռումներ, որոնք հաճելի են մեզ, իսկ մյուսները նյարդայնացնում են մեզ: Այս խոսքերից կարելի է եզրակացնել, որ հնչյուններն ու ձայնային երեւույթները տարբեր կերպ են ազդում մարդու գիտակցության ու ինքնազգացողության վրա։ Հայտնի է, որ որոշ աղմուկներ կարող են մարդուն խելագարեցնել, բայց կան հնչյուններ, որոնքընդունակ է բուժել մարդու ցանկացած հիվանդություն. Այս բոլոր հայտնագործությունները մարդու կողմից արվել են մեր դարաշրջանից առաջ: Քիչ անց կիմանաք, թե ինչ են ձայնային երեւույթները։ Միևնույն ժամանակ խոսենք ակուստիկայի ոլորտում հայտնագործությունների մասին։
Հնագույն քաղաքակրթություններ
Հին Եգիպտոսի տաճարների հոգեւորականները նկատել են ձայնի զարմանալի բուժիչ ազդեցությունը մարդու վրա։ Բնականաբար, նրանք այս երեւույթն օգտագործել են կրոնական նպատակներով։ Այժմ եգիպտացիների ծիսական տոներն առանց երգչախմբերի ու վանկարկումների չէին. Քիչ անց երաժշտությունն ու հնչյունները ներխուժեցին քրիստոնյաների եկեղեցիներում։ Հնդկացիներն առաջինն էին, որ տիրապետեցին երաժշտական բարձր մակարդակի։ Դեռ այդ հեռավոր ժամանակներում նրանք ստեղծում և ակտիվորեն օգտագործում էին երաժշտական նոտագրություն։ Հնդիկները յուրաքանչյուր նոտա օժտել են որոշակի իմաստով. Սանդղակի վերջին նշումը՝ «Նե», նշանակում էր տխրություն, «Պա» նշումը՝ ուրախություն։
Պյութագորաս - ակուստիկայի հայր
Հին ժամանակներից մարդիկ ձգտել են ուսումնասիրել ձայնային երեւույթները։ Օրինակ՝ հին հույն մաթեմատիկոս և փիլիսոփա Պյութագորասը, ով ապրել է մոտ 2,5 հազար տարի առաջ, տարբեր փորձեր է կատարել հնչյունների հետ։ Իր հայտնագործությունների շնորհիվ նա ապացուցեց, որ գործիքների ցածր հնչերանգը բնորոշ է միայն նրանց, ովքեր երկար լարեր ունեն։ Երբ լարը կիսով չափ կրճատվում է, ձայնը բարձրանում է մեկ օկտավայով: Պյութագորասի այս եզրակացությունների շնորհիվ հիմք է դրվել ֆիզիկայի ճյուղում՝ ակուստիկա։ Հենց առաջին ակուստիկ սարքերը ստեղծվել են հույների կողմից, որոնք ապրել են անտիկ դարաշրջանում: Դրանք օգտագործել են թատրոններում։ Այս սարքերը փոքրիկ եղջյուրների տեսքով էին, որոնք դերասանները մտցրել էին իրենց դիմակի մեջ, որպեսզի կարողանանուժեղացնել ձայնը. Ի դեպ, աստվածների արձանների շշնջալու ֆենոմենը Հին Եգիպտոսում շատ հետաքրքիր էր։
Վերածնունդ և ժամանակակից ժամանակներ
Շատ դարեր շարունակ ձայնային երևույթները շարունակվել են ուսումնասիրվել։ Օրինակ, նույնիսկ նկարիչ Լեոնարդո դա Վինչին զբաղվում էր ակուստիկայով։ Իր աշխատություններում նա ձևակերպել է տարբեր աղբյուրներից ձայնային ալիքների անկախության սկզբունքը։ Փարիզի Գիտությունների ակադեմիայում 400 տարի Ֆրանսիայում մնալուց հետո Ջոզեֆ Սեյվերը հրատարակեց «Հուշեր ակուստիկայի մասին»։ Հետո Նյուտոնն ուսումնասիրեց Սեյվերի աշխատանքը։ Իր բացահայտումների և եզրակացությունների հիման վրա նա մշակել է ձայնային ալիքի երկարության հաշվարկ: Նյուտոնը եկել է այն եզրակացության, որ ձայնային ալիքի ալիքի երկարությունը երկու անգամ ավելի երկար է, քան այս ձայնը վերարտադրող խողովակը։
Ձայնի սահմանում
Ի՞նչ է վերաբերում ձայնային երևույթներին: Անցնենք «ձայն» տերմինի սահմանմանը։ Սրանք մեխանիկական թրթռումներ են, որոնք տարածվում են առաձգական միջավայրերում, ինչպիսիք են գազը, հեղուկները և պինդները: Նման մեխանիկական թրթռումները ընկալվում են լսողության օրգանների, այսինքն՝ մեր ականջների կողմից։ Ամենապարզ օրինակը, որը կբացատրի ձայնի էությունը, ցանկացած երաժշտական գործիքի լարն է։ Այն թրթռումները փոխանցում է շրջակա օդի մասնիկներին: Թրթռումները հեռանում են, և երբ հասնում են ականջին, առաջացնում են թմբկաթաղանթի թրթռում։ Այս կերպ մենք ձայնը այլ կերպ ենք լսում:
Ձայնային երևույթներ բնության մեջ
Ձայնային ալիքները չեն երևում: Այնուամենայնիվ, կարող եք պատկերացնել, թե ինչպիսի տեսք կունենան դրանք։ Դա անելու համար դուք պետք է գնաք ցանկացած ջրային մարմին: Եթե թողնեսքարը լճի կամ լճակի մեջ, ապա սկզբում կտեսնեք իջվածք: Այնուհետ ջուրը բարձրանում է, և արդյունքում ջրամբարի մակերեսին առաջանում են ալիքներ, որոնք հերթափոխով հերթափոխով իջվածքներ և գագաթներ են։ Դրանք կտարածվեն բոլոր ուղղություններով։
Ակուստիկայի բաժիններ
Ծագման և տարածման, ինչպես նաև ձայնի կլանման հարցերը լուծվում են ակուստիկայի միջոցով: Վերջին 10 տարիների ընթացքում ֆիզիկական ակուստիկան հայտնաբերել է ձայներ, որոնք դուրս են լսողության սահմաններից: Դրանք ուսումնասիրվում են ուլտրաձայնային մեթոդով։ Տեխնիկական ակուստիկան զբաղվում է էլեկտրական սարքերի միջոցով ձայնային ձայնագրությունների ընդունման, փոխանցման և ստացման գործընթացներով: Հաջորդ բաժինը, որն ուսումնասիրում է սենյակում ձայնի տարածումը, ճարտարապետական ակուստիկան է: Նրա համար կարևոր են ոչ միայն սենյակի չափերն ու ձևերը, որտեղ ուսումնասիրվում է ձայնը, այլև այն նյութերը, որոնք ծածկում են սենյակի պատերն ու առաստաղները: Երաժշտական ակուստիկան ուսումնասիրում է երաժշտական հնչյունների բնույթն ու ծագումը։ Մյուս բաժինների հետ մեկտեղ կա նաև ծովային ակուստիկա (հիդրոակուստիկա)։ Այն նախատեսված է ջրային միջավայրում ձայնային երևույթներն ուսումնասիրելու համար։ Հիդրոակուստիկան անհրաժեշտ է զարգացման, ինչպես նաև ձայնային սարքերի ստեղծման համար, որոնք կարող են օգտագործվել սուզանավերի վրա։ Կա ևս մեկ տեսակ՝ մթնոլորտային ակուստիկա։ Նա ուսումնասիրում է մթնոլորտի ձայնային երևույթները: Ֆիզիոլոգիական ակուստիկան պահպանում է լսողական օրգանները: Դրա շնորհիվ մենք գիտենք մեր օրգանների հնարավորությունները, դրանց կառուցվածքն ու գործողությունը։ Ակուստիկայի այս տեսակն ուսումնասիրում է խոսքի օրգանների ձայների ձևավորումը։ Իսկ վերջին տեսակը կենսաբանական ակուստիկան է։ Նա զբաղվում է ուլտրաձայնային և ձայնային հետազոտությամբկենդանիների հաղորդակցություն. Նա նաև ուսումնասիրում է կենդանիների կողմից օգտագործվող տեղորոշման մեխանիզմները, բացի այդ, կենսաբանական ակուստիկան նախատեսված է աղմուկի և թրթռումների խնդիրները ուսումնասիրելու համար, դա անհրաժեշտ է վնասակար աղմուկների դեմ պայքարելու և շրջակա միջավայրը բարելավելու համար։
Անոմալ բնական ձայնային երևույթ
Մեր մոլորակի վրա կան վայրեր, որոնք հայտնի են բզզոց երևույթով: Այն նկարագրվում է որպես մշտական և ցածր հաճախականության բզզոց: Այս ձայնի աղբյուրը դեռ չի հայտնաբերվել։ Նյու Մեքսիկո նահանգի Թալաս քաղաքն ունի նման անոմալ ձայնային աղբյուր: Զարմանալի է, որ քաղաքի տեղի բնակիչների միայն 2%-ն է լսում այս բզզոցը, նրանք ասում են, որ ձայնը չափազանց անհանգստացնող է։
Անոմալ բնական ձայնային երևույթ
Ամենահաճելի հնչյուններից մեկը, որ մարդիկ համարում են կատուների մռնչյունը: Գիտնականները դեռ ուսումնասիրում են այս երեւույթը։ Այս ձայնի ծագումը դեռևս անհայտ է։ Բնության մեջ ոչ պակաս զարմանալի են այն շատ բարդ և երկար ձայները, որոնք հնչեցնում են արու կուզային կետերը: Շատ գիտնականներ կարծում էին, որ դա անհրաժեշտ է կանանց գրավելու համար, սակայն վերջին ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ձայնն ընդհանրապես չի գրավում կանանց, այլ տղամարդկանց:
Բնության մեջ կան հսկայական թվով ձայներ։ Մենք լսում ենք ամպրոպ. Ձմռանը ձյունը ճռճռում է մեր ոտքերի տակ։ Եթե դու գոռաս անտառում, մենք արձագանք կլսենք: Այն նաև բնության ձայնային երևույթների օրինակ է։
Այսպիսով, մենք դիտարկել ենք ֆիզիկայի և բնության ձայնային երևույթների օրինակներ: Այժմ դուք չեք վախենում որևէ թեստային աշխատանքից։
