ما الذي يحدد درجة الصوت؟ المعلمات الفيزيائية للصوت

منذ الولادة وحتى الموت نحن في محيط من الأصوات. في المدينة، نسمع باستمرار أصوات السيارات المتحركة، وأحاديث المارة، وأصوات الخلفية. تعمل الأجهزة الكهربائية في المنزل، حيث نقوم بتشغيل أجهزة التلفاز والراديو وأجهزة الكمبيوتر. قد لا تلاحظ هذه الأصوات، ولا تنتبه إليها، لكنها تؤثر على نظرتنا للعالم ورفاهنا. عندما نكون، على ما يبدو، في صمت، خارج المدينة، في الطبيعة، فإن الأصوات لا تزال موجودة من حولنا. أوراق الشجر، طنين الحشرات، حفيف الخطى على العشب. الصمت المطلق غير موجود على الأرض في ظل الظروف الطبيعية.

من وجهة نظر الفيزياء، الصوت عبارة عن موجات مرنة تنتشر في وسط ما وتحدث اهتزازات ميكانيكية فيه. ما الذي يحدد درجة الصوت وأحاسيسنا الأخرى؟

من وجهة نظر فسيولوجية، يرتبط الصوت بالسمع. ويرتبط مباشرة بحواسنا.

يمكن أن تكون وسيلة انتشار الموجات الصوتية هي الهواء والماء والمعادن وغيرها من المواد.

وبما أن الصوت هو ما هو عليه، فإنه يوصف بنفس المعلمات مثل أي موجة. هذه هي التردد، الطول الموجي، السعة، ناقل الموجة (الاتجاه)، السرعة.

يسمع الشخص أصواتًا في النطاق من 15 هرتز إلى 20000 هرتز. يسمى النطاق الموجود أسفل مستوى السمع بالموجات فوق الصوتية، ويسمى فوق المستوى وما يصل إلى 1 جيجا هرتز بالموجات فوق الصوتية. أعلى من 1 جيجا هرتز هو فرط الصوت.

يقذف

وحدة قياس الملعب هي الطباشير. يتم توزيع الطباشير على طول المقياس على فترات تعتبرها الأذن متساوية.

لقد اكتشف العلماء أنه إذا تم تشغيل نبضات قصيرة على فترات كل منها 5 ميلي ثانية، فسيتم سماعها عن طريق الأذن بشكل مستمر.

مثل أي معلومات من حواسنا، تتم معالجة المعلومات الصوتية بواسطة الدماغ. دعونا نفكر في ما يعتمد عليه تردد الصوت. ما يسمى بتأثير شيبرد معروف. مقياس يخلق الوهم بأن درجة الصوت ترتفع أو تنخفض باستمرار، على الرغم من أنه في الواقع لا شيء يتغير. يتم تحقيق ذلك عن طريق تركيب موجات صوتية في الأوكتافات (مضاعفات التردد). تم استخدام هذا التأثير بشكل حدسي من قبل باخ ورافيل وشوبان.

نغمات الصوت

النغمة المعقدة هي صوت عدة ترددات في وقت واحد. يمكن إعادة إنتاج نغمة بسيطة باستخدام مولد إشارة صوتية أو شوكة رنانة. يتم إنشاء النغمة المعقدة بواسطة الآلات الموسيقية والصوت البشري. يتكون طيف النغمة المعقدة من تردد أساسي والعديد من التوافقيات الإضافية، تسمى النغمات. ما الذي يحدد درجة الصوت والصوت نفسه؟ ذلك يعتمد على التردد الأساسي للنغمة. لكن الشدة تؤثر أيضًا على إدراك درجة الصوت. كلما زادت الشدة، انخفض الصوت.

حجم الصوت

حجم الصوت يميز مستوى الإحساس بالصوت. ما الذي يحدد حجم ودرجة الصوت؟ إن إدراك حجم الصوت هو إحساس شخصي ويعتمد على شدة الصوت والعمر والجنس والعرق وظروف الاستماع. يتم وصف الإحساس بالجهارة بواسطة قانون فيبر-فيشنر النفسي الفيزيائي. ووفقاً لهذا القانون، إذا زادت شدة الصوت بمتتابعة هندسية، فإن الإحساس بارتفاع الصوت يزداد بمتتابعة حسابية. (الاعتماد اللوغاريتمي). ما الذي يحدد حجم ودرجة الصوت؟ لأسباب عديدة. تظهر درجة الصوت أقل عند زيادة مستوى الصوت. بالنسبة لأي شخص، تبدو الترددات المنخفضة والعالية دائمًا أكثر هدوءًا من الترددات المتوسطة.

جرس الصوت

يتم تحديد الجرس بواسطة النغمات (توافقيات التردد الأساسي) التي تعطي اللون للطيف. يضيفون التلوين العاطفي إلى أي صوت. ما الذي يحدد درجة الصوت وجرسه؟ وهي تعتمد على تصميم ومواد الآلات الموسيقية، وعلى خصائص الصوت البشري. النغمات العديدة التي تنشأ تعطي الصوت التفرد.

كان لكل من آلات الكمان الشهيرة في ستراديفاريوس جرس فريد من نوعه. تم تحديد ذلك من خلال شكل الرنان ونوع الخشب وحتى ورنيش الطلاء.

ويعتقد البعض أن إدراك الإنسان الخاص للصوت ساهم في بقائه في العصور القديمة. لتحليل الضوضاء الخارجية، كان من الضروري فهم ما تعتمد عليه طبقة الصوت، لعزل أصوات الحيوانات المفترسة الزاحفة عن كتلة الضوضاء، أو سماع ترددات الصوت، أو سماع اقتراب بعض الكوارث الطبيعية في الوقت المناسب.

أصبح من الممكن الآن تركيب أي أصوات ومعالجة التسجيلات الصوتية الموجودة لتحقيق التأثير المطلوب. ولكن حتى في الأيام الأولى لتسجيل الصوت، تم إنشاء مجموعات صوتية. مثال على هذا التأثير هو صرخة طرزان الشهيرة، التي تم إنشاؤها بشكل مصطنع في عام 1932.

الصوتيات المعمارية

ما الذي يعتمد عليه بالطبع على الغرفة التي يحدث فيها.

لقد عرفوا بهذا في العصور القديمة وقاموا ببناء المعابد مع مراعاة العناصر الصوتية، والتي تم تطوير الأساس النظري لها لاحقًا. وهذا يشمل الشكل الصوتي للقباب والأصداف الصوتية.

لنبدأ بدراسة الصوت في الموسيقى من أبسط الأصوات وأكثرها سهولة - من الأصوات المحيطة بنا. الصوت بحكم طبيعته الفيزيائية هو اهتزازات لجسم مرن يشكل موجات صوتية في الهواء. بعد وصول الموجة الصوتية المحمولة جواً إلى الأذن، تؤثر على طبلة الأذن، والتي تنتقل منها الاهتزازات إلى الأذن الداخلية ثم إلى العصب السمعي. هذه هي الطريقة التي نسمع بها الأصوات.

إذا لم يكن كل شيء واضحا بعد، فلا يهم. لأن هذا ليس ما تدور حوله دروس الموسيقى كيفنسمع. مهمتنا هي معرفة ذلك ماذانحن نسمع ونميز الأصوات في الموسيقى من بين جميع الأصوات المسموعة المتنوعة.

يمكن تقسيم جميع الأصوات إلى موسيقية وضوضاء. في الأصوات الموسيقية، يمكن للأذن البشرية أن تلتقط ترددًا معينًا يبدو أعلى من الأصوات الأخرى. تحتوي أصوات الضوضاء على ترددات عديدة ومختلفة، والتي لا نستطيع عن طريق الأذن تمييز أي تردد معين من حيث الحجم. في الضوضاء، تندمج الأصوات ذات الترددات المختلفة ذات الأحجام المتماثلة أو المتفاوتة تقريبًا.

الاستماع إلى الضوضاء وأصوات الموسيقى:

• أصوات الضوضاء

تستخدم بعض أصوات الضوضاء في الموسيقى. من بين أصوات الضوضاء الثلاثة المقدمة، الأولان هما أصوات الآلات الموسيقية. أولا أصوات طبلة الجهير، ثم المثلث.

أما الصوت الثالث فهو ما يسمى بـ "الضوضاء البيضاء". لديها الكثير من المكونات التي تتغير بشكل عشوائي. في الصورة سوف تبدو الضوضاء البيضاء كما يلي:

لن ندرس الأصوات الضجيجية، بل سننتقل مباشرة إلى الأصوات الموسيقية.

• الأصوات الموسيقية:

إذا عزلنا المكون الأعلى من الصوت الموسيقي ورسمناه، فسنحصل على شيء مثل هذا:

في الصوت الحقيقي، ستكون الصورة أكثر تعقيدا، ولكن، مع ذلك، الشيء الرئيسي هو أنه في الصوت الموسيقي يوجد أعلى صوت بتردد واحد (معين). يمكن تأليف الألحان من مثل هذه الأصوات.

دروس الموسيقى. لذلك، في الأصوات الموسيقية يمكن تحديد تردد معين. ما الذي نتحدث عنه؟ دعونا نتخيل سلسلة مشدودة بإحكام. دعونا نضربها بمطرقة. سيبدأ الخيط بالاهتزاز:

التردد الذي يهتز به الوتر يحدد تردد الصوت المسموع.
يتم قياس التردد بالهرتز: واحد هرتز (1 هرتز) يساوي اهتزازًا واحدًا في الثانية. يستطيع الإنسان سماع الصوت في النطاق من 16 هرتز إلى 20 ألف هرتز (كيلو هرتز) عندما تنتقل الاهتزازات عبر الهواء. مع التقدم في السن، يتدهور السمع ويضيق نطاق الصوت. الحد الأعلى للأصوات المسموعة من قبل شخص بالغ هو حوالي 14 ألف هرتز. بالإضافة إلى ذلك، يسمع الشخص نطاقًا أضيق من الأصوات بشكل أكثر دقة ووضوحًا: من حوالي 16 إلى 4200 هرتز. الآلات الموسيقية تبدو أيضًا في هذا النطاق.

الصوت في الموسيقى. درجة الصوت.

اعتمادا على تردد الصوت، نميز بين الأصوات المنخفضة والمرتفعة. في الواقع، يمكن استخدام أي صفات هنا، على سبيل المثال، سمين ونحيف. ومع ذلك، لم يتم اختيار تعيين الأصوات حسب الارتفاع بالصدفة. اتضح أنه من الملائم جدًا رسم الأصوات الموسيقية على الورق. هذا موصوف في صفحة "التدوين الموسيقي".

كلما انخفض تردد الصوت، كلما ظهر أقل. وبالتالي فإن الصوت الذي يبلغ تردده 200 ذبذبة في الثانية (200 هرتز) يبدو منخفضًا:

تبدو الأصوات ذات التردد العالي عالية النبرة.
يظهر صوت تردده 4000 ذبذبة في الثانية (4000 هرتز) مرتفعًا:

طبقة الصوت هي إحدى خصائص الصوت في الموسيقى. كل صوت في الموسيقى له طبقة الصوت (التردد) الخاصة به واسمه الخاص. تم اختيار ارتفاع الأصوات في الموسيقى بشكل تجريبي على مر القرون. لدى الشعوب المختلفة أنظمة مختلفة للأصوات الموسيقية وأسمائها. سننظر فقط في النظام الأوروبي، وهو الأكثر انتشارا في العالم ويستخدم في روسيا. سيتم مناقشة حجم النظام الأوروبي في الصفحة التالية، ولكن الآن دعونا ننتقل إلى خاصية أخرى للصوت.

الصوت في الموسيقى. مدة الصوت.

تصف المدة مقدار الوقت الذي يستمر فيه الصوت.

على سبيل المثال، صوت عند 440 هرتز لمدة 6 ثواني:

نفس الصوت لمدة ثانيتين:

آمل أن يكون كل شيء واضحا مع المدة. اسمحوا لي أن أوضح أن مدة الموسيقى لا تقاس بالثواني أو الدقائق. تقاس المدة في الموسيقى بوحدات إيقاعية، يمكن التعبير عنها بالعد، على سبيل المثال، واحد، اثنان، ثلاثة، أربعة. تمت مناقشة هذا بالتفصيل في الصفحة الخاصة بالإيقاع والوزن وإيقاع الموسيقى.

الصوت في الموسيقى. سعة الصوت.

السعة هي نطاق اهتزاز مصدر الصوت (على سبيل المثال، سلسلة). ويقولون إنه كلما زاد نطاق التذبذبات، زادت سعتها. تعتمد شدة الصوت بشكل مباشر على اتساع الصوت - فكلما زادت السعة، زاد حجم الصوت. السعة الأقل تعني حجمًا أقل. بالإضافة إلى السعة، يتأثر جهارة الصوت بالمسافة إلى مصدر الصوت - فكلما اقترب مصدر الصوت، زاد الصوت (بنفس السعة). يتأثر ارتفاع الصوت أيضًا بخصائص السمع البشري - على سبيل المثال، بنفس السعة والمسافة إلى مصدر الصوت، سيتم سماع الأصوات في السجل الأوسط بأعلى صوت.

هنا مثالان، نفس النغمة. بصوت أعلى وأكثر هدوءًا:

يتأثر حجم الصوت أيضًا بعوامل مثل نوع الاهتزازات. يمكن إخماد الاهتزازات (الضرب على وتر الجيتار). في هذه الحالة، إلى جانب انقراض الاهتزازات، سوف يتلاشى صوت الوتر أيضًا. قد تكون هناك أيضًا اهتزازات غير مخمدة - في هذه الحالة، يتم الحفاظ على الاهتزازات بشكل مصطنع، على سبيل المثال، عن طريق تحريك القوس على طول الخيط أو الغناء. بالنسبة للتذبذبات المستمرة، يمكن تغيير الحجم (تقليل أو زيادة أو البقاء دون تغيير) اعتمادًا على الأهداف والغايات الفنية.

الصوت في الموسيقى. جرس الصوت.

استخدمت جميع الأمثلة الأخيرة الصوت من مولد صوت بتردد 440 هرتز. ولم يتم اختيار هذا التردد في الأمثلة عن طريق الصدفة. 440 هرتز هو تردد النغمة A للأوكتاف الأول. يتم وصف الأوكتافات في صفحة المقياس، ولكن من المهم هنا ملاحظة ما يلي - على الرغم من أن النوتة A للآلات الموسيقية الحقيقية لها نفس التردد الذي تم ضبطه للمولد، إلا أن النوتة A والمولد يبدوان مختلفين. علاوة على ذلك، فإن النغمة A لا تبدو متماثلة تمامًا بالنسبة للآلات الموسيقية المختلفة. لهذا السبب يمكننا أن نقول بشكل لا لبس فيه ما هي أصوات الآلة:

هذا هو مولد الصوت:

وهذا هو البيانو:

هذا هو الكمان:

وهذا هو الناي:

لماذا تبدو نفس النغمة مختلفة، على الرغم من أن طبقة الصوت واحدة؟ الحقيقة هي أنه عندما تصدر آلة موسيقية حقيقية، يتم فرض اهتزازات إضافية على التردد الرئيسي للملاحظة. على سبيل المثال، عندما يصدر صوت سلسلة ما، يتم إنشاء عدة اهتزازات في وقت واحد:

• النغمة الأساسية (الأعلى صوتًا) على كامل طول الوتر و
• النغمات هي سلسلة من الاهتزازات في الأوتار النصفية والثالثة والربعية وما إلى ذلك. تتناقص سعة (جهارة الصوت) الاهتزازات ذات النغمة الزائدة مع زيادة "تقسيم" الوتر.

بالإضافة إلى ذلك، تضاف أصوات اهتزازات أجزاء جسم الآلة الموسيقية إلى النغمة الرئيسية والنغمات. كل هذا يعطي الصوت لونًا فرديًا خاصًا يسمى جرس الصوت. يتيح لك Timbre التمييز بين الآلات الموسيقية المختلفة عن طريق الأذن.

Timbre متأصل في أصوات ليس فقط الآلات الموسيقية، ولكن أيضًا صوت الإنسان. ولذلك، فإننا نميز بسهولة أصوات الأشخاص المختلفين.

الأذن البشرية هي الأفضل في سماع أعلى نغمة (أساسية) في الصوت الموسيقي. لا يُنظر إلى النغمات الجزئية (النغمات) على أنها أصوات منفصلة؛ فهي تعطي الصوت الرئيسي نكهة معينة من خلال الاندماج معه. النغمات التي تشكل الصوت المعقد تسمى التوافقيات أو المكونات التوافقية. إن توزيع الحجم بين التوافقيات للأدوات المختلفة ليس دائمًا خطيًا كما هو الحال من الناحية النظرية. على سبيل المثال، في المزمار (آلة موسيقية ريحية)، تكون النغمة التوافقية الثانية أعلى من النغمة الأساسية، والثالثة أعلى من الثانية، وفقط بالنسبة للتوافقيات اللاحقة ينخفض ​​مستوى الصوت.

في الآلات الموسيقية الإلكترونية (المركبات)، من خلال تغيير نسب التوافقيات في صوت معقد، يمكنك إنشاء أي حجم من النغمات واختيارها لتقليد صوت أي آلة موسيقية. إذا قمت بتحديد التوافقيات الأولى والثالثة والخامسة، فسوف يصدر صوت الكلارينيت :)

لذلك نظرنا إلى طبيعة الصوت في الموسيقى وخصائصه: الارتفاع والسعة والمدة والجرس.

إذا كان المقال مفيدا، يرجى دعم المشروع - شارك هذه الصفحة مع أصدقائك:

لتعلم العزف على الآلات الموسيقية النفخية، ننصحك ببرنامج “Svirelka” الذي يمكن الحصول عليه من هنا.

بمساعدة درس الفيديو هذا، يمكنك دراسة موضوع "مصادر الصوت". اهتزازات صوتية. درجة الصوت، الجرس، الحجم." في هذا الدرس سوف تتعلم ما هو الصوت. وسننظر أيضًا في نطاقات الاهتزازات الصوتية التي يدركها السمع البشري. دعونا نحدد ما يمكن أن يكون مصدر الصوت وما هي الظروف اللازمة لحدوثه. وسوف نقوم أيضًا بدراسة خصائص الصوت مثل درجة الصوت والجرس والحجم.

موضوع الدرس مخصص لمصادر الصوت والاهتزازات الصوتية. سنتحدث أيضًا عن خصائص الصوت - درجة الصوت والحجم والجرس. قبل الحديث عن الصوت، عن الموجات الصوتية، دعونا نتذكر أن الموجات الميكانيكية تنتشر في الوسائط المرنة. يُطلق على جزء الموجات الميكانيكية الطولية التي تدركها أجهزة السمع البشرية اسم الموجات الصوتية. الصوت هو الموجات الميكانيكية التي تدركها أجهزة السمع البشرية وتسبب الأحاسيس الصوتية .

تظهر التجارب أن الأذن البشرية وأعضاء السمع البشرية تستشعر الاهتزازات بترددات تتراوح من 16 هرتز إلى 20000 هرتز. وهذا هو النطاق الذي نسميه الصوت. وبطبيعة الحال، هناك موجات ترددها أقل من 16 هرتز (موجات فوق صوتية) وأكثر من 20000 هرتز (موجات فوق صوتية). ولكن هذا النطاق، وهذه المقاطع لا تدركها الأذن البشرية.

أرز. 1. مدى السمع للأذن البشرية

كما قلنا، فإن مناطق الموجات فوق الصوتية والموجات فوق الصوتية لا تدركها أجهزة السمع البشرية. على الرغم من أنه يمكن إدراكها، على سبيل المثال، من قبل بعض الحيوانات والحشرات.

ماذا حدث ؟ يمكن أن تكون مصادر الصوت أي جسم يهتز بتردد صوتي (من 16 إلى 20000 هرتز)

أرز. 2. يمكن أن تكون المسطرة المتأرجحة المثبتة في الرذيلة مصدرًا للصوت.

دعنا ننتقل إلى التجربة ونرى كيف تتشكل الموجة الصوتية. للقيام بذلك، نحتاج إلى مسطرة معدنية، والتي سنثبتها في الرذيلة. الآن، عندما نتصرف على المسطرة، سنكون قادرين على ملاحظة الاهتزازات، لكننا لن نسمع أي صوت. ومع ذلك يتم إنشاء موجة ميكانيكية حول المسطرة. يرجى ملاحظة أنه عند تحريك المسطرة إلى جانب واحد، يتم تشكيل ختم الهواء هنا. وفي الاتجاه الآخر يوجد أيضًا ختم. يتشكل فراغ الهواء بين هذه الأختام. موجة طولية -هذه موجة صوتية تتكون من ضغط الهواء وتخلخله. تردد اهتزاز المسطرة في هذه الحالة أقل من تردد الصوت، لذلك لا نسمع هذه الموجة، هذا الصوت. واستنادا إلى التجربة التي لاحظناها للتو، في نهاية القرن الثامن عشر، تم إنشاء جهاز يسمى الشوكة الرنانة.

أرز. 3. انتشار الموجات الصوتية الطولية من الشوكة الرنانة

وكما رأينا فإن الصوت يظهر نتيجة اهتزازات الجسم بتردد صوتي. تنتشر الموجات الصوتية في كل الاتجاهات. يجب أن يكون هناك وسط بين السمع البشري ومصدر الموجات الصوتية. ويمكن أن يكون هذا الوسط غازيًا أو سائلًا أو صلبًا، ولكن يجب أن يكون جسيمات قادرة على نقل الاهتزازات. يجب أن تتم عملية نقل الموجات الصوتية بالضرورة حيثما توجد مادة. إذا لم يكن هناك مادة، فلن نسمع أي صوت.

لكي يوجد الصوت تحتاج إلى:

1. مصدر الصوت

2. الأربعاء

3. السمع

4. التردد 16-20000 هرتز

5. الشدة

الآن دعنا ننتقل إلى مناقشة خصائص الصوت. الأول هو الملعب. ارتفاع الصوت -الخاصية التي يتم تحديدها من خلال تكرار التذبذبات. كلما زاد تردد الجسم الذي يصدر الاهتزازات، كلما ارتفع الصوت. دعونا ننظر مرة أخرى إلى المسطرة المثبتة في الرذيلة. وكما قلنا من قبل، رأينا اهتزازات، لكننا لم نسمع أي صوت. إذا جعلنا الآن طول المسطرة أقصر، فسنسمع الصوت، لكن رؤية الاهتزازات ستكون أكثر صعوبة. انظر إلى الخط. وإذا تصرفنا بناءً على ذلك الآن، فلن نسمع أي صوت، بل سنلاحظ اهتزازات. إذا قمنا بتقصير المسطرة، فسنسمع صوتًا بدرجة معينة. يمكننا أن نجعل طول المسطرة أقصر، ثم سنسمع صوتًا ذو طبقة (تردد) أعلى. يمكننا أن نلاحظ نفس الشيء مع الشوكة الرنانة. إذا أخذنا شوكة ضبط كبيرة (وتسمى أيضًا العرض التوضيحي) وضربنا أرجل هذه الشوكة الرنانة، فيمكننا ملاحظة الاهتزاز، لكننا لن نسمع الصوت. إذا أخذنا شوكة رنانة أخرى، فعندما نضربها سنسمع صوتًا معينًا. والشوكة الرنانة التالية هي شوكة رنانة حقيقية تستخدم لضبط الآلات الموسيقية. يصدر صوتًا يتوافق مع النغمة A، أو كما يقولون أيضًا 440 هرتز.

السمة التالية هي جرس الصوت. جرسيسمى لون الصوت. كيف يمكن توضيح هذه الخاصية؟ الجرس هو الفرق بين صوتين متطابقين تؤديهما آلات موسيقية مختلفة. تعلمون جميعًا أن لدينا سبع ملاحظات فقط. إذا سمعنا نفس النغمة A تعزف على الكمان والبيانو، فيمكننا التمييز بينهما. يمكننا أن نعرف على الفور الآلة التي أصدرت هذا الصوت. هذه الميزة - لون الصوت - هي التي تميز الجرس. يجب أن أقول أن الجرس يعتمد على الاهتزازات الصوتية التي يتم إنتاجها، بالإضافة إلى النغمة الأساسية. الحقيقة هي أن الاهتزازات الصوتية التعسفية معقدة للغاية. ويقولون إنها تتكون من مجموعة من الاهتزازات الفردية طيف الاهتزاز. إن إعادة إنتاج الاهتزازات الإضافية (النغمات) هي التي تميز جمال صوت صوت أو أداة معينة. جرسهو أحد المظاهر الرئيسية والألمع للصوت.

سمة أخرى هي الحجم. يعتمد حجم الصوت على سعة الاهتزازات. دعونا نلقي نظرة ونتأكد من أن ارتفاع الصوت يرتبط بسعة الاهتزازات. لذلك، دعونا نأخذ الشوكة الرنانة. لنقم بما يلي: إذا ضربت الشوكة الرنانة بشكل ضعيف، فسيكون حجم الاهتزازات صغيرًا وسيكون الصوت هادئًا. إذا قمت الآن بالضغط على الشوكة الرنانة بقوة أكبر، فسيكون الصوت أعلى بكثير. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن سعة التذبذبات ستكون أكبر بكثير. إن إدراك الصوت هو أمر شخصي، ويعتمد على نوع المعينة السمعية المستخدمة وكيف يشعر الشخص.

قائمة الأدبيات الإضافية:

هل الصوت مألوف بالنسبة لك؟ // الكم. - 1992. - العدد 8. - ص 40-41. كيكوين أ.ك. نبذة عن الأصوات الموسيقية ومصادرها // الكم. - 1985. - العدد 9. - ص26-28. كتاب الفيزياء الابتدائي. إد. جي إس. لاندسبيرج. ت 3. - م، 1974.

دعونا ننتقل مرة أخرى إلى التجربة الموضحة في الشكل 74. كما ذكرنا سابقًا، فإن الجزء الحر من المسطرة يصدر صوتًا فقط إذا اهتز بتردد لا يقل عن 16 هرتز. دعونا نحرك المسطرة لأسفل في الرذيلة (وبالتالي تقصير الجزء العلوي) ونضعها في حركة تذبذبية. لاحظ أن تردد اهتزاز المسطرة قد زاد، وأن الصوت الذي تصدره أصبح أعلى. من خلال الاستمرار في تقصير الجزء المتذبذب من المسطرة بشكل دوري، سنتأكد من أنه مع زيادة تردد التذبذب، يزداد الصوت.

دعونا نتحقق من هذا الاستنتاج باستخدام تجربة أخرى. لنأخذ قرصًا مسننًا (الشكل 79، أ)، نستخدم جهازًا خاصًا لتدويره ولمس الحافة المسننة بلوحة رقيقة من الورق المقوى (الشكل 79، ب). تحت تأثير أسنان القرص الدوار، ستبدأ اللوحة في إجراء اهتزازات قسرية، ونتيجة لذلك سنسمع الصوت. دعونا نزيد من سرعة دوران القرص، وسوف تهتز اللوحة كثيرًا، وسيكون الصوت الذي تنتجه أعلى.

أرز. 79. دراسة اعتماد درجة الصوت على تردد اهتزاز المصدر

بناءً على التجربة الموصوفة، يمكننا أن نستنتج أن درجة الصوت تعتمد على تردد الاهتزاز: كلما زاد تردد اهتزاز مصدر الصوت، زاد الصوت الذي ينتجه.

لنتذكر أن فروع الشوكة الرنانة تؤدي اهتزازات توافقية (جيبية)، وهي أبسط أنواع التذبذبات. مثل هذه الاهتزازات لها تردد واحد محدد بدقة. صوت الشوكة الرنانة هو نغمة نقية.

• النغمة النقية هي صوت المصدر الذي يهتز التوافقيات على نفس التردد.

الأصوات من مصادر أخرى (على سبيل المثال، أصوات الآلات الموسيقية المختلفة، أصوات الناس، صوت صفارة الإنذار وغيرها الكثير) تمثل مجموعة من الاهتزازات التوافقية بترددات مختلفة، أي مجموعة من النغمات النقية.

يسمى التردد الأدنى (أي الأصغر) لمثل هذا الصوت المعقد بالتردد الأساسي، والصوت المقابل لطبقة معينة هو النغمة الأساسية (أحيانًا يطلق عليه ببساطة النغمة). يتم تحديد درجة الصوت المعقد بدقة من خلال درجة نغمته الأساسية.

جميع النغمات الأخرى للصوت المعقد تسمى النغمات. ترددات جميع النغمات الفوقية لصوت معين هي عدد صحيح أكبر من تردد النغمة الأساسية (لذلك تسمى أيضًا النغمات التوافقية العليا).

تحدد النغمات جرس الصوت، أي جودته التي تسمح لنا بتمييز أصوات بعض المصادر عن أصوات مصادر أخرى. على سبيل المثال، يمكننا بسهولة تمييز صوت البيانو عن صوت الكمان، حتى لو كانت هذه الأصوات لها نفس الطبقة، أي نفس التردد الأساسي. يرجع الاختلاف بين هذه الأصوات إلى مجموعة مختلفة من النغمات (قد تختلف مجموعة النغمات من مصادر مختلفة في عدد النغمات، وسعاتها، وتحول الطور بينها، وطيف التردد).

وهكذا، يتم تحديد طبقة الصوت من خلال تردد نغمته الأساسية: كلما زاد تردد النغمة الأساسية، كلما ارتفع الصوت.

يتم تحديد جرس الصوت من خلال مجموع نغماته.

لمعرفة ما يعتمد عليه حجم الصوت، دعنا نعود إلى التجربة الموضحة في الشكل 76. يتم تقريب كرة صغيرة معلقة على خيط من أحد فروع الشوكة الرنانة، ويتم ضرب الآخر بخفة بمطرقة. يبدأ كلا فرعي الشوكة الرنانة بالاهتزاز. يسمع صوت صغير. ترتد الكرة عن الفرع المتذبذب لمسافة قصيرة. ثم يتم كتم الشوكة الرنانة وضربها مرة أخرى، ولكنها أقوى بكثير من المرة الأولى. الآن يبدو صوت الشوكة الرنانة أعلى، وترتد الكرة لمسافة أكبر، مما يدل على سعة أكبر لاهتزاز الفروع.

تسمح لنا هذه التجارب والعديد من التجارب الأخرى باستنتاج أن حجم الصوت يعتمد على سعة الاهتزازات: فكلما زادت سعة الاهتزازات، زاد الصوت.

في التجربة التي تمت دراستها، فإن ترددات الاهتزاز لكلا الصوتين - الهادئ والصاخب - هي نفسها، لأن مصدرها هو نفس الشوكة الرنانة. ولكن إذا قارنا الأصوات ذات الترددات المختلفة، فبالإضافة إلى سعة الاهتزاز، سيتعين علينا أن نأخذ في الاعتبار عاملاً آخر يؤثر على مستوى الصوت. الحقيقة هي أن حساسية الأذن البشرية للأصوات ذات الترددات المختلفة مختلفة. وبنفس السعات، يُنظر إلى الأصوات التي تقع تردداتها في النطاق من 1000 إلى 5000 هرتز على أنها أعلى صوتًا. ولذلك، على سبيل المثال، فإن الصوت الأنثوي العالي بتردد 1000 هرتز سيكون أعلى لأذننا من صوت الذكر المنخفض بتردد 200 هرتز، حتى لو كانت سعات اهتزاز الحبال الصوتية هي نفسها في كلتا الحالتين. يعتمد حجم الصوت أيضًا على مدته وعلى الخصائص الفردية للمستمع.

• عند السعة المتساوية، يُنظر إلى صوت المرأة، الذي له تردد أعلى من صوت الرجل، على أنه أعلى

حجم الصوت هو نوعية ذاتية للإحساس السمعي تسمح بتصنيف جميع الأصوات على مقياس من الهادئ إلى العالي.

وحدة ارتفاع الصوت تسمى النوم. في المسائل العملية، عادة ما يتم تحديد حجم الصوت من خلال مستوى ضغط الصوت، الذي يتم قياسه بالبل (B) أو الديسيبل (dB)، والذي يشكل عُشر البل.

على سبيل المثال، يتوافق الصوت الناتج عند التقليب في إحدى الصحف مع مستوى ضغط الصوت الذي يبلغ حوالي 20 ديسيبل، وصوت رنين المنبه - حوالي 80 ديسيبل، وصوت محرك الطائرة - حوالي 130 ديسيبل (مثل هذا الصوت العالي يسبب الألم في الإنسان).

إن التعرض المنهجي للشخص للأصوات العالية، وخاصة الضوضاء (مجموعة من الأصوات ذات الأحجام المختلفة، نغمات، Timbres)، يؤثر سلبا على صحته.

في المناطق الصاخبة، يعاني العديد من الأشخاص من أعراض داء الضوضاء: زيادة الاستثارة العصبية، والتعب، وارتفاع ضغط الدم. لذلك، من الضروري في المدن الكبرى اتخاذ تدابير خاصة للحد من الضوضاء، على سبيل المثال حظر أبواق السيارات.

أسئلة

• لأي غرض تم إجراء التجارب الموضحة في الشكلين 74 و79؟ ما الاستنتاج الذي تم استخلاصه من نتائج هذه التجارب؟
• كيف يمكنك التحقق تجريبيًا من أن الصوت الأعلى في الشوكتين الرنانتين يصدر عن الشوكة ذات التردد الطبيعي الأعلى؟ (لم تتم الإشارة إلى الترددات الموجودة على الشوكة الرنانة.)
• على ماذا تعتمد درجة الصوت؟
• كيف يتغير حجم الصوت إذا انخفضت سعة اهتزازات مصدره؟
• ما هو تردد الصوت - 500 هرتز أو 3000 هرتز - الذي ستدركه الأذن البشرية بشكل أعلى في ظل نفس سعة الاهتزاز لمصادر هذه الأصوات؟
• ما الذي يحدد حجم الصوت؟
• كيف يؤثر التعرض المنتظم للأصوات العالية على صحة الإنسان؟

التمرين 29

• ما هي الحشرة التي ترفرف بجناحيها أكثر أثناء الطيران - نحلة أم بعوضة أم ذبابة؟ لماذا تعتقد ذلك؟
• تخلق أسنان المنشار الدائري الدوار موجة صوتية في الهواء. كيف ستتغير طبقة الصوت المنبعثة من المنشار عندما يكون في وضع الخمول إذا بدأ في نشر لوح سميك من الخشب الكثيف؟ لماذا؟
• ومن المعروف أنه كلما كان وتر الجيتار أكثر إحكاما، كلما كان الصوت الذي يصدره أعلى. كيف ستتغير نغمة أوتار الجيتار إذا زادت درجة الحرارة المحيطة بشكل ملحوظ؟ اشرح إجابتك.

يقذف

يقذف- خاصية للصوت يحددها الإنسان عن طريق الأذن وتعتمد بشكل أساسي على ترددها، أي على عدد اهتزازات الوسط (عادة الهواء) في الثانية التي تؤثر على طبلة الأذن. ومع زيادة تردد الاهتزاز، تزداد حدة الصوت. بالنسبة للتقريب الأول، تتناسب طبقة الصوت الذاتية مع لوغاريتم التردد - وفقًا لقانون فيبر-فيشنر. الصوت الذي له درجة معينة يسمى نغمة في الموسيقى.

الأساسيات

طبقة الصوت هي صفة ذاتية للإحساس السمعي، إلى جانب مستوى الصوت والجرس، مما يسمح بتصنيف جميع الأصوات على مقياس من الأدنى إلى الأعلى. بالنسبة للنغمة النقية، يعتمد ذلك بشكل أساسي على التردد (مع زيادة التردد، ترتفع طبقة الصوت)، ولكن في الإدراك الذاتي يعتمد أيضًا على شدته - مع زيادة الشدة، تبدو طبقة الصوت أقل. تعتمد درجة الصوت ذو التركيبة الطيفية المعقدة على توزيع الطاقة على طول مقياس التردد.

وحدات النغمة في الموسيقى هي النغمة، ونصف النغمة، والسنت.

كما يتم قياس طبقة الصوت بالطباشير - وهو مقياس الارتفاعات، والفرق الذي ينظر إليه المستمع على قدم المساواة. نغمة بتردد 1 كيلو هرتز وضغط صوت 2 · 10−3 باسكال يتم تخصيص ارتفاعها بـ 1000 مل؛ في نطاق 20 هرتز - 9000 هرتز، حوالي 3000 مل مناسب. يعتمد قياس طبقة الصوت العشوائية على قدرة الشخص على تحديد تساوي طبقات الصوتين أو نسبتهما (عدد المرات التي يكون فيها صوت أعلى أو أقل من صوت آخر).

قياس

يتم قياس درجة الصوت على نطاق نسبي: الأوكتافات، ضمن الأوكتافات - النوتات. الأوكتاف عبارة عن فاصل موسيقي يتوافق مع نسبة ترددات صوتين تساوي 2. (أي أنه بالنسبة للملاحظة التي تحمل نفس الاسم في الأوكتاف التالي، فإن التردد المعبر عنه بالهرتز سيكون أعلى مرتين بالضبط من في الأوكتاف الحالي).

أصغر فاصل موسيقي ضمن الأوكتاف هو نصف نغمة (الفاصل الموسيقي بين أقرب نغمتين في الأوكتاف، يقابل تقريبًا نسبة ترددات الصوتين، أي ما يعادل . "تقريبًا"، لأنه في الطبيعة النغمات الموجودة داخل الأوكتاف الأوكتاف متباعد بشكل غير متساو (انظر نظام فيثاغورس، الفاصلة).

يتم تحديد مراسلات الملاحظات بالأوكتافات مع ترددات محددة (بالهرتز) وفقًا للمعايير.

على مدى كامل قيم الارتفاع، يمكن الحصول عليها باستخدام الفواصل الزمنية بين النبضات القصيرة، على سبيل المثال، قراءات الشدة الفردية في وقت منفصل t = ndt، حيث dt = 22,7 μs.

الصوت الذي يبدو أنه يرتفع أو ينخفض ​​باستمرار في طبقة الصوت، وهو نوع من الوهم الصوتي، يسمى نغمة شيبرد.

تسمى إشارات التردد لطيف معقد بدون تردد أساسي (التوافقي الأول في الطيف) بالمتبقية. يتزامن إدراك درجة إشارة التردد مع إدراك درجة النسخة المتبقية من نفس الإشارة.

ملحوظات

الأدب

• غازاريان س. في عالم الآلات الموسيقية: كتاب. لطلاب الفن. الطبقات. - الطبعة الثانية. - م: التربية، 1989. - 192 ص: مريض.

انظر أيضا

• فرقة السمع الحرجة
• تغيير الملعب ‏( إنجليزي)

مؤسسة ويكيميديا.

2010.

انظر ما هو "الملعب" في القواميس الأخرى: شكل الإدراك البشري لتردد اهتزاز الجسم السبر. ومع زيادة التردد، تزداد حدة الصوت. * * * طبقة الصوت طبقة الصوت، جودة الصوت، شكل الإدراك البشري لتردد اهتزاز الجسم الذي يصدر صوتًا. كلما زاد التردد زادت حدة الصوت....

القاموس الموسوعييقذف - الجودة الذاتية للأصوات، التي يحددها ترددها. حسب التردد، يمكن تعريف الأصوات بأنها منخفضة أو عالية. قاموس عالم النفس العملي. م: أست، الحصاد. إس يو جولوفين. 1998. الملعب…

موسوعة نفسية عظيمة جودة الصوت هي شكل الإدراك البشري لتردد اهتزاز الجسم السبر. كلما زاد التردد زادت حدة الصوت..

القاموس الموسوعي الكبير جودة الصوت، يحددها الشخص بشكل شخصي عن طريق الأذن ويعتمد بشكل أساسي. على تردد الصوت. مع زيادة وتيرة V. z. يزداد (أي يصبح الصوت "أعلى")، ويتناقص مع انخفاض التردد. ضمن حدود صغيرة من E. z. التغيرات أيضا في...

الموسوعة الفيزيائية الجودة الذاتية للأصوات، والتي يتم تحديدها من خلال ترددها، أي. عدد الاهتزازات في الثانية. وعلى هذا الأساس يمكن تعريف الأصوات بأنها منخفضة أو عالية. وحدة الملعب هي الطباشير ...

يقذف- خاصية الإدراك السمعي التي تسمح بتوزيع الأصوات على نطاق من الترددات المنخفضة إلى الترددات العالية. يعتمد في المقام الأول على التردد، ولكن أيضًا على حجم ضغط الصوت والشكل الموجي للصوت... الموسوعة الروسية لحماية العمال

القاموس الموسوعي- الخصائص النوعية للصوت من خلال تردد الاهتزاز، والتي تحددها الطريقة الحسية باستخدام السمع. [GOST 24415 80] موضوعات البيانو... دليل المترجم الفني

درجة الصوت- ارتفاع الصوت. خاصية ذاتية لإدراك الأصوات، يحددها ترددها (عدد الاهتزازات لكل وحدة زمنية). تتيح لك هذه الخاصية الكمية للإحساس السمعي ترتيب الأصوات من الأسفل إلى الأعلى. انظر السمع والجرس ....... القاموس الجديد للمصطلحات والمفاهيم المنهجية (نظرية وممارسة تدريس اللغة)

إذا طُلب من الطفل، الذي سمع العزف على البيانو من قبل وشاهده بالقرب من المفاتيح، أن يرسم طائرًا على الآلة، فسيبدأ في النقر بسرعة على المفاتيح الموجودة على الجانب الأيمن من لوحة المفاتيح ليرتفع -أصوات ضارية. لو... ... القاموس الموسيقي

القاموس الموسوعي- لا يعتمد فقط على تردد النغمة الأساسية، ولكن أيضًا على عدد من العوامل الإضافية، مثل الحجم والمدة والتركيب الطيفي للصوت. يتم تحديد طبقة الإشارة المعقدة بواسطة التردد الأدنى (الأساسي)، أو الحاضر... ... الفهرس الروسي للقاموس الإنجليزي الروسي للمصطلحات الموسيقية