18 กุมภาพันธ์ 2559

โลกแห่งความบันเทิงภายในบ้านมีความหลากหลายมาก เช่น การชมภาพยนตร์ในระบบโฮมเธียเตอร์ที่ดี น่าหลงใหลและน่าตื่นเต้น การเล่นเกมหรือฟังเพลง ตามกฎแล้วทุกคนจะพบบางสิ่งของตนเองในพื้นที่นี้หรือรวมทุกอย่างเข้าด้วยกันในคราวเดียว แต่ไม่ว่าเป้าหมายของบุคคลในการจัดเวลาว่างและไม่ว่าพวกเขาจะไปสุดขั้วใดก็ตามลิงก์ทั้งหมดนี้เชื่อมโยงกันอย่างแน่นหนาด้วยคำเดียวที่เรียบง่ายและเข้าใจได้ - "เสียง" อันที่จริง ในกรณีทั้งหมดข้างต้น เราจะถูกชักจูงด้วยมือด้วยเสียง แต่คำถามนี้ไม่ใช่เรื่องง่ายและไม่สำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่ต้องการได้เสียงคุณภาพสูงในห้องหรือในสภาวะอื่น ๆ ในการทำเช่นนี้ไม่จำเป็นต้องซื้อส่วนประกอบ hi-fi หรือ hi-end ราคาแพงเสมอไป (แม้ว่าจะมีประโยชน์มากก็ตาม) แต่ความรู้ที่ดีเกี่ยวกับทฤษฎีทางกายภาพก็เพียงพอแล้วซึ่งสามารถขจัดปัญหาส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นกับใครก็ได้ ผู้มุ่งมั่นเพื่อให้ได้เสียงพากย์คุณภาพสูง

ต่อไปจะพิจารณาทฤษฎีเสียงและเสียงจากมุมมองของฟิสิกส์ ในกรณีนี้ ฉันจะพยายามทำให้สิ่งนี้เข้าถึงได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้สำหรับความเข้าใจของบุคคลใดก็ตามที่อาจห่างไกลจากการรู้กฎหรือสูตรทางกายภาพ แต่ถึงกระนั้นก็ยังมีความฝันอันแรงกล้าที่จะบรรลุความฝันในการสร้างระบบเสียงที่สมบูรณ์แบบ ฉันไม่คิดว่าเพื่อที่จะบรรลุผลลัพธ์ที่ดีในพื้นที่นี้ที่บ้าน (หรือในรถยนต์เป็นต้น) คุณจำเป็นต้องรู้ทฤษฎีเหล่านี้อย่างถี่ถ้วน แต่การทำความเข้าใจพื้นฐานจะช่วยให้คุณสามารถหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดที่โง่เขลาและไร้สาระมากมาย และยังช่วยให้คุณได้เอฟเฟกต์เสียงสูงสุดจากระบบทุกระดับอีกด้วย

ทฤษฎีทั่วไปของคำศัพท์ทางเสียงและดนตรี

มันคืออะไร เสียง- นี่คือความรู้สึกที่อวัยวะรับเสียงรับรู้ "หู"(ปรากฏการณ์นี้ดำรงอยู่โดยปราศจากการมีส่วนร่วมของ "หู" ในกระบวนการ แต่จะเข้าใจได้ง่ายกว่า) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อแก้วหูตื่นเต้นด้วยคลื่นเสียง หูในกรณีนี้ทำหน้าที่เป็น "ตัวรับ" คลื่นเสียงความถี่ต่างๆ
คลื่นเสียงโดยพื้นฐานแล้วมันคือชุดของการบดอัดและการปล่อยตัวกลางตามลำดับ (ส่วนใหญ่มักจะเป็นตัวกลางอากาศภายใต้สภาวะปกติ) ของความถี่ต่างๆ ธรรมชาติของคลื่นเสียงมีการสั่น เกิดขึ้นและเกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุใดๆ การเกิดขึ้นและการแพร่กระจายของคลื่นเสียงคลาสสิกเกิดขึ้นได้ในสื่อยืดหยุ่น 3 ชนิด ได้แก่ ก๊าซ ของเหลว และของแข็ง เมื่อคลื่นเสียงเกิดขึ้นในพื้นที่ประเภทใดประเภทหนึ่งเหล่านี้ การเปลี่ยนแปลงบางอย่างจะเกิดขึ้นในตัวกลางอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เช่น การเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นหรือความดันอากาศ การเคลื่อนที่ของอนุภาคมวลอากาศ เป็นต้น

เนื่องจากคลื่นเสียงมีลักษณะการสั่น จึงมีลักษณะเฉพาะ เช่น ความถี่ ความถี่วัดเป็นเฮิรตซ์ (เพื่อเป็นเกียรติแก่นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ไฮน์ริช รูดอล์ฟ เฮิรตซ์) และแสดงถึงจำนวนการสั่นในช่วงเวลาหนึ่งเท่ากับหนึ่งวินาที เหล่านั้น. ตัวอย่างเช่น ความถี่ 20 Hz หมายถึงรอบการสั่น 20 ครั้งในหนึ่งวินาที แนวคิดส่วนตัวเกี่ยวกับความสูงยังขึ้นอยู่กับความถี่ของเสียงด้วย ยิ่งเสียงสั่นสะเทือนต่อวินาทีมากเท่าใด เสียงก็จะยิ่ง “สูงขึ้น” เท่านั้น คลื่นเสียงก็มีอีกอย่างหนึ่ง ลักษณะที่สำคัญที่สุดซึ่งมีชื่อเรียกว่า - ความยาวคลื่น ความยาวคลื่นเป็นเรื่องปกติที่จะต้องพิจารณาระยะทางที่เสียงความถี่หนึ่งเดินทางในช่วงเวลาหนึ่งเท่ากับหนึ่งวินาที ตัวอย่างเช่น ความยาวคลื่นของเสียงต่ำสุดในช่วงการได้ยินของมนุษย์ที่ 20 Hz คือ 16.5 เมตร และความยาวคลื่นของเสียงสูงสุดที่ 20,000 Hz คือ 1.7 เซนติเมตร

หูของมนุษย์ถูกออกแบบให้สามารถรับรู้คลื่นได้เฉพาะในช่วงที่จำกัด คือประมาณ 20 Hz - 20,000 Hz (ขึ้นอยู่กับลักษณะของบุคคลใดบุคคลหนึ่ง บ้างอาจได้ยินมากขึ้นบ้าง ได้ยินน้อยลงบ้าง) . ดังนั้น นี่ไม่ได้หมายความว่าไม่มีเสียงที่ต่ำกว่าหรือสูงกว่าความถี่เหล่านี้ เพียงแต่หูของมนุษย์ไม่รับรู้เท่านั้น และอยู่นอกเหนือขอบเขตการได้ยิน เสียงที่อยู่เหนือขอบเขตเสียงเรียกว่า อัลตราซาวนด์เรียกว่าเสียงที่ต่ำกว่าช่วงที่ได้ยิน อินฟาเรด- สัตว์บางชนิดสามารถรับรู้เสียงอัลตราโซนิกและอินฟาเรดได้ บางตัวถึงกับใช้ช่วงนี้เพื่อกำหนดทิศทางในอวกาศ (ค้างคาว โลมา) หากเสียงผ่านตัวกลางที่ไม่ได้สัมผัสโดยตรงกับอวัยวะการได้ยินของมนุษย์ เสียงดังกล่าวอาจไม่ได้ยินหรืออาจเบาลงอย่างมากในภายหลัง

ในคำศัพท์ทางดนตรีเกี่ยวกับเสียง มีการกำหนดที่สำคัญ เช่น อ็อกเทฟ โทนเสียง และโอเวอร์โทนของเสียง อ็อกเทฟหมายถึงช่วงเวลาที่อัตราส่วนความถี่ระหว่างเสียงคือ 1 ต่อ 2 อ็อกเทฟมักจะแยกแยะได้ด้วยหู ในขณะที่เสียงในช่วงนี้อาจคล้ายกันมาก อ็อกเทฟยังสามารถเรียกว่าเสียงที่สั่นสะเทือนมากเป็นสองเท่าของเสียงอื่นในช่วงเวลาเดียวกัน ตัวอย่างเช่น ความถี่ 800 เฮิรตซ์นั้นไม่มีอะไรมากไปกว่าอ็อกเทฟที่สูงกว่าที่ 400 เฮิรตซ์ และความถี่ที่ 400 เฮิรตซ์ก็จะเป็นอ็อกเทฟถัดไปของเสียงที่มีความถี่ 200 เฮิรตซ์ อ็อกเทฟจะประกอบด้วยโทนเสียงและโอเวอร์โทน หูของมนุษย์จะรับรู้การสั่นสะเทือนที่แปรผันได้ในคลื่นเสียงฮาร์มอนิกที่มีความถี่เท่ากัน โทนเสียงดนตรี- การสั่นสะเทือนความถี่สูงสามารถตีความได้ว่าเป็นเสียงที่มีระดับเสียงสูง ในขณะที่การสั่นสะเทือนความถี่ต่ำสามารถตีความได้ว่าเป็นเสียงที่มีระดับเสียงต่ำ หูของมนุษย์สามารถแยกแยะเสียงได้อย่างชัดเจนด้วยความแตกต่างของโทนเสียงเดียว (ในช่วงสูงถึง 4,000 เฮิรตซ์) อย่างไรก็ตาม ดนตรีใช้โทนเสียงจำนวนน้อยมาก สิ่งนี้อธิบายได้จากการพิจารณาหลักการความสอดคล้องฮาร์มอนิก ทุกอย่างเป็นไปตามหลักการของอ็อกเทฟ

ลองพิจารณาทฤษฎีโทนเสียงดนตรีโดยใช้ตัวอย่างการยืดสายในลักษณะใดลักษณะหนึ่ง สตริงดังกล่าวจะถูก "ปรับ" ให้เป็นความถี่เฉพาะหนึ่ง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับแรงดึง เมื่อสายนี้สัมผัสกับบางสิ่งด้วยแรงเฉพาะอันหนึ่งซึ่งทำให้มันสั่นสะเทือน เราจะสังเกตโทนเสียงเฉพาะหนึ่งอย่างสม่ำเสมอ และเราจะได้ยินความถี่การปรับจูนที่ต้องการ เสียงนี้เรียกว่าเสียงพื้นฐาน ความถี่ของโน้ต "A" ของอ็อกเทฟแรกได้รับการยอมรับอย่างเป็นทางการว่าเป็นโทนเสียงพื้นฐานในสนามดนตรีซึ่งเท่ากับ 440 เฮิรตซ์ อย่างไรก็ตามส่วนใหญ่ เครื่องดนตรีอย่าสร้างโทนเสียงพื้นฐานที่บริสุทธิ์เพียงอย่างเดียว โดยจะมาพร้อมกับเสียงหวือหวาที่เรียกว่าอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ หวือหวา- ในที่นี้ เป็นการเหมาะสมที่จะระลึกถึงคำจำกัดความที่สำคัญของอะคูสติกดนตรี แนวคิดของเสียงต่ำ ทิมเบร- นี่คือคุณลักษณะของเสียงดนตรีที่ทำให้เครื่องดนตรีและเสียงมีความเฉพาะเจาะจงของเสียงที่เป็นเอกลักษณ์และเป็นที่จดจำได้ แม้ว่าจะเปรียบเทียบเสียงที่มีระดับเสียงและระดับเสียงเท่ากันก็ตาม เสียงต่ำของเครื่องดนตรีแต่ละชิ้นขึ้นอยู่กับการกระจายพลังงานเสียงระหว่างเสียงหวือหวาในขณะที่เสียงนั้นปรากฏขึ้น

เสียงโอเวอร์โทนจะสร้างสีเฉพาะของโทนสีพื้นฐาน ซึ่งเราสามารถระบุและจดจำเครื่องดนตรีชนิดใดชนิดหนึ่งได้อย่างง่ายดาย รวมทั้งแยกแยะเสียงของมันจากเครื่องดนตรีอื่นได้อย่างชัดเจน โอเวอร์โทนมีสองประเภท: ฮาร์มอนิกและไม่ใช่ฮาร์มอนิก เสียงหวือหวาฮาร์มอนิกตามคำนิยามจะเป็นทวีคูณของความถี่พื้นฐาน ในทางตรงกันข้าม หากเสียงหวือหวาไม่ทวีคูณและเบี่ยงเบนไปจากค่าอย่างเห็นได้ชัด ก็จะถูกเรียก ไม่ใช่ฮาร์มอนิก- ในดนตรี ในทางปฏิบัติแล้ว การดำเนินการของโอเวอร์โทนหลายรายการจะไม่รวมอยู่ ดังนั้น คำนี้จึงถูกลดทอนลงเหลือแนวคิด "โอเวอร์โทน" ซึ่งหมายถึงฮาร์โมนิก สำหรับเครื่องดนตรีบางชนิด เช่น เปียโน โทนเสียงพื้นฐานไม่มีเวลาสร้างด้วยซ้ำ ในช่วงเวลาสั้นๆ พลังงานเสียงของโอเวอร์โทนจะเพิ่มขึ้น แล้วก็ลดลงอย่างรวดเร็วเช่นเดียวกัน เครื่องดนตรีหลายชนิดสร้างสิ่งที่เรียกว่าเอฟเฟ็กต์ "โทนการเปลี่ยนผ่าน" โดยที่พลังงานของเสียงหวือหวาบางอย่างจะสูงที่สุด ณ จุดใดเวลาหนึ่ง ซึ่งปกติจะอยู่ที่จุดเริ่มต้น แต่จะเปลี่ยนทันทีและเคลื่อนไปยังเสียงหวือหวาอื่นๆ ช่วงความถี่ของเครื่องดนตรีแต่ละชิ้นสามารถพิจารณาแยกกันได้ และโดยปกติจะจำกัดอยู่ที่ความถี่พื้นฐานที่เครื่องดนตรีนั้นๆ สามารถผลิตได้

ในทฤษฎีเสียงก็มีแนวคิดเช่น NOISE เช่นกัน เสียงรบกวน- นี่คือเสียงใดๆ ที่สร้างขึ้นจากแหล่งต่างๆ ที่ไม่สอดคล้องกัน ใครๆ ก็คุ้นเคยกับเสียงใบไม้ที่ไหวตามแรงลม ฯลฯ

อะไรเป็นตัวกำหนดระดับเสียง?แน่นอนว่าปรากฏการณ์ดังกล่าวขึ้นอยู่กับปริมาณพลังงานที่ถ่ายโอนโดยคลื่นเสียงโดยตรง ในการกำหนดตัวบ่งชี้เชิงปริมาณของความดัง มีแนวคิดคือ - ความเข้มของเสียง ความเข้มของเสียงหมายถึง การไหลของพลังงานที่ไหลผ่านพื้นที่บางพื้นที่ (เช่น cm2) ต่อหน่วยเวลา (เช่น ต่อวินาที) ในระหว่างการสนทนาปกติ ความเข้มจะอยู่ที่ประมาณ 9 หรือ 10 W/cm2 หูของมนุษย์สามารถรับรู้เสียงในช่วงความไวที่ค่อนข้างกว้าง ในขณะที่ความไวของความถี่จะต่างกันภายในสเปกตรัมเสียง นี่คือวิธีที่ช่วงความถี่ 1,000 Hz - 4000 Hz ซึ่งครอบคลุมคำพูดของมนุษย์อย่างกว้างขวางที่สุดจะรับรู้ได้ดีที่สุด

เนื่องจากความเข้มของเสียงแตกต่างกันอย่างมาก จึงสะดวกกว่าที่จะคิดว่ามันเป็นปริมาณลอการิทึมและวัดเป็นเดซิเบล (ตามชื่อนักวิทยาศาสตร์ชาวสก็อต อเล็กซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์) เกณฑ์ขั้นต่ำของความไวในการได้ยินของหูมนุษย์คือ 0 dB เกณฑ์ด้านบนคือ 120 dB หรือที่เรียกว่า "เกณฑ์ความเจ็บปวด" หูของมนุษย์จะรับรู้ขีดจำกัดสูงสุดของความไวได้เช่นกัน ซึ่งไม่เหมือนกัน แต่ขึ้นอยู่กับความถี่เฉพาะ เสียง ความถี่ต่ำจะต้องมีความรุนแรงมากกว่าระดับสูงมากจึงจะทำให้เกิดความเจ็บปวดได้ ตัวอย่างเช่น เกณฑ์ความเจ็บปวดที่ความถี่ต่ำ 31.5 เฮิรตซ์ เกิดขึ้นที่ระดับความเข้มของเสียง 135 เดซิเบล เมื่อที่ความถี่ 2,000 เฮิรตซ์ ความรู้สึกเจ็บปวดจะปรากฏที่ 112 เดซิเบล นอกจากนี้ยังมีแนวคิดเรื่องความดันเสียง ซึ่งจริงๆ แล้วขยายคำอธิบายปกติของการแพร่กระจายของคลื่นเสียงในอากาศ แรงดันเสียง- นี่คือแรงดันส่วนเกินแบบแปรผันที่เกิดขึ้นในตัวกลางยืดหยุ่นอันเป็นผลมาจากการส่งผ่านของคลื่นเสียงผ่านมัน

ลักษณะของคลื่นเสียง

เพื่อให้เข้าใจระบบการสร้างคลื่นเสียงได้ดีขึ้น ลองจินตนาการถึงลำโพงคลาสสิกที่อยู่ในท่อที่เต็มไปด้วยอากาศ หากลำโพงเคลื่อนที่ไปข้างหน้าอย่างรวดเร็ว อากาศในบริเวณใกล้กับดิฟฟิวเซอร์จะถูกบีบอัดชั่วขณะ จากนั้นอากาศจะขยายตัวและดันบริเวณอากาศอัดไปตามท่อ
การเคลื่อนไหวของคลื่นนี้จะกลายเป็นเสียงเมื่อไปถึงอวัยวะในการได้ยินและ "กระตุ้น" แก้วหู เมื่อคลื่นเสียงเกิดขึ้นในก๊าซ ความดันส่วนเกินและความหนาแน่นส่วนเกินจะถูกสร้างขึ้น และอนุภาคจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ เกี่ยวกับคลื่นเสียง สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าสสารไม่เคลื่อนที่ไปพร้อมกับคลื่นเสียง แต่จะมีการรบกวนมวลอากาศเพียงชั่วคราวเท่านั้น

หากคุณจินตนาการถึงลูกสูบที่แขวนอยู่ พื้นที่ว่างในฤดูใบไม้ผลิและทำการเคลื่อนไหวซ้ำ ๆ "ไปมา" จากนั้นการสั่นดังกล่าวจะเรียกว่าฮาร์มอนิกหรือไซน์ซอยด์ (ถ้าเราจินตนาการถึงคลื่นในรูปแบบของกราฟในกรณีนี้เราจะได้ไซนัสอยด์ที่บริสุทธิ์ที่สุดโดยมีการลดลงและเพิ่มขึ้นซ้ำ ๆ ). หากเราจินตนาการว่าลำโพงอยู่ในท่อ (ดังตัวอย่างที่อธิบายไว้ข้างต้น) ทำการสั่นแบบฮาร์มอนิก จากนั้นในขณะที่ลำโพงเคลื่อนที่ "ไปข้างหน้า" ก็จะได้ผลลัพธ์ที่ทราบกันดีของการบีบอัดอากาศ และเมื่อลำโพงเคลื่อนที่ "ถอยหลัง" ผลตรงกันข้ามของการหายากเกิดขึ้น ในกรณีนี้ คลื่นของการสลับการบีบอัดและการทำให้บริสุทธิ์จะแพร่กระจายผ่านท่อ จะมีการเรียกระยะทางตามท่อระหว่างจุดสูงสุดหรือต่ำสุด (เฟส) ที่อยู่ติดกัน ความยาวคลื่น- หากอนุภาคแกว่งขนานกับทิศทางการแพร่กระจายของคลื่น คลื่นนั้นจะถูกเรียก ตามยาว- หากพวกมันแกว่งตั้งฉากกับทิศทางของการแพร่กระจายคลื่นก็จะถูกเรียก ขวาง- โดยทั่วไปแล้ว คลื่นเสียงในก๊าซและของเหลวจะเป็นคลื่นตามยาว แต่ในของแข็ง คลื่นทั้งสองประเภทสามารถเกิดขึ้นได้ คลื่นตามขวางในของแข็งเกิดขึ้นเนื่องจากการต้านทานการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างคลื่นทั้งสองประเภทนี้คือ คลื่นตามขวางมีคุณสมบัติของโพลาไรเซชัน (การแกว่งเกิดขึ้นในระนาบใดระนาบหนึ่ง) ในขณะที่คลื่นตามยาวไม่มีคุณสมบัติดังกล่าว

ความเร็วของเสียง

ความเร็วของเสียงโดยตรงขึ้นอยู่กับลักษณะของสื่อที่มันแพร่กระจาย ถูกกำหนด (ขึ้นอยู่กับ) ด้วยคุณสมบัติสองประการของตัวกลาง: ความยืดหยุ่นและความหนาแน่นของวัสดุ ความเร็วของเสียงในของแข็งขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุและคุณสมบัติของมันโดยตรง ความเร็วในตัวกลางที่เป็นก๊าซขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนรูปของตัวกลางเพียงประเภทเดียวเท่านั้น: การบีบอัด-การทำให้หายาก การเปลี่ยนแปลงความดันในคลื่นเสียงเกิดขึ้นโดยไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนกับอนุภาคที่อยู่รอบๆ และเรียกว่าอะเดียแบติก
ความเร็วของเสียงในก๊าซขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเป็นหลัก โดยจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น และลดลงตามอุณหภูมิที่ลดลง นอกจากนี้ความเร็วของเสียงในตัวกลางที่เป็นก๊าซยังขึ้นอยู่กับขนาดและมวลของโมเลกุลของก๊าซด้วย - ยิ่งมวลและขนาดของอนุภาคเล็กลงเท่าใด "การนำไฟฟ้า" ของคลื่นก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นและความเร็วก็จะยิ่งมากขึ้นตามไปด้วย

ในสื่อของเหลวและของแข็ง หลักการแพร่กระจายและความเร็วของเสียงจะคล้ายคลึงกับวิธีที่คลื่นแพร่กระจายในอากาศ โดยการบีบอัดและปล่อยประจุ แต่ในสภาพแวดล้อมเหล่านี้ นอกเหนือจากการขึ้นอยู่กับอุณหภูมิแล้ว ความหนาแน่นของตัวกลางและองค์ประกอบ/โครงสร้างของตัวกลางก็ค่อนข้างสำคัญ ยิ่งความหนาแน่นของสสารต่ำ ความเร็วของเสียงก็จะยิ่งสูงขึ้นและในทางกลับกัน การพึ่งพาองค์ประกอบของตัวกลางมีความซับซ้อนมากขึ้นและถูกกำหนดในแต่ละกรณีโดยเฉพาะ โดยคำนึงถึงตำแหน่งและอันตรกิริยาของโมเลกุล/อะตอม

ความเร็วเสียงในอากาศที่ t °C 20: 343 m/s
ความเร็วเสียงในน้ำกลั่นที่ t °C 20: 1481 m/s
ความเร็วเสียงในเหล็กที่ t °C 20: 5000 m/s

คลื่นนิ่งและการรบกวน

เมื่อลำโพงสร้างคลื่นเสียงในพื้นที่จำกัด ผลของการสะท้อนของคลื่นจากขอบเขตจะเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ด้วยเหตุนี้สิ่งนี้จึงมักเกิดขึ้นบ่อยที่สุด ผลการรบกวน- เมื่อคลื่นเสียงตั้งแต่สองคลื่นขึ้นไปซ้อนทับกัน กรณีพิเศษของปรากฏการณ์การรบกวนคือการก่อตัวของ: 1) คลื่นตี หรือ 2) คลื่นนิ่ง คลื่นเต้น- เป็นกรณีที่เกิดการเพิ่มคลื่นที่มีความถี่และแอมพลิจูดใกล้เคียงกัน ภาพการเกิดจังหวะ: เมื่อคลื่นสองลูกที่มีความถี่ใกล้เคียงกันซ้อนทับกัน ในบางช่วงเวลา ด้วยการทับซ้อนกัน จุดสูงสุดของแอมพลิจูดอาจตรงกัน "ในระยะ" และการลดลงก็อาจเกิดขึ้นพร้อมกันใน "แอนติเฟส" นี่คือลักษณะของจังหวะเสียง สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่า ไม่เหมือนกับคลื่นนิ่งตรงที่ความบังเอิญของจุดสูงสุดไม่ได้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง แต่เกิดขึ้นในช่วงเวลาหนึ่ง สำหรับหู รูปแบบการเต้นนี้มีความโดดเด่นค่อนข้างชัดเจน และจะได้ยินเป็นระดับเสียงที่เพิ่มขึ้นและลดลงเป็นระยะตามลำดับ กลไกที่ทำให้เกิดผลกระทบนี้ง่ายมาก: เมื่อยอดเขาตรงกัน ปริมาตรจะเพิ่มขึ้น และเมื่อหุบเขาตรงกัน ปริมาตรจะลดลง

คลื่นนิ่งเกิดขึ้นในกรณีของการซ้อนทับกันของคลื่นสองลูกที่มีแอมพลิจูด เฟส และความถี่เท่ากัน เมื่อคลื่นดังกล่าว "มาบรรจบกัน" คลื่นหนึ่งเคลื่อนที่ไปในทิศทางไปข้างหน้าและอีกคลื่นหนึ่งเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม ในพื้นที่ของอวกาศ (ที่เกิดคลื่นนิ่ง) รูปภาพของการทับซ้อนของแอมพลิจูดความถี่สองอันจะปรากฏขึ้นโดยมีการสลับค่าสูงสุด (ที่เรียกว่าแอนติโนด) และมินิมา (ที่เรียกว่าโหนด) เมื่อปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้น ความถี่ เฟส และสัมประสิทธิ์การลดทอนของคลื่น ณ จุดสะท้อนมีความสำคัญอย่างยิ่ง ต่างจากคลื่นเคลื่อนที่ตรงที่ไม่มีการถ่ายเทพลังงานในคลื่นนิ่ง เนื่องจากคลื่นไปข้างหน้าและข้างหลังที่ก่อตัวเป็นคลื่นนี้จะถ่ายโอนพลังงานในปริมาณที่เท่ากันทั้งในทิศทางไปข้างหน้าและทิศทางตรงกันข้าม เพื่อให้เข้าใจอย่างชัดเจนถึงการเกิดคลื่นนิ่ง ลองจินตนาการถึงตัวอย่างจากอะคูสติกภายในบ้าน สมมติว่าเรามีระบบลำโพงแบบตั้งพื้นในพื้นที่จำกัด (ห้อง) ทำให้พวกเขาเล่นเพลงด้วย จำนวนมากเบสลองเปลี่ยนตำแหน่งผู้ฟังในห้องดูครับ ดังนั้นผู้ฟังที่พบว่าตัวเองอยู่ในโซนต่ำสุด (ลบ) ของคลื่นนิ่งจะรู้สึกถึงเอฟเฟกต์ที่มีเสียงเบสน้อยมาก และหากผู้ฟังพบว่าตัวเองอยู่ในโซนความถี่สูงสุด (บวก) ก็จะเกิดผลตรงกันข้าม ของเสียงเบสที่เพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ในกรณีนี้จะสังเกตผลกระทบในทุกอ็อกเทฟของความถี่พื้นฐาน ตัวอย่างเช่น หากความถี่พื้นฐานคือ 440 Hz ปรากฏการณ์ "การบวก" หรือ "การลบ" จะถูกสังเกตที่ความถี่ 880 Hz, 1760 Hz, 3520 Hz เป็นต้น

ปรากฏการณ์เรโซแนนซ์

ของแข็งส่วนใหญ่มี ความถี่ธรรมชาติเสียงก้อง. ผลกระทบนี้ค่อนข้างง่ายที่จะเข้าใจโดยใช้ตัวอย่างท่อธรรมดาที่เปิดเพียงปลายด้านเดียว ลองจินตนาการถึงสถานการณ์ที่ลำโพงเชื่อมต่อกับปลายอีกด้านของไปป์ ซึ่งสามารถเล่นความถี่คงที่ได้ความถี่หนึ่ง ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในภายหลัง ดังนั้นไปป์จึงมีความถี่เรโซแนนซ์ของตัวเอง กล่าวง่ายๆ คือนี่คือความถี่ที่ไปป์ "สะท้อน" หรือสร้างเสียงของตัวเอง หากความถี่ของลำโพง (จากการปรับ) เกิดขึ้นพร้อมกับความถี่เรโซแนนซ์ของท่อ ก็จะเกิดผลของการเพิ่มระดับเสียงหลายครั้ง สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากลำโพงกระตุ้นการสั่นสะเทือนของคอลัมน์อากาศในท่อด้วยแอมพลิจูดที่มีนัยสำคัญ จนกระทั่งพบ "ความถี่เรโซแนนซ์" ที่เท่ากันและเกิดเอฟเฟกต์เพิ่มเติม ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นสามารถอธิบายได้ดังต่อไปนี้: ไปป์ในตัวอย่างนี้ "ช่วย" ผู้พูดโดยการสะท้อนที่ความถี่เฉพาะ ความพยายามของพวกเขาเพิ่มขึ้นและ "ผลลัพธ์" ในรูปแบบเสียงดังที่ได้ยิน ปรากฏการณ์นี้สามารถเห็นได้ง่ายในตัวอย่างเครื่องดนตรี เนื่องจากการออกแบบเครื่องดนตรีส่วนใหญ่มีองค์ประกอบที่เรียกว่าเครื่องสะท้อนเสียง ไม่ใช่เรื่องยากที่จะเดาว่าอะไรมีจุดประสงค์ในการเพิ่มความถี่หรือโทนเสียงดนตรี ตัวอย่างเช่น ตัวกีตาร์ที่มีตัวสะท้อนเสียงในรูปแบบของรูที่เข้าคู่กับระดับเสียง การออกแบบท่อฟลุต (และท่อทั้งหมดโดยทั่วไป) รูปร่างทรงกระบอกของตัวดรัมซึ่งเป็นตัวสะท้อนความถี่ที่แน่นอน

สเปกตรัมความถี่ของเสียงและการตอบสนองความถี่

เนื่องจากในทางปฏิบัติแล้วไม่มีคลื่นที่มีความถี่เท่ากันเลย จึงจำเป็นต้องแยกสเปกตรัมเสียงทั้งหมดของช่วงเสียงที่ได้ยินออกเป็นโอเวอร์โทนหรือฮาร์โมนิกส์ เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ มีกราฟที่แสดงการพึ่งพาพลังงานสัมพัทธ์ของการสั่นสะเทือนของเสียงต่อความถี่ กราฟนี้เรียกว่ากราฟสเปกตรัมความถี่เสียง สเปกตรัมความถี่ของเสียงมีสองประเภท: ไม่ต่อเนื่องและต่อเนื่อง แผนภูมิสเปกตรัมแบบแยกแสดงความถี่แต่ละความถี่โดยคั่นด้วยช่องว่าง สเปกตรัมต่อเนื่องประกอบด้วยความถี่เสียงทั้งหมดในคราวเดียว
ในกรณีของดนตรีหรืออะคูสติก กราฟปกติมักใช้บ่อยที่สุด ลักษณะแอมพลิจูด-ความถี่(เรียกย่อว่า “เอเอฟซี”) กราฟนี้แสดงการขึ้นต่อกันของแอมพลิจูดของการสั่นของเสียงต่อความถี่ตลอดสเปกตรัมความถี่ทั้งหมด (20 Hz - 20 kHz) เมื่อดูกราฟดังกล่าว จะง่ายต่อการเข้าใจ เช่น จุดแข็งหรือจุดอ่อนของลำโพงหรือระบบเสียงโดยรวม พื้นที่ที่ส่งออกพลังงานได้ดีที่สุด ความถี่ที่เพิ่มขึ้นและลดลง การลดทอน และยังติดตามความชันได้อีกด้วย ของการลดลง

การแพร่กระจายของคลื่นเสียง เฟส และแอนติเฟส

กระบวนการแพร่กระจายของคลื่นเสียงเกิดขึ้นในทุกทิศทางจากแหล่งกำเนิด ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดเพื่อทำความเข้าใจปรากฏการณ์นี้: ก้อนกรวดที่ถูกโยนลงไปในน้ำ
จากจุดที่หินตกลงมา คลื่นเริ่มแผ่กระจายไปทั่วผิวน้ำทุกทิศทาง อย่างไรก็ตาม ลองจินตนาการถึงสถานการณ์ที่ใช้ลำโพงในระดับเสียงที่กำหนด เช่น กล่องปิดซึ่งเชื่อมต่อกับเครื่องขยายเสียงและเล่นสัญญาณดนตรีบางประเภท สังเกตได้ง่าย (โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคุณใช้สัญญาณความถี่ต่ำที่ทรงพลัง เช่น ดรัมเบส) ว่าลำโพงมีการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็ว “ไปข้างหน้า” จากนั้นจึงเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วแบบเดียวกัน “ถอยหลัง” สิ่งที่ต้องทำความเข้าใจคือเมื่อผู้พูดก้าวไปข้างหน้า มันจะปล่อยคลื่นเสียงที่เราได้ยินในภายหลัง แต่จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อผู้พูดถอยหลัง? และสิ่งที่ขัดแย้งกันคือสิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้น ผู้พูดก็ส่งเสียงเดียวกัน เฉพาะในตัวอย่างของเราเท่านั้นที่แพร่กระจายภายในระดับเสียงของกล่องโดยไม่เกินขีดจำกัด (กล่องปิดอยู่) โดยทั่วไปในตัวอย่างข้างต้นเราสามารถสังเกตปรากฏการณ์ทางกายภาพที่น่าสนใจได้ค่อนข้างมาก สิ่งที่สำคัญที่สุดคือแนวคิดของเฟส

คลื่นเสียงที่ผู้พูดอยู่ในระดับเสียงที่เปล่งออกมาในทิศทางของผู้ฟังจะ “อยู่ในเฟส” คลื่นย้อนกลับซึ่งเข้าไปในปริมาตรของกล่องจะเป็นแอนติเฟสตามลำดับ ยังคงเป็นเพียงการเข้าใจว่าแนวคิดเหล่านี้หมายถึงอะไร? เฟสสัญญาณ– นี่คือระดับความดันเสียง ณ เวลาปัจจุบัน ณ จุดใดจุดหนึ่งในอวกาศ วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำความเข้าใจเฟสคือการยกตัวอย่างการสร้างเนื้อหาทางดนตรีโดยระบบลำโพงในบ้านคู่สเตอริโอแบบตั้งพื้นแบบธรรมดา ลองนึกภาพว่ามีการติดตั้งลำโพงตั้งพื้นสองตัวในห้องและเล่น ในกรณีนี้ ระบบเสียงทั้งสองจะสร้างสัญญาณซิงโครนัสที่มีแรงดันเสียงที่เปลี่ยนแปลงได้ และความดันเสียงของลำโพงตัวหนึ่งจะถูกเพิ่มเข้าไป ความดันเสียงอีกคอลัมน์หนึ่ง ผลกระทบที่คล้ายกันเกิดขึ้นเนื่องจากการซิงโครไนซ์การสร้างสัญญาณจากลำโพงซ้ายและขวาตามลำดับ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือยอดและรางของคลื่นที่ปล่อยออกมาจากลำโพงซ้ายและขวาเกิดขึ้นพร้อมกัน

ทีนี้ลองจินตนาการว่าแรงกดดันของเสียงยังคงเปลี่ยนแปลงในลักษณะเดียวกัน (ยังไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลง) แต่ตอนนี้พวกมันอยู่ตรงข้ามกัน กรณีนี้อาจเกิดขึ้นได้หากคุณเชื่อมต่อระบบลำโพงหนึ่งตัวจากสองตัวในขั้วย้อนกลับ (สายเคเบิล "+" จากเครื่องขยายเสียงไปยังขั้วต่อ "-" ของระบบลำโพง และสายเคเบิล "-" จากเครื่องขยายเสียงไปยังขั้วต่อ "+" ของลำโพง ระบบลำโพง) ในกรณีนี้ สัญญาณที่ตรงกันข้ามในทิศทางจะทำให้เกิดความแตกต่างของแรงดันซึ่งสามารถแสดงเป็นตัวเลขได้ดังนี้ ซ้าย ระบบลำโพงจะสร้างแรงดัน "1 Pa" และระบบลำโพงด้านขวาจะสร้างแรงดัน "ลบ 1 Pa" เป็นผลให้ระดับเสียงรวม ณ ตำแหน่งของผู้ฟังจะเป็นศูนย์ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าแอนติเฟส หากเราดูตัวอย่างโดยละเอียดเพื่อทำความเข้าใจ ปรากฎว่าผู้พูดสองคนที่เล่น "ในเฟส" สร้างพื้นที่การบดอัดอากาศและการแปรสภาพที่เหมือนกัน ดังนั้นจึงช่วยเหลือซึ่งกันและกันอย่างแท้จริง ในกรณีของแอนติเฟสในอุดมคติ พื้นที่ของช่องอากาศอัดที่สร้างขึ้นโดยลำโพงตัวหนึ่งจะมาพร้อมกับพื้นที่ของช่องอากาศที่หายากที่สร้างโดยลำโพงตัวที่สอง ดูเหมือนปรากฏการณ์การยกเลิกคลื่นแบบซิงโครนัสร่วมกันโดยประมาณ จริงอยู่ ในทางปฏิบัติระดับเสียงไม่ได้ลดลงเหลือศูนย์ และเราจะได้ยินเสียงที่ผิดเพี้ยนและเบาลงอย่างมาก

วิธีที่เข้าถึงได้มากที่สุดในการอธิบายปรากฏการณ์นี้มีดังนี้: สัญญาณสองสัญญาณที่มีการแกว่ง (ความถี่) เท่ากัน แต่เปลี่ยนตามเวลา ด้วยเหตุนี้ จะสะดวกกว่าหากจินตนาการถึงปรากฏการณ์การกระจัดเหล่านี้โดยใช้ตัวอย่างของทรงกลมธรรมดา นาฬิกาชี้- ลองจินตนาการว่ามีนาฬิกาทรงกลมเหมือนกันหลายเรือนแขวนอยู่บนผนัง เมื่อเข็มวินาทีของนาฬิกาเรือนนี้เดินซิงโครนัสบนนาฬิกาเรือนหนึ่ง 30 วินาทีและอีก 30 วินาที นี่เป็นตัวอย่างสัญญาณที่อยู่ในเฟส หากเข็มวินาทีเคลื่อนที่โดยมีการเปลี่ยนเกียร์ แต่ความเร็วยังคงเท่าเดิม เช่น ในนาฬิกาเรือนหนึ่งคือ 30 วินาที และอีกเรือนหนึ่งคือ 24 วินาที นี่เป็นตัวอย่างคลาสสิกของการเปลี่ยนเฟส ในทำนองเดียวกัน เฟสจะถูกวัดเป็นองศา ภายในวงกลมเสมือน ในกรณีนี้เมื่อสัญญาณถูกเลื่อนสัมพันธ์กัน 180 องศา (ครึ่งคาบ) จะได้รับแอนติเฟสแบบคลาสสิก บ่อยครั้งในทางปฏิบัติ การเปลี่ยนเฟสเล็กน้อยเกิดขึ้น ซึ่งสามารถกำหนดเป็นองศาและกำจัดได้สำเร็จ

คลื่นมีลักษณะระนาบและเป็นทรงกลม หน้าคลื่นระนาบแพร่กระจายไปในทิศทางเดียวเท่านั้น และแทบไม่พบในทางปฏิบัติ หน้าคลื่นทรงกลมเป็นคลื่นประเภทเรียบง่ายที่มีต้นกำเนิดจากจุดเดียวและเคลื่อนที่ไปทุกทิศทาง คลื่นเสียงมีคุณสมบัติ การเลี้ยวเบน, เช่น. ความสามารถในการหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางและวัตถุ ระดับความโค้งงอขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของความยาวคลื่นเสียงต่อขนาดของสิ่งกีดขวางหรือรู การเลี้ยวเบนยังเกิดขึ้นเมื่อมีสิ่งกีดขวางในเส้นทางของเสียง ในกรณีนี้ เป็นไปได้สองสถานการณ์: 1) หากขนาดของสิ่งกีดขวางมีขนาดใหญ่กว่าความยาวคลื่นมาก เสียงก็จะถูกสะท้อนหรือดูดซับ (ขึ้นอยู่กับระดับการดูดซับของวัสดุ ความหนาของสิ่งกีดขวาง ฯลฯ ) และโซน "เงาอะคูสติก" จะเกิดขึ้นด้านหลังสิ่งกีดขวาง 2) หากขนาดของสิ่งกีดขวางเทียบได้กับความยาวคลื่นหรือน้อยกว่านั้น เสียงจะเกิดการหักเหไปบ้างในทุกทิศทาง หากคลื่นเสียงในขณะที่เคลื่อนที่ในตัวกลางตัวหนึ่งไปกระทบกับตัวกลางอีกตัวหนึ่ง (เช่น ตัวกลางอากาศที่มีตัวกลางที่เป็นของแข็ง) ก็สามารถเกิดขึ้นได้ 3 สถานการณ์: 1) คลื่นจะสะท้อนจากส่วนต่อประสาน 2) คลื่น สามารถผ่านเข้าไปในตัวกลางอื่นได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนทิศทาง 3) คลื่นสามารถผ่านไปยังตัวกลางอื่นโดยมีการเปลี่ยนแปลงทิศทางที่ขอบเขต ซึ่งเรียกว่า "การหักเหของคลื่น"

อัตราส่วนของความดันส่วนเกินของคลื่นเสียงต่อความเร็วปริมาตรการสั่นเรียกว่าความต้านทานของคลื่น การพูด ด้วยคำพูดง่ายๆ, ความต้านทานคลื่นของตัวกลางเรียกได้ว่าสามารถดูดซับคลื่นเสียงหรือ “ต้านทาน” พวกมันได้ ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนและการส่งผ่านขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของอิมพีแดนซ์คลื่นของสื่อทั้งสองโดยตรง ความต้านทานคลื่นในตัวกลางที่เป็นก๊าซจะต่ำกว่าในน้ำหรือของแข็งมาก ดังนั้นหากคลื่นเสียงในอากาศกระทบกับวัตถุแข็งหรือพื้นผิวน้ำลึก เสียงนั้นจะถูกสะท้อนจากพื้นผิวหรือถูกดูดซับไปในระดับสูง ขึ้นอยู่กับความหนาของพื้นผิว (น้ำหรือของแข็ง) ที่คลื่นเสียงที่ต้องการตกลงไป เมื่อความหนาของตัวกลางที่เป็นของแข็งหรือของเหลวต่ำ คลื่นเสียงจะ "ผ่าน" เกือบทั้งหมด และในทางกลับกัน เมื่อความหนาของตัวกลางมีขนาดใหญ่ คลื่นก็จะถูกสะท้อนบ่อยขึ้น ในกรณีของการสะท้อนของคลื่นเสียง กระบวนการนี้เกิดขึ้นตามกฎฟิสิกส์ที่รู้จักกันดี: “มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน” ในกรณีนี้ เมื่อคลื่นจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นต่ำกว่ากระทบกับขอบเขตที่มีตัวกลางที่มีความหนาแน่นสูงกว่า ปรากฏการณ์นี้จะเกิดขึ้น การหักเหของแสง- ประกอบด้วยการโค้งงอ (การหักเห) ของคลื่นเสียงหลังจาก "พบ" สิ่งกีดขวางและจำเป็นต้องมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงความเร็ว การหักเหของแสงยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของตัวกลางที่เกิดการสะท้อนกลับด้วย

ในกระบวนการแพร่กระจายของคลื่นเสียงในอวกาศ ความเข้มของคลื่นจะลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เราสามารถพูดได้ว่าคลื่นลดทอนลงและเสียงก็อ่อนลง ในทางปฏิบัติ การเผชิญกับผลกระทบที่คล้ายกันนั้นค่อนข้างง่าย ตัวอย่างเช่น หากคนสองคนยืนอยู่ในทุ่งในระยะใกล้ (หนึ่งเมตรหรือใกล้กว่านั้น) และเริ่มพูดอะไรต่อกัน หากคุณเพิ่มระยะห่างระหว่างบุคคลในเวลาต่อมา (หากพวกเขาเริ่มแยกตัวออกจากกัน) ระดับเสียงสนทนาที่เท่าเดิมจะได้ยินน้อยลงเรื่อยๆ ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงปรากฏการณ์ของการลดความเข้มของคลื่นเสียง ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น? เหตุผลก็คือกระบวนการต่างๆ ของการแลกเปลี่ยนความร้อน ปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุล และการเสียดสีภายในของคลื่นเสียง ในทางปฏิบัติบ่อยครั้งพลังงานเสียงจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน กระบวนการดังกล่าวเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในสื่อเผยแพร่เสียง 3 ชนิดใด ๆ และสามารถระบุได้ว่าเป็น การดูดซับคลื่นเสียง.

ความเข้มและระดับการดูดกลืนคลื่นเสียงขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น ความดันและอุณหภูมิของตัวกลาง การดูดซับยังขึ้นอยู่กับความถี่เสียงจำเพาะด้วย เมื่อคลื่นเสียงแพร่กระจายผ่านของเหลวหรือก๊าซ จะเกิดแรงเสียดทานระหว่างอนุภาคต่างๆ ซึ่งเรียกว่าความหนืด จากผลของแรงเสียดทานในระดับโมเลกุล กระบวนการแปลงคลื่นจากเสียงเป็นความร้อนจึงเกิดขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ยิ่งค่าการนำความร้อนของตัวกลางสูง ระดับการดูดกลืนคลื่นก็จะยิ่งต่ำลง การดูดซับเสียงในตัวกลางก๊าซยังขึ้นอยู่กับความดัน (ความดันบรรยากาศเปลี่ยนแปลงไปตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับระดับน้ำทะเล) สำหรับการขึ้นอยู่กับระดับการดูดซับของความถี่ของเสียงโดยคำนึงถึงความหนืดและการนำความร้อนที่กล่าวมาข้างต้นยิ่งความถี่ของเสียงสูงเท่าใดการดูดซับเสียงก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ที่อุณหภูมิและความดันในอากาศปกติ การดูดกลืนคลื่นที่มีความถี่ 5,000 เฮิรตซ์คือ 3 เดซิเบล/กม. และการดูดกลืนคลื่นที่มีความถี่ 50,000 เฮิรตซ์จะเท่ากับ 300 เดซิเบล/ม.

ในสื่อที่เป็นของแข็ง การพึ่งพาข้างต้นทั้งหมด (การนำความร้อนและความหนืด) จะถูกเก็บรักษาไว้ แต่มีการเพิ่มเงื่อนไขอีกหลายข้อในนี้ มีความเกี่ยวข้องกับโครงสร้างโมเลกุลของวัสดุแข็งซึ่งอาจแตกต่างออกไปโดยมีความไม่สม่ำเสมอในตัวมันเอง ขึ้นอยู่กับโครงสร้างโมเลกุลแข็งภายในนี้ การดูดกลืนคลื่นเสียงในกรณีนี้อาจแตกต่างกัน และขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุเฉพาะ เมื่อเสียงผ่านวัตถุที่เป็นของแข็ง คลื่นจะผ่านการเปลี่ยนแปลงและการบิดเบือนหลายประการ ซึ่งส่วนใหญ่มักจะนำไปสู่การกระจายและการดูดซับพลังงานเสียง ในระดับโมเลกุล ผลกระทบจากความคลาดเคลื่อนสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อคลื่นเสียงทำให้เกิดการกระจัดของระนาบอะตอม ซึ่งจากนั้นจะกลับสู่ตำแหน่งเดิม หรือการเคลื่อนที่ของความคลาดเคลื่อนนำไปสู่การชนกับความคลาดเคลื่อนที่ตั้งฉากกับพวกมันหรือข้อบกพร่องในโครงสร้างผลึกซึ่งทำให้เกิดการยับยั้งและเป็นผลให้มีการดูดซับคลื่นเสียงบางส่วน อย่างไรก็ตาม คลื่นเสียงยังสามารถสะท้อนกับข้อบกพร่องเหล่านี้ได้ ซึ่งจะนำไปสู่การบิดเบือนของคลื่นดั้งเดิม พลังงานของคลื่นเสียงในขณะที่มีปฏิสัมพันธ์กับองค์ประกอบของโครงสร้างโมเลกุลของวัสดุจะกระจายไปอันเป็นผลมาจากกระบวนการเสียดสีภายใน

ในบทความนี้ ฉันจะพยายามวิเคราะห์คุณลักษณะของการรับรู้การได้ยินของมนุษย์ รวมถึงรายละเอียดปลีกย่อยและคุณลักษณะบางประการของการแพร่กระจายเสียง

อวกาศไม่ใช่ความว่างเปล่าที่เป็นเนื้อเดียวกัน มีเมฆก๊าซและฝุ่นอยู่ระหว่างวัตถุต่างๆ พวกมันคือเศษซากจากการระเบิดซูเปอร์โนวาและบริเวณกำเนิดดาวฤกษ์ ในบางพื้นที่ ก๊าซระหว่างดวงดาวนี้มีความหนาแน่นเพียงพอที่จะแพร่กระจายคลื่นเสียงได้ แต่มนุษย์ไม่สามารถได้ยินได้

มีเสียงในอวกาศหรือไม่?

เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ - ไม่ว่าจะเป็นการสั่นสะเทือน สายกีตาร์หรือพลุที่ระเบิด - มันส่งผลกระทบต่อโมเลกุลอากาศใกล้เคียงราวกับกำลังผลักพวกมัน โมเลกุลเหล่านี้ชนเข้ากับเพื่อนบ้าน และในที่สุดก็ชนเข้ากับโมเลกุลถัดไป การเคลื่อนไหวเดินทางผ่านอากาศเหมือนคลื่น เมื่อถึงหู คนจะรับรู้ได้ว่าเป็นเสียง

เมื่อคลื่นเสียงผ่านอากาศ ความดันจะผันผวนขึ้นลงเหมือนน้ำทะเลในพายุ เวลาระหว่างการสั่นสะเทือนเหล่านี้เรียกว่าความถี่ของเสียงและมีหน่วยวัดเป็นเฮิรตซ์ (1 เฮิรตซ์คือหนึ่งการสั่นต่อวินาที) ระยะห่างระหว่างจุดสูงสุดของความดันสูงสุดเรียกว่าความยาวคลื่น

เสียงสามารถเดินทางได้ในตัวกลางที่ความยาวคลื่นไม่เกินระยะห่างเฉลี่ยระหว่างอนุภาคเท่านั้น นักฟิสิกส์เรียกสิ่งนี้ว่า "ถนนที่ไม่มีเงื่อนไข" ซึ่งเป็นระยะทางเฉลี่ยที่โมเลกุลเคลื่อนที่หลังจากการชนกับโมเลกุลหนึ่งและก่อนจะโต้ตอบกับโมเลกุลถัดไป ดังนั้นสื่อที่มีความหนาแน่นสามารถส่งเสียงที่มีความยาวคลื่นสั้นและในทางกลับกัน

เสียงที่มีความยาวคลื่นยาวมีความถี่ที่หูรับรู้ว่าเป็นเสียงต่ำ ในก๊าซที่มีเส้นทางอิสระเฉลี่ยมากกว่า 17 ม. (20 เฮิรตซ์) คลื่นเสียงจะมีความถี่ต่ำเกินกว่าที่มนุษย์จะรับรู้ได้ พวกมันถูกเรียกว่าอินฟราซาวด์ หากมีมนุษย์ต่างดาวที่มีหูที่สามารถได้ยินเสียงโน้ตที่ต่ำมาก พวกเขาจะรู้ได้อย่างแน่ชัดว่าเสียงนั้นได้ยินในอวกาศหรือไม่

บทเพลงแห่งหลุมดำ

ห่างออกไปประมาณ 220 ล้านปีแสง ณ ใจกลางกระจุกกาแลคซีหลายพันแห่ง มีเสียงฮัมมากที่สุด โน้ตต่ำที่จักรวาลเคยได้ยินมา 57 อ็อกเทฟที่ต่ำกว่า C กลาง ซึ่งลึกกว่าความถี่ที่คนเราได้ยินประมาณล้านล้านเท่า

เสียงที่ลึกที่สุดที่มนุษย์สามารถตรวจจับได้จะมีรอบการสั่นสะเทือนประมาณหนึ่งครั้งทุกๆ 1/20 วินาที หลุมดำในกลุ่มดาวเซอุสมีวงจรการขึ้นลงประมาณ 1 ครั้งทุกๆ 10 ล้านปี

สิ่งนี้เป็นที่รู้จักในปี 2003 เมื่อกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราของ NASA ค้นพบบางสิ่งในก๊าซที่บรรจุกระจุกดาวเซอุส นั่นคือวงแหวนแห่งแสงและความมืดที่รวมกลุ่มกันเหมือนระลอกคลื่นในสระน้ำ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์กล่าวว่าสิ่งเหล่านี้เป็นร่องรอยของคลื่นเสียงความถี่ต่ำอย่างไม่น่าเชื่อ ส่วนที่สว่างกว่าคือยอดคลื่นซึ่งมีแรงกดดันต่อก๊าซมากที่สุด วงแหวนสีเข้มคือรอยกดที่ความดันลดลง

เสียงที่คุณสามารถมองเห็นได้

ก๊าซร้อนที่มีแม่เหล็กหมุนวนรอบหลุมดำ คล้ายกับน้ำหมุนวนรอบท่อระบายน้ำ เมื่อมันเคลื่อนที่ มันจะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าอันทรงพลังขึ้นมา แข็งแกร่งพอที่จะเร่งก๊าซใกล้ขอบหลุมดำจนเกือบเป็นความเร็วแสง ทำให้มันกลายเป็นระเบิดขนาดใหญ่ที่เรียกว่าไอพ่นสัมพัทธภาพ พวกมันบังคับให้ก๊าซหมุนไปด้านข้างบนเส้นทางของมัน และเอฟเฟกต์นี้ทำให้เกิดเสียงที่น่าขนลุกจากอวกาศ

พวกมันถูกพาผ่านกระจุกเซอุสซึ่งห่างจากแหล่งกำเนิดของมันนับแสนปีแสง แต่เสียงสามารถเดินทางได้ไกลเท่าที่มีก๊าซเพียงพอที่จะพามันไปเท่านั้น ดังนั้นเขาจึงหยุดที่ขอบเมฆก๊าซซึ่งเต็มไปด้วยเซอุส ซึ่งหมายความว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะได้ยินเสียงของมันบนโลก คุณสามารถเห็นผลได้เฉพาะกับเมฆก๊าซเท่านั้น ดูเหมือนมองผ่านอวกาศเข้าไปในห้องเก็บเสียง

ดาวเคราะห์ประหลาด

โลกของเราส่งเสียงครวญครางทุกครั้งที่เปลือกโลกเคลื่อนตัว ไม่ต้องสงสัยเลยว่าเสียงเดินทางในอวกาศหรือไม่ แผ่นดินไหวสามารถสร้างแรงสั่นสะเทือนในชั้นบรรยากาศด้วยความถี่ตั้งแต่ 1 ถึง 5 เฮิร์ตซ์ หากแรงเพียงพอก็สามารถส่งคลื่นอินฟาเรดผ่านชั้นบรรยากาศออกสู่อวกาศได้

แน่นอนว่าไม่มีขอบเขตที่ชัดเจนว่าชั้นบรรยากาศของโลกสิ้นสุดลงและอวกาศเริ่มต้นขึ้น อากาศจะค่อยๆ บางลงจนหายไปในที่สุด จากความสูง 80 ถึง 550 กิโลเมตรเหนือพื้นผิวโลก เส้นทางอิสระของโมเลกุลจะอยู่ที่ประมาณหนึ่งกิโลเมตร ซึ่งหมายความว่าอากาศที่ระดับความสูงนี้บางกว่าที่คุณจะได้ยินเสียงประมาณ 59 เท่า สามารถส่งได้เฉพาะคลื่นอินฟาเรดยาวเท่านั้น

เมื่อเกิดแผ่นดินไหวขนาด 9.0 ริกเตอร์เขย่าชายฝั่งตะวันออกเฉียงเหนือของญี่ปุ่นในเดือนมีนาคม 2554 เครื่องวัดแผ่นดินไหวทั่วโลกบันทึกคลื่นที่เคลื่อนผ่านโลก การสั่นสะเทือนทำให้เกิดการสั่นของความถี่ต่ำในชั้นบรรยากาศ แรงสั่นสะเทือนเหล่านี้เดินทางไปจนถึงจุดที่สนามแรงโน้มถ่วงและดาวเทียมที่อยู่กับที่ Ocean Circulation Explorer (GOCE) เปรียบเทียบแรงโน้มถ่วงของโลกในวงโคจรต่ำกับความสูง 270 กิโลเมตรเหนือพื้นผิว และดาวเทียมก็สามารถบันทึกคลื่นเสียงเหล่านี้ได้

GOCE มีมาตรความเร่งที่ละเอียดอ่อนมากบนบอร์ดซึ่งควบคุมไอออนทรัสเตอร์ ซึ่งจะช่วยให้ดาวเทียมอยู่ในวงโคจรที่มั่นคง เครื่องวัดความเร่งในปี 2554 ของ GOCE ตรวจพบการเปลี่ยนแปลงในแนวตั้งในบรรยากาศที่บางมากรอบๆ ดาวเทียม รวมถึงการเปลี่ยนแปลงความกดอากาศคล้ายคลื่น ขณะที่คลื่นเสียงจากแผ่นดินไหวแพร่กระจาย เครื่องยนต์ของดาวเทียมแก้ไขการกระจัดและจัดเก็บข้อมูลซึ่งกลายเป็นการบันทึกอินฟราซาวด์ของแผ่นดินไหว

รายการนี้ถูกเก็บเป็นความลับในข้อมูลดาวเทียมจนกระทั่งกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดย Rafael F. Garcia ได้เผยแพร่เอกสารนี้

เสียงแรกในจักรวาล

หากสามารถย้อนเวลากลับไปประมาณ 760,000 ปีแรกหลังบิ๊กแบง ก็จะสามารถค้นหาได้ว่ามีเสียงในอวกาศหรือไม่ ในเวลานี้ จักรวาลมีความหนาแน่นมากจนคลื่นเสียงสามารถเดินทางได้อย่างอิสระ

ในช่วงเวลาเดียวกัน โฟตอนกลุ่มแรกเริ่มเดินทางผ่านอวกาศในฐานะแสง หลังจากนั้น ทุกอย่างก็เย็นลงจนสามารถควบแน่นเป็นอะตอมได้ในที่สุด ก่อนการเย็นตัวจะเกิดขึ้น จักรวาลเต็มไปด้วยอนุภาคที่มีประจุ ได้แก่ โปรตอนและอิเล็กตรอน ซึ่งดูดซับหรือกระจัดกระจายโฟตอน ซึ่งเป็นอนุภาคที่ประกอบเป็นแสง

ปัจจุบันมันมาถึงโลกโดยมีแสงจางๆ จากพื้นหลังไมโครเวฟ ซึ่งมองเห็นได้เฉพาะกับกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่มีความไวสูงเท่านั้น นักฟิสิกส์เรียกรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาลนี้ว่า นี่คือแสงที่เก่าแก่ที่สุดในจักรวาล ตอบคำถามว่ามีเสียงในอวกาศหรือไม่ พื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาลประกอบด้วยการบันทึกเพลงที่เก่าแก่ที่สุดในจักรวาล

แสงสว่างในการช่วยชีวิต

แสงช่วยให้เรารู้ได้อย่างไรว่ามีเสียงในอวกาศหรือไม่? คลื่นเสียงเดินทางผ่านอากาศ (หรือก๊าซระหว่างดวงดาว) เนื่องจากแรงดันมีความผันผวน เมื่อก๊าซถูกบีบอัดจะร้อนขึ้น ในระดับจักรวาล ปรากฏการณ์นี้รุนแรงมากจนดาวฤกษ์ก่อตัวขึ้น และเมื่อก๊าซขยายตัวก็จะเย็นตัวลง คลื่นเสียงที่เดินทางผ่านเอกภพยุคแรกทำให้เกิดความผันผวนของแรงดันเล็กน้อยในสภาพแวดล้อมที่เป็นก๊าซ ส่งผลให้อุณหภูมิผันผวนเล็กน้อยที่สะท้อนในพื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาล

จอห์น แครมเมอร์ นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยวอชิงตันใช้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเพื่อสร้างเสียงน่าขนลุกจากอวกาศขึ้นมาใหม่ ซึ่งเป็นดนตรีจากจักรวาลที่กำลังขยายตัว เขาคูณความถี่ด้วย 10 เป็น 26 เท่าเพื่อให้หูของมนุษย์ได้ยินเขา

ดังนั้นจะไม่มีใครได้ยินเสียงกรีดร้องในอวกาศจริงๆ แต่จะมีคลื่นเสียงที่เคลื่อนที่ผ่านเมฆก๊าซระหว่างดวงดาวหรือในรังสีที่ทำให้บริสุทธิ์ของชั้นบรรยากาศรอบนอกของโลก

เสียงอยู่ในหมวดสัทศาสตร์ การศึกษาเสียงรวมอยู่ในหลักสูตรของโรงเรียนในภาษารัสเซีย การทำความคุ้นเคยกับเสียงและลักษณะพื้นฐานจะเกิดขึ้นในระดับต่ำกว่า ศึกษารายละเอียดเสียงจาก ตัวอย่างที่ซับซ้อนและเกิดขึ้นในโรงเรียนมัธยมต้นและมัธยมปลาย เพจนี้จัดให้ ความรู้พื้นฐานเท่านั้นตามเสียงของภาษารัสเซียในรูปแบบที่บีบอัด หากคุณต้องการศึกษาโครงสร้างของอุปกรณ์การพูด โทนเสียงของเสียง การเปล่งเสียง ส่วนประกอบทางเสียง และด้านอื่น ๆ ที่อยู่นอกเหนือขอบเขตของหลักสูตรโรงเรียนสมัยใหม่ โปรดดูคู่มือเฉพาะทางและตำราเรียนเกี่ยวกับการออกเสียง

เสียงคืออะไร?

เสียง เช่น คำและประโยค เป็นหน่วยพื้นฐานของภาษา อย่างไรก็ตามเสียงไม่ได้แสดงถึงความหมายใดๆ แต่สะท้อนเสียงของคำนั้น ด้วยเหตุนี้เราจึงแยกคำออกจากกัน คำพูดต่างกันไปตามจำนวนเสียง (พอร์ต-สปอร์ต อีกา-กรวย), ชุดเสียง (มะนาว-ปากแม่น้ำ แมว-หนู), ลำดับของเสียง (จมูก-นอน พุ่ม-เคาะ)จนทำให้เสียงไม่ตรงกันอย่างสมบูรณ์ (เรือ-เรือเร็ว, ป่า-สวนสาธารณะ).

มีเสียงอะไรบ้าง?

ในภาษารัสเซีย เสียงจะแบ่งออกเป็นสระและพยัญชนะ ภาษารัสเซียมีตัวอักษร 33 ตัวและ 42 เสียง: สระ 6 ตัว, พยัญชนะ 36 ตัว, ตัวอักษร 2 ตัว (ь, ъ) ไม่ได้บ่งบอกถึงเสียง ความคลาดเคลื่อนของจำนวนตัวอักษรและเสียง (ไม่นับ b และ b) เกิดจากการที่ตัวอักษรสระ 10 ตัวมี 6 เสียงสำหรับพยัญชนะ 21 ตัวมี 36 เสียง (ถ้าเราคำนึงถึงการรวมกันของเสียงพยัญชนะทั้งหมด : หูหนวก/มีเสียง, อ่อน/แข็ง) ในตัวอักษรจะมีเสียงอยู่ในวงเล็บเหลี่ยม
ไม่มีเสียง: [e], [e], [yu], [ya], [b], [b], [zh'], [sh'], [ts'], [th], [h ] , [sch]

จำนวนโครงการที่ 1 ตัวอักษรและเสียงของภาษารัสเซีย

เสียงออกเสียงอย่างไร?

เราออกเสียงเสียงเมื่อหายใจออก (เฉพาะในกรณีของคำอุทาน "a-a-a" ซึ่งแสดงความกลัวเสียงจะออกเสียงเมื่อหายใจเข้า) การแบ่งเสียงออกเป็นสระและพยัญชนะจะสัมพันธ์กับวิธีการออกเสียงของบุคคล เสียงสระจะออกเสียงด้วยเสียงเนื่องจากอากาศที่หายใจออกผ่านเส้นเสียงที่ตึงเครียดและออกทางปากอย่างอิสระ เสียงพยัญชนะประกอบด้วยเสียงรบกวนหรือการรวมกันของเสียงและเสียงเนื่องจากอากาศที่หายใจออกพบสิ่งกีดขวางในเส้นทางในรูปแบบของคันธนูหรือฟัน เสียงสระออกเสียงเสียงดัง เสียงพยัญชนะออกเสียงอู้อี้ บุคคลสามารถร้องเพลงเสียงสระด้วยเสียงของเขา (อากาศหายใจออก) เพิ่มหรือลดเสียงต่ำ เสียงพยัญชนะไม่สามารถร้องได้ แต่จะออกเสียงไม่ชัดเท่ากัน สัญญาณที่แข็งและอ่อนไม่ได้เป็นตัวแทนของเสียง ไม่สามารถออกเสียงเป็นเสียงอิสระได้ เมื่อออกเสียงคำ คำเหล่านี้จะมีอิทธิพลต่อพยัญชนะที่อยู่ตรงหน้า ทำให้คำนั้นเบาหรือแข็ง

การถอดความของคำ

การถอดความคำคือการบันทึกเสียงในคำ ซึ่งจริงๆ แล้วเป็นการบันทึกเสียงว่าคำนั้นออกเสียงถูกต้องอย่างไร เสียงจะอยู่ในวงเล็บเหลี่ยม เปรียบเทียบ: a - ตัวอักษร [a] - เสียง ความนุ่มนวลของพยัญชนะระบุด้วยเครื่องหมายอะพอสทรอฟี: p - ตัวอักษร, [p] - เสียงหนัก, [p’] - เสียงเบา พยัญชนะที่เปล่งเสียงและไม่มีเสียงไม่ได้ระบุไว้เป็นลายลักษณ์อักษรแต่อย่างใด การถอดความคำนั้นเขียนด้วยวงเล็บเหลี่ยม ตัวอย่าง: ประตู → [dv’er’], หนาม → [kal’uch’ka] บางครั้งการถอดความบ่งบอกถึงความเครียด - เครื่องหมายอะพอสทรอฟี่หน้าสระเน้นเสียง

ไม่มีการเปรียบเทียบตัวอักษรและเสียงที่ชัดเจน ในภาษารัสเซียมีหลายกรณีของการทดแทนเสียงสระขึ้นอยู่กับตำแหน่งของคำที่เน้นการแทนที่พยัญชนะหรือการสูญเสียเสียงพยัญชนะในชุดค่าผสมบางอย่าง เมื่อรวบรวมการถอดความคำจะต้องคำนึงถึงกฎของการออกเสียงด้วย

โทนสี

ในการวิเคราะห์สัทศาสตร์ บางครั้งอาจมีการวาดคำขึ้นมา โทนสี: ตัวอักษรจะถูกวาดด้วยสีต่างๆ ขึ้นอยู่กับความหมายของเสียง สีต่างๆ สะท้อนถึงลักษณะการออกเสียงของเสียง และช่วยให้คุณเห็นภาพวิธีการออกเสียงคำและเสียงนั้นประกอบด้วยอะไรบ้าง

สระทั้งหมด (เน้นเสียงและไม่เน้นเสียง) จะมีพื้นหลังสีแดง สระที่เติมเสียงจะมีเครื่องหมายสีเขียว-แดง สีเขียวหมายถึงเสียงพยัญชนะเสียงอ่อน [й'] สีแดงหมายถึงสระที่ตามมา พยัญชนะที่มีเสียงแข็งจะมีสีฟ้า พยัญชนะที่มีเสียงเบาจะมีสีเขียว ป้ายอ่อนและแข็งทาสีเทาหรือไม่ได้ทาสีเลย

การกำหนด:
- สระ - iotated - พยัญชนะแข็ง - พยัญชนะอ่อน - พยัญชนะอ่อนหรือแข็ง

บันทึก. สีฟ้า-เขียวไม่ได้ใช้ในแผนภาพการวิเคราะห์การออกเสียง เนื่องจากเสียงพยัญชนะไม่สามารถนุ่มและแข็งในเวลาเดียวกันได้ สีฟ้า-เขียวในตารางด้านบนใช้เพื่อแสดงให้เห็นว่าเสียงอาจเบาหรือแข็งก็ได้

คลื่นเสียงแสดงถึงบริเวณที่มีความกดอากาศสูงและต่ำซึ่งอวัยวะการได้ยินของเรารับรู้ได้ คลื่นเหล่านี้สามารถเดินทางผ่านตัวกลางที่เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซได้ ซึ่งหมายความว่าพวกมันผ่านเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ได้ง่าย ตามทฤษฎีแล้ว หากความกดดันของคลื่นเสียงสูงเกินไป อาจคร่าชีวิตผู้คนได้

คลื่นเสียงใด ๆ ก็มีความถี่เฉพาะของตัวเอง หูของมนุษย์สามารถได้ยินคลื่นเสียงที่มีความถี่ตั้งแต่ 20 ถึง 20,000 เฮิรตซ์ ระดับความเข้มของเสียงสามารถแสดงเป็น dB (เดซิเบล) ตัวอย่างเช่นระดับความเข้มของเสียงทะลุทะลวงคือ 120 เดซิเบล - คนที่ยืนอยู่ข้างๆคุณจะไม่ได้รับความรู้สึกที่น่าพอใจที่สุดจากเสียงคำรามอันน่ากลัวในหู แต่ถ้าเรานั่งอยู่หน้าลำโพงที่เล่นความถี่ 19 เฮิรตซ์ และตั้งค่าความเข้มของเสียงเป็น 120 เดซิเบล เราจะไม่ได้ยินอะไรเลย แต่คลื่นเสียงและการสั่นสะเทือนล้วนส่งผลต่อเราทั้งสิ้น และอีกสักพักคุณจะเริ่มสัมผัสนิมิตต่างๆและเห็นภูตผี ประเด็นก็คือ 19 Hz เป็นความถี่เรโซแนนซ์ของลูกตาของเรา

สิ่งนี้น่าสนใจ: นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้ว่า 19 เฮิรตซ์เป็นความถี่เรโซแนนซ์สำหรับลูกตาของเราในสถานการณ์ที่ค่อนข้างน่าสนใจ นักบินอวกาศชาวอเมริกัน เมื่อขึ้นสู่วงโคจร บ่นเรื่องการมองเห็นเป็นระยะ การศึกษาโดยละเอียดเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้แสดงให้เห็นว่าความถี่ของการทำงานของเครื่องยนต์ในระยะแรกของจรวดนั้นเกิดขึ้นพร้อมกับความถี่ของการทำงานของลูกตามนุษย์ เมื่อความเข้มของเสียงที่ต้องการ ภาพแปลกๆ ก็เกิดขึ้น

เสียงที่มีความถี่ต่ำกว่า 20 Hz เรียกว่าอินฟราซาวด์ อินฟาเรดอาจเป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อสิ่งมีชีวิต เนื่องจากอวัยวะในร่างกายมนุษย์และสัตว์ทำงานที่ความถี่อินฟาเรด การซ้อนทับของความถี่อินฟราซาวด์บางความถี่ทับกันด้วยความเข้มของเสียงที่ต้องการ จะทำให้เกิดการหยุดชะงักในการทำงานของหัวใจ การมองเห็น ระบบประสาท หรือสมอง ตัวอย่างเช่น เมื่อหนูสัมผัสคลื่นอินฟาเรด 8 เฮิรตซ์ ความดัง 120 เดซิเบลจะทำให้สมองเสียหาย [วิกิ]- เมื่อความเข้มเพิ่มขึ้นเป็น 180 เดซิเบล และความถี่ยังคงอยู่ที่ 8 เฮิรตซ์ บุคคลนั้นจะรู้สึกไม่ดีที่สุด - การหายใจจะช้าลงและเป็นช่วงๆ การสัมผัสกับคลื่นเสียงดังกล่าวเป็นเวลานานจะทำให้เสียชีวิตได้

สิ่งนี้น่าสนใจ: บันทึกของระบบเสียงรถยนต์ที่ดังที่สุดเป็นของวิศวกรสองคนจากบราซิล - Richard Clarke และ David Navone ซึ่งจัดการติดตั้งซับวูฟเฟอร์ในรถยนต์ด้วยระดับเสียงตามทฤษฎีที่ 180 dB ไม่ต้องบอกก็รู้ว่าระบบนี้ไม่ควรใช้อย่างเต็มประสิทธิภาพใช่ไหม?

ในระหว่างการทดสอบ ซับวูฟเฟอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าและเพลาข้อเหวี่ยง มีระดับเสียงที่ 168 เดซิเบล และพัง หลังจากเหตุการณ์นี้ พวกเขาตัดสินใจที่จะไม่ซ่อมแซมระบบ

มีอยู่ช่วงหนึ่งที่มีคำถามถึงความจำเป็น การ์ดเสียงไม่ได้ยืนเลย หากคุณต้องการเสียงในคอมพิวเตอร์ที่ดีกว่าเสียงคำรามของลำโพงเล็กน้อยในเคส ให้ซื้อการ์ดเสียง ถ้าไม่จำเป็นก็อย่าซื้อ อย่างไรก็ตาม บัตรดังกล่าวมีราคาค่อนข้างแพง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขณะที่พวกเขากำลังทำขึ้นสำหรับท่าเรือ ISA ยุคก่อนประวัติศาสตร์

ด้วยการเปลี่ยนไปใช้ PCI ทำให้เป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนการคำนวณบางส่วนเป็นโปรเซสเซอร์กลางและยังใช้งานได้อีกด้วย แรมสำหรับจัดเก็บตัวอย่างเพลง (ในสมัยโบราณความต้องการนี้ไม่เพียงแต่สำหรับนักดนตรีมืออาชีพเท่านั้น แต่ยังสำหรับคนทั่วไปด้วย เนื่องจากรูปแบบเพลงยอดนิยมในคอมพิวเตอร์เมื่อ 20 ปีที่แล้วคือ MIDI) เร็ว ๆ นี้การ์ดเสียง ระดับเริ่มต้นราคาถูกกว่ามากจากนั้นเสียงในตัวก็ปรากฏในเมนบอร์ดระดับบน แน่นอนว่ามันแย่ แต่ก็ฟรี และสิ่งนี้สร้างผลกระทบอย่างรุนแรงต่อผู้ผลิตการ์ดเสียง

ทุกวันนี้เมนบอร์ดทุกตัวมีระบบเสียงในตัว และในราคาแพงก็ยังมีคุณภาพสูงอีกด้วย นั่นมันไฮไฟชัดๆ แต่ในความเป็นจริง น่าเสียดาย ที่เรื่องนี้ยังห่างไกลจากกรณีนี้ ปีที่แล้วผมรวบรวม คอมพิวเตอร์เครื่องใหม่ที่ฉันติดตั้งมาเธอร์บอร์ดที่แพงที่สุดและดีที่สุดตัวหนึ่ง และแน่นอนว่าพวกเขาให้คำมั่นสัญญาว่าจะให้เสียงคุณภาพสูงบนชิปแยกและแม้กระทั่งกับขั้วต่อที่เคลือบทอง พวกเขาเขียนมันได้ดีมากจนฉันตัดสินใจว่าจะไม่ติดตั้งการ์ดเสียงและทำการ์ดเสียงในตัว และเขาก็ผ่านไปได้ ประมาณหนึ่งสัปดาห์ จากนั้นฉันก็แยกชิ้นส่วนเคส ติดตั้งการ์ด และไม่ต้องกังวลกับเรื่องไร้สาระอีกต่อไป

ทำไมเสียงในตัวถึงไม่ค่อยดีนัก?

ประการแรกเรื่องของราคา การ์ดเสียงที่ดีมีราคา 5-6,000 รูเบิล และไม่ใช่เรื่องของความโลภของผู้ผลิต เพียงแต่ว่าส่วนประกอบมีราคาไม่ถูก และข้อกำหนดในการสร้างคุณภาพก็มีสูง เมนบอร์ดที่จริงจังมีราคา 15-20,000 รูเบิล ผู้ผลิตพร้อมที่จะเพิ่มอีกอย่างน้อยสามพันหรือไม่? ผู้ใช้จะกลัวโดยไม่มีเวลาประเมินคุณภาพเสียงหรือไม่? เป็นการดีกว่าที่จะไม่เสี่ยง และพวกเขาไม่เสี่ยง

ประการที่สองจริงๆ เสียงคุณภาพสูง, ปราศจาก เสียงภายนอกการรบกวนและการบิดเบือน ส่วนประกอบต่างๆ จะต้องอยู่ห่างจากกัน หากดูที่การ์ดเสียงจะเห็นว่ามีอะไรผิดปกติอยู่มากเพียงใด พื้นที่ว่าง- และต่อไป เมนบอร์ดมีพื้นที่เพียงพอทุกอย่างต้องวางให้แน่นมาก และอนิจจาไม่มีที่ไหนเลยที่จะทำได้ดีจริงๆ

เมื่อยี่สิบปีที่แล้ว การ์ดเสียงสำหรับผู้บริโภคมีราคาสูงกว่าคอมพิวเตอร์ และมีสล็อตหน่วยความจำ (!) สำหรับเก็บตัวอย่างเพลง ในภาพความฝันของคอคอมพิวเตอร์ทุกคนในช่วงกลางยุค 90 คือ Sound Blaster AWE 32 32 ไม่ใช่ความลึกสักหน่อย แต่ ปริมาณสูงสุดเล่นสตรีมใน MIDI พร้อมกัน

ดังนั้นเสียงที่ผสานรวมจึงเป็นอุปสรรคเสมอ ฉันเคยเห็นบอร์ดที่มีเสียงในตัวซึ่งอันที่จริงแล้วลอยอยู่ด้านบนในรูปแบบของแพลตฟอร์มที่แยกจากกันซึ่งเชื่อมต่อกับ "แม่" ด้วยตัวเชื่อมต่อเท่านั้น และใช่ มันฟังดูดี แต่เสียงดังกล่าวจะเรียกว่าบูรณาการได้หรือไม่? ไม่แน่ใจ.

ผู้อ่านที่ไม่ได้ลองใช้โซลูชันเสียงแยกอาจมีคำถาม: “เสียงที่ดีในคอมพิวเตอร์” หมายความว่าอย่างไร

1) เขาดังกว่ามาก- แม้แต่การ์ดเสียงระดับประหยัดก็มีแอมพลิฟายเออร์ในตัวที่สามารถ "ปั๊ม" แม้แต่ลำโพงขนาดใหญ่หรือหูฟังที่มีความต้านทานสูง หลายๆ คนแปลกใจที่ลำโพงหยุดหายใจมีเสียงวี๊ดและสำลักได้มากที่สุด นี่เป็นผลข้างเคียงของแอมพลิฟายเออร์ปกติด้วย

2) ความถี่เสริมซึ่งกันและกันและไม่ผสมและกลายเป็นข้าวต้ม- ตัวแปลงดิจิทัลเป็นอนาล็อก (DAC) ปกติจะ "ดึง" เสียงเบส เสียงกลาง และเสียงสูงได้ดี ทำให้คุณปรับแต่งเสียงได้อย่างแม่นยำมากโดยใช้ซอฟต์แวร์เพื่อให้เหมาะกับรสนิยมของคุณเอง เมื่อฟังเพลง คุณจะได้ยินเครื่องดนตรีแต่ละชิ้นแยกกันในทันที และภาพยนตร์จะทำให้คุณพึงพอใจกับเอฟเฟกต์ของการปรากฏตัว โดยทั่วไปความประทับใจจะเหมือนกับว่าก่อนหน้านี้ลำโพงถูกคลุมด้วยผ้าห่มหนา ๆ แล้วจึงถอดออก

3) ความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในเกม- คุณจะประหลาดใจที่เสียงลมและน้ำหยดไม่ได้ทำให้เสียงฝีเท้าอันเงียบสงบของคู่ต่อสู้ที่อยู่รอบมุมของคุณหายไป ในหูฟังซึ่งไม่จำเป็นต้องมีราคาแพงเสมอไป มีความเข้าใจว่าใครกำลังเคลื่อนไหว มาจากไหน และอยู่ในระยะห่างเท่าใด สิ่งนี้ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการทำงาน มันเป็นไปไม่ได้เลยที่จะแอบขึ้น/ขับรถไปหาคุณอย่างเจ้าเล่ห์

การ์ดเสียงมีกี่ประเภท?

ส่วนประกอบประเภทนี้กลายเป็นที่สนใจเฉพาะผู้ที่ชื่นชอบเมื่อใด เสียงดีซึ่งน่าเสียดายที่มีผู้ผลิตน้อยรายเหลืออยู่น้อยมาก มีเพียงสองเท่านั้น – Asus และ Creative โดยทั่วไปแล้วสิ่งหลังจะเป็นมาสโตดอนของตลาดโดยได้สร้างมันขึ้นมาและกำหนดมาตรฐานทั้งหมด Asus เข้ามาค่อนข้างช้าแต่ก็ยังไม่จากไป

รุ่นใหม่ออกน้อยมากและรุ่นเก่าขายมานาน 5-6 ปี ความจริงก็คือในแง่ของเสียงคุณไม่สามารถปรับปรุงสิ่งใด ๆ ที่นั่นได้หากไม่มีราคาเพิ่มขึ้นอย่างมาก และมีเพียงไม่กี่คนที่ยินดีจ่ายเงินให้กับความวิปริตของออดิโอไฟล์ในคอมพิวเตอร์ บอกเลยว่าไม่มีใครพร้อม.. แถบคุณภาพถูกตั้งค่าไว้สูงเกินไปแล้ว

ข้อแตกต่างแรกคืออินเทอร์เฟซ มีการ์ดที่มีไว้เพื่อเท่านั้น คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะและติดตั้งลงในเมนบอร์ดผ่านอินเทอร์เฟซ PCI-Express อื่นๆเชื่อมต่อผ่าน USB และใช้ได้กับทั้งคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่และแล็ปท็อป อย่างหลังมีเสียงที่น่าขยะแขยงใน 90% ของกรณีและการอัพเกรดจะไม่ทำร้ายมันอย่างแน่นอน

ความแตกต่างประการที่สองคือราคา หากเราจะพูดถึง แผนที่ภายในแล้วสำหรับ 2-2.5พันจำหน่ายรุ่นที่เกือบจะคล้ายกับเสียงในตัว มักจะซื้อในกรณีที่ขั้วต่อบนเมนบอร์ดเสีย (อนิจจาเป็นปรากฏการณ์ทั่วไป) คุณลักษณะที่ไม่พึงประสงค์ของการ์ดราคาถูกคือความต้านทานต่อการรบกวนต่ำ หากคุณวางไว้ใกล้กับการ์ดวิดีโอ เสียงพื้นหลังจะน่ารำคาญมาก

ค่าเฉลี่ยสีทองสำหรับแผนที่ในตัวคือ 5-6 พันรูเบิล- มีทุกสิ่งที่ถูกใจคนทั่วไปอยู่แล้ว: การป้องกันสัญญาณรบกวน ส่วนประกอบคุณภาพสูง และซอฟต์แวร์ที่ยืดหยุ่น

สำหรับ 8-10,000จำหน่ายรุ่นล่าสุดที่สามารถสร้างเสียง 32 บิตในช่วง 384 kHz อยู่ตรงนี้ด้านบนสุด หากคุณรู้ว่าจะหาไฟล์และเกมคุณภาพนี้ได้ที่ไหน อย่าลืมซื้อมัน :)

การ์ดเสียงที่มีราคาแพงกว่านั้นมีความแตกต่างกันเล็กน้อยในฮาร์ดแวร์จากตัวเลือกที่กล่าวไปแล้ว แต่พวกเขาได้รับอุปกรณ์เพิ่มเติม - โมดูลภายนอกสำหรับอุปกรณ์เชื่อมต่อ บอร์ดร่วมพร้อมเอาต์พุตสำหรับการบันทึกเสียงระดับมืออาชีพ เป็นต้น ขึ้นอยู่กับความต้องการที่แท้จริงของผู้ใช้ โดยส่วนตัวแล้วฉันไม่เคยต้องการชุดแต่งรอบคันเลย แม้ว่าในร้านจะดูเหมือนจำเป็นก็ตาม

สำหรับการ์ด USB ช่วงราคาจะใกล้เคียงกัน: จาก 2 พันทางเลือกแทนเสียงในตัว ชาวนากลางที่แข็งแกร่ง 5-7,000 คน, 8-10 ไฮเอนด์และนอกเหนือจากนั้นทุกอย่างยังเหมือนเดิมแต่ด้วยชุดแต่งรอบคันที่ครบครัน

โดยส่วนตัวแล้วฉันหยุดได้ยินความแตกต่างที่ค่าเฉลี่ยสีทองแล้ว เพียงเพราะโซลูชั่นที่เจ๋งกว่านั้นต้องใช้ลำโพงและหูฟังแบบ hi-fi ด้วย และพูดตามตรง ฉันไม่เห็นว่ามีประโยชน์อะไรมากนักในการเล่น World of Tanks ด้วยหูฟังราคาพันเหรียญ อาจเป็นไปได้ว่าทุกปัญหามีวิธีแก้ปัญหาของตัวเอง

ตัวเลือกที่ดีหลายประการ

การ์ดเสียงและอะแดปเตอร์หลายตัวที่ฉันได้ลองและชอบ

อินเทอร์เฟซ PCI-Express

Creative Sound Blaster Z- ขายมา 6 ปีแล้ว ราคาพอๆ กันในคอมพิวเตอร์หลายเครื่อง และฉันก็ยังพอใจกับมันมาก CS4398 DAC ที่ใช้ในผลิตภัณฑ์นี้เก่าแล้ว แต่ผู้รักเสียงเพลงเปรียบเทียบเสียงกับเครื่องเล่นซีดีในช่วง 500 ดอลลาร์ ราคาเฉลี่ย 5,500 รูเบิล

Asus Strix ทะยาน- หากทุกสิ่งในผลิตภัณฑ์ Creative มุ่งเน้นไปที่เกมอย่างไร้ยางอาย Asus ก็ดูแลผู้รักเสียงเพลงด้วย ESS SABRE9006A DAC เทียบได้กับเสียงกับ CS4398 แต่ Asus ให้มากกว่านั้น การปรับแต่งอย่างละเอียดพารามิเตอร์สำหรับผู้ที่ชอบฟัง Pink Floyd บนคอมพิวเตอร์ในคุณภาพระดับ HD ราคาเทียบเคียงได้ประมาณ 5,500 รูเบิล

อินเตอร์เฟซ USB

เอซุส Xonar U3– กล่องเล็กๆ เมื่อเสียบเข้ากับพอร์ตแล็ปท็อปจะแปลคุณภาพเสียงในนั้น ระดับใหม่- แม้จะมีขนาดกะทัดรัด แต่ก็ยังมีพื้นที่สำหรับเอาต์พุตดิจิทัลอีกด้วย และซอฟต์แวร์มีความยืดหยุ่นอย่างน่าประหลาดใจ ตัวเลือกที่น่าสนใจที่ควรลองใช้คือทำไมคุณถึงต้องใช้การ์ดเสียงเลย ราคา 2,000 รูเบิล

สร้างสรรค์เสียง BlasterX G5อุปกรณ์มีขนาดเท่าซองบุหรี่ (การสูบบุหรี่เป็นสิ่งที่ชั่วร้าย) และคุณลักษณะของมันแทบจะแยกไม่ออกจาก Sound Blaster Z ภายใน แต่ไม่จำเป็นต้องปีนไปไหนเลยเพียงเสียบปลั๊กเข้ากับพอร์ต USB และทันทีที่คุณได้รับเสียงคุณภาพไร้ที่ติ 7 แชนเนล อุปกรณ์ดนตรีและเกมทุกประเภทรวมถึงอุปกรณ์ในตัว พอร์ต USBในกรณีที่คุณมีไม่เพียงพอ การมีพื้นที่ทำให้สามารถเพิ่มแอมพลิฟายเออร์หูฟังเพิ่มเติมได้ และเมื่อคุณได้ยินเสียงที่ใช้งานจริง ก็ยากที่จะเลิกนิสัยเดิมได้ ฟังก์ชั่นหลักของซอฟต์แวร์ซ้ำซ้อนด้วยปุ่มฮาร์ดแวร์ ราคาประเด็นคือ 10,000 รูเบิล

เล่นและฟังเพลงอย่างมีความสุข! ความสุขเหล่านี้มีไม่มากนัก