Bu ders konusunu kapsar” Ses dalgaları". Bu dersimizde akustik çalışmaya devam edeceğiz. İlk önce ses dalgalarının tanımını tekrarlayacağız, sonra frekans aralıklarını ele alacağız ve ultrasonik ve infrasonik dalgalar kavramını tanıyacağız. Ayrıca çeşitli ortamlarda ses dalgalarının doğasında bulunan özellikleri tartışacağız ve hangi özelliklere sahip olduklarını öğreneceğiz. .
Ses dalgaları - bunlar, işitme organıyla yayılan ve etkileşime giren mekanik titreşimlerdir ve bir kişi tarafından algılanır (Şekil 1).
Pirinç. 1. Ses dalgası
Fizikte bu dalgalarla ilgilenen bölüme akustik denir. Halk arasında "söylenti" denilen kişilerin mesleği akustiktir. Ses dalgası, elastik bir ortamda yayılan bir dalgadır, boyuna bir dalgadır ve elastik bir ortamda yayıldığında, sıkıştırma ve gevşeme dönüşümlüdür. Bir mesafe üzerinden zamanla iletilir (Şekil 2).
Pirinç. 2. Bir ses dalgasının yayılması
Ses dalgaları, 20 ila 20.000 Hz frekansta gerçekleştirilen titreşimleri içerir. Bu frekanslar için karşılık gelen dalga boyları 17 m (20 Hz için) ve 17 mm'dir (20.000 Hz için). Bu aralık duyulabilir ses olarak anılacaktır. Bu dalga boyları, ses yayılma hızının olduğu hava için verilmiştir.
Akustiğin ilgilendiği böyle aralıklar da vardır - infrasonik ve ultrasonik. Infrasound, frekansı 20 Hz'den az olanlardır. Ve ultrasonik olanlar, frekansı 20.000 Hz'den fazla olanlardır (Şekil 3).
Pirinç. 3. Ses dalgalarının aralıkları
Her biri Eğitimli kişi ses dalgalarının frekans aralığında gezinmeli ve ultrasona giderse, bilgisayar ekranındaki görüntünün 20.000 Hz'den fazla bir frekansla oluşturulacağını bilmelidir.
ultrason - bunlar, ses dalgalarına benzer, ancak 20 kHz ila bir milyar hertz arasında bir frekansa sahip mekanik dalgalardır.
Frekansı bir milyar hertz'den fazla olan dalgalara denir. hiper ses.
Ultrason, döküm parçalardaki kusurları tespit etmek için kullanılır. İncelenecek parçaya kısa bir ultrasonik sinyal akışı yönlendirilir. Arızanın olmadığı yerlerde sinyaller alıcı tarafından kaydedilmeden parçadan geçer.
Parçada bir çatlak, hava boşluğu veya başka bir homojensizlik varsa, ultrasonik sinyal ondan yansıtılır ve geri dönerek alıcıya girer. Bu yöntem denir ultrasonik kusur tespiti.
Ultrason uygulamalarının diğer örnekleri, aparatlardır. ultrason muayenesi, ultrason makineleri, ultrason tedavisi.
kızılötesi - ses dalgalarına benzer, ancak frekansı 20 Hz'den az olan mekanik dalgalar. İnsan kulağı tarafından algılanmazlar.
İnfrasonik dalgaların doğal kaynakları fırtınalar, tsunamiler, depremler, kasırgalar, volkanik patlamalar ve gök gürültülü fırtınalardır.
Infrasound ayrıca yüzeyi titretmek (örneğin bazı büyük nesneleri yok etmek) için kullanılan önemli bir dalgadır. Toprağa infrasound göndeririz - ve toprak ezilir. Bu nerede kullanılır? Örneğin, elmas bileşenlerinin bulunduğu cevherin alındığı ve bu elmas kalıntılarını bulmak için küçük parçacıklar halinde ezildiği elmas madenlerinde (Şek. 4).
Pirinç. 4. Infrasound uygulaması
Sesin hızı çevresel koşullara ve sıcaklığa bağlıdır (Şek. 5).
Pirinç. 5. Bir ses dalgasının çeşitli ortamlarda yayılma hızı
Not: havada, sesin hızı, olduğu anda, hız artar. Eğer bir araştırmacıysanız, bu bilgi sizin için yararlı olabilir. Ortamdaki sesin hızını değiştirerek sıcaklık farklarını kaydedecek bir tür sıcaklık sensörü bile üretebilirsiniz. Ortam ne kadar yoğunsa, ortamın parçacıkları arasındaki etkileşim ne kadar ciddi olursa, dalganın o kadar hızlı yayıldığını zaten biliyoruz. Bunu kuru ve hava örneğini kullanarak son paragrafta tartıştık. nemli hava... Su için, ses yayılma hızı. Bir ses dalgası yaratırsanız (bir akort çatalına vurun), sudaki yayılma hızı havadan 4 kat daha fazla olacaktır. Bilgi su ile havadan 4 kat daha hızlı ulaşacaktır. Ve çelikte daha da hızlı: 
(şek. 6).
Pirinç. 6. Bir ses dalgasının yayılma hızı
İlya Muromets'in kullandığı destanlardan (ve tüm kahramanlar ve sıradan Rus halkı ve RVS Gaidar'dan çocuklar) biliyorsunuz. ilginç bir şekilde yaklaşan, ancak hala uzakta olan bir nesneyi algılamak. Sürüş sırasında çıkardığı ses henüz duyulmuyor. İlya Muromets, kulağını yere dayayarak duyabiliyor. Niye ya? Çünkü ses sağlam zeminde daha yüksek bir hızda iletilir, bu da İlya Muromets'in kulağına daha hızlı ulaşacağı ve düşmanla karşılaşmaya hazırlanabileceği anlamına gelir.
En ilginç ses dalgaları müzikal sesler ve gürültülerdir. Hangi nesneler ses dalgaları oluşturabilir? Bir dalga kaynağı ve esnek bir ortam alırsak, ses kaynağını uyumlu bir şekilde titreştirirsek, o zaman harika bir ses dalgasına sahip oluruz, buna müzikal ses denir. Bu ses dalgaları kaynakları örneğin bir gitarın veya kuyruklu piyanonun telleri olabilir. Bu, bir hava borusunun (organ veya boru) boşluğunda oluşan bir ses dalgası olabilir. Müzik derslerinden notları bilirsiniz: do, re, mi, fa, sol, la, si. Akustikte bunlara ton denir (Şekil 7).
Pirinç. 7. Müzikal tonlar
Ses çıkarabilen tüm nesnelerin özellikleri olacaktır. Nasıl farklılık gösterirler? Dalga boyu ve frekans bakımından farklılık gösterirler. Bu ses dalgaları ahenkli olmayan ses veren cisimler tarafından yaratılıyorsa veya ortak bir orkestra parçasına bağlı değilse, bu kadar çok sayıda sese gürültü denir.
Gürültü- zamansal ve spektral yapının karmaşıklığı ile karakterize edilen çeşitli fiziksel nitelikteki rastgele titreşimler. Gürültü kavramı her gün ve fiziksel var, çok benzerler ve bu nedenle onu ayrı bir önemli değerlendirme konusu olarak sunuyoruz.
devam etmek nicel değerlendirmeler ses dalgaları. Müzikal ses dalgalarının özellikleri nelerdir? Bu özellikler yalnızca harmonik ses titreşimleri için geçerlidir. Yani, ses seviyesi... Bir sesin yüksekliğini ne belirler? Bir ses dalgasının zaman içinde yayılımını veya bir ses dalgası kaynağının salınımını düşünün (Şek. 8).
Pirinç. 8. Ses seviyesi
Aynı zamanda sisteme çok fazla ses eklemezsek (örneğin, bir piyano tuşuna hafifçe basarsak), o zaman sessiz bir ses olacaktır. Elimizi yüksek sesle kaldırır ve bu sesi tuşa basarak çağırırsak, yüksek bir ses alırız. Bu neye bağlıdır? Sessiz bir ses, sesten daha düşük bir titreşim genliğine sahiptir. yüksek ses.
Müzik sesinin ve diğerlerinin bir sonraki önemli özelliği, boy uzunluğu... Sesin perdesi neye bağlıdır? Perde frekansa bağlıdır. Kaynağın sık sık salınım yapmasını sağlayabiliriz veya çok hızlı olmayan salınım yapmasını sağlayabiliriz (yani, birim zamanda daha az salınım yapar). Aynı genliğe sahip yüksek ve alçak sesin zaman taramasını düşünün (Şek. 9).
Pirinç. 9. Ses perdesi
İlginç bir sonuç çıkarılabilir. Bir kişi basta şarkı söylerse, ses kaynağı (bunlar ses telleridir) soprano söyleyen bir kişiden birkaç kat daha yavaş salınır. İkinci durumda, ses telleri daha sık titrer, bu nedenle dalganın yayılmasında daha sık sıkıştırma ve vakum odaklarına neden olurlar.
Bir tane daha var ilginç özellik fizikçilerin incelemediği ses dalgaları. o tını... Balalayka veya çello ile çalınan aynı müziği bilir ve kolayca ayırt edersiniz. Bu sesler arasındaki fark nedir veya bu performans nedir? Deneyin başında, sesleri çıkaran insanlardan, ses hacminin aynı olması için onları yaklaşık olarak aynı genlikte yapmalarını istedik. Bir orkestra örneğinde olduğu gibi: Bir enstrüman seçmeniz gerekmiyorsa, herkes aşağı yukarı aynı, aynı güçte çalar. Yani balalayka ve çellonun tınısı farklıdır. Bir enstrümandan, diğerinden çıkarılan sesi diyagramlar kullanarak çizseydik, bunlar aynı olurdu. Ancak bu enstrümanları seslerinden kolayca ayırt edebilirsiniz.
Tınının önemine bir başka örnek. Aynı müzik okulundan aynı öğretmenlerle mezun olan iki şarkıcı düşünün. Beşte eşit derecede iyi çalıştılar. Nedense biri olağanüstü bir performans sergiliyor, diğeri ise tüm hayatı boyunca kariyerinden memnun değil. Aslında, bu sadece onların enstrümanı tarafından belirlenir, bu da çevrede sadece ses titreşimlerine neden olur, yani sesleri tınıda farklılık gösterir.
bibliyografya
- Sokolovich Yu.A., Bogdanova G.S. Fizik: problem çözme örnekleri içeren bir el kitabı. - 2. baskı yeniden dağıtım. - X.: Vesta: Ranok yayınevi, 2005. - 464 s.
- Peryshkin A.V., Gutnik E.M., Fizik. 9. sınıf: genel eğitim için ders kitabı. kurumlar / A.V. Peryshkin, E.M. Gutnik. - 14. baskı, Stereotip. - M.: Bustard, 2009 .-- 300 s.
- İnternet portalı "eduspb.com" ()
- İnternet portalı "msk.edu.ua" ()
- İnternet portalı "class-fizika.narod.ru" ()
Ödev
- Ses nasıl yayılır? Sesin kaynağı ne olabilir?
- Ses uzayda yayılabilir mi?
- İnsan işitme organına ulaşan her dalga onun tarafından algılanır mı?
çevremizde çok var ses kaynakları: müzikal ve teknik aletler, insan ses telleri, deniz dalgaları, rüzgar ve diğerleri. Ses veya başka türlü ses dalgaları- bunlar ortamın 16 Hz - 20 kHz frekanslı mekanik titreşimleridir.(bkz. § 11-a).
Deneyimi düşünün. Çalar saati hava pompasının zilinin altındaki bir yastığa koyduğumuzda, tıkırtının daha sessiz hale geleceğini, ancak yine de duyulabileceğini fark edeceğiz. Havayı çanın altından dışarı pompaladıktan sonra, sesi hiç duymayı bırakacağız. Bu deneyim, sesin havada yayıldığını ve boşlukta yayılmadığını doğrular.
Havadaki ses hızı nispeten yüksektir: –50 ° C'de 300 m / s ile + 50 ° C'de 360 m / s aralığındadır. Bu, yolcu uçaklarının hızından 1,5 kat daha fazladır. Sıvılarda ses çok daha hızlı yayılır ve katılar- daha hızlı. Örneğin bir çelik rayda ses hızı »5000 m/s'dir.
"A" ve "O" seslerini söyleyen bir kişinin ağzına yakın hava basıncı dalgalanmalarının grafiklerine bir göz atın. Gördüğünüz gibi, salınımlar karmaşıktır ve birbiri üzerine bindirilmiş birkaç salınımdan oluşur. Aynı zamanda, açıkça görülebilir temel titreşimler, frekansı, telaffuz edilen sesten neredeyse bağımsızdır. Erkek sesi için bu yaklaşık 200 Hz, kadın sesi için 300 Hz'dir.
lmaks = 360 m/s: 200 Hz "2 m, l min = 300 m/s: 300 Hz" 1 m.
Dolayısıyla, bir sesin ses dalga boyu, hava sıcaklığına ve sesin temel frekansına bağlıdır. Kırınım bilgimizi hatırlayarak, ağaçların gölgesinde kalsalar bile, ormanda insanların seslerinin neden duyulduğunu anlayacağız: 1-2 m dalga boyundaki sesler, çapı bir metreden küçük olan ağaç gövdelerinin etrafından kolayca geçer. metre.
Ses kaynaklarının gerçekten titreşen cisimler olduğunu doğrulayan bir deney yapalım.
cihazı alalım çatal- ses dalgalarının daha iyi yayılması için ön duvarı olmayan bir kutuya monte edilmiş metal bir sapan. Diyaframın uçlarına çekiçle vurursanız, "net" bir ses çıkarır. müzik tonu(örneğin, 440 Hz frekanslı birinci oktavın "A" notası). Sondaj çatalını iplik üzerindeki hafif bir topa hareket ettirelim ve hemen yana sıçrayacaktır. Bu, tam olarak, ayar çatalı sapanının uçlarının sık sık titreşmesi nedeniyle olur.
Vücut titreşimlerinin frekansının bağlı olduğu nedenler, esnekliği ve boyutudur. Nasıl daha büyük boy vücut, frekans daha düşük. Bu nedenle, örneğin, büyük ses tellerine sahip filler düşük frekanslı sesler (bas) yayarlar ve ses telleri çok daha küçük olan fareler yüksek frekanslı sesler (gıcırtı) yayarlar.
Sadece vücudun nasıl ses çıkaracağı değil, elastikiyet ve boyuta da bağlıdır, aynı zamanda sesleri nasıl alacağına da bağlıdır - onlara yanıt verin. Dış etkinin frekansı vücudun doğal frekansı ile çakıştığında salınımların genliğinde keskin bir artış olgusuna denir. rezonans (Latince "makul" - Cevap veriyorum). Rezonansı gözlemlemek için bir deney yapalım.
İki özdeş diyapazonu yan yana yerleştirip, kutuların duvar olmayan taraflarında birbirine doğru çeviriyoruz. Sol akort çatalına çekiçle vuralım. Bir saniye sonra onu elimizle boğacağız. Vurmadığımız ikinci diyapazon sesini duyacağız. Doğru akort çatalı derler yankılanır, yani, ses dalgalarının enerjisini sol akort çatalından yakalar ve bunun sonucunda doğal titreşimlerin genliğini arttırır.
Ses kaynakları.
Ses titreşimleri
Ders özeti.
1. Örgütlenme anı
Selam beyler! Dersimizin günlük pratikte geniş bir pratik uygulaması vardır. Bu nedenle, cevaplarınız hayattaki gözleme ve gözlemlerinizi analiz etme yeteneğine bağlı olacaktır.
2. Temel bilgilerin tekrarı.
Projektör ekranında 1, 2, 3, 4, 5 numaralı slaytlar görüntülenir (Ek 1).
Arkadaşlar önünüzde bir bulmaca var, çözerek dersin anahtar kelimesini öğreneceksiniz.
1. snippet: fiziksel fenomeni adlandırın
2. snippet: fiziksel süreci adlandırın
3. snippet: fiziksel miktarı adlandırın
4. snippet: fiziksel cihazı adlandırın
r | Z | H | ||||||||
V | ||||||||||
Sahip olmak | ||||||||||
İLE |
Vurgulanan kelimeye dikkat edin. Bu "SES" kelimesidir, dersin anahtar kelimesidir. Dersimiz ses ve ses titreşimleri hakkındadır. Yani dersin konusu “Ses Kaynakları. Ses titreşimleri". Derste sesin kaynağının ne olduğunu, ses titreşimlerinin ne olduğunu, oluşumlarını ve bazılarını öğreneceksiniz. pratik uygulamalar hayatında.
3. Yeni malzemenin açıklaması.
Deneyi yapalım. Deneyin amacı: ses oluşumunun nedenlerini bulmak.
Metal bir cetvelle deneyim(Ek 2).
Ne gözlemledin? Hangi sonuca varılabilir?
Çıktı: titreşen bir vücut ses yaratır.
Aşağıdaki deneyi yapalım. Deneyin amacı: Sesin her zaman salınan bir cisim tarafından yaratılıp yaratılmadığını bulmak.
Önünüzde gördüğünüz cihazın adı çatal.
Bir akort çatalı ve bir ipten sarkan bir tenis topu ile deneyimleyin(Ek 3) .
Titreşim çatalının çıkardığı sesi duyuyorsunuz, ancak titreşimli çatalın belirgin bir titreşimi yok. Titreşimli çatalın titreştiğinden emin olmak için dikkatlice bir iplik üzerinde asılı gölgeli toplara hareket ettiriyoruz ve titreşimli çatalın titreşimlerinin periyodik hareket haline gelen topa iletildiğini görüyoruz.
Çıktı: ses, titreşen herhangi bir cisim tarafından üretilir.
Bir ses okyanusunda yaşıyoruz. Ses, ses kaynakları tarafından oluşturulur. Hem yapay hem de doğal ses kaynakları vardır. İLE doğal Kaynaklar ses dahil ses telleri (Ek 1 - slayt numarası 6) Soluduğumuz hava akciğerlerden dışarı çıkar. hava yolları gırtlak içine. Larinks ses tellerini içerir. Ekshale edilen havanın basıncı altında salınmaya başlarlar. Rezonatörün rolü, ağız ve burun ile göğüs tarafından oynanır. Eklemli konuşma için ses tellerine ek olarak dil, dudaklar, yanaklar, yumuşak damak ve epiglot da gereklidir.
Diğer doğal ses kaynakları arasında sivrisinek, sinek, arı vızıltısı ( kanat çırpmak).
Soru:sesin yaratılmasından kaynaklanmaktadır.
(Topun içindeki hava basınç altında sıkıştırılır. Ardından keskin bir şekilde genişler ve bir ses dalgası oluşturur.)
Yani ses sadece salınımla değil, aynı zamanda keskin bir şekilde genişleyen bir cisim tarafından da yaratılır. Açıkçası, sesin ortaya çıktığı her durumda, hava katmanları hareket eder, yani bir ses dalgası ortaya çıkar.
Ses dalgası görünmezdir, yalnızca duyulabilir ve ayrıca fiziksel cihazlar tarafından da kaydedilebilir. Bir ses dalgasının özelliklerini kaydetmek ve incelemek için şu anda fizikçiler tarafından araştırma için yaygın olarak kullanılan bir bilgisayar kullanacağız. Bilgisayara özel bir araştırma programı kurulur ve ses titreşimlerini alan bir mikrofon bağlanır (Ek 4). Ekrana bak. Gördüğünüz ekranda grafiksel temsil ses titreşimi. Nedir verilen program? (sinüzoid)
Tüylü bir akort çatalı ile bir deney yapalım. Lastik tokmakla diyapazona vurduk. Öğrenciler diyapazon titreşimlerini görürler ancak ses duymazlar.
Soru:Neden titreşimler var ama sesi duyamıyorsunuz?
Anlaşılan beyler, insan kulağı 16 Hz ile Hz aralığındaki ses aralıklarını algılıyor, bu işitilebilir bir ses.
Bunları bir bilgisayar aracılığıyla dinleyin ve aralığın frekanslarındaki değişikliği yakalayın (Ek 5). Ses titreşimlerinin frekansı değiştiğinde sinüzoidin görünümünün nasıl değiştiğine dikkat edin (salınımların süresi azalır ve dolayısıyla frekans artar).
İnsan kulağına duyulmayan sesler geliyor. Bunlar, infrasound (salınım aralığı 16 Hz'den az) ve ultrasondur (Hz aralığından fazla). Tahtada frekans aralıklarının şemasını görüyorsunuz, bir deftere çizin (Ek 5). Infra ve ultrasonları inceleyen bilim adamları çok şey keşfettiler ilginç özellikler bu ses dalgaları. Bunlar hakkında ilginç gerçekler sınıf arkadaşlarınız bize söyleyecektir (Ek 6).
4. Çalışılan materyalin konsolidasyonu.
Derste çalışılan materyali pekiştirmek için DOĞRU-YANLIŞ oyununu oynamayı öneriyorum. Durumu okudum ve siz DOĞRU veya YANLIŞ yazan işareti kaldırıp cevabınızı açıklıyorsunuz.
Sorular. 1. Sesin kaynağının titreşen herhangi bir cisim olduğu doğru mu? (sağ).
2. Müziğin kalabalık bir salonda boş bir salondan daha yüksek sesle duyulduğu doğru mu? (yanlış, çünkü boş salon salınımların rezonatörü gibi davranır).
3. Sivrisineklerin yaban arılarından daha hızlı kanat çırptığı doğru mu? (doğru, çünkü sivrisinek tarafından üretilen ses daha yüksek olduğundan, kanatların salınım frekansı da daha yüksektir).
4. Sesli bir diyapazonun titreşimlerinin, ayağını masaya koyduğunuzda daha hızlı bozulduğu doğru mu? (doğru, çünkü ayar çatalının titreşimleri masaya iletilir).
5. Bu doğru mu? yarasalar sesle bak? (doğru, çünkü yarasalar ultrason yayar ve ardından yansıyan sinyali dinler).
6. Bazı hayvanların infrasound kullanarak depremleri "tahmin ettiği" doğru mu? (Doğru, örneğin filler birkaç saat içinde bir deprem hisseder ve aynı zamanda aşırı heyecanlıdır).
7. Infrasound'un neden olduğu doğru mu? zihinsel bozukluklar Insanlarda? (sağda, Marsilya'da (Fransa) yanında bilim merkezi küçük bir fabrika kuruldu. Lansmanından kısa bir süre sonra, bilimsel laboratuvarlar garip fenomenler keşfetti. Odasında birkaç saat geçirdikten sonra araştırmacı tamamen aptallaştı: basit bir problemi bile zor çözebildi).
Ve sonuç olarak, dersin anahtar kelimelerini kesilen harflerden yeniden düzenleyerek almanızı öneririm.
KVZU - SES
RAMTNOKE - KAMERTON
TRAKZUVLU - ULTRASON
FRAKVZUNI - İHLAL
OKLABEINYA - TİTREŞİMLER
5. Dersi ve ödevi özetlemek.
Ders özeti. Derste şunu öğrendik:
Sallanan herhangi bir cismin ses yarattığını;
Ses havada ses dalgaları şeklinde yayılır;
Sesler duyulabilir ve duyulamaz;
Ultrason, titreşim frekansı 20 kHz'den yüksek, duyulmayan bir sestir;
Infrasound, 16 Hz'nin altında bir titreşim frekansına sahip, duyulmayan bir sestir;
Ultrason, bilim ve teknolojide yaygın olarak kullanılmaktadır.
Ödev:
1.§34, egzersiz. 29 (Peryshkin sınıf 9)
2. Akıl yürütmeye devam edin:
Sesi duyuyorum: a) uçar; b) düşürülen bir nesne; c) gök gürültülü fırtınalar, çünkü….
Sesi duymuyorum: a) tırmanan bir güvercinden; b) gökyüzünde süzülen bir kartaldan, çünkü ...
Ses titreşimleriyle ilgilenen fizik dalına ne ad verilir? akustik.
İnsan kulağı, 20 Hz ile 20 kHz arasındaki frekanstaki titreşimleri ses olarak algılayacak şekilde tasarlanmıştır. Düşük frekanslar (bir bas davulundan veya borulu orgdan gelen ses) kulak tarafından bas notaları olarak algılanır. Bir sivrisineğin ıslığı veya gıcırtısı yüksek frekanslara karşılık gelir. Frekansı 20 Hz'nin altında olan dalgalanmalara denir. kızılötesi ve 20 kHz'in üzerinde bir frekansla - ultrason. Bir kişi bu tür titreşimleri duymaz, ancak gelen ses ötesi sesleri duyan hayvanlar vardır. kabuk depremden önce. Onları duyan hayvanlar tehlikeli bölgeyi terk eder.
Müzikte akustik frekanslar, ama orada. Ana oktavın (C tuşu) "A" notası 440 Hz'lik bir frekansa karşılık gelir. Sonraki oktavın "A" notası, 880 Hz'lik bir frekansa karşılık gelir. Ve böylece diğer tüm oktavlar frekans bakımından tam olarak iki kat farklılık gösterir. Her oktav içinde 6 ton veya 12 yarım ton ayırt edilir. Her biri ton frekansı vardır yf2~ 1.12 önceki tonun frekansından farklı, her biri yarım ton"$ 2'de bir öncekinden farklıdır. Sonraki her frekansın bir öncekinden bir Hz değil, aynı sayıda farklı olduğunu görüyoruz. Böyle bir ölçeğe denir. logaritmik,çünkü tonlar arasındaki eşit mesafe, değerin kendisinin değil, logaritmasının kaydedildiği logaritmik ölçekte tam olarak olacaktır.
Ses bir frekansa karşılık geliyorsa v (veya = 2tcv), o zaman harmonik veya monokromatik olarak adlandırılır. Tamamen harmonik sesler nadirdir. Ses hemen hemen her zaman bir dizi frekans içerir, yani spektrumu (bu bölümün 8. Kısmına bakın) karmaşıktır. Müzikal titreşimler her zaman cco = 2p / T ana tonunu içerir, burada T periyottur ve bir dizi üst ton 2 (Oo, Zco 0, 4coo, vb.) Müzikteki yoğunluklarını gösteren bir dizi üst tonlara denir. tını. Farklı müzik Enstrümanları, aynı notayı çalan farklı şarkıcıların tınıları farklıdır. Bu onlara farklı bir renk verir.
Çoklu olmayan frekansların bir karışımı da mümkündür. Klasik Avrupa müziğinde bu uyumsuz olarak kabul edilir. Ancak, modern müzikte kullanılır. Herhangi bir frekansın artan veya azalan yönde yavaş bir hareketi bile kullanılır (ukulele).
Müzikal olmayan seslerde, spektrumdaki herhangi bir frekans kombinasyonu ve zaman içinde değişimleri mümkündür. Bu tür seslerin spektrumu sürekli olabilir (bkz. Bölüm 8). Tüm frekansların yoğunlukları yaklaşık olarak aynıysa, böyle bir sese "beyaz gürültü" denir (terim optikten alınır, burada Beyaz renk- tüm frekansların kümesi).
İnsan konuşmasının sesleri çok karmaşıktır. Tek bir sesin, bir kelimenin ve bütün bir tümcenin söylenmesiyle zaman içinde hızla değişen karmaşık bir spektrumları vardır. Bu, konuşma seslerine farklı tonlamalar ve aksanlar verir. Sonuç olarak, aynı kelimeleri söyleseler bile, bir kişiyi diğerinden sesli olarak anlayabilirsiniz.
Ses olaylarını dikkate almaya devam edelim.
Çevremizdeki seslerin dünyası çeşitlidir - insanların ve müziğin sesleri, kuşların cıvıltısı ve arıların vızıltısı, fırtına sırasında gök gürültüsü ve rüzgarda bir ormanın sesi, geçen arabaların, uçakların ve diğerlerinin sesi. nesneler.
Dikkat etmek!
Sesin kaynakları titreşen cisimlerdir.
Örnek:
Elastik bir metal cetveli bir mengeneye sabitleyelim. Uzunluğu belirli bir şekilde seçilen serbest kısmı salınım hareketine ayarlanırsa, cetvel bir ses çıkaracaktır (Şekil 1).
Böylece, salınan cetvel sesin kaynağıdır.
Uçları sabitlenmiş bir sondaj dizisinin görüntüsünü düşünün (Şekil 2). Bu ipin dış hatlarının bulanık olması ve ortadaki belirgin kalınlaşma, ipin sallandığını gösterir.
Kâğıt şeridin ucu, ses veren ipe yaklaştırılırsa, şerit ipin sarsıntılarından sıçrayacaktır. Tel titreştiği sürece bir ses duyulur; dizeyi durdurun ve ses durur.
Şekil 3, bir akort çatalını gösterir - rezonatör kutusuna tutturulmuş bir gövde üzerinde kavisli bir metal çubuk.
Diyapa yumuşak bir çekiçle vurursanız (veya üzerine bir yay çizerseniz), diyapazon sesi duyulur (Şek. 4).
Sondaj çatalına bir iple asılı duran hafif bir top (cam boncuk) getirelim - top, dallarının titreşimlerini göstererek diyapazondan sekecektir (Şek. 5).
Küçük (\ (16 \) Hz derecesinde) doğal frekansa ve büyük bir titreşim genliğine sahip bir akort çatalının titreşimlerini "kaydetmek" için, ucunda bir ucu olan ince ve dar bir metal şeridi vidalayabilirsiniz. dallarından birinin sonu. Uç aşağı eğilmeli ve masanın üzerinde duran füme cam plakaya hafifçe dokunmalıdır. Plaka, diyapazonun titreşen dalları altında hızla hareket ettiğinde, uç plaka üzerinde dalgalı bir çizgi şeklinde bir iz bırakır (Şekil 6).
Plaka üzerindeki bir noktanın çizdiği dalgalı çizgi bir sinüzoide çok yakındır. Böylece, sondaj çatalının her bir kolunun harmonik salınımlar gerçekleştirdiğini varsayabiliriz.
Çeşitli deneyler, bu titreşimler gözle görülmese bile, herhangi bir ses kaynağının zorunlu olarak titrediğini göstermektedir. Örneğin, insanların ve birçok hayvanın sesleri, ses tellerinin titreşmesi, üflemeli çalgıların sesi, siren sesi, rüzgarın ıslığı, yaprakların hışırtısı, yuvarlanma gibi nedenlerle ortaya çıkar. Gök gürültüsü, hava kütlelerindeki dalgalanmalardan kaynaklanır.
Dikkat etmek!
Her salınan cisim bir ses kaynağı değildir.
Örneğin, bir ip veya yay üzerinde asılı duran salınımlı bir ağırlık ses çıkarmaz. Metal cetvel, serbest ucunu uzatırsanız, salınımlarının frekansı \ (16 \) Hz'den az olacak şekilde sesi durduracaktır.
İnsan kulağı \ (16\) ile \ (20.000\) Hz (genellikle hava yoluyla iletilen) arasında değişen frekanslardaki mekanik titreşimleri ses olarak algılayabilir.
Frekansı \ (16 \) ila \ (20.000 \) Hz aralığında olan mekanik titreşimlere ses denir.
Ses aralığının belirtilen sınırları, insanların yaşına ve bireysel özellikler onların işitme cihazı. Genellikle, yaşla birlikte, algılanan seslerin üst frekans sınırı önemli ölçüde azalır - bazı yaşlı insanlar \ (6000 \) Hz'yi aşmayan frekanslara sahip sesleri duyabilir. Çocuklar, aksine, frekansı biraz daha yüksek \ (20.000 \) Hz olan sesleri algılayabilir.
Frekansı \\ (20.000 \\) Hz'yi aşan mekanik titreşimlere ultrasonik ve frekansları \\ (16 \\) Hz'den düşük titreşimlere - infrasonik denir.
Ultrason ve infrasound, doğada ses dalgaları kadar yaygındır. Yunuslar, yarasalar ve diğer bazı canlılar tarafından "müzakereleri" için yayılır ve kullanılırlar.
