От чего зависит высота тона звука. Физические величины

Звуковые волны, как и другие волны, характеризуются такими объективными величинами, как частота, амплитуда, фаза колебаний, скорость распространения, интенсивность звука и другими. Но. кроме этого, они описываются тремя субъективными характеристиками. Это - громкость звука, высота тона и тембр.

Чувствительность человеческого уха различна для разных частот. Для того чтобы вызвать звуковое ощущение, волна должна обладать некоторой минимальной интенсивностью, но если эта интенсивность превышает определенный предел, то звук не слышен и вызывает только болевое ощущение. Таким образом, для каждой частоты колебаний существует наименьшая (порог слышимости) и наибольшая (порог болевого ощущения) интенсивность звука, которая способна вызвать звуковое ощущение. На рисунке 15.10 представлена зависимость порогов слышимости и болевого ощущения от частоты звука. Область, расположенная между этими двумя кривыми, является областью слышимости. Наибольшее расстояние между кривыми приходится на частоты, к которым ухо наиболее чувствительно (1000-5000 Гц). 

Если интенсивность звука - величина, объективно характеризующая волновой процесс, то субъективной характеристикой звука является громкость Громкость зависит от интенсивности звука, т.е. определяется квадратом амплитуды колебаний в звуковой волне и чувствительностью уха (физиологическими особенностями). Так как интенсивность звука \(~I \sim A^2,\) то чем больше амплитуда колебаний, тем громче звук.

Высота тона - качество звука, определяемое человеком субъективно на слух и зависящее от частоты звука. Чем больше частота, тем выше тон звука.

Звуковые колебания, происходящие по гармоническому закону, с определенной частотой, воспринимаются человеком как определенный музыкальный тон. Колебания высокой частоты воспринимаются как звуки высокого тона, звуки низкой частоты - как звуки низкого тона. Диапазон звуковых колебаний, соответствующий изменению частоты колебаний в два раза, называется октавой. Так, например, тон "ля" первой октавы соответствует частоте 440 Гц, тон "ля" второй октавы - частоте 880 Гц.

Музыкальным звукам соответствуют звуки, издаваемые гармонически колеблющимся телом.

Основным тоном сложного музыкального звука называется тон, соответствующий наименьшей частоте, которая имеется в наборе частот данного звука. Тоны, соответствующие остальным частотам в составе звука, называются обертонами. Если частоты обертонов кратны частоте \(~\nu_0\) основного тона, то обертоны называются гармоническими, причем основной тон с частотой \(~\nu_0\) называется первой гармоникой, обертон со следующей частотой \(~2 \nu_0\) - второй гармоникой и т.д.

Музыкальные звуки с одним и тем же основным тоном различаются тембром, который определяется наличием обертонов - их частотами и амплитудами, характером нарастания амплитуд в начале звучания и их спадом в конце звучания.

При одной высоте тона звуки, издаваемые, например, скрипкой и пианино, отличаются тембром.

Восприятие звука органами слуха зависит от того, какие частоты входят в состав звуковой волны.

Шумы - это звуки, образующие сплошной спектр, состоящий из набора частот, т.е. в шуме присутствуют колебания всевозможных частот.

Литература

Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. - Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. - С. 431-432.

Задание №1 С помощью «шарманки» исследовать свойство отражения звуковых волн. Получить звучание, исходящее из тарелки, прислоненной к уху. Задание №2 Выясните, от каких физических величин зависит высота тона и громкость звука с помощью закрепленной на столе линейки, изменяя длину её выступающей части и амплитуду колебаний. Когда звук становится слышимым, не слышимым? Задание №3 Оденьте в уши слуховые трубки зонда стетоскопа. Ударьте молоточком металлическую ложку. Добейтесь звучание «колокола». Сделайте вывод, о чем это говорит? Задание №4 Получите чистый, музыкальный тон с помощью камертона. Сделайте этот звук видимым. Задание №5 Получите простейший духовой инструмент из крышки коробки резонатора и трех пробирок.

Размеры: 960 х 720 пикселей, формат: jpg. Чтобы бесплатно скачать картинку для урока физики, щёлкните по изображению правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как...». Для показа картинок на уроке Вы также можете бесплатно скачать презентацию «Свойства звука.ppt» целиком со всеми картинками в zip-архиве. Размер архива - 6616 КБ.

Звук

«Колебания звука» - Распространение и приемники звука. Распространяется в любой упругой среде: твердой; жидкой; газообразной. Эксперимент №3. Инфразвук – колебания, происходящие с частотой менее 20 Гц. Исследование характеристик звуковых волн при помощи PC. Оптика. Эксперимент №1. Громкость - Зависит от амплитуды колебательной среды.

«Звук звуковые колебания» - Акустический звук. Ключевые слова урока. (Верно). Искусственные. Слышимый (акустический). 3. Ультразвук – язык общения животных: дельфина, летучих мышей. Но кошки, излучаемые инфразвук, способны лечить человека мурлыканием. Дельфин. Причины возникновения звука. В воздухе при нормальных условиях скорость звука 330 м/с.

«Свойства звука» - Струнный музыкальный инструмент имеет от 3 до 7 струн. Сенсация в тазу с водой. Решение проблемной ситуации. Мы обобщили и систематизировали знания о звуковых явлениях. Ультразвук в медицине. Наблюдатель, издающий звуковую волну; пролетающее мимо тело. Практическое задание. Задание №3 Оденьте в уши слуховые трубки зонда стетоскопа.

«Отражение звука» - 1. Какова скорость звука в воздухе? Отражение звука». Тест по теме «Звук. 3. Звуковая волна в воздухе является: 6. Действие рупора основано на свойстве звука: 4. Эхо образуется в результате: 2. Как меняется скорость звука при уменьшении плотности среды?

«Скорость звука в различных средах» - О чём говорят справочники? Эксперимент. Наши задачи: Записать формулу, по которой вычисляется скорость звука. Как зависит скорость звука от среды? Опустим в сосуд с водой ручные часы и расположим ухо на некотором расстоянии. Наилучшая слышимость при угле наклона картона в 450. Звук почти не слышен. Почему происходит усиление звука?

«Скорость распространения звука» - В твердых телах – еще быстрее. Назовите единицы громкости и уровня громкости звука. От чего зависит громкость звука? Как отражается на здоровье человека систематическое действие громких звуков? Чем определяется высота звука? Что такое основной тон и обертоны звука? Скорость звука в воздухе » 330 м/с.

Всего в теме 34 презентации

Cтраница 1

Высота тона опреде-ляется числом колебаний в секунду. С увеличением числа колебаний растет высота тона.  

Высота тона определяется частотой его гармонических колебаний.  

Высота тона определяется частотой колебаний. Чем больше частота колебаний, тем выше тон.  

Высота тона зависит от толщины мембраны и от степени ее волнистости. Частота основного тона обыкновенно составляет 290 - 435 гц. Типичный по своему внешнему виду вибрационный сигнал изображен на фиг. Для защиты от возможных механических повреждений вибрационный диск иногда закрывают крышкой с отверстиями. Во многих случаях, однако, этой крышки не ставят, особенно тогда, когда сигнал расположен на автомобиле в относительно защищенном месте, например, под капотом двигателя.  

Высота тона определяется частотой колебаний: чем больше частота, тем выше тон.  

Высота тона меняется скачком, когда поезд проносится мимо наблюдателя. Поезд удаляется, теперь слышимый звук имеет частоту ниже истинной. Если поезд идет со скоростью 70 км / ч, то величина скачка составит - 12 % от истинной частоты.  

Высота тона и частота не являются синонимами еще и по той причине, что сложные звуки часто обладают определенной высотой, но в действительности состоят из целого ряда частот. Так, например, звук скрипки имеет определенную высоту, но содержит множество гармоник, имеющих различные частоты.  

Высота тона зависит от частоты: чем больше частота, тем выше тон.  

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

Высота тона язычковых труб органа понижается с увеличением температуры вследствие уменьшения упругости металлического язычка. Язычковая труба настраивается посредством устройства, меняющего эффективную длину колеблющегося язычка.  

Высоту тона и громкость звука регулируют изменением магнитного зазора между якорем и сердечником электромагнита и изменением положения прерывателя относительно якоря.  

Высоту тона можно изменять: 1) путем изменения частоты питающего тока, что достигается изменением числа оборотов преобразователя; 2) уменьшением напряжения питающего тока. Действующая сила тока в антенне прямо пропорциональна числу впеденных искровых промежутков и квадратному корню из числа разрядов. Отличием аварийного типа передатчика Р-02 от прочих является работа его через преобразователь от батареи кислотных аккумулятором напряжением 24 V и емкостью 200 Ah, рассчитанных на непрерывную шестичасовую работу И.  

Высота звука

Высота звука - свойство звука, определяемое человеком на слух и зависящее в основном от его частоты , т. е. от числа колебаний среды (обычно воздуха) в секунду, которые воздействуют на барабанную перепонку . С увеличением частоты колебаний растёт высота звука. В первом приближении субъективная высота звука пропорциональна логарифму частоты - согласно закону Вебера-Фехнера . Звук, обладающий определённой высотой, в музыке называется тоном.

Основные сведения

Высота звука - субъективное качество слухового ощущения, наряду с громкостью и тембром , позволяющее располагать все звуки по шкале от низких к высоким. Для чистого тона она зависит главным образом от частоты (с ростом частоты высота звука повышается), но при субъективном восприятии также и от его интенсивности - при возрастании интенсивности высота звука кажется ниже . Высота звука со сложным спектральным составом зависит от распределения энергии по шкале частот.

Единицами измерения высоты звука в музыке являются тон , полутон , цент .

Также высоту звука измеряют в мелах - шкале высот, разность между которыми слушатель воспринимает как равную. Тону с частотой 1 кГц и звуковым давлением 2·10 −3 Па приписывают высоту 1000 мел; в диапазоне 20 Гц - 9000 Гц укладывается около 3000 мел. Измерение высоты произвольного звука основано на способности человека устанавливать равенство высот двух звуков или их отношение (во сколько раз один звук выше или ниже другого).

Измерение

Высота звука измеряется по относительной шкале: октавы, внутри октав - ноты. Октава - это музыкальный интервал, соответствующий отношению частот двух звуков, равному 2. (То есть для ноты с тем же названием в следующей октаве частота, выраженная в герцах, будет ровно в 2 раза выше, чем в текущей октаве).

Внутри октавы наименьший музыкальный интервал - полутон (музыкальный интервал между двумя ближайшими нотами в октаве, приблизительно соответствующий отношению частот двух звуков, равному . «Приблизительно», потому что в природе ноты внутри октавы расположены неравномерно (см. Пифагорейский строй , комма).

Соответствие нот в октавах конкретным частотам (в герцах) задаётся стандартами.

Во всём диапазоне значений высот их получить можно с помощью интервалов между короткими импульсами, например одиночными отсчётами интенсивности в дискретном времени t = ndt, где dt =22,7 мкс.

Звук с кажущейся постоянно повышающейся или понижающейся высотой - один из видов акустических иллюзий - называется тоном Шепарда .

Частотные сигналы сложного спектра без основной частоты (первой гармоники в спектре) называются резидуальными. Восприятие высоты частотного сигнала совпадает с восприятием высоты резидуальной версии такого же сигнала.

Примечания

Литература

• Газарян С. В мире музыкальных инструментов: Кн. для учащихся ст. классов. - 2-е изд. - М.: Просвещение, 1989. - 192 с.: ил.

См. также

• Критическая полоса слуха
• Изменение высоты звука (англ. )

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Высота звука" в других словарях:

Форма восприятия человеком частоты колебаний звучащего тела. С ростом частоты высота звука увеличивается. * * * ВЫСОТА ЗВУКА ВЫСОТА ЗВУКА, качество звука, форма восприятия человеком частоты колебаний звучащего тела. С ростом частоты высота звука… … Энциклопедический словарь

высота звука - субъективное качество звуков, обусловленное их частотой. По частоте звуки могут определяться как низкие или высокие. Словарь практического психолога. М.: АСТ, Харвест. С. Ю. Головин. 1998. высота звука … Большая психологическая энциклопедия

Качество звука, форма восприятия человеком частоты колебаний звучащего тела. С ростом частоты высота звука увеличивается … Большой Энциклопедический словарь

Качество звука, определяемое человеком субъективно на слух и зависящее в осн. от частоты звука. С ростом частоты В. з. увеличивается (т. е. звук становится «выше»), с уменьшением частоты понижается. В небольших пределах В. з. изменяется также в… … Физическая энциклопедия

Субъективное качество звуков, обусловленное их частотой, т.е. числом колебаний в секунду. На этом основании звуки могут быть определены как низкие или высокие. В качестве единицы высоты звука выступает мел … Психологический словарь

Высота звука - характеристика слухового восприятия, позволяющая распределить звуки по шкале от низких до высоких частот. Зависит преимущественно от частоты, но также от величины звукового давления и формы волны звука … Российская энциклопедия по охране труда

высота звука - Качественная характеристика звука по частоте колебаний, определяемая органолептическим методом при помощи слуха. [ГОСТ 24415 80] Тематики пианино … Справочник технического переводчика

ВЫСОТА ЗВУКА - ВЫСОТА ЗВУКА. Субъективная характеристика восприятия звуков, определяемая их частотой (числом колебаний в единицу времени). Эта количественная характеристика слухового ощущения позволяет расположить звуки от низких к высоким. См. слух, тембр.… … Новый словарь методических терминов и понятий (теория и практика обучения языкам)

Если малыша, конечно такого, который слышал раньше, как играют на рояле, видел вблизи клавиши, попросить изобразить на инструменте птичку, то он начнет быстро перебирать клавиши на правой стороне клавиатуры, чтобы получить высокие звуки. Если же… … Музыкальный словарь

высота звука - зависит не только от частоты основного тона, но и от ряда дополнительных факторов, таких, как громкость, длительность и спектральный состав звучания. Высота звука сложного сигнала определяется самой низкой (основной) частотой, или присутствующей… … Русский индекс к Англо-русскому словарь по музыкальной терминологии

Еще одним качеством звука, которое может различать человек, является высота тона. Например, легко отличить писк комара от гудения шмеля. Звук летящего комара называют высоким тоном, а гудение шмеля - низким тоном. Покажем с помощью опыта, что высота тона является объективным качеством звука и однозначно определяется частотой колебаний в звуковой волне. Приведем во вращение зубчатые колеса одинакового диаметра, но имеющие разное число зубцов (рис. 25.4). Поочередно прижимая небольшой кусок картона к зубцам этих колес, можно установить, что высота тона повышается при увеличении частоты колебаний картона.

Звук, соответствующий строго определенной частоте колебаний, называют тоном. Качество звука, которое определяется частотой колебаний, характеризуют высотой тона, причем большей частоте колебаний соответствует более высокий тон.

В некоторых случаях высоту тона характеризуют длиной звуковых волн в воздухе (§ 24.17). Действительно, из формулы (24.23) для воздуха при 0°С получаем

Из этой формулы видно, что более высокому тону соответствует болег короткая длина волны. Характеризуя высоту тона длиной волны, следует помнить, что к еще зависит и от среды. Поэтому в

различных средах одному и тому же тону соответствуют неодинаковые длины волн. Нетрудно сообразить, что большая длина волны будет соответствовать среде с большей скоростью распространения звуковых волн.

Помимо громкости и высоты тона, существует еще одно качество звука, которое может различать человек. Качество звука, которое позволяет определять источник звука, называют тембром. Так, по тембру звука мы узнаем, кто говорит, кто поет или на каком инструменте играют. Причина различных тембров звука следующая.

Каждый источник звука создает стоячие волны. Например, струна колеблется как одно целое и издает определенный тон, который называют основным тоном или первой гармоникой (§ 24.22). Кроме того, на струне образуются еще добавочные стоячие волны, подобные изображенным на рис. 24.22, создающие дополнительные тоны других частот, кратных частоте основного тона. Их называют высшими гармоническими тонами или обертонами.

Каждый источник звука имеет свой набор обертонов с различной относительной громкостью (с различной амплитудой), т. е. имеет свой спектр (24.22). Этой создает характерный оттенок (тембр) его звука, позволяющий отличать его от звуков, создаваемых другими источниками, даже при одинаковой высоте основного тона. Заметим, что наиболее чистый звук, соответствующий определенному тону, создают камертоны. Поэтому ими пользуются для воспроизведения звуков определенной частоты, например, при настройке музыкальных инструментов.

Часто встречаются сложные звуки, в которых нельзя выделить отдельные тоны. Такие звуки называют шумом.