МУЗЫКАЛЬНАЯ АКУСТИКА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ, РОЛЬ, ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ

Акустика —это наука о звуке, название которой происходит от греческого слова (акуо) — «слышу». Задачей акустики является изучение физической природы звука и проблем, связанных с его возникновением, распространением и восприятием.

Звук имеет двойственную природу:

— с одной стороны, это объективный процесс передачи энергии механических колебаний частиц в упругой среде (воздухе, жидкости, твердом теле);

— с другой стороны, это только те виды механических колебаний среды, которые воспринимаются слуховой системой.

Звук — это особый вид механических колебаний упругой среды, способный вызывать

слуховые ощущения.

— возникновение звука, что требует изучения физической природы звука, а также методов и средств его создания. Этими вопросами занимается акустика музыкальных инструментов, аку-

стика речи, электроакустика и др; определяется колебаниями струн, пластин, мембран, столбов воздуха и других элементов музыкальных инструментов, а также диафрагм громкоговорителей и прочих упругих тел;

— передача звука от источника к слушателю — это задачи архитектурной акустики, электроакустики и др.; — зависит от механических колебаний частиц среды (воздуха, воды, дерева, металла и др.);

— восприятие звука слуховой системой и связь слуховых ощущений с объективными параметрами звука — это задачи психоакустики. Начинается с механических колебаний барабанной перепонки в слуховом аппарате, и только после этого происходит сложный процесс обработки информации в различных отделах слуховой системы.

Примерно 25% информации об окружающем мире человек получает от слуховых анализаторов, 60% — от зрительных и 15% — от остальных.

Слуховая система человека воспринимает только ограниченный класс механических колебаний среды, находящихся в определенных пределах по уровню громкости (звуковое давление от 2 ^x 10 ^-5 Па до 20 Па болевой порог, изменение уровня звукового давления от 0 дБ до 120 дБ) и по высоте (изменение частоты от 20 Гц до 20000 Гц). Больше 20 000 Гц – ультразвук. Ниже 20 Гц – инфразвук.

Все окружающие звуки можно условно разделить по различным признакам, например:

— по способу создания — на натуральные и искусственные (природный шум, речь, музыка, биосигналы, электронные звуки);

— по информационному признаку — на звуки для передачи семантической (смысловой) и эмоциональной информации (речь, пение и музыка); для передачи информации об окружающей среде (шум, сигнальные звуки и др.);

— по физическим параметрам, таким как: частотный диапазон (инфразвук, ультразвук, гиперзвук и др.); степень предсказуемости (случайные сигналы, например белый шум; детерминированные сигналы; квазислучайные сигналы, в т. ч. музыка и речь); временная структура (периодические, непериодические, импульсные и др.) и т. д.

Общая (физическая) акустика — теория излучения и распространения звука в различных средах, теория дифракции, интерференции и рассеяния звуковых волн. Линейные и нелинейные процессы распространения звука.

Архитектурная акустика — законы распространения звука в закрытых (полузакрытых, открытых) помещениях, методы управления структурой поля в помещении и т. д.

Строительная акустика— защита от шума зданий, промышленных предприятий и др. (расчет конструкций и сооружений, выбор материалов и т. д.).

Психоакустика — основные законы слухового восприятия, определение связи объективных и субъективных параметров звука, определение законов расшифровки «звукового образа».

Музыкальная акустика — проблемы создания, распространения и восприятия музыкальных звуков, точнее — звуков, используемых в музыке.

Биоакустика — теория восприятия и излучения звука биологическими объектами, изучение слуховой системы различных видов животных и др.

Электроакустика — теория и практика конструирования излучателей и приемников, преобразующих электрическую энергию в акустическую и наоборот, а также всех элементов современных звуковых трактов записи, передачи и воспроизведения звука.

Аэроакустика (авиационная акустика) — излучение и распространение шумов в авиационных конструкциях; методы звукоизоляции и звукопоглощения, теория распространения ударных звуковых волн и т. д.

Гидроакустика — распространение, поглощение, затухание звука в воде, теория гидроакустических преобразователей, теория антенн и гидроакустических эхолокаторов, распознавание движущихся объектов и др.

Акустика транспорта — анализ шумов, разработка методов и средств звукопоглощения и звукоизоляции в различных видах транспорта (самолеты, поезда, автомобили и др.).

Медицинская акустика — разработка медицинской аппаратуры, основанной на обработке и передаче звуковых сигналов (слуховые аппараты, диагностические приборы-анализаторы шумов сердца, легких и др.).

Ультразвуковая акустика — теория ультразвука, создание ультразвуковой аппаратуры, в т. ч. ультразвуковых преобразователей для промышленного применения в гидроакустике, измерительной технике и др.

Квантовая акустика (акустоэлектроника) — теория гиперзвука, создание фильтров на поверхностных акустических волнах и т. д.

Акустика речи — теория и синтез речи, выделение речи на фоне шумов, автоматическое распознавание речи и т. д.

Цифровая акустика — активно развивается в последние годы, постепенно выделяется в самостоятельное направление в связи с созданием нового поколения микропроцессорной (аудиопроцессорной) и компьютерной техники.