Дууны долгион гэдэг нь хийн, шингэн, хатуу орчинд үүсэх долгион нь хүний сонсголын эрхтэнд хүрэхэд дуу авиа мэт мэдрэгддэг долгионы процесс юм. Эдгээр долгионы давтамж нь секундэд 20-20,000 хэлбэлзэлтэй байдаг. Бид дууны долгионы томъёог өгч, түүний шинж чанарыг илүү нарийвчлан авч үздэг.
Яагаад дууны долгион байдаг вэ?
Дууны долгион гэж юу болохыг олон хүмүүс гайхдаг. Дууны мөн чанар нь уян харимхай орчинд цочрол үүсэхэд оршино. Жишээлбэл, агаарын тодорхой эзэлхүүнтэй шахалтын хэлбэрээр даралтын цочрол үүсэх үед энэ хэсэг нь орон зайд тархах хандлагатай байдаг. Энэ үйл явц нь эх үүсвэртэй зэргэлдээх газруудад агаарыг шахахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь бас тэлэх хандлагатай байдаг. Энэ процесс нь хүний чих гэх мэт зарим хүлээн авагчид хүрэх хүртэл илүү их орон зайг хамардаг.
Дууны долгионы ерөнхий шинж чанар
Дууны долгион гэж юу болох, түүнийг хүний чих хэрхэн хүлээн авдаг талаар авч үзье. Дууны долгионуртааш, энэ нь чихний бүрхүүлд орохдоо тодорхой давтамж, далайцтай чихний бүрхэвчийг чичиргээ үүсгэдэг. Та мөн эдгээр хэлбэлзлийг мембрантай зэргэлдээх агаарын бичил эзэлхүүн дэх даралтын үечилсэн өөрчлөлтөөр илэрхийлж болно. Нэгдүгээрт, энэ нь атмосферийн хэвийн даралттай харьцуулахад нэмэгдэж, дараа нь гармоник хөдөлгөөний математик хуулиудыг дагаж буурдаг. Агаарын шахалтын өөрчлөлтийн далайц, өөрөөр хэлбэл дууны долгионы үүсгэсэн хамгийн их буюу хамгийн бага даралтын атмосферийн даралт хоорондын зөрүү нь дууны долгионы далайцтай пропорциональ байна.
Хүний чихэнд гэмтэл учруулахгүйгээр мэдрэх хамгийн их даралт нь 2800 мкН/см2 гэдгийг физикийн олон туршилтаар харуулсан. Харьцуулбал дэлхийн гадаргын ойролцоох атмосферийн даралт 10 сая мкН/см2 байна гэж бодъё. Даралт ба хэлбэлзлийн далайцын пропорциональ байдлыг харгалзан үзвэл сүүлчийн утга нь хамгийн хүчтэй долгионы хувьд ч ач холбогдолгүй гэж хэлж болно. Хэрэв бид дууны долгионы уртын тухай ярих юм бол секундэд 1000 чичиргээний давтамжийн хувьд энэ нь сантиметрийн мянганы нэг байх болно.
Хамгийн сул дуу чимээ нь 0.001μN/cm2 дарааллын даралтын хэлбэлзэл үүсгэдэг, 1000 Гц давтамжийн долгионы хэлбэлзлийн далайц нь 10- 9см, харин агаарын молекулын дундаж диаметр 10-8 см, өөрөөр хэлбэл хүний чих маш мэдрэмтгий эрхтэн юм.
Дууны долгионы эрчмийн тухай ойлголт
ГеометртэйДууны долгионы үүднээс энэ нь тодорхой хэлбэрийн чичиргээ, физикийн үүднээс авч үзвэл дууны долгионы гол шинж чанар нь энерги дамжуулах чадвар юм. Долгионы энергийг дамжуулах хамгийн чухал жишээ бол нарны цацрагийн цахилгаан соронзон долгион нь манай гаригийг бүхэлд нь эрчим хүчээр хангадаг.
Дууны долгионы эрчмийг физикийн шинжлэх ухаанд долгионы тархалтад перпендикуляр нэгж гадаргуу, нэгж хугацаанд дамжуулж буй энергийн хэмжээг хэлнэ. Товчхондоо долгионы эрчим нь нэгж талбайгаар дамждаг түүний хүч юм.
Дууны долгионы хүчийг ихэвчлэн децибелээр хэмждэг бөгөөд энэ нь үр дүнг практикт шинжлэхэд тохиромжтой логарифмын масштаб дээр суурилдаг.
Янз бүрийн дууны эрчим
Дараах децибелийн хэмжүүр нь дууны янз бүрийн эрчмийн утга, үүнээс үүдэлтэй мэдрэмжийн талаархи санааг өгдөг:
- таагүй, таагүй мэдрэмжийн босго нь 120 децибелээс (дБ);
- тах алх 95 дБ дуу чимээ үүсгэдэг;
- өндөр хурдны галт тэрэг - 90 дБ;
- замын хөдөлгөөний гудамж - 70 дБ;
- хүмүүс хоорондын ердийн ярианы хэмжээ 65 дБ;
- Дунд хурдтай явж байгаа орчин үеийн машин 50 дБ дуу чимээ үүсгэдэг;
- радиогийн дундаж дууны хэмжээ - 40 дБ;
- чимээгүй яриа - 20 дБ;
- модны навчны чимээ - 10 дБ;
- Хүний дууны мэдрэмжийн хамгийн бага босго нь 0 дБ-тэй ойролцоо байна.
Хүний чихний мэдрэмж нь үүнээс хамаардагдууны давтамж ба 2000-3000 Гц давтамжтай дууны долгионы хамгийн их утга юм. Энэ давтамжийн муж дахь дууны хувьд хүний мэдрэх чадварын доод босго нь 10-5 дБ байна. Заасан интервалаас их, бага давтамж нь мэдрэмжийн доод босго нэмэгдэхэд хүргэдэг бөгөөд ингэснээр хүн 20 Гц ба 20,000 Гц-ийн ойролцоо давтамжийг зөвхөн хэдэн арван дБ-ийн эрчимтэй сонсдог.
Эрчний дээд босгоны хувьд дуу чимээ нь хүнд таагүй байдал үүсгэж, тэр байтугай өвдөлтийг үүсгэж эхэлдэг бол энэ нь бараг давтамжаас хамаардаггүй бөгөөд 110-130 дБ-ийн хооронд байдаг гэж хэлэх хэрэгтэй..
Дууны долгионы геометрийн шинж чанар
Бодит дууны долгион гэдэг нь энгийн гармоник чичиргээнд задардаг уртрагийн долгионы цогц хэлбэлзэл юм. Ийм хэлбэлзэл бүрийг геометрийн үүднээс дараах шинж чанаруудаар дүрсэлдэг:
- Дамплитуд - долгионы хэсэг бүрийн тэнцвэрт байдлаас хамгийн их хазайлт. Энэ утгын хувьд A. тэмдэглэгээ
- Үе. Энэ нь энгийн долгион бүрэн хэлбэлзэлээ дуусгахад шаардагдах хугацаа юм. Энэ хугацааны дараа долгионы цэг бүр өөрийн хэлбэлзлийн процессыг давтаж эхэлдэг. Хугацааг ихэвчлэн T үсгээр тэмдэглэж, SI системд секундээр хэмждэг.
- Давтамж. Энэ нь өгөгдсөн долгион секундэд хэдэн хэлбэлзэл хийж байгааг харуулдаг физик хэмжигдэхүүн юм. Энэ нь утгаараа тухайн үеийн эсрэг утга юм. Үүнийг латин f үсгээр тэмдэглэв. Дууны долгионы давтамжийн хувьд түүнийг үе дамжин тодорхойлох томъёо нь дараах байдалтай байна: f=1/T.
- Долгионы урт нь нэг хэлбэлзлийн хугацаанд туулсан зай юм. Геометрийн хувьд долгионы урт нь синусоид муруй дээрх хамгийн ойрын хоёр максимум эсвэл хамгийн ойр хоёр минимумын хоорондох зай юм. Дууны долгионы хэлбэлзлийн урт гэдэг нь долгион хөдөлж буй орон зайд агаарын шахалтын хамгийн ойрын эсвэл ховор тохиолддог газруудын хоорондох зай юм. Үүнийг ихэвчлэн Грекийн λ үсгээр тэмдэглэдэг.
- Дууны долгионы тархалтын хурд нь нэгж хугацаанд давалгааны шахалтын хэсэг эсвэл ховор тохиолддог талбайн тархах зай юм. Энэ утгыг v үсгээр тэмдэглэнэ. Дууны долгионы хурдны хувьд томъёо нь: v=λf.
Цэвэр дууны долгионы геометр, өөрөөр хэлбэл тогтмол цэвэр байдлын долгион нь синусоид хуулинд захирагддаг. Ерөнхий тохиолдолд дууны долгионы томъёо нь: y=Asin(ωt), энд y нь долгионы өгөгдсөн цэгийн координатын утга, t нь цаг хугацаа, ω=2pif юм. мөчлөгийн хэлбэлзлийн давтамж.
Тогтмол дуу чимээ
Дууны олон эх үүсвэрийг үе үе гэж үзэж болно, тухайлбал, гитар, төгөлдөр хуур, лимбэ зэрэг хөгжмийн зэмсгийн дуу чимээ, гэхдээ байгальд маш олон тооны дуу чимээ байдаг бөгөөд тэдгээр нь цаг хугацааны давтамжтай, өөрөөр хэлбэл дууны чичиргээ өөрчлөгддөг. тэдгээрийн давтамж ба орон зай дахь хэлбэр. Техникийн хувьд ийм төрлийн дуу чимээг чимээ шуугиан гэж нэрлэдэг. тодАпериод дууны жишээ бол хотын чимээ шуугиан, далайн чимээ, бөмбөр гэх мэт цохиур хөгжмийн зэмсгийн дуу чимээ болон бусад.
Дууны тархалтын орчин
Фотонууд нь тархахад ямар нэгэн материаллаг орчин шаарддаггүй цахилгаан соронзон цацрагаас ялгаатай нь дууны мөн чанар нь түүний тархалтад тодорхой орчин шаардлагатай байдаг, өөрөөр хэлбэл физикийн хуулиудын дагуу дууны долгион нь дууны долгион нь тархах боломжгүй юм. вакуумд тархах.
Дуу нь хий, шингэн болон хатуу биетээр дамждаг. Дунд орчинд тархах дууны долгионы үндсэн шинж чанарууд нь дараах байдалтай байна:
- долгион шугаман тархдаг;
- энэ нь нэгэн төрлийн орчинд бүх чиглэлд жигд тархдаг, өөрөөр хэлбэл дуу чимээ нь эх үүсвэрээс салж, төгс бөмбөрцөг гадаргуу үүсгэдэг.
- дууны далайц, давтамжаас үл хамааран долгион нь тухайн орчинд ижил хурдтай тархдаг.
Төрөл бүрийн хэвлэл мэдээллийн хэрэгсэл дэх дууны долгионы хурд
Дууны тархалтын хурд нь долгион хөдөлж буй орчин ба температур гэсэн хоёр үндсэн хүчин зүйлээс хамаарна. Ерөнхийдөө дараах дүрмийг баримтална: орчин нь нягт, температур өндөр байх тусам дуу чимээ илүү хурдан хөдөлдөг.
Жишээлбэл, дэлхийн гадаргын ойролцоо 20 ℃ температур, 50% чийгшилтэй агаарт дууны долгионы тархах хурд 1235 км/ц буюу 343 м/с байна. Өгөгдсөн температурт усанд дуу чимээ 4.5 дахин хурдан тархдаг5735 км/цаг буюу 1600 м/с хурдтай байна. Дууны хурд нь агаарын температураас хамаарах тухайд Цельсийн градус тутамд температур нэмэгдэх тусам 0.6 м/с-ээр нэмэгддэг.
Тембр ба өнгө
Хэрэв чавхдас эсвэл металл хавтанг чөлөөтэй чичиргээг зөвшөөрвөл өөр өөр давтамжийн дуу чимээ гарна. Тодорхой давтамжийн дуу чимээ гаргадаг биеийг олох нь маш ховор байдаг, ихэвчлэн объектын дуу чимээ нь тодорхой интервалд давтамжтай байдаг.
Дууны тембр нь түүнд агуулагдах гармоникуудын тоо болон тус тусын эрч хүчээр тодорхойлогддог. Тембр бол субъектив үнэ цэнэ, өөрөөр хэлбэл энэ нь дуугарч буй объектыг тодорхой хүнээр хүлээн авах явдал юм. Тембр нь ихэвчлэн дараах шинж тэмдгээр тодорхойлогддог: өндөр, гялалзсан, аятай, уянгалаг гэх мэт.
Ая нь дууны мэдрэмж бөгөөд үүнийг өндөр, бага гэж ангилах боломжтой. Энэ үнэ цэнэ нь бас субъектив бөгөөд ямар ч хэрэгслээр хэмжих боломжгүй. Өнгө нь объектив хэмжигдэхүүн - дууны долгионы давтамжтай холбоотой боловч тэдгээрийн хооронд хоёрдмол утгагүй хамаарал байдаггүй. Жишээлбэл, тогтмол эрчимтэй нэг давтамжтай дууны хувьд давтамж нэмэгдэхийн хэрээр аялгуу нэмэгддэг. Хэрэв дууны давтамж тогтмол хэвээр байгаа ч эрч хүч нэмэгдвэл өнгө аяс багасна.
Дууны эх үүсвэрийн хэлбэр
Механикаар чичирч дуу авиа үүсгэдэг биеийн хэлбэрийн дагуу дууны долгионы гурван үндсэн эх үүсвэр байдаг:
- Цэг эх сурвалж. Энэ нь бөмбөрцөг хэлбэртэй дууны долгион үүсгэдэг бөгөөд эх үүсвэрээс холдох тусам хурдан задардаг (эх үүсвэрээс зайг хоёр дахин нэмэгдүүлсэн тохиолдолд ойролцоогоор 6дБ).
- Мөрийн эх сурвалж. Энэ нь цилиндр хэлбэртэй долгион үүсгэдэг бөгөөд эрчим нь цэгийн эх үүсвэрээс илүү удаан буурдаг (эх үүсвэрээс зайг хоёр дахин нэмэгдүүлэх бүрт эрчим нь 3 дБ-ээр буурдаг).
- Хавтгай эсвэл хоёр хэмжээст эх сурвалж. Энэ нь зөвхөн тодорхой чиглэлд долгион үүсгэдэг. Ийм эх үүсвэрийн жишээ бол цилиндр дотор хөдөлж буй поршений юм.
Цахим дууны эх сурвалж
Дууны долгион үүсгэхийн тулд электрон эх үүсвэрүүд цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдлийн улмаас механик чичиргээг гүйцэтгэдэг тусгай мембран (чанга яригч) ашигладаг. Эдгээр эх сурвалжид дараах зүйлс орно:
- төрөл бүрийн дискний тоглуулагч (CD, DVD болон бусад);
- кассет бичигч;
- радио;
- ТВ болон бусад.
