Avdiofrekvenčno območje. Razmerje med frekvenco zvočnega vala, njegovo dolžino in hitrostjo

Kazalo:

Avdiofrekvenčno območje. Razmerje med frekvenco zvočnega vala, njegovo dolžino in hitrostjo
Avdiofrekvenčno območje. Razmerje med frekvenco zvočnega vala, njegovo dolžino in hitrostjo
Anonim

Zdaj je na internetu veliko možnosti za preverjanje vaše ostrine sluha na spletu. Če želite to narediti, morate začeti videoposnetek z zvokom, katerega frekvenca se povečuje. Ustvarjalci testa priporočajo testiranje s slušalkami, da ne bi motil zunanji hrup. Zvočno frekvenčno območje v videu se začne s tako visokimi vrednostmi, da jih lahko slišijo le redki. Nadalje se frekvenca zvoka postopoma zmanjšuje in na koncu videa se sliši zvok, ki ga lahko sliši celo oseba z okvaro sluha.

Med videoposnetkom se uporabniku prikaže vrednost frekvence zvoka, ki se predvaja. Pogoji testa kažejo, da je treba video ustaviti v trenutku, ko oseba sliši zvok. Nato bi morali videti, na kateri točki se je frekvenca ustavila. Njegova vrednost bo jasno pokazala, da je sluh normalen, boljši od večine ljudi, ali pa bi morali obiskati zdravnika. Nekateri testi kažejo, kakšna starost je mejna frekvenca, ki jo lahko oseba sliši.

Spletni test sluha
Spletni test sluha

Kaj je zvok in zvočni val

Zvok je subjektiven občutek, vendar ga slišimo, ker nekaj resničnega obstaja v našem ušesu. To je zvočni val. Fizike zanima, kako so občutki, ki jih doživljamo, povezani z značilnostmi zvočnega vala.

Zelo glasen zvok
Zelo glasen zvok

Zvočni valovi so vzdolžni mehanski valovi z majhno amplitudo, katerih frekvenčno območje je 20 Hz-20 kHz. Majhna amplituda je, ko je sprememba tlaka zaradi stiskanja-redčenja veliko manjša od tlaka v tem mediju. V zraku, na območjih stiskanja in redčenja, je sprememba tlaka veliko manjša od atmosferskega tlaka. Če je amplituda enakega reda ali večja od atmosferskega tlaka, potem to niso več zvočni valovi, ampak udarni valovi, ki se širijo z nadzvočno hitrostjo.

občinstvo zvokov

Ugotovili smo že, kakšen je obseg zvočnih frekvenc, toda kaj je onkraj njegovih meja? Če je frekvenca manjša od 20 Hz, se takšni valovi imenujejo infrazvočni. Če je več kot 20 kHz - to so ultrazvočni valovi. Tako infra- kot ultrazvok ne povzročata slušnih občutkov. Meje so precej zamegljene: dojenčki slišijo 22-23 kHz, starejši ljudje lahko zaznajo 21 kHz, nekdo sliši 16 Hz. To pomeni, mlajša kot je oseba, višjo frekvenco lahko sliši.

Psi slišijo višje frekvence. To njihovo sposobnost uporabljajo trenerji, dajejo ukaze ultrazvokupiščalka, ki je ljudje ne slišijo. Slika prikazuje frekvenčna območja, ki so na voljo za zaznavanje različnih živali.

Razpon zaznanih frekvenc različnih živali
Razpon zaznanih frekvenc različnih živali

Zveni kot policijske puške

Dajmo primer primera, ki kaže, da je obseg zvočnih frekvenc, ki jih človek sliši, približen in je odvisen od posameznih značilnosti.

V Washingtonu je policija našla način za nenasilno razpršitev mladih. Fantje in dekleta so se nenehno zbirali v bližini ene od postaj podzemne železnice in se pogovarjali. Oblasti so menile, da njihova brezciljna zabava moti druge, saj se na vhodu kopiči preveč ljudi. Policija je namestila napravo Mosquito, ki je oddajala zvok s frekvenco 17,5 kHz. Ta naprava je zasnovana tako, da odganja žuželke, vendar so proizvajalci zagotovili, da zvočne valove te frekvence zaznavajo samo najstniki od 13 let in ne starejši od 25 let.

ultrazvočni repeler
ultrazvočni repeler

Zahvaljujoč napravi se je bilo mogoče znebiti mladih, a je 28-letnik slišal zvok in se pritožil na mestno upravo. Lokalne oblasti so morale prenehati uporabljati napravo.

razpon valovne dolžine

Zvočni frekvenčni valovi v različnih okoljih imajo različne značilnosti. Dolžina in hitrost širjenja vala se razlikujeta. V zraku (pri sobni temperaturi) je hitrost 340 m/s.

Razmislite o valovih s frekvencami, ki so za nas v slišnem območju. Njihova najmanjša dolžina je 17 mm, največja pa 17 m. Zvok z najmanjšo valovno dolžino je na meji ultrazvoka, z največjo -približevanje infrazvoka.

Hitrost zvočnega valovanja

Meni je, da svetloba potuje v trenutku, vendar je potreben določen čas, da zvok potuje. Pravzaprav ima svetloba tudi hitrost, je le meja, hitrejša od svetlobe, nič se ne premika. Kar zadeva zvok, je najbolj zanimivo njegovo širjenje v zraku, čeprav je hitrost zvočnega vala v gostejših medijih veliko večja. Razmislite o nevihti: najprej vidimo blisk strele, nato pa zaslišimo grmenje. Zvok je zakasnjen, ker je njegova hitrost večkrat počasnejša od hitrosti svetlobe. Prvič je bila hitrost zvoka izmerjena z določitvijo časovnega intervala med strelom muškete in zvokom. Nato so vzeli razdaljo med orodjem in raziskovalcem in jo razdelili na čas "zakasnitve" zvoka.

Ta metoda ima dve slabosti. Prvič, to je napaka štoparice, zlasti na bližnji razdalji od vira zvoka. Drugič, to je hitrost reakcije. S to meritvijo rezultati ne bodo točni. Za izračun hitrosti je bolj priročno vzeti znano frekvenco določenega zvoka. Obstaja frekvenčni generator, naprava z razponom zvočnih frekvenc od 20 Hz do 20 kHz.

Generator avdio frekvenc
Generator avdio frekvenc

Vklopi se na želeno frekvenco, med poskusom se meri valovna dolžina. Če pomnožite obe vrednosti, dobite hitrost zvoka.

hiperzvočni

Valovna dolžina se izračuna tako, da se hitrost deli s frekvenco, tako da se z naraščanjem frekvence valovna dolžina zmanjšuje. Možno je ustvariti nihanja tako visoke frekvence, da bo valovna dolžina enakega reda velikosti kot dolžinaproste poti plinskih molekul, kot je zrak. To je hiperzvok. Ne širi se dobro, saj se zrak ne šteje več za neprekinjen medij, saj je valovna dolžina zanemarljiva. V normalnih pogojih (pri atmosferskem tlaku) je povprečna prosta pot molekul 10-7 m. Kakšen je obseg valovnih frekvenc? Niso zvočne, ker jih ne slišimo. Če izračunamo frekvenco hiperzvoka, se izkaže, da je 3×109 Hz in več. Hiperzvok se meri v gigahercih (1 GHz=1 milijarda Hz).

Kako frekvenca zvoka vpliva na njegovo višino

Avdiofrekvenčno območje vpliva na razpon višine. Čeprav je višina tona subjektiven občutek, jo določa objektivna značilnost zvoka, frekvenca. Visoke frekvence proizvajajo visok zvok. Ali je višina zvoka odvisna od valovne dolžine? Seveda so hitrost, frekvenca in valovna dolžina vse povezane. Vendar bo imel zvok iste frekvence v različnih okoljih različno valovno dolžino, vendar bo zaznan na enak način.

Slišimo zvok, ker spremembe tlaka povzročijo vibriranje našega bobniča. Tlak se spreminja z enako frekvenco, zato ni pomembno, da je valovna dolžina v različnih medijih različna. Zaradi enake frekvence bomo zvok zaznali kot visok ali nizek, tudi v vodi, tudi v zraku. V vodi je hitrost zvoka 1,5 km / s, kar je skoraj 5-krat večja kot v zraku, zato je valovna dolžina veliko večja. Če pa telo vibrira z isto frekvenco (recimo 500 Hz) v obeh okoljih, bo višina enaka.

Obstajajo zvoki, ki jih nimajovišine, na primer zvoka "shhhhh". Njihova frekvenčna nihanja niso periodična, ampak kaotična, zato jih dojemamo kot hrup.

Priporočena: