Dźwięk
Z Wikipedii
Dźwięk – wrażenie słuchowe spowodowane falą akustyczną rozchodzącą się w ośrodku sprężystym (ciele stałym, płynie, gazie). Częstotliwości fal, które są słyszalne dla człowieka, zawarte są w paśmie między wartościami granicznymi od ok. 16-20 Hz do ok. 16-20 kHz.
Spis treści |
[edytuj] Dźwięki słyszalne
Używa się też terminu dźwięki słyszalne – na określenie dźwięków z zakresu częstotliwości i natężeń, które rejestruje człowiek, dla odróżnienia od dźwięków zbyt cichych bądź zbyt niskich (bliskie infradźwięki) lub zbyt wysokich (na pograniczu ultradźwięków), by mogły być zarejestrowane przez ludzkie ucho przeciętnego człowieka.
Człowiek, jak i zwierzęta, odbiera dźwięki słyszalne poprzez zmysł nazywany słuchem, którego narządem są uszy. Natężenie dźwięku można wyrazić w postaci powierzchniowej gęstości mocy fali akustycznej w (W m-2), jednak powszechniejsze i wygodniejsze jest podawanie wartości poziomu natężenia dźwięku, czyli we względnej skali logarytmicznej, której jednostką jest decybel. Jeszcze inną skalą, która uwzględnia fizjologię ludzkiego ucha, jest skala głośności mierzonej w fonach.
Dźwięki słyszalne przez poszczególnych ludzi mogą różnić się zarówno w zakresie częstotliwości, jak i głośności. Regułą jest, że wraz z wiekiem zakres częstotliwości się zawęża (dotyczy to szczególnie częstotliwości wysokich) oraz podnosi się dolna granica poziomu głośności słyszanych dźwięków. Zjawisko niedosłuchu dotyka ostatnio coraz częściej również młodych ludzi, z powodu powszechnego użycia słuchawek dousznych.
Istoty żywe przetwarzają dźwięki w określony sposób. Pierwszy etap to rejestracja wartości ciśnienia w funkcji czasu. Następnie dźwięk jest analizowany - wydzielany jest ton podstawowy (decydujący o słyszanej wysokości dźwięku) i wyższe składowe harmoniczne, których amplitudy decydują o barwie dźwięku. Analiza taka jest możliwa, ponieważ każdą, dowolnie skomplikowaną falę można rozłożyć na składowe sinusoidalne. Z matematycznego punktu widzenia operacja taka nazywa się transformacją Fouriera. Gdy dźwięk składa się z wielu składowych, każdej składowej można przypisać określone parametry — amplitudę, fazę oraz częstotliwość. Następnie uzyskane wartości amplitudy są poddawane logarytmowaniu (zgodnie z Prawem Webera-Fechnera), dzięki czemu słabe dźwięki są tak samo rozróżnialne jak silne. W efekcie mózg uzyskuje strumień danych, który reprezentuje najważniejsze cechy dźwięku (głośność, wysokość, barwę). Człowiek używa tej metody do rozpoznawania mowy mimo występowania silnych zakłóceń (np. rozmowa w tłumie).
[edytuj] Inne przejawy fali akustycznej
Drgania akustyczne, których częstotliwość jest tak mała, że nie są słyszalne nazywamy infradźwiękami (niższe niż 16 Hz), zaś te których częstotliwość jest większa od granicznej, również niesłyszalne, nazywamy ultradźwiękami (wyższe od 20kHz). Dźwięk, jako rozprzestrzeniające się drgania cząsteczek, może rozchodzić się tylko w ośrodku sprężystym jako fala dźwiękowa.
[edytuj] Historia rejestracji dźwięku
Pierwszego zapisu dźwięku za pomocą urządzenia zwanego fonografem dokonał w 1877 r. Amerykanin Thomas Alva Edison. Drgająca membrana przechwytywała dźwięki i przekazywała je do igły żłobiącej spiralny rowek w obracającym się wałku pokrytym metalową folią. Ponowne przejście igły wzdłuż wyrytych na wałku rowków umożliwiało wprawienie w ruch innej membrany połączonej z tubą głosową.
Obecnie na podstawie wiedzy o właściwościach słuchu stało się możliwe zaprojektowanie komputerowych formatów rejestracji dźwięku jak MP3, które zapisują muzykę w mniejszej ilości informacji niż format plików WAV. Format ten jest silnie stratny, ale wyeliminowana informacja jest nieistotna, ponieważ nie jest rejestrowana przez ucho przeciętnego człowieka.
[edytuj] Cechy dźwięku
Do podstawowych cech dźwięku możemy zaliczyć:
Cechy te związane są ściśle z odpowiednimi parametrami fali akustycznej.
[edytuj] Klasyfikacja dźwięków ze względu na barwę
- mające określoną wysokość
- nie mające określonej wysokości
