Човекът е щедро надарен с природата, за да съществува удобно и да опознава света около себе си. Той е в състояние да вижда ярки цветове, да чува различни звуци, да улавя миризми и да се наслаждава на вкуса на храната. Един от най-сложните сетивни органи е органът на слуха, благодарение на който човек общува и получава по-голямата част от информацията.
Човек живее в постоянен свят на звуци, благодарение на който получава незаменим източник на информация за света, който го заобикаля. Ревът на морския прибой и тътенът на вятъра, чуруликането на птици, разговорите на хората и ръмжененето на животни, гръмотевиците са източници на звук в природата, които помагат на човек да се адаптира към околната среда.
Как се чува?
Ако погледнете вътре в човешкото ухо, можете да видите мембрана, наречена тъпанчева мембрана. Тя се простира по протежение на тунела, водещ вътре в ухото. Въздушните вибрации от източник на звук удрят тъпанчето, което го кара да вибрира. Зад тъпанчето има костно пространство, изпълнено стри движещи се кости, наречени чукче, наковалня и стреме, наречени така заради формата си. Тези кости улавят вибрации от тъпанчето и започват да трептят.
По-дълбоко в ухото е пълен с течност канал с дължина около 3 см, наречен кохлея. Вибрациите от костите, които се движат, създават вълни в течността, като вълни в океана. Подобно на водорасли под вода, хиляди космени клетки се вълнуват през течността. Тези клетки са от основно значение за слуха. Вибрациите, преминаващи през тях, изтласкват електрически импулси, които преминават през слуховия нерв към мозъка. Мозъкът от своя страна превежда тези електрически сигнали в музика, гласове или чуруликане или чуруликане на птици.
Откъде идва звукът?
Какъв е източникът на звука? Всяко физическо тяло или явление, което трепти със звукова честота, тъй като вълните, излъчвани от него, възникват в околната среда. Хората издават звуци с помощта на гласните си струни. Ако поставите ръце до гърлото си по време на разговор, можете да усетите вибрацията. Почти винаги е възможно да се идентифицират източниците на звук. Звуковите вълни са като вълни в житно поле във ветровит ден. Молекулите на въздуха се блъскат една в друга и се раздалечават, а вълната, преминаваща през въздуха, е просто ритмично свиване и разширяване на потока от въздушни молекули – вид вибрация. Но други материали също носят звукови вълни, като дървото, което също е източник на звук. Ако викаш от едната страна затворенадървена врата, гласните струни на крещящия човек ще вибрират първи, което от своя страна ще накара въздуха да вибрира. Въздухът кара дървото на вратата да вибрира, а след това вибрацията се предава от вратата във въздуха и по-нататък към човека, стоящ от другата страна на вратата. В пещерата стените не абсорбират и не предават звуци, както вратите. Те ги рикошират обратно като огледало от светлина. Някои долини в Европа са известни със своето ехо. Например, един звук от ловен рог може да се повтори 100 пъти, докато накрая спре.
Естествени източници
Жуженето на пчела или муха, скърцането на комар, гласните струни на хората и животните се считат за естествени източници на звук. Ако поставите голяма мида до ухото си, можете да чуете далечен шум, напомнящ грохота на прибоя, не без причина, връщайки се от морето, мнозина носят у дома раковина с жив спомен за морето. Колкото и привлекателна да изглежда тази идея, шумът, който се чува, няма нищо общо с морето. Вместо това ухото чува множество ехо от всички звуци извън черупката. Естествените източници на звук включват шумоленето на листата и пеенето на птици, шумоленето на пролетта, гръмотевицата по време на гръмотевична буря, чуруликането на скакалци и скърцането на сняг под краката - изброяването на естествените източници на звукови вълни е безкрайно.
Механизъм на звукова вълна
Ехото са звукови вълни, които отскачат от гладка повърхност и достигат до ухото. Например, ако крещиш в пещера, можешчаст от секундата по-късно, за да чуя гласа ви да отскача от стените на пещерата и да се върне. Ето как работи морската раковина. Най-добрите примери за източници на звук биха били тези мивки, които имат много празни камери. Те са като стаи в празна къща. Стените близо до мивката са гладки, което означава, че звуците в близост до мивката, дори и най-тихите, се повтарят в камерите. Цялото ехо - от говоренето на хора, музиката или естествените звуци - се превръща в рев. Към него може да се добави и ударът на сърцето, който се вдига и отбива от мивката. Красивият ефект на много ехо се чува от звука на сърфа.
Преобразуване на звук
Колкото и силно да вика човек, след 100-200 метра никой няма да го чуе, освен че ще вика по телефона. Думата "телефон" се превежда от гръцки като "далечен звук". По време на телефонен разговор звуковите вълни се превръщат в електрически ток. По време на приема се случва обратният процес. Такъв ток може да преодолее всяко разстояние, разпространявайки се във въздуха като звукови вълни. В слушалката е вграден микрофон, който реагира на въздушните вибрации, възникващи по време на разговор. Микрофонът преобразува тези вибрации в променлив ток. Той се разпространява по проводниците на телефонната линия и достига до абоната в другия край на линията. Но тъй като човек не усеща вибрации на променлив ток, е необходимо те да се превърнат в звукови вибрации, които могат да бъдат чути. Тази функция се изпълнява от малък високоговорител, вграден в слушалката. Електрическите вълни влияят на магнитното поле,променя силата си. Това кара мембраната да вибрира, произвеждайки звукови вълни, идентифицирани като гласа на обаждащия се.
Какви вълни чува човек?
Само вълните, които могат да бъдат чути от хората, се наричат звукови вълни.
Звукът е механични вълни от определен диапазон, които могат да бъдат разграничени от човек. Изследванията показват, че човешките органи на слуха приемат вълни в диапазона от 16 Hz до 20 000 Hz. В допълнение към тях има вълни, чиято честота е под 16 Hz (инфразвук) и над 20 000 Hz (ултразвук). Но те не са в обхвата на чуваемост и не се усещат от човек.
Картината показва обхвата на човешкия слух.
Ултразвук с инфразвук
|_|_|_
0 16–20 20000 Hz
Други честоти се различават от отделни животни или насекоми, включително риби, пеперуди, кучета и котки, прилепи, делфини.
Как да разпознаем източника на звук? Източниците са всякакви тела, които създават вибрации със звукова честота (от 16 до 20000 Hz)
Изкуствени източници
Всичко, което е създадено от човека, а не от природата, може да се припише на изкуствени източници на звук, примери: камертон, звънец, трамвай, радио, компютър. Можете да експериментирате как се създава звукова вълна. За експеримента ви е необходима метална линийка, захваната в менгеме. Ако действате върху линийката, можете да забележите вибрации, но няма да се чуе звук. Но в същото време близо до владетеля се образува механична вълна. Обхватът на вибрации на линийката е под звуковата честота, така че човекът не чува звука. Въз основа на този опит в края на 19-ти век е изобретено устройство, наречено камертон.
Звук се произвежда само когато тялото вибрира със звукова честота. Вълните вървят в различни посоки. Между ухото и източника на звук трябва да има среда. Може да бъде газ, течност, твърда повърхност, но със сигурност трябва да са частици, които предават вълни. Предаването на звукови вибрации се извършва само там, където има такава среда. Ако няма вещество, няма да има звук.
Необходими условия за получаване на звук
За да създадете звукова вълна трябва:
- Източник.
- сряда.
- Слухов апарат.
- Честота 16-20000 Hz.
- Интензивност.
Звуковото възприятие е субективен процес, който зависи от състоянието на слуховия орган и благосъстоянието на човека. Микрофоните работят на същия принцип като ушите, само че вместо тъпанче, микрофонът съдържа малка тънка метална пластина, прикрепена към магнит. Тъй като налягането на въздуха върху плочата се променя, магнитът се клати и се получават електрически вибрации.
Акустични постижения
В миналото хората са записвали звук по различни начини: на винилови плочи, фотографски филми или като магнитни частици върху магнитна лента. Компютърът като източник на звук съхранява информация за текущото ниво, редовно чете нивотонапрежение и съхранявайте всяка стойност като число. В днешно време почти всички компютри имат звукова карта, която ви позволява да записвате и възпроизвеждате звукови съобщения и музика от външни устройства (микрофон, касетофон, компактдискове) или да обработвате цифрови аудио данни, записани на цифров източник на звук, информационни носители (твърди дискове, DVD, CD, Blu-ray дискове) и ги изведете към високоговорителите.
Развитието на цифровите технологии не стои на едно място. Само за 100 години напредъкът на звука е напреднал от ерата на механичния запис, от музикалните кутии до ерата на цифровия запис. Напредъкът в акустиката вече е невероятен.
Учените са намерили начин да прехвърлят данни от компютър на компютър, използвайки само звук. Създаден е акустичен скалпел, способен да раздели дори една клетка, нанотехнологи вече разработват начин за презареждане на мобилен телефон с помощта на глас. В бъдеще човечеството чака невероятни открития, в които звукът ще вземе пряко участие.
