Աուդիո հաճախականությունների տիրույթ: Ձայնային ալիքի հաճախականության, երկարության և արագության միջև կապը

Բովանդակություն:

Աուդիո հաճախականությունների տիրույթ: Ձայնային ալիքի հաճախականության, երկարության և արագության միջև կապը
Աուդիո հաճախականությունների տիրույթ: Ձայնային ալիքի հաճախականության, երկարության և արագության միջև կապը
Anonim

Այժմ համացանցում բազմաթիվ հնարավորություններ կան՝ առցանց ստուգելու ձեր լսողության սրությունը: Դա անելու համար անհրաժեշտ է ձայնով տեսահոլովակ սկսել, որի հաճախականությունը մեծանում է։ Թեստի հեղինակները խորհուրդ են տալիս թեստավորել ականջակալներով, որպեսզի կողմնակի աղմուկը չխանգարի։ Տեսանյութում աուդիո հաճախականության տիրույթը սկսվում է այնպիսի բարձր արժեքներով, որ միայն քչերը կարող են լսել: Հետագայում ձայնի հաճախականությունը աստիճանաբար նվազում է, և տեսանյութի վերջում լսվում է այնպիսի ձայն, որը կարող է լսել նույնիսկ լսողության կորուստ ունեցող մարդը։

Տեսանյութի ընթացքում օգտատիրոջը ցուցադրվում է նվագարկվող ձայնի հաճախականության արժեքը: Փորձարկման պայմանները հուշում են, որ տեսանյութը պետք է դադարեցվի այն պահին, երբ մարդը կարող է լսել ձայնը։ Հաջորդը, դուք պետք է տեսնեք, թե որ կետում է դադարեցվել հաճախականությունը: Դրա արժեքը պարզ կդարձնի, որ լսողությունը նորմալ է, ավելի լավ, քան մարդկանց մեծ մասը, կամ դուք պետք է դիմեք բժշկի:Որոշ թեստեր ցույց են տալիս, թե որ տարիքում է մարդը կարող է լսել այն հաճախականությունը:

Առցանց լսողության թեստ
Առցանց լսողության թեստ

Ինչ է ձայնը և ձայնային ալիքը

Ձայնը սուբյեկտիվ սենսացիա է, բայց մենք այն լսում ենք, քանի որ մեր ականջում իրական բան կա: Սա ձայնային ալիք է: Ֆիզիկոսներին հետաքրքրում է, թե ինչպես են մեր ապրած սենսացիաները կապված ձայնային ալիքի բնութագրերի հետ:

Շատ բարձր ձայն
Շատ բարձր ձայն

Ձայնային ալիքները փոքր ամպլիտուդով երկայնական մեխանիկական ալիքներ են, որոնց հաճախականության միջակայքը 20 Հց-20 կՀց է։ Փոքր ամպլիտուդն այն է, երբ սեղմման-հազվադեպության պատճառով ճնշման փոփոխությունը շատ ավելի քիչ է, քան ճնշումը այս միջավայրում: Օդում, սեղմման-հազվադեպ տարածքներում, ճնշման փոփոխությունը շատ ավելի քիչ է, քան մթնոլորտայինը: Եթե ամպլիտուդը նույն կարգի է կամ ավելի մեծ է, քան մթնոլորտային ճնշումը, ապա դրանք այլևս ձայնային ալիքներ չեն, այլ հարվածային ալիքներ, դրանք տարածվում են գերձայնային արագությամբ։

Ձայների լսարան

Մենք արդեն պարզել ենք, թե որն է աուդիո հաճախականությունների տիրույթը, բայց ի՞նչն է դրա սահմաններից դուրս: Եթե հաճախականությունը 20 Հց-ից պակաս է, ապա նման ալիքները կոչվում են ինֆրաձայնային: Եթե ավելի քան 20 կՀց, դրանք ուլտրաձայնային ալիքներ են: Ե՛վ ինֆրա-, և՛ ուլտրաձայնային հետազոտությունը չի առաջացնում լսողական սենսացիաներ: Սահմանները բավականին մշուշոտ են. երեխաները լսում են 22-23 կՀց, տարեցները կարող են ընկալել 21 կՀց, ինչ-որ մեկը լսում է 16 Հց: Այսինքն՝ որքան երիտասարդ է մարդը, այնքան ավելի բարձր հաճախականություն է նա կարող լսել։

Շները լսում են ավելի բարձր հաճախականություններ: Նրանց այս ունակությունն օգտագործում են մարզիչները, հրահանգներ են տալիս ուլտրաձայնայինսուլիչ, որը մարդիկ չեն կարող լսել: Նկարը ցույց է տալիս տարբեր կենդանիների ընկալման համար հասանելի հաճախականությունների միջակայքերը:

Տարբեր կենդանիների ընկալվող հաճախությունների շրջանակը
Տարբեր կենդանիների ընկալվող հաճախությունների շրջանակը

Հնչում է ոստիկանության հրացանների նման

Բերենք մի դեպքի օրինակ, որը ցույց է տալիս, որ մարդու լսած ձայնային հաճախականությունների տիրույթը մոտավոր է և կախված է անհատական հատկանիշներից։

Վաշինգտոնում ոստիկանությունը գտել է երիտասարդներին ոչ բռնի ցրելու միջոց։ Տղաներ ու աղջիկներ անընդհատ հավաքվում էին մետրոյի կայարաններից մեկի մոտ ու զրուցում։ Իշխանությունները զգացին, որ իրենց աննպատակ զբաղմունքը խանգարում է ուրիշներին, քանի որ մուտքի մոտ չափից շատ մարդիկ են կուտակվում։ Ոստիկանությունը տեղադրել է Mosquito սարք, որը ձայն է արձակում 17,5 կՀց հաճախականությամբ։ Այս սարքը նախատեսված է միջատներին վանելու համար, սակայն արտադրողները վստահեցնում են, որ նման հաճախականության ձայնային ալիքներն ընկալում են միայն 13 տարեկան և 25 տարեկանից ոչ բարձր դեռահասները։

ուլտրաձայնային հակացուցիչ
ուլտրաձայնային հակացուցիչ

Սարքի շնորհիվ հնարավոր է եղել ազատվել երիտասարդներից, սակայն 28-ամյա մի երիտասարդ ձայն է լսել ու բողոքել քաղաքապետարան. Տեղական իշխանությունները ստիպված են եղել դադարեցնել սարքի օգտագործումը։

Ալիքի երկարության տիրույթ

Ձայնային հաճախականության ալիքները տարբեր միջավայրերում ունեն տարբեր բնութագրեր: Ալիքի տարածման երկարությունը և արագությունը տարբերվում են։ Օդում (սենյակային ջերմաստիճանում) արագությունը 340 մ/վ է։

Դիտարկենք հաճախականություններ ունեցող ալիքները, որոնք մեզ համար լսելի տիրույթում են: Դրանց նվազագույն երկարությունը 17 մմ է, առավելագույնը՝ 17 մ։ Ամենափոքր ալիքի երկարությամբ ձայնը ուլտրաձայնի շեմին է, իսկ ամենամեծը՝մոտենում է ինֆրաձայնը։

Ձայնային ալիքի արագություն

Ենթադրվում է, որ լույսն ակնթարթորեն անցնում է, սակայն ձայնի համար որոշակի ժամանակ է պահանջվում: Իրականում լույսն էլ արագություն ունի, ուղղակի սահմանն է, լույսից ավելի արագ, ոչինչ չի շարժվում։ Ինչ վերաբերում է ձայնին, ապա դրա տարածումը օդում մեծագույն հետաքրքրություն է ներկայացնում, թեև ավելի խիտ միջավայրում ձայնային ալիքի արագությունը շատ ավելի մեծ է: Դիտարկենք ամպրոպը. սկզբում մենք տեսնում ենք կայծակի բռնկում, այնուհետև լսում ենք ամպրոպ: Ձայնը ուշանում է, քանի որ դրա արագությունը շատ անգամ ավելի դանդաղ է, քան լույսի արագությունը: Առաջին անգամ ձայնի արագությունը չափվել է՝ ֆիքսելով մուշկետի կրակոցի և ձայնի միջև եղած ժամանակային ընդմիջումը։ Այնուհետև վերցրեցին գործիքի և հետազոտողի միջև հեռավորությունը և բաժանեցին ձայնի «ուշացման» ժամանակի վրա։

Այս մեթոդն ունի երկու թերություն. Նախ, սա վայրկյանաչափի սխալն է, հատկապես ձայնի աղբյուրից մոտ հեռավորության վրա: Երկրորդ՝ դա ռեակցիայի արագությունն է։ Այս չափման դեպքում արդյունքները ճշգրիտ չեն լինի: Արագությունը հաշվարկելու համար ավելի հարմար է վերցնել որոշակի ձայնի հայտնի հաճախականությունը: Կա հաճախականության գեներատոր՝ 20 Հց-ից մինչև 20 կՀց ձայնային հաճախականությունների տիրույթ ունեցող սարք։

Աուդիո հաճախականության գեներատոր
Աուդիո հաճախականության գեներատոր

Միացված է ցանկալի հաճախականությամբ, փորձի ժամանակ չափվում է ալիքի երկարությունը։ Երկու արժեքները բազմապատկելով՝ ստացեք ձայնի արագությունը։

Հիպերձայնային

Ալիքի երկարությունը հաշվարկվում է՝ բաժանելով արագությունը հաճախականության վրա, հետևաբար, երբ հաճախությունը մեծանում է, ալիքի երկարությունը նվազում է: Հնարավոր է ստեղծել այնպիսի բարձր հաճախականության տատանումներ, որ ալիքի երկարությունը լինի նույն կարգի մեծության, ինչ երկարությունըգազի մոլեկուլների ազատ ուղին, օրինակ՝ օդը։ Սա հիպերձայն է: Այն լավ չի տարածվում, քանի որ օդն այլևս չի համարվում շարունակական միջավայր, քանի որ ալիքի երկարությունը աննշան է: Նորմալ պայմաններում (մթնոլորտային ճնշման դեպքում) մոլեկուլների միջին ազատ ուղին 10-7 մ է:Որքա՞ն է ալիքների հաճախականությունների միջակայքը: Նրանք առողջ չեն, քանի որ մենք չենք լսում դրանք: Եթե հաշվարկենք հիպերձայնի հաճախականությունը, ապա կստացվի, որ այն 3×109 Հց է և ավելի բարձր։ Հիպերձայնը չափվում է գիգահերցով (1 ԳՀց=1 միլիարդ Հց):

Ինչպես է ազդում ձայնի հաճախականությունը դրա բարձրության վրա

Աուդիո հաճախականությունների տիրույթը ազդում է բարձրության տիրույթի վրա: Չնայած բարձրությունը սուբյեկտիվ սենսացիա է, այն որոշվում է ձայնի օբյեկտիվ հատկանիշով, հաճախականությամբ։ Բարձր հաճախականությունները բարձր ձայն են տալիս: Արդյո՞ք ձայնի բարձրությունը կախված է ալիքի երկարությունից: Իհարկե, արագությունը, հաճախականությունը և ալիքի երկարությունը բոլորը կապված են: Այնուամենայնիվ, նույն հաճախականության ձայնը տարբեր միջավայրերում կունենա տարբեր ալիքի երկարություն, բայց այն կընկալվի նույն կերպ։

Մենք ձայն ենք լսում, քանի որ ճնշման փոփոխություններն առաջացնում են մեր ականջի թմբկաթաղանթի թրթռումը: Ճնշումը փոխվում է նույն հաճախականությամբ, ուստի կարևոր չէ, որ տարբեր միջավայրերում ալիքի երկարությունը տարբեր է: Նույն հաճախականության շնորհիվ մենք ձայնը կընկալենք բարձր կամ ցածր, նույնիսկ ջրում, նույնիսկ օդում։ Ջրում ձայնի արագությունը 1,5 կմ/վ է, ինչը գրեթե 5 անգամ ավելի մեծ է, քան օդում, հետևաբար, ալիքի երկարությունը շատ ավելի մեծ է։ Բայց եթե մարմինը թրթռում է նույն հաճախականությամբ (ասենք, 500 Հց) երկու միջավայրում, ապա բարձրությունը նույնը կլինի։

Կան հնչյուններ, որոնք չունենբարձրություն, օրինակ, «շշշշ» ձայնը: Նրանց հաճախականության տատանումները պարբերական չեն, այլ քաոսային, ուստի մենք դրանք ընկալում ենք որպես աղմուկ։

Խորհուրդ ենք տալիս: