Конспект по физике для 9 класса «Громкость звука. Высота и тембр звука». ВЫ УЗНАЕТЕ: Основные характеристики звука: громкость, высоту и тембр.
Конспекты по физике Учебник физики Тесты по физике
Громкость звука.
Высота и тембр звука
Звуки, окружающие нас, могут быть громкими и еле слышными, приятными и неприятными, звонкими и глухими, высокими и низкими. Для характеристики звука используются такие понятия, как громкость, высота и тембр звука.
ГРОМКОСТЬ ЗВУКА
Для того чтобы выяснить, от какой характеристики звуковой волны зависит громкость звука, вновь обратимся к опыту с камертоном. Чем сильнее мы ударим молоточком по камертону, тем громче будет звук, который мы слышим. Поднеся лёгкий шарик к ветви камертона, легко заметить, что, чем громче звучит камертон, тем с большей амплитудой колеблется шарик. Следовательно, камертон, звучащий громче, имеет большую амплитуду колебаний. Если прислушаться к звуку камертона после удара, то слышно, как он постепенно ослабевает. Это происходит потому, что колебания ножек камертона являются затухающими и их амплитуда с течением времени уменьшается. Громкость звука зависит от амплитуды колебаний: чем больше амплитуда колебаний, тем громче звук.
Единицу громкости звука называют сон (от лат. sonus — звук).
Для характеристики громкости звука используют ещё одну важную физическую величину — звуковое давление. Звуковое колебание создаёт чередование сжатия и разрежения воздуха в точке среды, поэтому давление воздуха то больше, то меньше того давления, которое было в отсутствие звука. Этот избыток или недостаток давления и называют звуковым.
Сегодня в практических задачах акустики громкость звука характеризуется уровнем звукового давления, измеряемым в белах (Б) или децибелах (дБ), составляющих десятую часть бела.
ВЫСОТА ЗВУКА
Ещё одной характеристикой звука является высота звука. Мы легко различаем низкий голос (бас) и высокий (сопрано). Различные струны гитары, скрипки и виолончели издают звуки разной высоты.
Для исследования влияния характеристик звуковой волны на высоту звука можно использовать камертоны различного размера, один из которых будет издавать более высокий звук, а другой — более низкий звук. Если рассмотреть графики колебаний ветвей этих камертонов, то видно, что более высокому звуку соответствует большая частота колебаний.
Следовательно, высота звука зависит от частоты колебаний: чем больше частота колебаний источника звука, тем выше издаваемый им звук.
Восприятие громкости звука нашим ухом зависит не только от амплитуды, но и от частоты колебаний в звуковой волне. При равной амплитуде колебаний как более громкие мы лучше воспринимаем те звуки, частота которых лежит в пределах от 1000 до 5000 Гц.
Наряду с физическими характеристиками звука для его восприятия важны также физиологические особенности человеческого организма. Например, высокий женский голос с частотой 1000 Гц будет для нашего уха громче низкого мужского с частотой 200 Гц, даже если амплитуды колебаний голосовых связок в обоих случаях одинаковы.
МУЗЫКАЛЬНЫЙ ТОН
Колебания камертона близки к гармоническим. Они медленно затухают, и отклонение от периодичности у них невелико. Звук, издаваемый камертоном или другим гармонически колеблющимся телом, называют музыкальным тоном или чистым тоном либо просто тоном.
ТЕМБР ЗВУКА
В окружающем нас мире мы редко сталкиваемся с чистым тоном. Мы легко распознаём различные источники звука, даже если их звук имеет одинаковую высоту.
Так, несложно отличить звук гитары от звука рояля или трубы, голоса разных людей друг от друга. Объясняется это тем, что если колебание не является гармоническим, то на слух оно имеет ещё одно качество, кроме высоты и громкости, а именно специфический оттенок, называемый тембром.
Дело в том, что большинство звуков представляет собой совокупность гармонических колебаний разных частот. Осциллограмма звуков рояля показывает, что звук складывается из колебаний различных амплитуд и частот.
Составляющую наибольшего периода (т. е. наименьшей частоты) называют основным тоном. Именно основной тон и определяет высоту сложного звука. Остальные составляющие сложного звука называют обертонами (от нем. Оbеrton — верхний тон). У них частота колебаний и, следовательно, высота тона больше, чем у основного.
Набор всех обертонов создаёт уникальную окраску, или тембр звука.
Вы смотрели Конспект по физике для 9 класса «Громкость звука. Высота и тембр звука».
Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).