Heli ja selle omadused
Sisu
Heli on füüsiline objektiivne nähtus. Selle allikaks on mis tahes elastne keha, mis on võimeline tootma mehaaniline vibratsioonid. Selle tulemusena tekivad helilained, mis jõuavad õhu kaudu inimese kõrva. Ta tajub laineid ja muudab need närviimpulssideks, mis edastatakse ajju ja mida töötlevad selle poolkerad. Selle tulemusena saab inimene konkreetsest helist teadlikuks.
Seal on kolm helikategooriat:
- Muusikaline - omama teatud kõrgust, mahtu, uksekell ja muud omadused; peetakse kõige organiseeritumaks, neid eristab palju dünaamilisi ja uksekell omadused.
- müra – helid, mille kõrgus on määramatu. Nende hulka kuuluvad meremüra, tuule vihisemine, krigisemine, klõpsud ja palju muud.
- Kõlab ilma fokuseeritud helikõrguseta .
Kompositsioonide loomiseks kasutatakse ainult muusikalisi helisid, aeg-ajalt ka müra.
helilained
See on heli harvendamine ja kondenseerumine elastses või helijuhtivas keskkonnas. Kui mehaaniline keha vibratsioon on tekkinud, laine lahkneb läbi helijuhtiva keskkonna: õhu, vee, gaasi ja erinevate vedelike. Levitamine toimub erineva kiirusega, mis sõltub konkreetsest keskkonnast ja selle elastsusest. Õhus on see helilaine indikaator 330-340 m / s, vees - 1450 m / s.
Helilaine on inimesele nähtamatu, kuid kuuldav, sest see mõjutab tema kuulmekile. See vajab levimiseks söödet. Teadlased on tõestanud, et vaakumis, see tähendab ilma õhuta ruumis, võib helilaine tekkida, kuid mitte levida.
Heli vastuvõtjad
Nii nimetatakse seadmeid, mis tajuvad helienergiat, mõõdavad helilaine omadusi (rõhk, intensiivsus, kiirus jne) ja muudavad selle muuks energiaks. Heli vastuvõtmiseks erinevates keskkondades kasutatakse järgmist:
- mikrofonid – õhuruumi jaoks ;
- geofonid – maakoore helide tajumiseks;
- hüdrofonid – vees heli vastuvõtmiseks.
On looduslikke helivastuvõtjaid – inimeste ja loomade kuuldeaparaate – ja tehnilisi. Kui elastne keha võngub, jõuavad tekkivad lained mõne aja pärast kuulmisorganiteni. Kuulmetõri vibreerib sagedusega, mis ühtib heliallika sagedusega. Need värinad kanduvad edasi kuulmisnärvi ja see saadab impulsse ajju edasiseks töötlemiseks. Seega tekivad inimestel ja loomadel teatud heliaistingud.
Tehnilised helivastuvõtjad muudavad akustilise signaali elektriliseks. Tänu sellele edastatakse heli erinevatel kaugustel, seda saab salvestada, võimendada, analüüsida jne.
Heli omadused ja omadused
KÕRGUS
See on heli omadus, olenevalt sagedusest, millega füüsiline keha vibreerib. Selle mõõtühik on herts ( Hz ): perioodiliste helivibratsioonide arv 1 sekundi jooksul. Sõltuvalt vibratsiooni sagedusest eristatakse helisid:
- madalsageduslik - väikese võnkumiste arvuga (mitte üle 300 Hz );
- keskel -sagedus – helid võnkuvad sagedusega 300-3,000 Hz ;
- kõrgsagedus- – võnkumiste arvuga üle 3,000 Hz .
Kestus
Selle heli omaduse määramiseks on vaja mõõta heli väljastava keha vibratsiooni kestust. Muusikaline heli kestab 0.015-0.02 s. kuni mitu minutit. Kõige pikema heli tekitab orelipedaal.
maht
Teisel viisil nimetatakse seda omadust helitugevuseks, mille määrab võnkumiste amplituud: mida suurem see on, seda valjem on heli ja vastupidi. Helitugevust mõõdetakse detsibellides (dB). Muusikateoorias kasutatakse gradatsiooni, et näidata heli tugevust, millega on vaja kompositsiooni reprodutseerida:
- tugev;
- klaver;
- mezzo forte;
- mezzo klaver;
- fortissimo;
- pianissimo;
- forte-fortissimo;
- piano-pianissimo jne.
Teine omadus on muusikapraktikas tihedalt seotud heli tugevusega – dünaamika. Tänu dünaamilistele varjunditele saate anda kompositsioonile teatud kuju.
Need saavutatakse esineja oskuse, ruumi ja muusikariistade akustiliste omadustega.
Muud omadused
Amplituudi
See on omadus, mis mõjutab heli tugevust. Amplituud on pool maksimaalse ja minimaalse tiheduse väärtuste erinevusest.
Spektri koostis
Spekter on helilaine jaotus sisemuses sagedus m harmoonilistesse vibratsioonidesse. Inimkõrv tajub heli sõltuvalt helilaine moodustavatest sagedustest. Need määravad helikõrguse: kõrged sagedused annavad kõrgeid toone ja vastupidi. Muusikahelil on mitu tooni:
- Põhiline – toon, mis vastab konkreetse heli kogusageduse minimaalsele sagedusele.
- Ülemtoon on toon, mis vastab kõigile teistele sagedused . Koos on harmoonilised ülemtoonid sagedused mis on põhisageduse kordsed.
Muusikalisi helisid, millel on sama põhitoon, eristatakse nende järgi uksekell . See määratakse amplituudide ja sagedused ülemtoonidest, samuti amplituudi suurenemisest heli alguses ja lõpus.
Intensiivsus
Nii nimetatakse energiat, mida helilaine edastab teatud aja jooksul läbi mis tahes pinna. Teine omadus sõltub otseselt intensiivsusest – valjudus. Selle määrab helilaine võnke amplituud. Inimese kuulmisorganite tajumise osas eristatakse kuulmisläve – inimese tajumiseks saadaolev minimaalne intensiivsus. Piiri, millest kaugemale ei suuda kõrv ilma valuta helilaine intensiivsust tajuda, nimetatakse valuläveks.
Oleneb ka helisagedusest.
Tämber
Muidu nimetatakse seda helivärvimiseks. The uksekell seda mõjutavad mitmed tegurid: heliallika seade, materjal, suurus ja kuju. Tämber muutub erinevate muusikaliste efektide tõttu. Muusikapraktikas mõjutab see omadus teose väljendusrikkust. Tämber annab meloodiale iseloomuliku kõla.
Kuuldamatute helide kohta
Inimkõrva tajumise osas ultraheli (sagedusega üle 20,000 XNUMX Hz ) ja infraheli (alla 16 kHz) eristatakse. Neid nimetatakse kuuldamatuteks, kuna inimeste kuulmisorganid neid ei taju. Mõnedele loomadele on kuulda ultraheli ja infraheli; need salvestatakse instrumentidega.
Infrahelilaine eripäraks on võime läbida erinevat keskkonda, kuna atmosfäär, vesi või maakoor neelavad seda halvasti. Seetõttu levib see pikkade vahemaade taha. Lainete allikad looduses on maavärinad, tugevad tuuled, vulkaanipursked. Tänu spetsiaalsetele seadmetele, mis selliseid laineid püüavad, on võimalik ennustada tsunami ilmumist ja määrata maavärina epitsenter. Leidub ka tehislikke infraheliallikaid: turbiinid, mootorid, maa-alused ja maapealsed plahvatused, püssilasud.
Ultrahelilainetel on ainulaadne omadus: nad moodustavad suunatud kiiri nagu valgus. Vedelikud ja tahked ained juhivad neid hästi, gaasid halvasti. Mida kõrgem on sagedus ultraheli, seda intensiivsemalt see levib. Looduses ilmub see äikese ajal, kose, vihma, tuule müras.
Mõned loomad paljunevad seda ise – nahkhiired, vaalad, delfiinid ja närilised.
Helid inimese elus
Inimese kõrv on kuulmekile elastsuse tõttu väga tundlik. Inimeste kuulmistaju haripunkt langeb noortele aastatele, mil see kuulmisorgani omadus pole veel kadunud ja inimene kuuleb helisid sagedusega 20 kHz. Vanemas eas tajuvad inimesed, olenemata soost, helilaineid halvemini: nad kuulevad ainult sagedust, mis ei ületa 12-14 kHz.
Huvitavaid fakte
- Kui inimkõrva poolt tajutavate sageduste ülemine lävi on 20,000 XNUMX Hz , siis alumine on 16 Hz . Infrahelid, milles sagedus on väiksem kui 16 Hz , samuti ultraheli (üle 20,000 XNUMX Hz ), inimese kuulmisorganid ei taju.
- WHO on kindlaks teinud, et inimene võib 85 tundi ohutult kuulata mis tahes heli helitugevusega, mis ei ületa 8 dB.
- Inimkõrva poolt heli tajumiseks on vajalik, et see kestaks vähemalt 0.015 sekundit.
- Ultraheli pole kuulda, aga tunda on. Kui paned käe ultraheli läbiviivasse vedelikku, tekib terav valu. Lisaks on ultraheli võimeline hävitama metalli, puhastama õhku ja hävitama elusrakke.
Väljundi asemel
Heli on iga muusikapala aluseks. Heli omadused, selle omadused võimaldavad luua erinevaid kompositsioone. Olenevalt helikõrgust, kestusest, helitugevusest, amplituudist või uksekell , on erinevaid helisid. Teoste loomiseks kasutatakse peamiselt muusikalisi helisid, mille helikõrgus määratakse.
