Question

Виды и типы звуков в физике

Answer 1

21) Звук. Виды звуков. Физические хар-ки звука. Хар-ки слухового ощущения и их связь с физ хар-ми звука. Шкала уровней интенсивности звука.

Звук- распространяющееся в виде продольных волн колебательное движение частиц упругой среды с частотой, воспринимаемых человеческим ухом, т.е. в среднем от 16 до 20000 Гц.

Звук с частотой ниже слышимого диапазона называется инфразвуком,выше-ультразвуком.

Звуки разделяются на тоны (музыкальные звуки), шумы и звуковые удары. Тоном называется звук, являющимся периодическим процессом. Если этот процесс гармонический, то тон называетсяпростым(например, звук камертона).

К сложнымтонам относятся ангармонические колебания (например, гласные звуки речи человека, звуки музыкальных инструментов).Сложный тон может быть разложен на простые

Набор частот с указанием их амплитуды называется акустическим спектром. Спектр сложного тона –линейчатый

Шумом называется звук, отличающийся сложной неповторяющейся временной зависимостью (согласные звуки речи, аплодисменты, звуки от вибрации машин и т.д.). Шум можно рассматривать как сочетание беспорядочно изменяющихся сложных тонов.Спектр шума сплошной

Звуковой удар – это кратковременное звуковое воздействие (например, взрыв, хлопок).

Энергетической характеристикой звука как механической волны является интенсивность. Но на практике для оценки звука удобнее использовать звуковое давление, которое дополнительно возникает при прохождении звуковых волн в жидкостях или газах. Интенсивность Iи звуковое давлениеp связаны соотношением

(1)

где ρ-плотность среды,с – скорость звука.

В слуховом ощущении субъективно различаются высота, громкость итембр звука. Каждая из этих характеристик, в свою очередь, зависит от физических величин, имеющих объективный смысл:частотыиинтенсивности звуковой волны.

Высота тона зависит от частоты колебаний. Чем больше частота, тем выше кажется звук.

Музыкальные звуки с одним и тем же основным тоном различаются тембром, который, в основном, определяется частотами и амплитудами обертонов. Мы узнаем знакомые голоса и музыкальные инструменты именно по тембру.

Громкость звука зависит от интенсивности звука.

Наименьшая интенсивность звуковой волны, которая может быть воспринята органами слуха называется порогом слышимости I0.

Стандартный порог слышимости принимается равным

I0 =10-12 Вт/м2
при основной частоте 1 кГц.

Наибольшая интенсивность звуковой волны, при которой восприятие звука не вызывает болевого ощущения, называется порогом болевого ощущения илипорогом осязания. Порог осязания зависит от частоты звука и изменяется от0,1 Вт/м2 при 6 кГц до10 Вт/м2 при низких и звуковых частотах.

Диапазон интенсивностей воспринимаемых нами звуков очень велик.

22) Закон Вебера-Фехнера. Шкала уровней громкости звука. Кривые равной громкости.
В основе создания шкалы уровней громкости лежит психофизический закон Вебера-Фехнера:

если раздражение увеличивается в геометрической прогрессии (т.е. в одинаковое число раз), то ощущение этого раздражения возрастает в арифметической прогрессии (т.е. на одинаковую

Математически это означает, что громкость звука пропорциональна логарифму интенсивности звука. Если действуют два звуковых раздражения с интенсивностямиI иI0, причемI0 – порог слышимости, то на основании закона Вебера-Фехнера громкость относительно I0связана с интенсивностью следующим образом:







Для отличия от шкалы интенсивности звука в шкале громкости децибелы называют фонами(фон).

Громкость на других частотах можно измерить, сравнивая исследуемый звук со звуком частотой 1 кГц.

На практике громкость звука можно оценить по так называемым кривым равной


Каждая промежуточная кривая отвечает одинаковой громкости, но разной интенсивности звука для разных частот.По отдельной кривой равной громкости можно найти интенсивности, которые при определенных частотах вызывают ощущение этой громкости. Используя совокупность кривых равной громкости, можно найти для разных частот громкости, соответствующие определенной интенсивности.

Метод измерения остроты слуха называется аудиометрией: на специальном приборе(аудиометре) определяют порог слухового ощущения на разных частотах; полученная кривая называетсяаудиограммой.Сравнивая аудиограмму пациента с нормальной кривой порога слухового ощущения, можно диагностировать заболевание

Answer 2

В физике звук классифицируется по различным характеристикам. Вот некоторые виды и типы звуков, которые можно выделить:

1. По способу возникновения:

   • Механический звук: обусловлен колебаниями материальных сред, таких как воздух, вода или твёрдые тела.
   • Электромагнитный звук: возникает в результате электрических или магнитных колебаний, например, в колонках или наушниках.

2. По частоте:

   • Низкочастотный звук: имеет низкую частоту колебаний (обычно менее 20 Гц). Примером может служить громкий бас в музыке или звук отработки двигателя.
   • Среднечастотный звук: имеет среднюю частоту колебаний (от 20 Гц до нескольких килогерц). Большинство звуков, включая человеческий голос, находятся в этом диапазоне.
   • Высокочастотный звук: имеет высокую частоту колебаний (обычно свыше нескольких килогерц). Примерами являются свист, шумы электронной обработки сигнала или свисток.

3. По амплитуде:

   • Громкий звук: имеет большую амплитуду колебаний и воспринимается как сильный и громкий.
   • Тихий звук: имеет маленькую амплитуду колебаний и воспринимается как слабый и тихий.

4. По спектру:

   • Простой тон: имеет одну определенную частоту колебаний.
   • Сложный звук: состоит из нескольких компонентов с различными частотами, что создает более сложный спектр.

5. По продолжительности:

   • Короткий звук: имеет небольшую длительность, например, щелчок пальцев.
   • Длительный звук: имеет продолжительную длительность, например, звук длительного гудения.

6. По источнику:

   • Естественный звук: возникает в природе, например, шум ветра или пение птиц.
   • Искусственный звук: создается человеком, например, музыкальные инструменты или