19.07.2019

Звук. Основные характеристики

Звук – это физическое явление, которое можно описать как распространение в виде волн механических колебаний в определенной среде. Среда распространения может быть твердой, жидкой или газообразной. Скорость распространения зависит от плотности среды и может сильно отличаться в различных средах. Звуки, которые слышит человек, распространяются в воздухе, а скорость их распространения зависит от температуры, влажности, ветра и других факторов. Однако приблизительная скорость распространения звука в воздухе составляет 340 метров в секунду.

Представьте волны, которые появляются на поверхности воды, если в воду бросить камень. Отличие распространения звуковых волн состоит в том, что на воде мы видим распространение волн в двухмерной среде, а звук распространяется в трехмерной среде.

Основные характеристики звука

Теперь посмотрим на упрощенное графическое отображение звуковой волны (отображение двухмерное, но мы помним, что говорим о трехмерном явлении).

Ось X – это время.

Ось Y – амплитуда колебания волны. От амплитуды зависит громкость звука. Громкость не может быть отрицательной. Соответственно, волна ниже оси X не имеет отрицательную громкость. Самый тихий звук находится не в самой нижней точке, а на уровне оси Х.

Период T – время, которое необходимо на 1 полный цикл колебания. Период можно разделить на 2 половины – в одной положительная амплитуда, в другой - отрицательная.

Пиковое значение – максимальная точка положительной амплитуды колебания звуковой волны (также есть и отрицательное пиковое значение).

Среднее значение (mean value) – это среднее значение положительной амплитуды колебания волны (полпути до пикового значения).

Эффективная величина или RMS (Root Mean Square) – это среднеквадратическое значение амплитуды. Очень важное значение, поскольку человеческое ухо не слышит пикового значения. Громкость звука, которое воспринимает человеческое ухо, приблизительно равна RMS.

Частота

Частота (frequency) показывает количество периодов колебания звуковой волны за одну секунду и измеряется в Герцах (Hz). Чем выше частота, тем больше периодов колебания делает волна. Соответственно, чем выше звук, тем больше колебаний.

Человек слышит звуки в диапазоне от 20Hz до 20 000 Hz (20kHz). Звуки выше и ниже этого диапазона, конечно, существуют, просто человек их не слышит.

Звук может быть простым, то есть состоящим из одного сигнала.

Или сложным, то есть состоящим из нескольких простых сигналов, звучащих с разными амплитудами и частотами.


Замечательно, мы разобрались с таким понятием как звук и его основными характеристиками. Далее возникает вопрос, каким образом можно записать и воспроизводить звук на акустических системах? Об аналоговом звуке и принципах работы аналоговых устройств пойдет речь в следующей статье.


← Назад