Otázka: oplatí sa kúpiť zvukovú kartu, ak je vstavaný zvukový systém
je tam optická mechanika. Ak je prenos cez optiku, je rozdiel s
vstavaná zvukovuha, alebo so samostatným, cool zvuková karta?

1. Hardvérová a softvérová časť:

Ak nehovoríme o vstavaných softvérových kodekoch štandardov AC97 a HDaudio, potom je zvuková karta v počítači potrebná hlavne na implementáciu mnohých zvukových algoritmov, ako je EAX (napríklad od spoločnosti Creative), na zvýšenie realizmu, hlasitosti, zohľadniť vlastnosti vizuálneho prostredia v reálnom čase a opraviť zodpovedajúce zvukové parametre. Napríklad kráčate v nejakom hororovom príbehu po chodbe a zvuk zodpovedá charakteristike odrazu od betónových stien, doslova kráča a je hmatateľný. Potom vyjdite do veľkej siene a tu sa zmení reverb, posunú sa charakteristiky ekvalizácie atď. atď. Nie je to také nápadné ako vizuál, ale v hrách s vysoko kvalitným soundtrackom to dodáva značnú dávku dramatickosti. Špecializované herné zvukové karty spracovávajú všetky tieto efekty na hardvérovej úrovni pomocou čipov, akými sú EMU10K, EMU20K atď., Vďaka čomu sa CPU zbaví ďalších výpočtov efektov. Ak herný engine vo vašom počítači takéto zariadenie nezistí, zobrazí zjednodušenú schému zvukových efektov, ktoré sa v skutočných parametroch nemusia líšiť od systému EAX alebo môžu byť oveľa nižšie. Je na vás, aby ste sa rozhodli, či je to potrebné, aj keď môžete v hrách prenášať zvuk h / w ZK a hudbu h / w externý USB DAC, prepínaním v dispečeri zvukové zariadenia alebo priamo v softvérovom prehrávači (niektoré majú túto možnosť);

2. Kvalita zvuku. Moderné špičkové (a drahé) zvukové karty GAME (existuje aj kategória profesionálnych zvukových kariet, ako sú tie, ktoré vyrábajú LYNX, M-AUDIO atď.), V zásade znejú na hudobnom materiáli na úrovni lacných externých USB DAC. Do určitej miery ich zachraňujú ovládače ASIO, ak existujú pre váš model zvukovej karty, ktoré umožňujú zvukovému toku obísť mlynček na mäso so softvérom Windows (Asio4all je softvérová barlička, ktorá tento problém nerieši). Pokiaľ ide o zvukový výstup zo zastaraných optických rozhraní SPDIF (rozhranie Sonny Phillips), TOSLINK (odkaz Toshiba) atď., Ich jedinou výhodou je obmedzenie a úplnosť akýchkoľvek možností. Ako to presnejšie popísať: „Môžete si kúpiť pokročilý kuchynský robot s kopou pleťových vôd a úprav, pomocou ktorých potrebujete aspoň porozumenie postupu, alebo môžete všetko naložiť do jednej šálky a stlačiť jedno tlačidlo, kde nože rozdrvia vašu zeleninu na určitú zaručenú hmotu, ale na akékoľvek úhľadné „kocky“, „slamky“ môžete okamžite zabudnúť. V skutočnosti sú tieto rozhrania možnosťou pripojenia bytového domu, ktorá zaručuje, že digitálny tok dosiahne DAC, a množstvo strát „na ceste“ bude minimalizované. Tento typ pripojenia sa používa už desaťročia možné problémy vyriešené už dávno a vo všeobecnosti je implementácia jednoduchšia a lacnejšia. S DAC zastaralým dizajnom alebo v DAC, kde výrobca uložil vysoko kvalitný USB prijímač, tento typ pripojenia niekedy ukazuje najlepší výsledok. Existuje však veľmi veľké ALE: rýchlosť týchto optických rozhraní je veľmi obmedzená a nie je potrebné hovoriť o žiadnom DSD alebo vážnom vysokom frekvencii (rýchlosť je zvyčajne obmedzená na 24 bitov 48 kHz). USB pripojenie má veľa možností implementácie, je to téma pre veľký samostatný článok, na počítači so systémom Windows vyžaduje aspoň pochopenie procesu a niektoré akcie používateľov na prispôsobenie softvéru rozhranie PC-USB DAC na zabezpečenie tzv. kvalita prenosu bit za bit (niektoré DAC majú dokonca špeciálnu indikáciu potvrdenia dosiahnutia tohto prenosového režimu). Nie je dôležité, ktorý USB prijímač je nainštalovaný v DAC a závisí od toho počet digitálnych fragmentov, ktoré počas cesty „vypadnú“. Ide o to, že je to zvukový tok cez USB, ktorý sa prenáša v zastaranom formáte PCM, v ktorom absolútne neexistujú také pokročilé čipy ako prenos údajov transakciou, prenos kontrolných súčtov dátových paketov atď., A preto v tomto prípade dáva to zmysel ako vo vysokokvalitných prijímačoch USB, tak aj vo vysokokvalitných kábloch spôsoby implementácie prenosu údajov (napríklad špičkový základné dosky existujú špecializované USB výstupy na pripojenie k externým DAC, v ktorých je napájacie vedenie ODPOJENÉ. napájanie +5 voltov a zvýši sa signál logickej nuly a jedna (v skutočnosti sa nula a jedna v USB líšia iba napätím)). Pokiaľ ide konkrétne o mikroobvody DAC, mali by byť poslednou vecou, ​​ktorej by ste mali venovať pozornosť! Nezáleží na tom, či má vaše zariadenie lacný Wolfson WM8741 alebo špičkový mikroobvod od Asahi Kasei, dôležitá je predovšetkým implementácia a prostredie, ktoré charakterizujú konečný zvuk o 90%. Keď píšu o skvelých DAC a že „lacné“ A produkuje žalostný pomer signálu k šumu 107 dB a pokročilý DAC B produkuje až 120 dB, začína to byť smiešne, pretože vo väčšine digitálnych majstrov je všetko, čo je nižšie 40 dB je jednoducho kastrovaných! Títo. v tejto oblasti nie sú žiadne hudobné informácie. To samozrejme neplatí pre vysokokvalitné hi-cuty vyrobené z analógových médií na vysokokvalitnom hardvéri rovnými rukami, ale stále ich musíte hľadať. Konkrétne Cambridge CXA80 je slušné zariadenie, ktoré znie obvyklým inteligentným „britským spôsobom“ (aj keď je tento blud a takzvaný „britský zvuk“ tiež veľa a veľmi odlišných), čo vo všeobecnom ponímaní znamená presnosť zafarbenia, ako čo najbližšie k zvuku originálu, dobré priestorové vlastnosti poskytované vysokokvalitnými obvodmi, prijateľný dynamický a rytmický výkon. Cambridge a Arcam sú takými generálmi pre „všetky časy“, ktoré síce pri každom fonograme nespôsobia búrku emócií, ale z počúvania prinesú potešenie. USB DAC v tomto zosilňovači je postavený na čipe WM8740, ktorý bol pred 10 až 15 rokmi jedným z najobľúbenejších a získal mnoho dobré recenzie(IMHO si to zaslúžilo) kvôli neutralite, nedostatku digitálnej ostrosti, okrem toho je v tomto zosilňovači implementovaný aspoň ľudsky, a nie ako chudobný príbuzný, ktorého pozývajú iba na pohreb. Títo. v nastavení založenom na tomto zosilňovači je celkom vhodný na pripojenie a primeraný úrovni zariadenia. Ak chcete viac emócií a jazdy, menej všestrannosti - pozrite sa na Atoll 100SE. Nemá DAC, phono stage ani ovládače tónov, ale za tú cenu je to jeden z najlepšie znejúcich zosilňovačov na trhu. Môžete sa pozrieť na YBA, čo sú tiež vynikajúce zariadenia. Opäť existujú dôstojní konkurenti tvárou v tvár Rega Elex, Naim 5si (odporučil by som Micromega, ale cena pre nich je teraz trochu chorá pre celú hlavu). Stručne povedané, výber je dosť rozsiahly. Od „Japoncov“ môžete venovať pozornosť dobrému Denonu 1520.

Riešime, či si kúpiť samostatné alebo externé zvukové karty. Pre platformy Mac a Win.

Často píšeme o kvalitnom zvuku. V prenosnom obale, ale desktopové rozhrania sú obídené. Prečo?

Stacionárna domáca akustika - predmet strašidelné holivary... Najmä v prípadoch, keď sa ako zdroj zvuku používajú počítače.

Väčšina používateľov počítačov zvažuje diskrétnu alebo externú zvukovú kartu záruka vysokokvalitného zvuku... Na vine je „svedomitý“ marketing, vytrvalo nás presviedčajúc o potrebe nákupu ďalšieho zariadenia.

Čo sa používa v počítači na výstup zvukového streamu

Vstavaný zvuk moderných základných dosiek a prenosných počítačov vysoko prevyšuje možnosti zvukovej analýzy priemerného duševne zdravého a technicky zdatného poslucháča. Na platforme nezáleží.

Niektoré základné dosky majú toho dosť vysokokvalitný integrovaný zvuk... Navyše sú založené na rovnakých prostriedkoch ako pri rozpočtových poplatkoch. Vylepšenie sa dosiahne oddelením zvukovej časti od ostatných prvkov pomocou kvalitnejšej základne prvkov.


Napriek tomu väčšina dosiek používa rovnaký kodek od spoločnosti Realtek. Stolné počítače Apple nie je výnimkou. Minimálne slušná časť z nich je vybavená Realtek A8xx.

Tento kodek (súbor logiky uzavretý v mikroobvode) a jeho modifikácie sú typické pre takmer všetky základné dosky vyvinuté pre Procesory Intel... Obchodníci tomu hovoria Intel HD Audio.

Merania kvality zvukovej cesty Realtek

Implementácia zvukových rozhraní veľmi závisí od výrobcu základnej dosky. Príklady kvality ukazujú veľmi dobré čísla. Napríklad test RMAA na zvukovú cestu Gigabyte G33M-DS2R:

Frekvenčný rozsah (od 40 Hz do 15 kHz), dB: +0,01, -0,09
Hladina hluku, dB (A): -92,5
Dynamický rozsah, dB (A): 91,8
Harmonické skreslenie,%: 0,0022
Intermodulačné skreslenie + šum,%: 0,012
Interpetícia kanálov, dB: -91,9
Intermodulácia pri 10 kHz,%: 0,0075

Všetky získané čísla si zaslúžia hodnotenie „veľmi dobré“ a „vynikajúce“. Nie každá externá mapa môže zobrazovať také výsledky.

Výsledky porovnávacích testov

Čas a vybavenie nám bohužiaľ nedovoľujú vykonať vlastné porovnávacie testovanie rôznych vstavaných a externých riešení.

Zoberme si preto to, čo už bolo pre nás urobené. V rozľahlosti siete napríklad nájdete údaje o dvojnásobnom vnútornom prevzorkovaní najobľúbenejších diskrétnych kariet zo série. Kreatívna X-Fi... Pretože sa týkajú obvodov, nechajte kontrolu na svojich pleciach.

A tu sú publikované materiály jeden veľký hardvérový projekt umožní vám veľa porozumieť. Pri vykonanom testovaní niekoľkých systémov od vstavaného kodeku po 2 doláre pred rozhodnutím audiofilov v roku 2000 boli získané veľmi zaujímavé výsledky.

Ukázalo sa to Realtek ALC889 nevykazuje najrovnomernejšiu frekvenčnú odozvu a poskytuje slušný rozdiel tónov - 1,4 dB pri 100 Hz. V skutočnosti však toto číslo nie je kritické.


A v niektorých implementáciách (to znamená v modeloch základných dosiek) úplne chýba - pozri obrázok vyššie. Všimnúť si to možno len pri počúvaní jednej frekvencie. V hudobnej skladbe ani zanietený audiofil nedokáže po správnom nastavení ekvalizéra rozlíšiť medzi diskrétnou kartou a vstavaným riešením, dokonca ani vášnivý audiofil.

Odborný názor

Vo všetkých našich slepých testoch sme neboli schopní rozlíšiť medzi 44,1 a 176,4 kHz alebo 16 a 24 bitovými záznamami. Podľa našich skúseností poskytuje pomer 16 bitov / 44,1 kHz najlepšiu kvalitu zvuku, akú môžete zažiť. Vyššie uvedené formáty len zbytočne žerú miesto a peniaze.

Prevzorkovanie stopy zo 176,4 kHz na 44,1 kHz pomocou kvalitného prevzorkovača zabraňuje strate detailov. Ak sa vám taká nahrávka dostala do rúk, zmeňte frekvenciu na 44,1 kHz a užívajte si.

Hlavnou výhodou 24-bitového oproti 16-bitovému je vyšší dynamický rozsah (144 dB oproti 98 dB), ale to je vlastne jedno. Mnoho moderných tratí zvádza hlasný boj dynamický rozsah umelo redukované aj vo výrobnom štádiu až na 8-10 bitov.

Moja karta znie zle. Čo robiť?

To všetko je veľmi presvedčivé. Pri práci s hardvérom som stihol otestovať veľa zariadení - stolných aj prenosných. Napriek tomu ako domáci hráč používam počítač s vstavaný čip Realtek.

Čo keď má zvuk artefakty a problémy? Nasleduj inštrukcie:

1) Vypnite všetky efekty na ovládacom paneli, v zelenom otvore v režime „2 kanály (stereo)“ umiestnite „line-out“.

2) V mixéri OS vypnite všetky nepotrebné vstupy, posuvníky hlasitosti - na maximum. Úpravy vykonávajte iba pomocou ovládača na reproduktore / zosilňovači.

3) Nainštalujte správny prehrávač. Pre Windows - foobar2000.

4) V ňom nastavíme „Kernel Streaming Output“ (musíte si stiahnuť ďalší doplnok), 24 bitov, prevzorkovanie softvéru (prostredníctvom PPHS alebo SSRC) na 48 kHz. Na výstup používame výstup WASAPI. Vypnite ovládanie hlasitosti.

Všetko ostatné je vecou vášho zvukového systému (reproduktory alebo slúchadlá). Koniec koncov, zvuková karta je v prvom rade DAC.

Aký je konečný súčet?

Realita je taká, že vo všeobecnom prípade diskrétna karta výrazne nezvyšuje kvalitu prehrávania hudby (to je prinajmenšom). Jeho výhody sú iba v pohodlí, funkčnosti a možno aj v stabilita.

Prečo všetky publikácie stále odporúčajú drahé riešenia? Jednoduchá psychológia - ľudia veria, že je potrebné zmeniť kvalitu práce počítačový systém treba niečo kúpiť pokročilý, drahý... V skutočnosti na všetko musíte použiť hlavu. A výsledok môže byť úžasný.

Vesmír nie je nič homogénne. Medzi rôznymi predmetmi sú mraky plynu a prachu. Sú to pozostatky výbuchov supernov a miesto pre vznik hviezd. V niektorých oblastiach je tento medzihviezdny plyn dostatočne hustý na šírenie zvukových vĺn, ale nie sú vnímavé na sluch človeka.

Je vo vesmíre zvuk?

Keď sa predmet pohybuje - či už vibruje na gitarovej strune alebo exploduje ohňostroj -, pôsobí na okolité molekuly vzduchu, ako keby na ne tlačil. Tieto molekuly narážajú na svojich susedov a tie zase na ďalšie. Pohyb sa šíri vzduchom ako vlna. Keď sa človek dostane k uchu, vníma to ako zvuk.

Keď zvuková vlna cestuje vzdušným priestorom, jej tlak kolíše hore a dole, ako morská voda v búrke. Čas medzi týmito vibráciami sa nazýva frekvencia zvuku a meria sa v hertzoch (1 Hz je jedna oscilácia za sekundu). Vzdialenosť medzi vrcholmi najvyššieho tlaku sa nazýva vlnová dĺžka.

Zvuk sa môže šíriť iba v prostredí, v ktorom vlnová dĺžka nie je väčšia ako priemerná vzdialenosť medzi časticami. Fyzici to nazývajú „podmienene voľná cesta“ - priemerná vzdialenosť, ktorú molekula prejde po zrážke s jednou a pred interakciou s ďalšou. Husté médiá teda môžu prenášať zvuky krátkych vlnových dĺžok a naopak.

Zvuky s dlhou vlnovou dĺžkou majú frekvencie, ktoré ucho vníma ako nízke tóny. V plyne s priemernou priemernou voľnou dráhou viac ako 17 m (20 Hz) budú zvukové vlny príliš nízke na to, aby ich ľudia vnímali. Hovorí sa im infrazvuky. Ak by existovali mimozemšťania s ušami, ktorí vnímajú veľmi nízke tóny, určite by vedeli, či sú vo vesmíre počuť zvuky.

Pieseň o čiernej diere

Vo vzdialenosti asi 220 miliónov svetelných rokov, v strede zhluku tisícov galaxií, hučí najnižšiu notu, akú kedy vesmír počul. 57 oktáv pod stredom C, čo je asi milión miliárd krát hlbšia frekvencia, akú môže človek počuť.

Najhlbší zvuk, ktorý môžu ľudia počuť, má cyklus približne jednej vibrácie každú 1/20 sekundy. Čierna diera v súhvezdí Perzeus má cyklus približne jeden kývanie každých 10 miliónov rokov.

To sa stalo známym v roku 2003, keď Chandra Space Telescope agentúry NASA objavil niečo v plyne plniacom klaster Perseus: koncentrované prstence svetla a tmy, ako vlnky v rybníku. Astrofyzici tvrdia, že ide o stopy neskutočne nízkych frekvencií zvukových vĺn. Najjasnejšie sú vrcholy vĺn, kde je najväčší tlak na plyn. Tmavšie prstence sú priehlbiny, kde je tlak nižší.

Zvuk, ktorý je vidieť

Horúci magnetizovaný plyn víri okolo čiernej diery ako voda víriaca okolo umývadla. Pohybom vytvára silné elektromagnetické pole. Dostatočne silný na to, aby urýchlil plyn blízko okraja čiernej diery na rýchlosť svetla a zmenil ho na obrovské výboje nazývané relativistické prúdy. Nútia plyn, aby sa otočil nabok v jeho ceste, a tento efekt spôsobuje strašidelné zvuky z vesmíru.

Cestujú klastrom Perseus viac ako stovky tisíc svetelných rokov od svojho zdroja, ale zvuk môže cestovať iba vtedy, ak je k dispozícii dostatok plynu na jeho prenos. Preto sa zastaví na okraji oblaku plynu plniaceho Perseus. To znamená, že na Zemi nie je možné počuť jeho zvuk. Je vidieť iba vplyv na oblak plynu. Vyzerá to, že sa pozeráte priestorom na zvukotesnú kameru.

Zvláštna planéta

Naša planéta vydá hlboké stonanie zakaždým, keď sa jej kôra pohne. Potom nie je pochýb o tom, či sa zvuky šíria priestorom. Zemetrasenie môže vibrovať atmosféru s frekvenciou jeden až päť Hz. Ak je dostatočne silný, môže posielať infrazvukové vlny atmosférou do vesmíru.

Samozrejme, neexistuje jasná hranica, kde končí zemská atmosféra a začína priestor. Vzduch postupne redne, až nakoniec úplne zmizne. Voľná ​​dráha molekuly je od 80 do 550 kilometrov nad zemským povrchom asi kilometer. To znamená, že vzduch v tejto výške je asi 59 -krát redší, než v akom by bolo možné počuť zvuk. Môže niesť iba dlhé infrazvukové vlny.

Keď v marci 2011 postihlo severovýchodné pobrežie Japonska zemetrasenie s magnitúdou 9,0, seizmografy po celom svete zaznamenali vlny putujúce Zemou a vibrácie spôsobujúce nízkofrekvenčné vibrácie v atmosfére. Tieto vibrácie prešli až na miesto, kde loď (Gravitačné pole) a stacionárny satelit Ocean Circulation Explorer (GOCE) porovnávajú gravitáciu Zeme na nízkej obežnej dráhe až 270 kilometrov nad povrchom. A satelit dokázal zaznamenať tieto zvukové vlny.

GOCE má veľmi citlivé palubné akcelerometre, ktoré riadia iónový motor. To pomáha udržať satelit na stabilnej obežnej dráhe. 2011, akcelerometre GOCE zistili vertikálny posun vo veľmi tenkej atmosfére okolo satelitu, ako aj zvlnené posuny tlaku vzduchu, keď sa šírili zvukové vlny zo zemetrasenia. Motory satelitu opravili výtlak a uložili údaje, ktoré sa stali akýmsi záznamom infrazvuku zemetrasenia.

Tento záznam bol zaradený do satelitných údajov, kým skupina vedcov pod vedením Rafaela F. Garciu tento dokument nezverejnila.

Prvý zvuk vo vesmíre

Ak by bolo možné vrátiť sa v čase, približne v prvých 760 000 rokoch po Veľkom tresku, bolo by možné zistiť, či je vo vesmíre zvuk. V tejto dobe bol vesmír taký hustý, že zvukové vlny sa mohli voľne šíriť.

Približne v tom istom čase začali prvé fotóny cestovať priestorom ako svetlo. Potom sa všetko konečne dostatočne ochladilo, aby kondenzovalo na atómy. Pred ochladením bol vesmír naplnený nabitými časticami - protónmi a elektrónmi - ktoré absorbovali alebo rozptýlili fotóny, častice, ktoré tvoria svetlo.

Dnes sa na Zem dostáva ako slabá žiara z mikrovlnného pozadia viditeľná iba veľmi citlivými rádiovými teleskopmi. Fyzici tomu hovoria CMB. Toto je najstaršie svetlo vo vesmíre. Odpovedá na otázku, či je v priestore zvuk. Reliktné žiarenie obsahuje záznam najstaršej hudby vo vesmíre.

Svetlo na pomoc

Ako vám svetlo pomôže zistiť, či je v priestore zvuk? Zvukové vlny sa šíria vzduchom (alebo medzihviezdnym plynom) ako kolísanie tlaku. Keď je plyn stlačený, zahrieva sa. V kozmickom meradle je tento jav taký intenzívny, že vznikajú hviezdy. A keď plyn expanduje, ochladí sa. Zvukové vlny šíriace sa raným vesmírom spôsobovali slabé kolísanie tlaku v plynnom prostredí, ktoré zase zanechávalo malé teplotné chyby odrazené v kozmickom mikrovlnnom pozadí.

Pomocou teplotných zmien dokázal fyzika Univerzity vo Washingtone John Kramer zrekonštruovať tieto desivé zvuky z vesmíru - hudbu rozpínajúceho sa vesmíru. Frekvenciu znásobil 10 až 26 krát, aby ho ľudské uši počuli.

Nikto teda v skutočnosti nepočuje krik vo vesmíre, ale budú existovať zvukové vlny pohybujúce sa v oblakoch medzihviezdneho plynu alebo vo vzácnych lúčoch vonkajšej atmosféry Zeme.

18. februára 2016

Svet domácej zábavy je pomerne rozmanitý a môže zahŕňať: sledovanie filmu na dobrom systéme domáceho kina; zábavné a vzrušujúce herný proces alebo počúvanie hudby. Každý si v tejto oblasti spravidla nájde niečo svoje, alebo kombinuje všetko naraz. Bez ohľadu na to, aké ciele má človek pri organizovaní svojho voľného času a bez ohľadu na extrémy - všetky tieto odkazy sú pevne spojené jedným jednoduchým a zrozumiteľným slovom - „zvuk“. Skutočne nás vo všetkých týchto prípadoch bude viesť zvuková stopa za držadlo. Táto otázka však nie je taká jednoduchá a triviálna, najmä v tých prípadoch, keď existuje túžba dosiahnuť vysokokvalitný zvuk v miestnosti alebo v iných podmienkach. Na to nie je vždy potrebné kupovať drahé hi-fi alebo hi-end komponenty (aj keď to bude veľmi užitočné), ale stačí dobrá znalosť fyzikálnej teórie, ktorá dokáže odstrániť väčšinu problémov, ktoré vznikajú každému, kto Cieľom je dosiahnuť vysokú kvalitu hlasu.

Ďalej bude zvážená teória zvuku a akustiky z hľadiska fyziky. V tomto prípade sa pokúsim urobiť to čo najprístupnejšie pre pochopenie akejkoľvek osoby, ktorá má možno ďaleko k znalosti fyzikálnych zákonov alebo vzorcov, ale napriek tomu vášnivo sníva o splnení sna o vytvorení dokonalého systému reproduktorov . Nepredpokladám, že na to, aby ste dosiahli dobré výsledky v tejto oblasti doma (alebo napríklad v aute), potrebujete tieto teórie dôkladne poznať, ale porozumením základov sa vyhnete mnohým hlúpym a absurdným chybám a umožníte tiež dosiahnete maximálny zvukový efekt zo systému. akejkoľvek úrovne.

Všeobecná teória zvuku a hudobná terminológia

Čo je zvuk? Toto je pocit, ktorý sluchový orgán vníma "ucho"(tento jav sám o sebe existuje bez účasti „ucha“ na procese, ale je jednoduchšie ho pochopiť), ku ktorému dochádza, keď je bubienok vzrušený zvukovou vlnou. Ucho v tomto prípade funguje ako "prijímač" zvukových vĺn rôznych frekvencií.
Zvuková vlna je to v podstate sekvenčná séria tesnení a výbojov média (najčastejšie vzduchového média za normálnych podmienok) rôznych frekvencií. Povaha zvukových vĺn je vibračná, spôsobená a produkovaná vibráciami akéhokoľvek tela. Vznik a šírenie klasickej zvukovej vlny je možné v troch elastických médiách: plynných, kvapalných a tuhých. Keď v jednom z týchto typov priestorov dôjde k zvukovej vlne, v samotnom prostredí sa nevyhnutne vyskytnú určité zmeny, napríklad zmena hustoty alebo tlaku vzduchu, pohyb častíc vzduchových hmôt atď.

Pretože zvuková vlna má oscilačný charakter, má takú charakteristiku ako frekvencia. Frekvencia merané v hertzoch (na počesť nemeckého fyzika Heinricha Rudolfa Hertza) a označuje počet kmitov za časové obdobie rovné jednej sekunde. Títo. napríklad frekvencia 20 Hz označuje cyklus 20 kmitov za jednu sekundu. Subjektívny koncept jeho výšky závisí aj od frekvencie zvuku. Čím viac zvukových vibrácií za sekundu vznikne, tým „vyšší“ zvuk sa zdá byť. Zvuková vlna má ešte jednu dôležitú vlastnosť, ktorá má názov - vlnová dĺžka. Vlnová dĺžka je obvyklé brať do úvahy vzdialenosť, ktorú zvuk určitej frekvencie prejde za obdobie rovné jednej sekunde. Napríklad vlnová dĺžka najnižšieho zvuku v počuteľnom rozsahu pre človeka pri 20 Hz je 16,5 metra a vlnová dĺžka najvyššieho zvuku 20 000 Hz je 1,7 centimetra.

Ľudské ucho je navrhnuté tak, aby bolo schopné vnímať vlny iba v obmedzenom rozsahu, približne 20 Hz - 20 000 Hz (v závislosti od charakteristík konkrétneho človeka je niekto schopný počuť trochu viac, niekto menej) . To teda neznamená, že zvuky pod alebo nad týmito frekvenciami neexistujú, ľudské ucho ich jednoducho nevníma, presahujúce hranice počuteľného rozsahu. Zvuk nad počuteľným rozsahom sa nazýva ultrazvuk, sa nazýva zvuk pod počuteľným rozsahom infrazvuk... Niektoré zvieratá sú schopné vnímať ultra a infra zvuky, niektoré dokonca používajú tento rozsah na orientáciu vo vesmíre (netopiere, delfíny). Ak zvuk prechádza médiom, ktoré nie je v priamom kontakte s ľudským sluchovým orgánom, potom takýto zvuk nemusí byť neskôr počuť alebo je výrazne oslabený.

V hudobnej terminológii zvuku existujú také dôležité označenia ako oktáva, tón a podtón zvuku. Oktáva znamená interval, v ktorom je frekvenčný pomer medzi zvukmi 1 až 2. Oktáva je zvyčajne veľmi dobre počuteľná, zatiaľ čo zvuky v tomto intervale sa môžu navzájom veľmi podobať. Oktávu možno nazvať aj zvukom, ktorý vibruje dvakrát viac ako iný zvuk v rovnakom časovom období. Napríklad 800 Hz nie je nič iné ako vyššia oktáva 400 Hz a 400 Hz je zase ďalšia oktáva zvuku 200 Hz. Oktáva sa zase skladá z tónov a podtónov. Premenné vibrácie v harmonickej zvukovej vlne jednej frekvencie vníma ľudské ucho ako hudobný tón... Vysokofrekvenčné vibrácie možno interpretovať ako zvuky s vysokým tónom, nízkofrekvenčné vibrácie ako zvuky s nízkym tónom. Ľudské ucho je schopné jasne rozlíšiť zvuky s rozdielom jedného tónu (až 4000 Hz). Napriek tomu sa v hudbe používa extrémne malý počet tónov. To sa vysvetľuje úvahami o princípe harmonickej súzvuku, všetko je založené na princípe oktáv.

Uvažujme o teórii hudobných tónov na príklade struny natiahnutej určitým spôsobom. Takáto struna, v závislosti od napínacej sily, bude mať „naladenie“ na akúkoľvek konkrétnu frekvenciu. Keď je tento reťazec ovplyvnený niečím s jednou určitou silou, ktorá spôsobí, že bude vibrovať, bude stabilne pozorovaný jeden určitý tón zvuku, budeme počuť požadovanú frekvenciu ladenia. Tento zvuk sa nazýva koreňový tón. Pre hlavný tón v hudobnej sfére je oficiálne akceptovaná frekvencia noty „A“ prvej oktávy, rovnajúca sa 440 Hz. Väčšina hudobných nástrojov však nikdy nereprodukuje čisté fundamentálne tóny, nevyhnutne ich sprevádza podtón, tzv podtóny... Tu je vhodné pripomenúť dôležitú definíciu hudobnej akustiky, koncept zvukového timbru. Timbre- je to vlastnosť hudobných zvukov, ktoré dodávajú hudobným nástrojom a hlasom ich jedinečnú rozpoznateľnú špecifickosť zvuku, aj keď porovnávame zvuky rovnakej výšky a hlasitosti. Tmavý tón každého hudobného nástroja závisí od distribúcie zvukovej energie v tónoch v okamihu, keď sa zvuk objaví.

Podtóny tvoria špecifické zafarbenie hlavného tónu, pomocou ktorého môžeme ľahko identifikovať a rozpoznať konkrétny nástroj, ako aj jasne odlíšiť jeho zvuk od iného nástroja. Podtóny sú dvoch typov: harmonické a neharmonické. Harmonické podtóny podľa definície sú násobky frekvencie tónu. Naopak, ak podtóny nie sú násobky a nápadne sa odlišujú od hodnôt, potom sa nazývajú neharmonický... V hudbe je operácia s viacnásobným podtextom prakticky vylúčená, preto sa tento termín redukuje na pojem „podtón“, čo znamená harmonický. Pri niektorých nástrojoch, napríklad pri klavíri, sa základný tón ani nestihne vytvoriť; v krátkom čase sa zvuková energia podtextu zvýši a potom sa rovnako rýchlo rozpadne. Mnoho nástrojov vytvára takzvaný efekt „prechodového tónu“, keď je energia určitých podtónov na maximum v určitom časovom bode, zvyčajne na úplnom začiatku, ale potom sa náhle zmení a prejde na iné podtóny. rozsah frekvencie každý nástroj je možné posudzovať oddelene a je zvyčajne obmedzený na základné frekvencie, ktoré je konkrétny nástroj schopný reprodukovať.

V teórii zvuku existuje niečo také ako HLUK. Hluk je akýkoľvek zvuk vytvorený súborom zdrojov, ktoré sú navzájom nekonzistentné. Každý je oboznámený so zvukom lístia stromov, kývania vetrom atď.

Od čoho závisí hlasitosť zvuku? Tento jav zjavne priamo závisí od množstva energie prenášanej zvukovou vlnou. Na stanovenie kvantitatívnych ukazovateľov hlasitosti existuje koncept - intenzita zvuku. Intenzita zvuku je definovaný ako tok energie, ktorý prešiel určitou oblasťou priestoru (napríklad cm2) za jednotku času (napríklad za sekundu). Pri bežnom rozhovore je intenzita asi 9 alebo 10 W / cm2. Ľudské ucho je schopné vnímať zvuky s pomerne širokým rozsahom citlivosti, pričom frekvenčná odozva je v rámci zvukového spektra heterogénna. Toto je najlepší spôsob, ako vnímať frekvenčný rozsah 1 000 Hz - 4 000 Hz, ktorý najrozšírenejšie pokrýva ľudskú reč.

Pretože zvuky majú tak veľkú intenzitu, je vhodnejšie ich chápať ako logaritmické veličiny a merať ich v decibeloch (podľa škótskeho vedca Alexandra Grahama Bella). Dolný prah sluchovej citlivosti ľudského ucha je 0 dB, horný 120 dB, nazýva sa tiež „prah bolesti“. Ľudské ucho vníma hornú hranicu citlivosti tiež nie rovnako, ale závisí od konkrétnej frekvencie. Nízkofrekvenčné zvuky musia byť oveľa intenzívnejšie ako vysokofrekvenčné zvuky, aby vyvolali prah bolesti. Napríklad prah bolesti pri nízkej frekvencii 31,5 Hz sa vyskytuje pri hladine zvuku 135 dB, keď pri frekvencii 2 000 Hz sa bolesť objaví už pri 112 dB. Existuje tiež koncept zvukového tlaku, ktorý v skutočnosti rozširuje obvyklé vysvetlenie šírenia zvukovej vlny vo vzduchu. Akustický tlak je premenlivý pretlak, ktorý vzniká v elastickom médiu v dôsledku prechodu zvukovej vlny.

Vlnová povaha zvuku

Aby ste lepšie porozumeli systému generovania zvukových vĺn, predstavte si klasický reproduktor umiestnený v trubici naplnenej vzduchom. Ak reproduktor robí prudký pohyb vpred, vzduch v bezprostrednej blízkosti difuzéra je na chvíľu stlačený. Potom sa vzduch roztiahne, čím sa stlačí oblasť stlačeného vzduchu pozdĺž potrubia.
Tento pohyb vlny bude následne zvukom, keď sa dostane do sluchového orgánu a „vzruší“ bubienok. Keď sa v plyne vyskytne zvuková vlna, vytvorí sa nadbytočný tlak, prebytočná hustota a častice sa pohybujú konštantnou rýchlosťou. O zvukových vlnách je dôležité pamätať na to, že hmota sa nepohybuje spolu so zvukovou vlnou, ale vzniká iba dočasné narušenie vzdušných hmôt.

Ak si predstavíme piest zavesený vo voľnom priestore na pružine a vykonávajúci opakujúce sa pohyby „tam a späť“, potom sa tieto kmity budú nazývať harmonické alebo sínusové (ak reprezentujeme vlnu vo forme grafu, dostaneme sa do tohto prípad najčistejšej sínusoidy s opakovanými poklesmi a stúpaniami). Ak si predstavíte reproduktora v potrubí (ako v príklade vyššie), ktorý robí harmonické vibrácie, potom v okamihu, keď sa reproduktor pohne „dopredu“, dosiahne sa už známy účinok kompresie vzduchu, a keď sa reproduktor „dozadu“ posunie, dosiahne sa opačný účinok vákua. V tomto prípade sa potrubím bude šíriť vlna striedavej kompresie a vzácnosti. Bude sa nazývať vzdialenosť pozdĺž potrubia medzi susednými maximami alebo minimami (fázami) vlnová dĺžka... Ak častice vibrujú rovnobežne so smerom šírenia vlny, potom sa vlna nazýva pozdĺžny... Ak oscilujú kolmo na smer šírenia, potom sa vlna nazýva priečny... Zvukové vlny v plynoch a kvapalinách sú zvyčajne pozdĺžne, ale v pevných látkach môžu vznikať vlny oboch typov. Šmykové vlny v pevných látkach vznikajú z odporu voči zmene tvaru. Hlavný rozdiel medzi týmito dvoma druhmi vĺn je v tom, že šmyková vlna má vlastnosť polarizácie (oscilácie sa vyskytujú v určitej rovine), zatiaľ čo pozdĺžna vlna nie.

Rýchlosť zvuku

Rýchlosť zvuku priamo závisí od vlastností prostredia, v ktorom sa šíri. Je určená (závislá) dvoma vlastnosťami média: pružnosťou a hustotou materiálu. Rýchlosť zvuku v pevných látkach priamo závisí od typu materiálu a jeho vlastností. Rýchlosť v plynných médiách závisí iba od jedného typu deformácie média: kompresie-zriedenia. Zmena tlaku vo zvukovej vlne nastáva bez výmeny tepla s okolitými časticami a nazýva sa adiabatická.
Rýchlosť zvuku v plyne závisí predovšetkým od teploty - zvyšuje sa so zvyšujúcou sa teplotou a klesá s klesajúcou teplotou. Rýchlosť zvuku v plynnom médiu tiež závisí od veľkosti a hmotnosti samotných molekúl plynu - čím menšia je hmotnosť a veľkosť častíc, tým väčšia je „vodivosť“ vlny a tým vyššia je rýchlosť.

V kvapalných a pevných médiách je princíp šírenia a rýchlosť zvuku podobný tomu, ako sa vlna šíri vzduchom: kompresným výbojom. V týchto prostrediach je však okrem rovnakej závislosti na teplote dosť dôležitá aj hustota média a jeho zloženie / štruktúra. Čím nižšia je hustota látky, tým vyššia je rýchlosť zvuku a naopak. Závislosť od zloženia média je komplikovanejšia a je stanovená v každom konkrétnom prípade s prihliadnutím na umiestnenie a interakciu molekúl / atómov.

Rýchlosť zvuku vo vzduchu pri t, ° C 20: 343 m / s
Rýchlosť zvuku v destilovanej vode pri t, ° C 20: 1481 m / s
Rýchlosť zvuku v oceli pri t, ° C 20: 5 000 m / s

Stojaté vlny a rušenie

Keď reproduktor vytvára v obmedzenom priestore zvukové vlny, nevyhnutne sa dostaví efekt odrazov vĺn od hraníc. V dôsledku toho najčastejšie existuje interferenčný efekt- keď sú na seba navrstvené dve alebo viac zvukových vĺn. Zvláštnymi prípadmi javu rušenia sú vznik: 1) úderov vĺn alebo 2) stojatých vĺn. Bitie vĺn- to je prípad, keď dôjde k pridaniu vĺn s blízkymi frekvenciami a amplitúdami. Porážkový vzorec: keď sú na seba navrstvené dve vlny podobnej frekvencie. V určitom časovom okamihu s týmto prekrytím môžu byť vrcholy amplitúdy „mimo fázy“ a žľaby „mimo fázy“ môžu byť tiež rovnaké. Presne tak sú charakterizované zvukové údery. Je dôležité si uvedomiť, že na rozdiel od stojatých vĺn nedochádza k fázovým náhodám vrcholov neustále, ale v určitých časových intervaloch. Uchom sa takýto vzor úderov rozlišuje celkom jasne a je počuť ako periodické zvyšovanie a znižovanie objemu. Mechanizmus tohto účinku je mimoriadne jednoduchý: v okamihu zhody vrcholov sa objem zvyšuje, v čase súladu kvapiek objem klesá.

Stojaté vlny vznikajú v prípade superpozície dvoch vĺn rovnakej amplitúdy, fázy a frekvencie, keď keď sa tieto vlny „stretnú“, jedna sa pohybuje vpred a druhá v opačnom smere. V časti priestoru (kde sa vytvorila stojatá vlna) vzniká obraz prekrývania dvoch frekvenčných amplitúd so striedaním maxím (takzvané antinódy) a minima (takzvané uzly). Keď k tomuto javu dôjde, frekvencia, fáza a útlm vlny v mieste odrazu sú mimoriadne dôležité. Na rozdiel od putujúcich vĺn v stojatej vlne nedochádza k prenosu energie, pretože dopredu a dozadu vlny, ktoré tvoria túto vlnu, prenášajú energiu v rovnakom množstve vpred aj v opačnom smere. Pre vizuálne pochopenie výskytu stojatej vlny si predstavme príklad z domácej akustiky. Povedzme, že máme podlahový reproduktor v obmedzenom priestore (miestnosti). Potom, čo ich prinútime hrať nejakú pieseň s veľkým počtom basov, skúsme zmeniť umiestnenie poslucháča v miestnosti. Poslucháč, ktorý sa dostal do zóny minima (odčítania) stojatej vlny, pocíti efekt, že basy sú veľmi malé, a ak sa poslucháč dostane do zóny maximálnych (adičných) frekvencií, potom naopak získa sa účinok významného zvýšenia basovej oblasti. V tomto prípade je účinok pozorovaný vo všetkých oktávach základnej frekvencie. Ak je napríklad základná frekvencia 440 Hz, jav „sčítania“ alebo „odčítania“ sa bude pozorovať aj pri frekvenciách 880 Hz, 1760 Hz, 3520 Hz atď.

Fenomén rezonancie

Väčšina pevných látok má svoju vlastnú rezonančnú frekvenciu. Je celkom ľahké pochopiť tento efekt na príklade konvenčného potrubia otvoreného iba na jednom konci. Predstavte si situáciu, že z druhého konca potrubia je pripojený reproduktor, ktorý môže hrať jednu konštantnú frekvenciu, ale je možné ho tiež neskôr zmeniť. Rúra má teda jednoducho svoju vlastnú rezonančnú frekvenciu - je to frekvencia, pri ktorej rúrka „rezonuje“ alebo vydáva vlastný zvuk. Ak sa frekvencia reproduktora (v dôsledku nastavenia) zhoduje s rezonančnou frekvenciou potrubia, dôjde k účinku niekoľkonásobného zvýšenia hlasitosti. Reproduktor totiž vzrušuje vibrácie vzduchového stĺpca v trubici s výraznou amplitúdou, kým sa nenájde samotná „rezonančná frekvencia“ a kým nedôjde k adičnému efektu. Jav, ktorý vznikol, je možné opísať nasledovne: fajka v tomto prípade „pomáha“ dynamike tým, že rezonuje na konkrétnej frekvencii, ich úsilie sa sčíta a „vyleje“ do počuteľného hlasného efektu. Na príklade hudobných nástrojov je možné tento jav ľahko vysledovať, pretože v konštrukcii väčšiny existujú prvky nazývané rezonátory. Nie je ťažké uhádnuť, čo slúži na zvýšenie určitej frekvencie alebo hudobného tónu. Napríklad: telo gitary s rezonátorom vo forme otvoru, ktorý sa spája s objemom; Konštrukcia píšťaly (a všetky trubice všeobecne); Valcovitý tvar telesa bubna, ktorý je sám rezonátorom určitej frekvencie.

Frekvenčné spektrum zvuku a frekvenčná odozva

Pretože v praxi prakticky neexistujú vlny s rovnakou frekvenciou, je potrebné rozložiť celé zvukové spektrum počuteľného rozsahu na podtóny alebo harmonické. Na tieto účely existujú grafy, ktoré zobrazujú závislosť relatívnej energie zvukových vibrácií od frekvencie. Takýto graf sa nazýva graf frekvenčného spektra zvuku. Frekvenčné spektrum zvuku existujú dva typy: diskrétne a spojité. Diskrétny graf spektra zobrazuje frekvencie jednotlivo, oddelené prázdnymi miestami. Všetky frekvencie zvuku sú prítomné v súvislom spektre naraz.
V prípade hudby alebo akustiky sa najčastejšie používa obvyklý rozvrh. Charakteristiky frekvenčnej odozvy(skrátene „frekvenčná odozva“). Tento graf ukazuje závislosť amplitúdy zvukových vibrácií od frekvencie v celom frekvenčnom spektre (20 Hz - 20 kHz). Pri pohľade na takýto graf je ľahké pochopiť napríklad silné alebo slabé stránky konkrétneho reproduktora alebo reproduktorového systému ako celku, najsilnejšie oblasti návratnosti energie, poklesy a nárasty frekvencií, tlmenie a tiež sledovanie sklonu. rozpadu.

Šírenie zvukových vĺn, fáza a antifáza

Proces šírenia zvukových vĺn prebieha vo všetkých smeroch od zdroja. Najjednoduchší príklad porozumieť tomuto javu: kamienok hodený do vody.
Od miesta, kde kameň padol, sa vlny začínajú rozchádzať po hladine vody všetkými smermi. Predstavme si však situáciu s použitím reproduktora v určitej hlasitosti, povedzme uzavretého boxu, ktorý je spojený so zosilňovačom a reprodukuje nejaký druh hudobného signálu. Nie je ťažké si všimnúť (najmä ak vyšlete silný nízkofrekvenčný signál, napríklad basový bubon), že reproduktor robí rýchly pohyb vpred a potom rovnaký rýchly pohyb dozadu. Zostáva pochopiť, že keď sa reproduktor pohne dopredu, vydá zvukovú vlnu, ktorú počujeme neskôr. Čo sa však stane, keď sa reproduktor posunie dozadu? A paradoxne sa stáva to isté, reproduktor vydáva rovnaký zvuk, len sa v našom prípade šíri úplne v objeme boxu, bez toho, aby prekročil jeho hranice (box je zatvorený). Vo vyššie uvedenom príklade je možné všeobecne pozorovať veľa zaujímavých fyzikálnych javov, z ktorých najvýznamnejší je koncept fázy.

Zvuková vlna, ktorá vystupuje z reproduktora smerom k poslucháčovi, je „vo fáze“. Spätná vlna, ktorá ide do objemu skrinky, bude zodpovedajúcim spôsobom protifázová. Zostáva iba pochopiť, čo tieto pojmy znamenajú? Signálna fáza Je hladina akustického tlaku v aktuálnom čase v určitom bode vesmíru. Fázu je najľahšie pochopiteľné na príklade reprodukcie hudobného materiálu konvenčným podlahovým stereo párom domácich reproduktorov. Predstavme si, že dva takéto stojace reproduktory sú nainštalované v určitej miestnosti a hrajú sa. V tomto prípade oba akustické systémy reprodukujú synchrónny signál s premenlivým zvukovým tlakom, pričom akustický tlak jedného reproduktora sa pripočíta k akustickému tlaku druhého reproduktora. Podobný efekt nastáva v dôsledku synchrónnej reprodukcie signálu z ľavého a pravého reproduktora, inými slovami, vrcholy a žľaby vĺn emitovaných ľavým a pravým reproduktorom sa zhodujú.

Teraz si predstavte, že zvukové tlaky sa stále menia rovnakým spôsobom (nezmenili sa), ale teraz sú navzájom opačné. To sa môže stať, ak zapojíte jeden z dvoch reproduktorov s opačnou polaritou (kábel „+“ zo zosilňovača do konektora reproduktora „-“ a kábel „-“ zo zosilňovača do konektora reproduktora „+“). V tomto prípade spôsobí opačný signál tlakový rozdiel, ktorý môže byť reprezentovaný číslami nasledovne: ľavý reproduktor vytvorí tlak „1 Pa“ a pravý reproduktor vytvorí tlak „mínus 1 Pa“. Výsledkom bude, že celková hlasitosť zvuku v mieste počúvania sa bude rovnať nule. Tento jav sa nazýva antifáza. Ak vezmeme príklad pre pochopenie podrobnejšie, ukáže sa, že dve dynamiky hrajúce „vo fáze“ - vytvárajú rovnaké oblasti zhutnenia a vákua vzduchu, ktoré si v skutočnosti navzájom pomáhajú. V prípade idealizovanej antifázy bude oblasť zhutnenia vzdušného priestoru vytvorená jedným reproduktorom sprevádzaná oblasťou depresie vzdušného priestoru vytvorenou druhým reproduktorom. Vyzerá to približne ako fenomén vzájomného synchrónneho tlmenia vĺn. Je pravda, že v praxi hlasitosť neklesne na nulu a budeme počuť silne skreslený a zoslabený zvuk.

Najdostupnejším spôsobom je možné tento jav opísať nasledovne: dva signály s rovnakými osciláciami (frekvenciou), ale posunuté v čase. Vzhľadom na to je výhodnejšie znázorniť tieto javy posunu na príklade bežných okrúhlych analógových hodín. Predstavme si, že na stene visí niekoľko rovnakých okrúhlych hodín. Keď druhé ručičky týchto hodiniek bežia synchrónne, na jedných hodinkách 30 sekúnd a na druhých 30, potom je to príklad signálu, ktorý je vo fáze. Ak sekundové ručičky bežia s ofsetom, ale rýchlosť je stále rovnaká, napríklad v niektorých hodinách 30 sekúnd a v iných 24 sekúnd, potom je to klasický príklad fázového posunu (posunu). Rovnakým spôsobom sa fáza meria v stupňoch vo virtuálnom kruhu. V tomto prípade, keď sú signály vzájomne posunuté o 180 stupňov (polovica periódy), získa sa klasická antifáza. V praxi často dochádza k malým fázovým posunom, ktoré je možné tiež určiť v stupňoch a úspešne odstrániť.

Vlny sú ploché a sférické. Rovinná vlna sa šíri iba jedným smerom a v praxi sa vidí len zriedka. Sférický čelo vlny je jednoduchý typ vlny, ktorá vychádza z jedného bodu a pohybuje sa všetkými smermi. Zvukové vlny majú túto vlastnosť difrakcia, t.j. schopnosť ohýbať sa okolo prekážok a predmetov. Stupeň ohybu závisí od pomeru vlnovej dĺžky zvuku k veľkosti prekážky alebo otvoru. Difrakcia nastáva aj vtedy, ak je v ceste zvuku prekážka. V tomto prípade sú možné dva scenáre: 1) Ak sú rozmery prekážky oveľa väčšie ako vlnová dĺžka, zvuk sa odrazí alebo absorbuje (v závislosti od stupňa absorpcie materiálu, hrúbky prekážky atď.) ), a za prekážkou sa vytvorí zóna „akustického tieňa“ ... 2) Ak sú rozmery prekážky porovnateľné s vlnovou dĺžkou alebo dokonca ešte menšou, zvuk sa do určitej miery rozptyľuje vo všetkých smeroch. Ak zvuková vlna pohybujúca sa v jednom médiu narazí na rozhranie s iným médiom (napríklad vzduchovým médiom s pevným médiom), môžu nastať tri scenáre: 1) vlna sa odrazí od rozhrania 2) vlna môže prejsť do iné médium bez zmeny smeru 3) vlna môže prejsť do iného média so zmenou smeru na hranici, tomu sa hovorí „lom vlny“.

Pomer nadmerného tlaku zvukovej vlny k rýchlosti vibračného objemu sa nazýva vlnový odpor. Rozprávanie jednoduchými slovami, vlnová impedancia média možno nazvať schopnosťou absorbovať zvukové vlny alebo ich „odolávať“. Koeficienty odrazu a prenosu priamo závisia od pomeru charakteristických impedancií týchto dvoch médií. Charakteristická impedancia v plynnom médiu je oveľa nižšia ako vo vode alebo tuhých látkach. Ak teda zvuková vlna vo vzduchu dopadne na pevný predmet alebo na povrch hlbokej vody, potom sa zvuk buď odrazí od povrchu alebo sa do značnej miery absorbuje. Závisí to od hrúbky povrchu (vody alebo pevnej látky), na ktorý dopadá požadovaná zvuková vlna. Pri nízkej hrúbke pevného alebo kvapalného média zvukové vlny takmer úplne „prechádzajú“ a naopak, pri veľkej hrúbke média sa vlny častejšie odrážajú. V prípade odrazu zvukových vĺn tento proces prebieha podľa známeho fyzikálneho zákona: „Uhol dopadu sa rovná uhlu odrazu“. V tomto prípade, keď vlna z média s nižšou hustotou dopadne na hranicu so stredom s vyššou hustotou, nastane tento jav lom svetla... Spočíva v ohnutí (lomu) zvukovej vlny po „stretnutí“ s prekážkou a je nevyhnutne sprevádzaná zmenou rýchlosti. Refrakcia závisí aj od teploty prostredia, v ktorom k odrazu dochádza.

V procese šírenia zvukových vĺn vo vesmíre nevyhnutne dochádza k poklesu ich intenzity, dá sa povedať útlm vĺn a útlm zvuku. V praxi je celkom jednoduché stretnúť sa s takýmto efektom: napríklad, ak dvaja ľudia stoja v poli v určitej tesnej vzdialenosti (meter alebo bližšie) a začnú si navzájom niečo hovoriť. Ak následne zvýšite vzdialenosť medzi ľuďmi (ak sa začnú jeden od druhého vzďaľovať), rovnaká úroveň hlasitosti konverzácie bude stále menej počuť. Tento príklad jasne ukazuje fenomén poklesu intenzity zvukových vĺn. Prečo sa to deje? Dôvodom sú rôzne procesy prenosu tepla, molekulárna interakcia a vnútorné trenie zvukových vĺn. V praxi najčastejšie dochádza k transformácii zvukovej energie na teplo. Takéto procesy nevyhnutne vznikajú v ktoromkoľvek z troch médií na šírenie zvuku a môžu byť charakterizované ako absorpcia zvukových vĺn.

Intenzita a stupeň absorpcie zvukových vĺn závisí od mnohých faktorov, ako sú: tlak a teplota média. Absorpcia tiež závisí od konkrétnej frekvencie zvuku. Keď sa zvuková vlna šíri v kvapalinách alebo plynoch, dochádza k účinku trenia medzi rôznymi časticami, ktorý sa nazýva viskozita. V dôsledku tohto trenia na molekulárnej úrovni dochádza k procesu transformácie vlny zo zvuku na teplo. Inými slovami, čím vyššia je tepelná vodivosť média, tým nižší je stupeň absorpcie vlny. Absorpcia zvuku v plynných médiách závisí aj od tlaku (atmosférický tlak sa mení s rastúcou nadmorskou výškou vzhľadom na hladinu mora). Pokiaľ ide o závislosť stupňa absorpcie od frekvencie zvuku, berúc do úvahy vyššie uvedené závislosti viskozity a tepelnej vodivosti, čím vyššia je jej frekvencia, tým vyššia je absorpcia zvuku. Napríklad s normálna teplota a tlaku, vo vzduchu je absorpcia vlny s frekvenciou 5 000 Hz 3 dB / km a absorpcia vlny s frekvenciou 50 000 Hz už bude 300 dB / m.

V tuhých médiách sú všetky vyššie uvedené závislosti (tepelná vodivosť a viskozita) zachované, ale je k tomu pridaných niekoľko ďalších podmienok. Sú spojené s molekulárnou štruktúrou pevných materiálov, ktoré môžu byť rôzne, s vlastnými nehomogenitami. V závislosti od tejto vnútornej pevnej molekulárnej štruktúry môže byť absorpcia zvukových vĺn v tomto prípade odlišná a závisí od typu konkrétneho materiálu. Keď zvuk prechádza cez teleso, vlna prechádza sériou transformácií a skreslení, čo najčastejšie vedie k rozptýleniu a absorpcii zvukovej energie. Na molekulárnej úrovni môže dôjsť k dislokačnému efektu, keď zvuková vlna spôsobí posunutie atómových rovín, ktoré sa potom vrátia do svojej pôvodnej polohy. Alebo pohyb dislokácií vedie k kolíziám s dislokáciami kolmými na ne alebo defektom kryštálovej štruktúry, čo spôsobuje ich spomalenie a v dôsledku toho k určitej absorpcii zvukovej vlny. Zvuková vlna však môže s týmito defektmi rezonovať, čo pôvodnú vlnu zdeformuje. Energia zvukovej vlny v okamihu interakcie s prvkami molekulárnej štruktúry materiálu sa rozptýli v dôsledku procesov vnútorného trenia.

V tomto článku sa pokúsim zistiť črty ľudského sluchového vnímania a niektoré jemnosti a vlastnosti šírenia zvuku.