Общие понятия о звуке

Звук – это механические колебания (вибрация) упругой среды (газ, жидкость, твердое тело).

Чистый звуковой тон представляет собой звуковую волну, под­чиняющуюся синусоидальному закону:

,

где: а_m – максимальная амплитуда синусоиды;

w - частота;

f – количество колебаний упругой среды в секунду (f=1/T);

T – период;

t – время (параметрическа переменная).

Звук характеризуется частотой (f), обычно измеряемой в герцах, т.е. количеством колебаний в секунду, и амплитудой (у). Амплитуда звуковых колебаний определяет громкость звука.

Для монотонного звука (меандр) характерно постоянство ампли­туды во времени.

Затухающие звуковые колебания характеризуются уменьшением амплитуды с течением времени.

Человек воспринимает механические колебания как звуковые если их частота 20 Гц - 20 КГц (дети - до 30 КГц). Колебания с частотой менее 20 Гц называются инфразвуком, колебания с частотой бопее 20 КГц - ультразвуком.

Для передачи разборчивой речи достаточен диапазон частот от 300 Гц до 3 КГц.

Если несколько чистых синусоидальных колебаний смешать, то вид колебаний изменится — колебания станут несинусоидальными.

Особый случай, когда смешиваются не любые синусоидальные колебания, а строго определенные, частота которых отличается в 2 раза (гармоники).

Основная гармоника имеет частоту f₁ и амплитуду а₁; вторая гар­моника частоту f₂ и амплитуду а₂, и третья гармоника — соответ­ственно f₃ и а₃.

Причем f₁< f₂< f₃ , а₁> а₂> а₃. При бесконечном количестве таких гармоник образуется перио­дический сигнал, состоящий из прямоугольных импульсов (рис. 9.4).

На слух всякое отклонение от синусоиды приводит к изменению звучания.