Звуковая волна Звук физическое явление, представляющее собой распространение в виде упругих волн механических колебаний в твёрдой, жидкой или газообразной среде.физическое явление упругих волн В узком смысле под звуком имеют в виду эти колебания, рассматриваемые в связи с тем, как они воспринимаются органами чувств животных и человека [1].органами чувств [1]

Как и любая волна, звук характеризуется амплитудой и спектром частот. Обычный человек способен слышать звуковые колебания в диапазоне частот от 1620 Гц до 1520 к Гц [2]. Звук ниже диапазона слышимости человека называют инфразвуком; выше: до 1 ГГц, ультразвуком, от 1 ГГц гиперзвуком.амплитудойспектромчастот Гц [2]инфразвукомультразвукомгиперзвуком Громкость звука сложным образом зависит от эффективного звукового давления, частоты и формы колебаний, а высота звука не только от частоты, но и от величины звукового давления. Среди слышимых звуков следует особо выделить фонетические, речевые звуки и фонемы (из которых состоит устная речь) и музыкальные звуки (из которых состоит музыка). Музыкальные звуки содержат не один, а несколько тонов, а иногда и шумовые компоненты в широком диапазоне частот.речевые звуки фонемы устная речь музыкальные звуки музыка

Звуковые волны в воздухе чередующиеся области сжатия и разрежения.

Частота звука Исследования показали, что человеческое ухо способно воспринимать как звук механические колебания тел, происходящие с час¬тобой от 20 Гц до Гц. Поэтому колебания, частоты которых находятся в этом диапазоне, называются звуковыми. Механические колебания, частота которых превышает Гц, называются ультразвуковыми, а колебания с частотами менее 20 Гц инфразвуковыми.

Частота звука На слух человек воспринимает упругие волны, имеющие частоту в пределах примерно от 16 Гц до 20 к Гц (1 Гц 1 колебание в секунду). В соответствии с этим упругие волны в любой среде, частоты которых лежат в указанных пределах, называют звуковыми волнами или просто звуком. В воздухе при температуре 0° С и нормальном давлении звук распространяется со скоростью 330 м/с, в морской воде около 1500 м/с, в некоторых металлах скорость звука достигает 7000 м/с. Упругие волны с частобой меньше 16 Гц называют инфразвуком, а волны, частота которых превышает 20 к Гц, ультразвуком.

Громкость и высота звука Громкость звука определяется амплитудой волны. За единицу громкости звука принят 1 Бел (в честь Александра Грэхема Белла, изобретателя телефона). Громкость звука равна 1 Б, если его мощность в 10 раз больше порога слышимости. На практике громкость измеряют в децибелах (дБ). 1 дБ = 0,1Б. 10 дБ – шепот; 20–30 дБ – норма шума в жилых помещениях; 50 дБ – разговор средней громкости; 70 дБ – шум пишущей машинки; 80 дБ – шум работающего двигателя грузового автомобиля; 120 дБ – шум работающего трактора на расстоянии 1 м 130 дБ – порог болевого ощущения. Звук громкостью свыше 180 дБ может даже вызвать разрыв барабанной перепонки.

Высота тона. Высота звука Высота звука определяется частобой волны, или частобой колебаний источника звука. Звуки человеческого голоса по высоте делят на несколько диапазонов: бас – 80–350 Гц, баритон – 110–149 Гц, тенор – 130–520 Гц, дискант – 260–1000 Гц, сопрано – 260–1050 Гц, колоратурное сопрано – до 1400 Гц.

Строение уха Среднее ухо – это заполненная воздухом полость за барабанной перепонкой. Эта полость соединяется с носоглоткой посредством евстахиевой трубы – узкого хрящевого канала, который обычно находится в закрытом состоянии. Глотательные движения открывают евстахиеву трубу, что обеспечивает поступление воздуха в полость и выравнивание давления по обе стороны барабанной перепонки для ее оптимальной подвижности. В полости среднего уха находятся три миниатюрные слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремя. Одним концом молоточек соединен с барабанной перепонкой, другой его конец связан с наковальней, которая, в свою очередь соединена со стременем, а стремя с улиткой внутреннего уха. Барабанная перепонка постоянно колеблется под действием улавливаемых ухом звуков, а слуховые косточки передают ее колебания во внутреннее ухо. Во внутреннем ухе содержится несколько структур, но к слуху отношение имеет только улитка, получившая свое название из-за спиральной формы. Улитка разделена на три канала, заполненные лимфатическими жидкостями. Жидкость в среднем канале отличается по составу от жидкости в двух других каналах. Орган, непосредственно ответственный за слух (Кортиев орган), находится в среднем канале. Кортиев орган содержит около волосковых клеток, которые улавливают колебания жидкости в канале, вызванные движением стремени, и генерируют электрические импульсы, которые по слуховому нерву передаются к слуховой зоне коры головного мозга. Каждая волосковая клетка реагирует на определенную звуковую частоту, причем высокие частоты улавливаются клетками нижней части улитки, а клетки, настроенные на низкие частоты, располагаются в верхней части улитки. Если волосковые клетки по каким-либо причинам гибнут, человек перестает воспринимать звуки соответствующих частот. К наружному уху относятся ушная раковина, слуховой проход и барабанная перепонка, которая закрывает внутренний конец слухового прохода. Слуховой проход имеет неправильную изогнутую форму. У взрослого человека длина его составляет около 2,5 см, а диаметр около 8 мм. Поверхность слухового прохода покрыта волосками и содержит железы, выделяющие ушную серу, которая необходима для поддержания влажности кожи. Слуховой проход обеспечивает также постоянную температуру и влажность барабанной перепонки.