Wimbi la sauti huwakilisha maeneo ya shinikizo la juu na la chini ambalo hugunduliwa na viungo vyetu vya kusikia. Mawimbi haya yanaweza kusafiri kupitia vyombo vya habari imara, kioevu na gesi. Hii ina maana kwamba wao hupita kwa urahisi kupitia mwili wa mwanadamu. Kinadharia, ikiwa shinikizo la wimbi la sauti ni kubwa sana, linaweza kumuua mtu.

Wimbi lolote la sauti lina masafa yake maalum. Sikio la mwanadamu lina uwezo wa kusikia mawimbi ya sauti yenye masafa ya kuanzia 20 hadi 20,000 Hz. Kiwango cha kiwango cha sauti kinaweza kuonyeshwa kwa dB (decibels). Kwa mfano, kiwango cha nguvu cha sauti ya jackhammer ni 120 dB - mtu aliyesimama karibu na wewe hatapokea hisia za kupendeza zaidi kutoka kwa kishindo cha kutisha masikioni. Lakini ikiwa tunaketi mbele ya spika inayocheza kwa mzunguko wa 19 Hz na kuweka kiwango cha sauti hadi 120 dB, hatutasikia chochote. Lakini mawimbi ya sauti na mitetemo yote yatatuathiri. Na baada ya muda utaanza kupata maono mbalimbali na kuona phantoms. Jambo ni kwamba 19 Hz ni mzunguko wa resonant kwa mboni yetu ya jicho.

Hii inavutia: Wanasayansi walijifunza kwamba 19 Hz ni marudio ya resonant kwa mboni ya jicho chini ya hali ya kuvutia zaidi. Wanaanga wa Marekani, walipopanda kwenye obiti, walilalamika kuhusu maono ya mara kwa mara. Uchunguzi wa kina wa jambo hilo umeonyesha kuwa mzunguko wa uendeshaji wa injini za hatua ya kwanza ya roketi inafanana na mzunguko wa uendeshaji wa mboni ya jicho la mwanadamu. Kwa nguvu inayohitajika ya sauti, maono ya ajabu hutokea.

Sauti yenye mzunguko chini ya 20 Hz inaitwa infrasound. Infrasound inaweza kuwa hatari sana kwa viumbe hai, kwani viungo katika miili ya binadamu na wanyama hufanya kazi kwa masafa ya infrasound. Upeo wa masafa fulani ya infrasound juu ya kila mmoja na nguvu ya sauti inayohitajika itasababisha usumbufu katika utendaji wa moyo, maono, mfumo wa neva au ubongo. Kwa mfano, wakati panya zinakabiliwa na infrasound ya 8 Hz, 120 dB husababisha uharibifu wa ubongo. [wiki]. Wakati nguvu inapoongezeka hadi 180 dB na mzunguko unabaki 8 Hz, mtu hawezi kujisikia vizuri - kupumua kutapungua na kuwa mara kwa mara. Mfiduo wa muda mrefu wa mawimbi kama hayo ya sauti husababisha kifo.

Hii inavutia: Rekodi ya mfumo wa sauti ya gari kubwa zaidi ni ya wahandisi wawili kutoka Brazil - Richard Clarke na David Navone, ambao waliweza kufunga subwoofer kwenye gari na sauti ya kinadharia ya 180 dB. Bila kusema, mfumo huu haupaswi kutumiwa kwa uwezo wake kamili?

Wakati wa kupima, subwoofer, inayoendeshwa na motors za umeme na crankshaft, ilifikia kiwango cha sauti cha 168 dB na ikavunjika. Baada ya tukio hili, waliamua kutotengeneza mfumo.

Februari 18, 2016

Ulimwengu wa burudani ya nyumbani ni tofauti kabisa na unaweza kujumuisha: kutazama sinema kwenye mfumo mzuri wa ukumbi wa michezo wa nyumbani; mchezo wa kusisimua na wa kusisimua au kusikiliza muziki. Kama sheria, kila mtu hupata kitu chao katika eneo hili, au huchanganya kila kitu mara moja. Lakini chochote malengo ya mtu ya kupanga wakati wake wa burudani na chochote kinachozidi kwenda, viungo hivi vyote vimeunganishwa kwa neno moja rahisi na linaloeleweka - "sauti". Hakika, katika matukio yote hapo juu, tutaongozwa na mkono kwa sauti. Lakini swali hili si rahisi sana na lisilo na maana, hasa katika hali ambapo kuna tamaa ya kufikia sauti ya juu katika chumba au hali nyingine yoyote. Ili kufanya hivyo, si lazima kila mara kununua vipengele vya gharama kubwa vya hi-fi au hi-end (ingawa itakuwa muhimu sana), lakini ujuzi mzuri wa nadharia ya kimwili ni ya kutosha, ambayo inaweza kuondoa matatizo mengi yanayotokea kwa mtu yeyote. ambaye anajipanga kupata uigizaji wa sauti wa hali ya juu.

Ifuatayo, nadharia ya sauti na acoustics itazingatiwa kutoka kwa mtazamo wa fizikia. Katika kesi hii, nitajaribu kufanya hivyo iwezekanavyo kwa uelewa wa mtu yeyote ambaye, labda, ni mbali na kujua sheria za kimwili au kanuni, lakini hata hivyo kwa shauku ndoto za kutimiza ndoto ya kuunda mfumo kamili wa akustisk. Sidhani kusema kwamba ili kufikia matokeo mazuri katika eneo hili nyumbani (au kwa gari, kwa mfano), unahitaji kujua nadharia hizi vizuri, lakini kuelewa misingi itawawezesha kuepuka makosa mengi ya kijinga na ya ujinga. , na pia itawawezesha kufikia athari ya sauti ya juu kutoka kwa mfumo ngazi yoyote.

Nadharia ya jumla ya istilahi za sauti na muziki

Ni nini sauti? Hii ni hisia ambayo chombo cha kusikia huona "sikio"(jambo lenyewe lipo bila ushiriki wa "sikio" katika mchakato, lakini hii ni rahisi kuelewa), ambayo hutokea wakati eardrum inasisimua na wimbi la sauti. Sikio katika kesi hii hufanya kama "mpokeaji" wa mawimbi ya sauti ya masafa mbalimbali.
Wimbi la sauti kimsingi ni mfululizo wa mfululizo wa michanganyiko na utokaji wa kati (mara nyingi zaidi kati ya hewa chini ya hali ya kawaida) ya masafa mbalimbali. Asili ya mawimbi ya sauti ni oscillatory, husababishwa na zinazozalishwa na vibration ya mwili wowote. Kuibuka na uenezi wa wimbi la sauti la classical linawezekana katika vyombo vya habari vitatu vya elastic: gesi, kioevu na imara. Wakati wimbi la sauti linatokea katika moja ya aina hizi za nafasi, mabadiliko fulani hutokea kwa njia yenyewe, kwa mfano, mabadiliko ya msongamano wa hewa au shinikizo, harakati za chembe za hewa, nk.

Kwa kuwa wimbi la sauti lina asili ya oscillatory, ina sifa kama frequency. Mzunguko kipimo katika hertz (kwa heshima ya mwanafizikia wa Ujerumani Heinrich Rudolf Hertz), na inaashiria idadi ya oscillations kwa kipindi cha muda sawa na sekunde moja. Wale. kwa mfano, mzunguko wa 20 Hz unaonyesha mzunguko wa oscillations 20 katika pili moja. Dhana ya subjective ya urefu wake pia inategemea mzunguko wa sauti. Vibrations zaidi ya sauti hutokea kwa pili, sauti "ya juu" inaonekana. Wimbi la sauti pia lina sifa nyingine muhimu, ambayo ina jina - urefu wa wimbi. Urefu wa mawimbi Ni desturi kuzingatia umbali ambao sauti ya mzunguko fulani husafiri katika kipindi sawa na sekunde moja. Kwa mfano, urefu wa mawimbi ya sauti ya chini kabisa katika safu ya kusikika kwa binadamu katika Hz 20 ni mita 16.5, na urefu wa sauti ya juu zaidi katika 20,000 Hz ni sentimita 1.7.

Sikio la mwanadamu limeundwa kwa njia ambayo lina uwezo wa kuona mawimbi katika safu ndogo tu, takriban 20 Hz - 20,000 Hz (kulingana na sifa za mtu fulani, wengine wanaweza kusikia kidogo zaidi, wengine kidogo) . Kwa hivyo, hii haimaanishi kuwa sauti chini au juu ya masafa haya haipo, hazionekani na sikio la mwanadamu, kwenda zaidi ya safu inayosikika. Sauti juu ya safu inayosikika inaitwa ultrasound, sauti chini ya safu inayosikika inaitwa infrasound. Wanyama wengine wanaweza kutambua sauti za hali ya juu na infra, wengine hata hutumia safu hii kwa mwelekeo wa nafasi (popo, pomboo). Ikiwa sauti inapita kupitia chombo ambacho hakigusani moja kwa moja na chombo cha kusikia cha binadamu, basi sauti kama hiyo haiwezi kusikika au inaweza kudhoofika sana baadaye.

Katika istilahi ya muziki ya sauti, kuna majina muhimu kama vile oktava, toni na sauti ya sauti. Oktava inamaanisha muda ambao uwiano wa masafa kati ya sauti ni 1 hadi 2. Oktava kawaida hutofautishwa sana na sikio, ilhali sauti ndani ya muda huu zinaweza kufanana sana. Oktava pia inaweza kuitwa sauti inayotetemeka mara mbili ya sauti nyingine katika kipindi sawa cha wakati. Kwa mfano, mzunguko wa 800 Hz sio zaidi ya octave ya juu ya 400 Hz, na mzunguko wa 400 Hz kwa upande wake ni octave inayofuata ya sauti na mzunguko wa 200 Hz. Oktava, kwa upande wake, inajumuisha tani na overtones. Mitetemo inayobadilika katika mawimbi ya sauti ya usawa ya masafa sawa hugunduliwa na sikio la mwanadamu kama sauti ya muziki. Mitetemo ya masafa ya juu inaweza kufasiriwa kama sauti za sauti ya juu, wakati mitetemo ya masafa ya chini inaweza kufasiriwa kama sauti za chini. Sikio la mwanadamu lina uwezo wa kutofautisha wazi sauti na tofauti ya toni moja (katika safu ya hadi 4000 Hz). Licha ya hili, muziki hutumia idadi ndogo sana ya toni. Hii inaelezewa kutoka kwa mazingatio ya kanuni ya konsonanti ya harmonic; kila kitu kinategemea kanuni ya oktava.

Wacha tuchunguze nadharia ya tani za muziki kwa kutumia mfano wa kamba iliyonyoshwa kwa njia fulani. Kamba kama hiyo, kulingana na nguvu ya mvutano, "itawekwa" kwa mzunguko mmoja maalum. Mfuatano huu unapofichuliwa na kitu kwa nguvu moja mahususi, ambayo husababisha kutetemeka, toni moja maalum ya sauti itazingatiwa mara kwa mara, na tutasikia masafa ya urekebishaji tunayotaka. Sauti hii inaitwa sauti ya msingi. Mzunguko wa noti "A" ya oktava ya kwanza inakubaliwa rasmi kama sauti ya msingi katika uwanja wa muziki, sawa na 440 Hz. Hata hivyo, ala nyingi za muziki hazitoi tena toni safi za kimsingi pekee; bila shaka huambatana na sauti zinazoitwa. sauti za ziada. Hapa inafaa kukumbuka ufafanuzi muhimu wa acoustics ya muziki, dhana ya timbre ya sauti. Mbao- hii ni kipengele cha sauti za muziki ambazo hupa vyombo vya muziki na sauti maalum yao ya kipekee, inayotambulika ya sauti, hata wakati wa kulinganisha sauti za sauti sawa na sauti. Timbre ya kila chombo cha muziki inategemea usambazaji wa nishati ya sauti kati ya sauti wakati sauti inaonekana.

Overtones huunda rangi maalum ya sauti ya msingi, ambayo tunaweza kutambua kwa urahisi na kutambua chombo maalum, na pia kutofautisha wazi sauti yake kutoka kwa chombo kingine. Kuna aina mbili za overtones: harmonic na yasiyo ya harmonic. Mitindo ya Harmonic kwa ufafanuzi ni mawimbi ya masafa ya kimsingi. Kinyume chake, ikiwa nyongeza sio nyingi na zinapotoka kwa dhahiri kutoka kwa maadili, basi zinaitwa. yasiyo ya harmonic. Katika muziki, kufanya kazi kwa sauti nyingi hutengwa kivitendo, kwa hivyo neno hilo linapunguzwa kwa dhana ya "overtone," ikimaanisha harmonic. Kwa vyombo vingine, kama vile piano, sauti ya msingi haina hata wakati wa kuunda; kwa muda mfupi, nishati ya sauti ya sauti huongezeka, na kisha hupungua haraka. Vyombo vingi huunda kile kinachoitwa athari ya "toni ya mpito", ambapo nishati ya sauti fulani huwa ya juu zaidi kwa wakati fulani, kwa kawaida mwanzoni kabisa, lakini hubadilika ghafla na kwenda kwa sauti zingine. Masafa ya marudio ya kila chombo yanaweza kuzingatiwa kando na kwa kawaida hupunguzwa kwa masafa ya kimsingi ambayo chombo hicho kinaweza kutoa.

Katika nadharia ya sauti pia kuna dhana kama KELELE. Kelele- hii ni sauti yoyote ambayo imeundwa na mchanganyiko wa vyanzo ambavyo haviendani na kila mmoja. Kila mtu anafahamu sauti ya majani ya miti yanayopeperushwa na upepo, nk.

Ni nini huamua kiasi cha sauti? Kwa wazi, jambo kama hilo moja kwa moja inategemea kiasi cha nishati inayohamishwa na wimbi la sauti. Kuamua viashiria vya kiasi cha sauti kubwa, kuna dhana - kiwango cha sauti. Ukali wa sauti inafafanuliwa kama mtiririko wa nishati kupitia eneo fulani la nafasi (kwa mfano, cm2) kwa kila kitengo cha wakati (kwa mfano, kwa sekunde). Wakati wa mazungumzo ya kawaida, nguvu ni takriban 9 au 10 W/cm2. Sikio la mwanadamu linauwezo wa kutambua sauti juu ya aina mbalimbali za unyeti, wakati unyeti wa masafa ni tofauti tofauti ndani ya wigo wa sauti. Kwa njia hii, masafa ya 1000 Hz - 4000 Hz, ambayo inashughulikia sana hotuba ya binadamu, inatambulika vyema.

Kwa sababu sauti hutofautiana sana katika ukubwa, ni rahisi zaidi kuifikiria kama idadi ya logarithmic na kuipima katika desibeli (baada ya mwanasayansi wa Scotland Alexander Graham Bell). Kizingiti cha chini cha unyeti wa kusikia wa sikio la mwanadamu ni 0 dB, ya juu ni 120 dB, pia inaitwa "kizingiti cha maumivu". Upeo wa juu wa unyeti pia unaona na sikio la mwanadamu si kwa njia sawa, lakini inategemea mzunguko maalum. Sauti za masafa ya chini lazima ziwe na nguvu kubwa zaidi kuliko sauti za masafa ya juu ili kuamsha kizingiti cha maumivu. Kwa mfano, kizingiti cha maumivu katika mzunguko wa chini wa 31.5 Hz hutokea kwa kiwango cha sauti ya 135 dB, wakati kwa mzunguko wa 2000 Hz hisia za uchungu zitatokea kwa 112 dB. Pia kuna dhana ya shinikizo la sauti, ambayo kwa kweli huongeza maelezo ya kawaida ya uenezi wa wimbi la sauti katika hewa. Shinikizo la sauti- hii ni shinikizo la ziada la kutofautiana ambalo hutokea kwa kati ya elastic kama matokeo ya kifungu cha wimbi la sauti kupitia hiyo.

Wimbi asili ya sauti

Ili kuelewa vyema mfumo wa uzalishaji wa wimbi la sauti, fikiria spika ya kawaida iliyo kwenye bomba iliyojaa hewa. Ikiwa spika itasonga mbele kwa kasi, hewa katika eneo la karibu la kisambaza sauti hubanwa kwa muda. Kisha hewa itapanua, na hivyo kusukuma eneo la hewa iliyoshinikizwa kando ya bomba.
Harakati hii ya mawimbi baadaye itakuwa nzuri inapofika kwenye chombo cha kusikia na "kusisimua" ngoma ya sikio. Wakati wimbi la sauti hutokea katika gesi, shinikizo la ziada na wiani wa ziada huundwa na chembe huhamia kwa kasi ya mara kwa mara. Kuhusu mawimbi ya sauti, ni muhimu kukumbuka ukweli kwamba dutu haiingii pamoja na wimbi la sauti, lakini tu usumbufu wa muda wa raia wa hewa hutokea.

Ikiwa tunafikiria bastola iliyosimamishwa kwenye nafasi ya bure kwenye chemchemi na kufanya harakati zinazorudiwa "nyuma na nje", basi oscillations kama hiyo itaitwa harmonic au sinusoidal (ikiwa tunafikiria wimbi kama grafu, basi katika kesi hii tutapata safi. sinusoid na kupungua mara kwa mara na kuongezeka). Ikiwa tunafikiria msemaji kwenye bomba (kama katika mfano ulioelezwa hapo juu) akifanya oscillations ya usawa, basi wakati msemaji anasonga "mbele" athari inayojulikana ya ukandamizaji wa hewa hupatikana, na wakati msemaji anasonga "nyuma" athari kinyume cha nadra hutokea. Katika kesi hii, wimbi la ukandamizaji unaobadilishana na upungufu utaenea kupitia bomba. Umbali kando ya bomba kati ya maxima iliyo karibu au minima (awamu) itaitwa urefu wa mawimbi. Ikiwa chembe zinazunguka sambamba na mwelekeo wa uenezi wa wimbi, basi wimbi linaitwa. longitudinal. Ikiwa zinazunguka kwa mwelekeo wa uenezi, basi wimbi linaitwa kupita. Kwa kawaida, mawimbi ya sauti katika gesi na vinywaji ni ya longitudinal, lakini katika mawimbi magumu ya aina zote mbili yanaweza kutokea. Mawimbi ya kupita katika yabisi hutokea kwa sababu ya upinzani wa mabadiliko ya sura. Tofauti kuu kati ya aina hizi mbili za mawimbi ni kwamba wimbi la transverse lina mali ya polarization (oscillations hutokea katika ndege fulani), wakati wimbi la longitudinal halifanyi.

Kasi ya sauti

Kasi ya sauti moja kwa moja inategemea sifa za kati ambayo inaeneza. Imeamua (tegemezi) na mali mbili za kati: elasticity na wiani wa nyenzo. Kasi ya sauti katika yabisi moja kwa moja inategemea aina ya nyenzo na mali zake. Kasi katika vyombo vya habari vya gesi inategemea aina moja tu ya deformation ya kati: compression-rarefaction. Mabadiliko ya shinikizo katika wimbi la sauti hutokea bila kubadilishana joto na chembe zinazozunguka na inaitwa adiabatic.
Kasi ya sauti katika gesi inategemea hasa joto - huongezeka kwa joto la kuongezeka na hupungua kwa kupungua kwa joto. Pia, kasi ya sauti katika kati ya gesi inategemea saizi na wingi wa molekuli za gesi zenyewe - ndogo ya misa na saizi ya chembe, "conductivity" ya wimbi kubwa zaidi na, ipasavyo, kasi kubwa zaidi.

Katika vyombo vya habari vya kioevu na imara, kanuni ya uenezi na kasi ya sauti ni sawa na jinsi wimbi linavyoenea katika hewa: kwa kutokwa kwa compression. Lakini katika mazingira haya, pamoja na utegemezi sawa wa joto, wiani wa kati na muundo / muundo wake ni muhimu sana. Kadiri msongamano wa dutu hii unavyopungua, ndivyo kasi ya sauti inavyoongezeka na kinyume chake. Utegemezi wa muundo wa kati ni ngumu zaidi na imedhamiriwa katika kila kesi maalum, kwa kuzingatia eneo na mwingiliano wa molekuli / atomi.

Kasi ya sauti hewani kwa t, °C 20: 343 m/s
Kasi ya sauti katika maji yaliyotengenezwa kwa t, °C 20: 1481 m/s
Kasi ya sauti katika chuma kwa t, °C 20: 5000 m / s

Mawimbi ya kusimama na kuingiliwa

Wakati mzungumzaji anapounda mawimbi ya sauti katika nafasi iliyofungwa, athari ya mawimbi yanayoonyeshwa kutoka kwa mipaka hutokea bila kuepukika. Matokeo yake, hii hutokea mara nyingi athari ya kuingilia kati- wakati mawimbi ya sauti mbili au zaidi yanaingiliana. Matukio maalum ya matukio ya kuingiliwa ni malezi ya: 1) Mawimbi ya kupiga au 2) Mawimbi yaliyosimama. Mawimbi hupiga- hii ndio kesi wakati nyongeza ya mawimbi na masafa sawa na amplitudes hutokea. Picha ya tukio la beats: wakati mawimbi mawili ya masafa yanayofanana yanaingiliana. Wakati fulani kwa wakati, na mwingiliano kama huo, kilele cha amplitude kinaweza sanjari "kwa awamu," na kushuka kunaweza pia kuambatana na "antiphase." Hivi ndivyo mapigo ya sauti yanaonyeshwa. Ni muhimu kukumbuka kuwa, tofauti na mawimbi yaliyosimama, matukio ya awamu ya kilele haifanyiki mara kwa mara, lakini kwa muda fulani. Kwa sikio, muundo huu wa beats unajulikana kwa uwazi kabisa, na husikika kama ongezeko la mara kwa mara na kupungua kwa kiasi, kwa mtiririko huo. Utaratibu ambao athari hii hutokea ni rahisi sana: wakati kilele kinapatana, kiasi huongezeka, na wakati mabonde yanafanana, kiasi hupungua.

Mawimbi yaliyosimama kutokea katika kesi ya superposition ya mawimbi mawili ya amplitude sawa, awamu na frequency, wakati mawimbi hayo "kukutana" moja hoja katika mwelekeo wa mbele na nyingine katika mwelekeo kinyume. Katika eneo la nafasi (ambapo wimbi lililosimama liliundwa), picha ya hali ya juu ya amplitudes mbili za masafa inaonekana, na maxima mbadala (kinachojulikana kama antinode) na minima (kinachojulikana nodi). Wakati jambo hili linatokea, mzunguko, awamu na mgawo wa kupungua kwa wimbi mahali pa kutafakari ni muhimu sana. Tofauti na mawimbi ya kusafiri, hakuna uhamisho wa nishati katika wimbi lililosimama kutokana na ukweli kwamba mawimbi ya mbele na ya nyuma ambayo huunda nishati hii ya uhamisho wa wimbi kwa kiasi sawa katika pande zote mbili za mbele na kinyume. Ili kuelewa wazi tukio la wimbi lililosimama, hebu fikiria mfano kutoka kwa acoustics ya nyumbani. Wacha tuseme tunayo mifumo ya spika ya sakafu katika nafasi ndogo (chumba). Kwa kuwa wacheze kitu kwa besi nyingi, wacha tujaribu kubadilisha eneo la msikilizaji kwenye chumba. Kwa hivyo, msikilizaji ambaye anajikuta katika ukanda wa kiwango cha chini (kutoa) cha wimbi la kusimama atahisi athari kuwa kuna besi kidogo sana, na ikiwa msikilizaji anajikuta katika eneo la upeo wa juu (nyongeza) wa masafa, basi kinyume chake. athari ya ongezeko kubwa katika eneo la bass hupatikana. Katika kesi hii, athari huzingatiwa katika octaves zote za mzunguko wa msingi. Kwa mfano, ikiwa mzunguko wa msingi ni 440 Hz, basi jambo la "kuongeza" au "kutoa" pia litazingatiwa kwa masafa ya 880 Hz, 1760 Hz, 3520 Hz, nk.

Jambo la resonance

Yabisi nyingi zina frequency ya asili ya resonance. Ni rahisi kuelewa athari hii kwa kutumia mfano wa bomba la kawaida, wazi kwa mwisho mmoja tu. Hebu fikiria hali ambapo msemaji ameunganishwa na mwisho mwingine wa bomba, ambayo inaweza kucheza mzunguko mmoja wa mara kwa mara, ambayo inaweza pia kubadilishwa baadaye. Kwa hivyo, bomba ina mzunguko wake wa resonance, kwa maneno rahisi - hii ni mzunguko ambao bomba "hupiga" au hufanya sauti yake mwenyewe. Ikiwa mzunguko wa msemaji (kama matokeo ya marekebisho) unafanana na mzunguko wa resonance ya bomba, basi athari ya kuongeza sauti mara kadhaa itatokea. Hii hutokea kwa sababu kipaza sauti husisimua vibrations ya safu ya hewa katika bomba na amplitude muhimu mpaka "mzunguko wa resonant" sawa hupatikana na athari ya kuongeza hutokea. Jambo linalosababishwa linaweza kuelezewa kama ifuatavyo: bomba katika mfano huu "husaidia" msemaji kwa kupiga sauti kwa mzunguko maalum, jitihada zao zinaongeza na "husababisha" athari ya sauti ya sauti. Kwa kutumia mfano wa vyombo vya muziki, jambo hili linaweza kuonekana kwa urahisi, kwa kuwa muundo wa vyombo vingi una vipengele vinavyoitwa resonators. Si vigumu nadhani nini hutumikia kusudi la kuimarisha mzunguko fulani au sauti ya muziki. Kwa mfano: mwili wa gitaa na resonator kwa namna ya kuunganisha shimo na kiasi; Muundo wa bomba la filimbi (na mabomba yote kwa ujumla); Sura ya cylindrical ya mwili wa ngoma, ambayo yenyewe ni resonator ya mzunguko fulani.

Wigo wa mara kwa mara wa majibu ya sauti na masafa

Kwa kuwa katika mazoezi hakuna mawimbi ya mzunguko sawa, inakuwa muhimu kuoza wigo mzima wa sauti ya safu inayosikika kwa sauti kubwa au usawa. Kwa madhumuni haya, kuna grafu zinazoonyesha utegemezi wa nishati ya jamaa ya mitetemo ya sauti kwenye mzunguko. Grafu hii inaitwa grafu ya wigo wa sauti. Wigo wa masafa ya sauti Kuna aina mbili: za kipekee na zinazoendelea. Mpangilio wa wigo tofauti huonyesha masafa mahususi yaliyotenganishwa na nafasi tupu. Wigo unaoendelea una masafa yote ya sauti mara moja.
Katika kesi ya muziki au acoustics, grafu ya kawaida hutumiwa mara nyingi Sifa za Amplitude-Frequency(iliyofupishwa kama "AFC"). Grafu hii inaonyesha utegemezi wa amplitude ya mitetemo ya sauti kwenye frequency katika wigo mzima wa masafa (20 Hz - 20 kHz). Kuangalia grafu kama hiyo, ni rahisi kuelewa, kwa mfano, nguvu au udhaifu wa msemaji fulani au mfumo wa akustisk kwa ujumla, maeneo yenye nguvu zaidi ya pato la nishati, majosho ya mzunguko na kuongezeka, kupungua, na pia kufuatilia mwinuko. ya kupungua.

Uenezi wa mawimbi ya sauti, awamu na antiphase

Mchakato wa uenezi wa mawimbi ya sauti hutokea pande zote kutoka kwa chanzo. Mfano rahisi wa kuelewa jambo hili ni kokoto iliyotupwa majini.
Kutoka mahali ambapo jiwe lilianguka, mawimbi huanza kuenea kwenye uso wa maji kwa pande zote. Hata hivyo, hebu fikiria hali kwa kutumia msemaji kwa kiasi fulani, sema sanduku lililofungwa, ambalo linaunganishwa na amplifier na ina aina fulani ya ishara ya muziki. Ni rahisi kutambua (hasa ikiwa unatumia ishara yenye nguvu ya chini-frequency, kwa mfano ngoma ya bass) ambayo msemaji hufanya harakati ya haraka "mbele", na kisha harakati sawa za haraka "nyuma". Kinachobaki kueleweka ni kwamba mzungumzaji anaposonga mbele, hutoa wimbi la sauti ambalo tunasikia baadaye. Lakini ni nini kinachotokea wakati mzungumzaji anarudi nyuma? Na kwa kushangaza, kitu kimoja kinatokea, msemaji hufanya sauti sawa, tu kwa mfano wetu hueneza kabisa ndani ya kiasi cha sanduku, bila kwenda zaidi ya mipaka yake (sanduku imefungwa). Kwa ujumla, katika mfano hapo juu mtu anaweza kuona matukio mengi ya kuvutia ya kimwili, muhimu zaidi ambayo ni dhana ya awamu.

Wimbi la sauti ambalo msemaji, akiwa katika sauti, hutoa kwa mwelekeo wa msikilizaji ni "katika awamu". Wimbi la nyuma, ambalo linaingia kwenye kiasi cha sanduku, litakuwa sawa na antiphase. Inabakia tu kuelewa maana ya dhana hizi? Awamu ya ishara- hii ni kiwango cha shinikizo la sauti kwa wakati wa sasa kwa wakati fulani katika nafasi. Njia rahisi zaidi ya kuelewa awamu ni kwa mfano wa uzazi wa nyenzo za muziki na jozi ya kawaida ya stereo ya sakafu ya mifumo ya spika za nyumbani. Wacha tufikirie kuwa wasemaji wawili wa sakafu kama hiyo wamewekwa kwenye chumba fulani na kucheza. Katika kesi hii, mifumo yote ya acoustic inazalisha ishara ya synchronous ya shinikizo la sauti tofauti, na shinikizo la sauti la msemaji mmoja huongezwa kwa shinikizo la sauti la msemaji mwingine. Athari sawa hutokea kwa sababu ya usawazishaji wa uzazi wa ishara kutoka kwa wasemaji wa kushoto na wa kulia, kwa mtiririko huo, kwa maneno mengine, kilele na mawimbi ya mawimbi yaliyotolewa na wasemaji wa kushoto na wa kulia sanjari.

Sasa hebu fikiria kwamba shinikizo la sauti bado linabadilika kwa njia ile ile (haijapata mabadiliko), lakini sasa tu ni kinyume na kila mmoja. Hii inaweza kutokea ikiwa unganisha mfumo mmoja wa spika kati ya mbili katika polarity ya nyuma ("+" cable kutoka kwa amplifier hadi terminal "-" ya mfumo wa spika, na "-" kebo kutoka kwa amplifier hadi terminal "+" ya mfumo wa kipaza sauti). Katika kesi hii, ishara ya kinyume itasababisha tofauti ya shinikizo, ambayo inaweza kuwakilishwa kwa nambari kama ifuatavyo: msemaji wa kushoto ataunda shinikizo la "1 Pa", na msemaji wa kulia ataunda shinikizo la "minus 1 Pa". Matokeo yake, jumla ya sauti ya sauti katika eneo la msikilizaji itakuwa sifuri. Jambo hili linaitwa antiphase. Ikiwa tunaangalia mfano kwa undani zaidi kwa uelewa, inageuka kuwa wasemaji wawili wanaocheza "katika awamu" huunda maeneo sawa ya kuunganishwa kwa hewa na upungufu, na hivyo kusaidiana kwa kweli. Katika kesi ya antiphase iliyoboreshwa, eneo la nafasi ya hewa iliyoshinikizwa iliyoundwa na spika moja itaambatana na eneo la nafasi ya hewa isiyo ya kawaida iliyoundwa na spika ya pili. Hii inaonekana takriban kama hali ya kughairiwa kwa mawimbi kwa usawazishaji. Kweli, katika mazoezi ya sauti haina kushuka hadi sifuri, na tutasikia sauti iliyopotoka sana na dhaifu.

Njia inayopatikana zaidi ya kuelezea jambo hili ni kama ifuatavyo: ishara mbili zilizo na oscillations sawa (frequency), lakini zimebadilishwa kwa wakati. Kwa kuzingatia hili, ni rahisi zaidi kufikiria matukio haya ya uhamishaji kwa kutumia mfano wa saa ya kawaida ya pande zote. Wacha tufikirie kuwa kuna saa kadhaa zinazofanana za pande zote zinazoning'inia ukutani. Wakati mikono ya pili ya saa hii inaendesha kwa usawa, kwenye saa moja ya sekunde 30 na kwa nyingine 30, basi hii ni mfano wa ishara ambayo iko katika awamu. Ikiwa mikono ya pili inakwenda na mabadiliko, lakini kasi bado ni sawa, kwa mfano, kwenye saa moja ni sekunde 30, na kwa mwingine ni sekunde 24, basi hii ni mfano wa kawaida wa mabadiliko ya awamu. Kwa njia hiyo hiyo, awamu inapimwa kwa digrii, ndani ya mzunguko wa kawaida. Katika kesi hii, wakati ishara zinabadilishwa jamaa kwa kila mmoja kwa digrii 180 (nusu ya kipindi), antiphase ya classical inapatikana. Mara nyingi katika mazoezi, mabadiliko madogo ya awamu hutokea, ambayo yanaweza pia kuamua kwa digrii na kuondokana na mafanikio.

Mawimbi ni ndege na spherical. Mbele ya wimbi la ndege huenea kwa mwelekeo mmoja tu na mara chache hukutana katika mazoezi. Mbele ya mawimbi ya duara ni aina rahisi ya wimbi ambalo huanzia sehemu moja na kusafiri pande zote. Mawimbi ya sauti yana mali diffraction, i.e. uwezo wa kuzunguka vikwazo na vitu. Kiwango cha kupiga inategemea uwiano wa urefu wa sauti kwa ukubwa wa kikwazo au shimo. Tofauti pia hutokea wakati kuna kizuizi fulani katika njia ya sauti. Katika kesi hii, matukio mawili yanawezekana: 1) Ikiwa ukubwa wa kikwazo ni kubwa zaidi kuliko urefu wa wimbi, basi sauti inaonekana au kufyonzwa (kulingana na kiwango cha kunyonya kwa nyenzo, unene wa kikwazo, nk. ), na eneo la "kivuli cha acoustic" huundwa nyuma ya kikwazo. . 2) Ikiwa ukubwa wa kikwazo unalinganishwa na urefu wa wimbi au hata chini yake, basi sauti inatofautiana kwa kiasi fulani kwa pande zote. Ikiwa wimbi la sauti, wakati likisonga kwa njia moja, linagonga kiolesura na kati nyingine (kwa mfano, kati ya hewa na kati imara), basi matukio matatu yanaweza kutokea: 1) wimbi litaonyeshwa kutoka kwa interface 2) wimbi. inaweza kupita kwenye njia nyingine bila kubadilisha mwelekeo 3) wimbi linaweza kupita kwenye kati nyingine na mabadiliko ya mwelekeo kwenye mpaka, hii inaitwa "refraction ya wimbi".

Uwiano wa shinikizo la ziada la wimbi la sauti kwa kasi ya oscillatory volumetric inaitwa upinzani wa wimbi. Kwa maneno rahisi, wimbi impedance ya kati inaweza kuitwa uwezo wa kunyonya mawimbi ya sauti au "kuwapinga". Coefficients ya kutafakari na maambukizi hutegemea moja kwa moja uwiano wa impedances ya wimbi la vyombo vya habari viwili. Upinzani wa wimbi katika kati ya gesi ni chini sana kuliko katika maji au yabisi. Kwa hiyo, ikiwa wimbi la sauti katika hewa linapiga kitu kigumu au uso wa maji ya kina, sauti hiyo inaonekana kutoka kwa uso au kufyonzwa kwa kiasi kikubwa. Hii inategemea unene wa uso (maji au imara) ambayo wimbi la sauti linalohitajika huanguka. Wakati unene wa katikati imara au kioevu ni chini, mawimbi ya sauti karibu kabisa "kupita", na kinyume chake, wakati unene wa kati ni kubwa, mawimbi yanaonekana mara nyingi zaidi. Katika kesi ya kutafakari kwa mawimbi ya sauti, mchakato huu hutokea kulingana na sheria ya kimwili inayojulikana: "Pembe ya matukio ni sawa na angle ya kutafakari." Katika kesi hiyo, wakati wimbi kutoka kwa kati na wiani wa chini hupiga mpaka na kati ya wiani wa juu, jambo hilo hutokea. kinzani. Inajumuisha kupiga (refraction) ya wimbi la sauti baada ya "kukutana" na kikwazo, na lazima iambatane na mabadiliko ya kasi. Refraction pia inategemea joto la kati ambayo kutafakari hutokea.

Katika mchakato wa uenezaji wa mawimbi ya sauti angani, nguvu yao hupungua bila shaka; tunaweza kusema kwamba mawimbi yanapunguza na sauti inadhoofika. Kwa mazoezi, kukutana na athari sawa ni rahisi sana: kwa mfano, ikiwa watu wawili wanasimama kwenye shamba kwa umbali fulani wa karibu (mita au karibu) na kuanza kusema kitu kwa kila mmoja. Ikiwa baadaye utaongeza umbali kati ya watu (ikiwa wataanza kuondoka kutoka kwa kila mmoja), kiwango sawa cha sauti ya mazungumzo kitakuwa kidogo na kidogo kusikika. Mfano huu unaonyesha wazi hali ya kupungua kwa nguvu ya mawimbi ya sauti. Kwa nini hii inatokea? Sababu ya hii ni michakato mbalimbali ya kubadilishana joto, mwingiliano wa Masi na msuguano wa ndani wa mawimbi ya sauti. Mara nyingi katika mazoezi, nishati ya sauti inabadilishwa kuwa nishati ya joto. Michakato kama hii bila shaka hujitokeza katika mojawapo ya midia 3 ya uenezi wa sauti na inaweza kuainishwa kama kunyonya kwa mawimbi ya sauti.

Ukali na kiwango cha kunyonya kwa mawimbi ya sauti hutegemea mambo mengi, kama vile shinikizo na joto la kati. Kunyonya pia kunategemea frequency maalum ya sauti. Wakati wimbi la sauti linaenea kwa njia ya maji au gesi, athari ya msuguano hutokea kati ya chembe tofauti, ambayo inaitwa viscosity. Kama matokeo ya msuguano huu katika kiwango cha Masi, mchakato wa kubadilisha wimbi kutoka kwa sauti hadi joto hufanyika. Kwa maneno mengine, juu ya conductivity ya mafuta ya kati, chini ya kiwango cha kunyonya wimbi. Unyonyaji wa sauti katika vyombo vya habari vya gesi pia hutegemea shinikizo (shinikizo la anga linabadilika na kuongezeka kwa urefu kuhusiana na usawa wa bahari). Kuhusu utegemezi wa kiwango cha kunyonya kwenye mzunguko wa sauti, kwa kuzingatia utegemezi uliotajwa hapo juu wa mnato na conductivity ya mafuta, juu ya mzunguko wa sauti, juu ya ngozi ya sauti. Kwa mfano, kwa joto la kawaida na shinikizo katika hewa, ngozi ya wimbi na mzunguko wa 5000 Hz ni 3 dB / km, na ngozi ya wimbi na mzunguko wa 50,000 Hz itakuwa 300 dB / m.

Katika vyombo vya habari imara, utegemezi wote hapo juu (conductivity ya joto na viscosity) huhifadhiwa, lakini hali kadhaa zaidi zinaongezwa kwa hili. Wanahusishwa na muundo wa Masi ya nyenzo imara, ambayo inaweza kuwa tofauti, na inhomogeneities yake mwenyewe. Kulingana na muundo huu wa ndani wa Masi, ngozi ya mawimbi ya sauti katika kesi hii inaweza kuwa tofauti, na inategemea aina ya nyenzo maalum. Wakati sauti inapita kwenye mwili dhabiti, wimbi hupitia mabadiliko na upotoshaji kadhaa, ambayo mara nyingi husababisha utawanyiko na kunyonya kwa nishati ya sauti. Katika kiwango cha molekuli, athari ya kutenganisha inaweza kutokea wakati wimbi la sauti linasababisha uhamisho wa ndege za atomiki, ambazo zinarudi kwenye nafasi yao ya awali. Au, mwendo wa mitengano husababisha mgongano na mitengano inayoelekea kwao au kasoro katika muundo wa fuwele, ambayo husababisha kizuizi chao na, kama matokeo, kunyonya kwa wimbi la sauti. Hata hivyo, wimbi la sauti pia linaweza kukabiliana na kasoro hizi, ambazo zitasababisha kupotosha kwa wimbi la awali. Nishati ya wimbi la sauti wakati wa mwingiliano na vipengele vya muundo wa molekuli ya nyenzo hutawanywa kama matokeo ya michakato ya msuguano wa ndani.

Katika makala haya nitajaribu kuchambua sifa za mtazamo wa ukaguzi wa binadamu na baadhi ya hila na vipengele vya uenezi wa sauti.

Wacha tuone ikiwa inafaa kununua kadi za sauti za nje au za nje. Kwa majukwaa ya Mac na Win.

Mara nyingi tunaandika juu ya sauti ya ubora. Katika kanga inayobebeka, lakini tunaepuka miingiliano ya eneo-kazi. Kwa nini?

Sauti za nyumbani za stationary - somo holivars za kutisha. Hasa wakati wa kutumia kompyuta kama chanzo cha sauti.

Watumiaji wengi wa Kompyuta yoyote huzingatia kadi ya sauti isiyo na maana au ya nje ufunguo wa sauti ya hali ya juu. Yote ni makosa ya "kuzingatia" masoko, kwa kuendelea kutushawishi kuhusu hitaji la kununua kifaa cha ziada.

Ni nini kinachotumika kwenye Kompyuta kutoa mtiririko wa sauti?

Sauti iliyojengewa ndani ya vibao vya mama na kompyuta ndogo za kisasa inazidi kwa kiasi kikubwa uwezo wa uchanganuzi wa kusikia wa wastani wa msikilizaji mwenye afya ya akili, aliyejua kusoma na kuandika kiufundi. Jukwaa haijalishi.

Baadhi ya bodi za mama zina kutosha sauti iliyojumuishwa ya ubora wa juu. Zaidi ya hayo, zinategemea zana sawa na katika bodi za bajeti. Uboreshaji hupatikana kwa kutenganisha sehemu ya sauti kutoka kwa vipengele vingine na kutumia msingi wa vipengele vya ubora wa juu.


Na bado, bodi nyingi hutumia codec sawa kutoka Realtek. Kompyuta za mezani za Apple sio ubaguzi. Angalau sehemu ya heshima yao ina vifaa Realtek A8xx.

Codec hii (seti ya mantiki iliyofungwa kwenye chip) na marekebisho yake ni ya kawaida kwa karibu bodi zote za mama iliyoundwa kwa ajili ya wasindikaji wa Intel. Wafanyabiashara wanaiita Sauti ya Intel HD.

Vipimo vya ubora wa sauti ya Realtek

Utekelezaji wa miingiliano ya sauti kwa kiasi kikubwa inategemea mtengenezaji wa ubao wa mama. Sampuli za ubora wa juu zinaonyesha takwimu nzuri sana. Kwa mfano, mtihani wa RMAA kwa njia ya sauti Gigabyte G33M-DS2R:

Ukosefu wa majibu ya mara kwa mara (kutoka 40 Hz hadi 15 kHz), dB: +0.01, -0.09
Kiwango cha kelele, dB (A): -92.5
Masafa yanayobadilika, dB (A): 91.8
Upotoshaji wa Harmonic, %: 0.0022
Upotoshaji wa kuingiliana + kelele, %: 0.012
Kuingiliana kwa njia, dB: -91.9
Kuingiliana kwa 10 kHz, %: 0.0075

Takwimu zote zilizopatikana zinastahili ukadiriaji "Nzuri Sana" na "Bora". Si kila kadi ya nje inaweza kuonyesha matokeo hayo.

Matokeo ya kulinganisha ya mtihani

Kwa bahati mbaya, wakati na vifaa havituruhusu kufanya upimaji wetu wa kulinganisha wa suluhisho anuwai za kujengwa na za nje.

Kwa hivyo, wacha tuchukue kile ambacho tayari kimefanywa kwa ajili yetu. Kwenye mtandao, kwa mfano, unaweza kupata data juu ya sampuli mbili za ndani za kadi maarufu zaidi katika mfululizo. Ubunifu wa X-Fi. Kwa kuwa zinahusiana na mzunguko, tutaacha hundi kwenye mabega yako.

Hapa kuna nyenzo zilizochapishwa mradi mmoja mkubwa wa vifaa tuweze kuelewa mambo mengi. Katika kupima mifumo kadhaa kutoka kwa codec iliyojengwa kwa 2 dola kabla ya uamuzi wa audiophile wa 2000, matokeo ya kuvutia sana yalipatikana.

Ikawa hivyo Realtek ALC889 haionyeshi jibu la masafa laini zaidi, na inatoa tofauti ya sauti nzuri - 1.4 dB kwa 100 Hz. Kweli, kwa kweli takwimu hii sio muhimu.


Na katika utekelezaji fulani (yaani, mifano ya ubao wa mama) haipo kabisa - tazama takwimu hapo juu. Inaweza kuzingatiwa tu wakati wa kusikiliza masafa moja. Katika utungaji wa muziki, baada ya kuweka kusawazisha vizuri, hata audiophile ya kupendeza haitaweza kutofautisha kati ya kadi ya discrete na suluhisho jumuishi.

Maoni ya wataalam

Katika majaribio yetu yote ya upofu, hatukuweza kugundua tofauti zozote kati ya 44.1 na 176.4 kHz au rekodi za 16 na 24-bit. Kulingana na uzoefu wetu, uwiano wa 16bit/44.1kHz hutoa ubora bora wa sauti unayoweza kutumia. Miundo iliyo hapo juu inapoteza tu nafasi na pesa.

Kupunguza wimbo kutoka 176.4 kHz hadi 44.1 kHz kwa kutumia kiigaji cha ubora wa juu huzuia upotevu wa maelezo. Ukipata rekodi kama hiyo, badilisha mzunguko hadi 44.1 kHz na ufurahie.

Faida kuu ya 24-bit zaidi ya 16-bit ni anuwai kubwa inayobadilika (144 dB dhidi ya 98), lakini hii sio muhimu. Nyimbo nyingi za kisasa ziko kwenye vita vya kupiga kelele, ambapo masafa yanayobadilika hupunguzwa kwa njia isiyo halali katika hatua ya uzalishaji hadi biti 8-10.

Kadi yangu haisikiki vizuri. Nini cha kufanya?

Yote haya yanashawishi sana. Wakati wa kufanya kazi na vifaa, niliweza kujaribu vifaa vingi - desktop na portable. Licha ya hili, ninatumia kompyuta na chip iliyojengwa ndani Realtek.

Je, ikiwa sauti ina mabaki na matatizo? Fuata maagizo:

1) Zima madhara yote kwenye jopo la kudhibiti, weka "pato la mstari" kwenye shimo la kijani katika hali ya "njia 2 (stereo)".

2) Katika mchanganyiko wa OS, zima pembejeo zote zisizohitajika, na uweke sliders za kiasi kwa kiwango cha juu. Marekebisho yanapaswa kufanywa tu kwa kutumia kidhibiti kwenye spika/amplifier.

3) Sakinisha kichezaji sahihi. Kwa Windows - foobar2000.

4) Ndani yake tunaweka "Kernel Streaming Output" (unahitaji kupakua programu-jalizi ya ziada), bits 24, urekebishaji wa programu (kupitia PPHS au SSRC) saa 48 kHz. Kwa pato tunatumia WASAPI Output. Zima udhibiti wa sauti.

Kila kitu kingine ni kazi ya mfumo wako wa sauti (spika au vichwa vya sauti). Baada ya yote, kadi ya sauti ni, kwanza kabisa, DAC.

Matokeo ni nini?

Ukweli ni kwamba, kwa ujumla, kadi ya pekee haitoi faida kubwa katika ubora wa uchezaji wa muziki (hii ni kwa kiwango cha chini). Faida zake ziko tu katika urahisi, utendaji, na, labda, utulivu.

Kwa nini machapisho yote bado yanapendekeza masuluhisho ya gharama kubwa? Saikolojia rahisi - watu wanaamini kwamba ili kubadilisha ubora wa mfumo wa kompyuta wanahitaji kununua kitu ya juu, ya gharama kubwa. Kwa kweli, unahitaji kuweka kichwa chako kwa kila kitu. Na matokeo yanaweza kushangaza.

Nafasi si kitu homogeneous. Kuna mawingu ya gesi na vumbi kati ya vitu mbalimbali. Wao ni mabaki ya milipuko ya supernova na tovuti ya malezi ya nyota. Katika baadhi ya maeneo, gesi hii ya nyota ni mnene wa kutosha kueneza mawimbi ya sauti, lakini haiwezi kusikika kwa wanadamu.

Je, kuna sauti angani?

Wakati kitu kinaposonga - iwe ni mtetemo wa kamba ya gitaa au fataki inayolipuka - huathiri molekuli za hewa zilizo karibu, kana kwamba zinasukuma. Molekuli hizi huanguka kwa majirani zao, na zile, kwa upande mwingine, katika zinazofuata. Harakati husafiri angani kama wimbi. Inapofikia sikio, mtu huiona kama sauti.

Wimbi la sauti linapopita hewani, shinikizo lake hubadilika-badilika juu na chini, kama maji ya bahari katika dhoruba. Muda kati ya mitetemo hii inaitwa mzunguko wa sauti na hupimwa katika hertz (1 Hz ni oscillation moja kwa sekunde). Umbali kati ya vilele vya juu zaidi vya shinikizo huitwa urefu wa wimbi.

Sauti inaweza kusafiri tu katika sehemu ambayo urefu wa mawimbi hauzidi wastani wa umbali kati ya chembe. Wanafizikia huita hii "barabara isiyolipishwa kwa masharti" - umbali wa wastani ambao molekuli husafiri baada ya kugongana na moja na kabla ya kuingiliana na inayofuata. Kwa hivyo, kati mnene inaweza kupitisha sauti kwa urefu mfupi wa wimbi na kinyume chake.

Sauti za urefu wa mawimbi zina masafa ambayo sikio hutambua kama toni za chini. Katika gesi iliyo na njia isiyolipishwa kubwa zaidi ya mita 17 (20 Hz), mawimbi ya sauti yatakuwa masafa ya chini sana kwa wanadamu kuyatambua. Wanaitwa infrasounds. Ikiwa kungekuwa na wageni wenye masikio ambao wangeweza kusikia maelezo ya chini sana, wangejua hasa ikiwa sauti zilisikika katika anga ya nje.

Wimbo wa Shimo Nyeusi

Takriban miaka milioni 220 ya nuru kutoka hapo, katikati ya kundi la maelfu ya galaksi, husikiza sauti ya ndani kabisa ambayo ulimwengu haujawahi kusikia. Oktati 57 chini ya C ya kati, ambayo ni karibu mara milioni bilioni zaidi ya masafa ambayo mtu anaweza kusikia.

Sauti ya ndani kabisa ambayo wanadamu wanaweza kugundua ina mzunguko wa takriban mtetemo mmoja kila 1/20 ya sekunde. Shimo jeusi kwenye kundinyota la Perseus lina mzunguko wa takriban badiliko moja kila baada ya miaka milioni 10.

Hii ilijulikana mwaka wa 2003, wakati Darubini ya Anga ya Chandra ya NASA ilipogundua kitu kwenye gesi inayojaza nguzo ya Perseus: pete za mwanga na giza zilizokolea, kama mawimbi kwenye bwawa. Wanajimu wanasema hizi ni athari za mawimbi ya sauti ya masafa ya chini sana. Mwangaza zaidi ni vilele vya mawimbi, ambapo shinikizo kwenye gesi ni kubwa zaidi. Pete nyeusi ni unyogovu ambapo shinikizo liko chini.

Sauti unaweza kuona

Gesi ya moto, yenye sumaku huzunguka shimo jeusi, sawa na maji yanayozunguka kwenye mfereji wa maji. Inaposonga, huunda uwanja wenye nguvu wa sumakuumeme. Inayo nguvu ya kutosha kuharakisha gesi karibu na ukingo wa shimo jeusi hadi karibu kasi ya mwanga, na kuifanya kuwa milipuko mikubwa inayoitwa jeti za relativistic. Wanalazimisha gesi kugeuka upande kwenye njia yake, na athari hii husababisha sauti za kutisha kutoka kwa nafasi.

Hubebwa kupitia kundi la Perseus mamia ya maelfu ya miaka ya mwanga kutoka kwa chanzo chao, lakini sauti inaweza tu kusafiri hadi kuna gesi ya kutosha kuibeba. Kwa hiyo anasimama kwenye ukingo wa wingu la gesi likijaza Perseus. Hii ina maana kwamba haiwezekani kusikia sauti yake duniani. Unaweza tu kuona athari kwenye wingu la gesi. Inaonekana kuangalia kupitia nafasi ndani ya chumba kisicho na sauti.

Sayari ya ajabu

Sayari yetu hutoa kilio kirefu kila wakati ukoko wake unaposonga. Kisha hakuna shaka ikiwa sauti husafiri angani. Tetemeko la ardhi linaweza kuunda mitetemo katika angahewa na mzunguko wa Hz moja hadi tano. Ikiwa ina nguvu ya kutosha, inaweza kutuma mawimbi ya infrasonic kupitia angahewa hadi anga ya juu.

Bila shaka, hakuna mpaka wazi ambapo angahewa ya Dunia inaisha na nafasi huanza. Hewa polepole inakuwa nyembamba hadi hatimaye kutoweka kabisa. Kutoka kilomita 80 hadi 550 juu ya uso wa Dunia, njia ya bure ya molekuli ni karibu kilomita. Hii ina maana kwamba hewa katika urefu huu ni takriban mara 59 nyembamba kuliko ambayo ingewezekana kusikia sauti. Ina uwezo wa kusambaza mawimbi ya muda mrefu ya infrasound tu.

Tetemeko la ardhi lenye ukubwa wa 9.0 lilipokumba pwani ya kaskazini-mashariki mwa Japani mnamo Machi 2011, picha za seismografia kote ulimwenguni zilirekodi mawimbi yake yakisafiri Duniani, mitetemo yake ikisababisha mizunguko ya masafa ya chini katika angahewa. Mitetemo hii husafiri hadi pale ambapo Uwanja wa Mvuto na setilaiti isiyosimama ya Ocean Circulation Explorer (GOCE) inalinganisha mvuto wa Dunia katika obiti ya chini hadi kilomita 270 juu ya uso. Na satelaiti iliweza kurekodi mawimbi haya ya sauti.

GOCE ina vichapuzi nyeti sana ubaoni vinavyodhibiti kisukuma ioni. Hii husaidia kuweka setilaiti katika obiti thabiti. Vipimo vya kuongeza kasi vya GOCE vya 2011 viligundua mabadiliko ya wima katika angahewa nyembamba sana karibu na setilaiti, pamoja na mabadiliko yanayofanana na wimbi katika shinikizo la hewa, huku mawimbi ya sauti kutoka kwa tetemeko la ardhi yakienezwa. Injini za satelaiti zilirekebisha uhamishaji na kuhifadhi data, ambayo ikawa aina ya rekodi ya infrasound ya tetemeko la ardhi.

Ingizo hili liliwekwa siri katika data ya satelaiti hadi kundi la wanasayansi wakiongozwa na Rafael F. Garcia walipochapisha waraka huu.

Sauti ya kwanza katika ulimwengu

Iwapo ingewezekana kurudi nyuma, hadi miaka 760,000 ya kwanza baada ya Mlipuko Mkubwa, ingewezekana kujua kama kulikuwa na sauti angani. Kwa wakati huu, Ulimwengu ulikuwa mnene sana hivi kwamba mawimbi ya sauti yanaweza kusafiri kwa uhuru.

Karibu wakati huo huo, fotoni za kwanza zilianza kusafiri angani kama nyepesi. Baadaye, kila kitu hatimaye kilipozwa vya kutosha kuungana ndani ya atomi. Kabla ya kupoa kutokea, Ulimwengu ulijazwa na chembe zilizochajiwa - protoni na elektroni - ambazo zilifyonza au kutawanya fotoni, chembe zinazounda mwanga.

Leo inafika Duniani kama mwanga hafifu kutoka kwa mandharinyuma ya microwave, inayoonekana tu kwa darubini nyeti sana za redio. Wanafizikia huita mionzi ya asili ya microwave ya cosmic. Hii ndiyo nuru ya zamani zaidi katika ulimwengu. Inajibu swali la ikiwa kuna sauti katika nafasi. Asili ya microwave ya ulimwengu ina rekodi ya muziki wa zamani zaidi ulimwenguni.

Nuru kwa uokoaji

Je, mwanga hutusaidiaje kujua kama kuna sauti angani? Mawimbi ya sauti husafiri kupitia hewa (au gesi kati ya nyota) kama mabadiliko ya shinikizo. Wakati gesi imebanwa, inakuwa moto zaidi. Kwa kiwango cha cosmic, jambo hili ni kali sana kwamba nyota huundwa. Na wakati gesi inapanuka, inapoa. Mawimbi ya sauti yaliyokuwa yakisafiri katika ulimwengu wa mapema yalisababisha kushuka kwa kiwango kidogo kwa shinikizo katika mazingira ya gesi, ambayo nayo yaliacha mabadiliko madogo madogo ya halijoto yakionyeshwa katika mandharinyuma ya microwave.

Kwa kutumia mabadiliko ya halijoto, mwanafizikia wa Chuo Kikuu cha Washington John Cramer aliweza kuunda upya sauti hizo za kutisha kutoka angani - muziki wa ulimwengu unaopanuka. Alizidisha mara 10 26 ili masikio ya wanadamu yaweze kumsikia.

Kwa hivyo hakuna mtu atakayesikia kilio hicho angani, lakini kutakuwa na mawimbi ya sauti yanayosonga kupitia mawingu ya gesi kati ya nyota au katika miale ya nadra ya angahewa la nje la Dunia.

Swali: ni thamani ya kununua kadi ya sauti ikiwa ina kadi ya sauti iliyojengwa?
Kuna gari la macho. Ikiwa maambukizi ni kupitia optics, kuna tofauti na
kadi ya sauti iliyojengewa ndani, au kutoka kwa kadi tofauti ya sauti nzuri?

Swali lako linahitaji kugawanywa katika makundi mawili: maunzi na programu na ubora halisi wa sauti.

1. Vifaa na programu:

Ikiwa hatuzungumzii juu ya kodeki za programu zilizojengwa za kiwango cha AC97 na HDaudio, basi kadi ya sauti kwenye PC inahitajika haswa kwa utekelezaji wa algorithms nyingi za sauti kama EAX (kutoka kwa Ubunifu, kwa mfano), ambayo huongeza ukweli, kiasi. , kuzingatia sifa za wakati halisi za mazingira ya kuona na kurekebisha vigezo vya sauti vinavyofanana. Kwa mfano, unatembea kando ya ukanda katika hadithi fulani ya kutisha na sauti inalingana na sifa za kutafakari kutoka kwa kuta za saruji, inatembea na inaonekana. Kisha nenda nje kwenye ukumbi mkubwa na mara moja mabadiliko ya reverberation, sifa za kusawazisha hubadilika, nk. Nakadhalika. Hili halionekani kama madoido ya kuona, lakini katika michezo iliyo na wimbo wa ubora wa juu huongeza kiwango kikubwa cha drama. Kadi maalum za sauti za michezo huchakata madoido haya yote katika kiwango cha maunzi kwa kutumia chips kama vile EMU10K, EMU20K, n.k., kuikomboa CPU kutoka kwa hesabu za ziada za madoido. Iwapo injini ya mchezo haitambui kifaa kama hicho kwenye Kompyuta yako, basi itaweka mpango wa athari za sauti uliorahisishwa, ambao hauwezi kutofautiana katika vigezo halisi kutoka kwa EAX, au inaweza kuwa duni zaidi yake. Ni juu yako kuamua ikiwa ni lazima, ingawa unaweza kutoa sauti katika michezo kupitia kifaa cha sauti, na muziki kupitia USB DAC ya nje, kwa kubadili kidhibiti cha kifaa cha sauti au moja kwa moja kwenye kicheza programu (wengine wana chaguo hili);

2. Ubora wa sauti. Kadi za sauti za kisasa za juu (na za gharama kubwa) za KUCHEZA (pia kuna aina ya kadi za sauti za kitaalamu kama vile zinazozalishwa na LYNX, M-AUDIO, n.k.) kimsingi, sauti kwenye nyenzo za muziki kwa kiwango cha USB DAC za nje za bei nafuu. . Kwa kiasi fulani, zinahifadhiwa na madereva ya ASIO, ikiwa kuna mfano wa kadi yako ya sauti, ambayo inaruhusu mkondo wa sauti kupita grinder ya nyama ya programu ya Windows (Asio4all ni crutch ya programu ambayo haina kutatua tatizo hili). Kuhusu kutoa sauti kupitia violesura vya kizamani vya SPDIF (kiolesura cha Sonny Philips), TOSLINK (Kiungo cha Toshiba), n.k., faida yao pekee ni ukomo na ukamilifu wa chaguo zozote. Ingekuwaje sahihi zaidi kuelezea hili: "Unaweza kununua kichakataji cha hali ya juu cha chakula kilicho na rundo la vifaa na marekebisho ya kutumia ambayo unahitaji angalau uelewa wa mchakato, au unaweza kupakia kila kitu kwenye kikombe kimoja na bonyeza kitufe kimoja. , ambapo visu vitakata mboga zako kuwa misa fulani iliyohakikishwa, lakini unaweza kusahau mara moja juu ya kila aina ya "cubes" safi na "majani". Kwa kweli, miingiliano hii ni chaguo la kawaida la uunganisho ambalo linahakikisha kwamba mkondo wa digital utafikia DAC, na kiasi cha hasara "njiani" kitapunguzwa. Aina hii ya uunganisho imetumika kwa miongo kadhaa, matatizo yote yanayowezekana yametatuliwa kwa muda mrefu uliopita na kwa ujumla ni rahisi na ya bei nafuu kutekeleza. Kwa DAC ya muundo wa zamani au katika DAC ambapo mtengenezaji aliruka kipokeaji cha USB cha ubora wa juu, aina hii ya muunganisho wakati mwingine huonyesha matokeo bora zaidi. Lakini kuna BUT kubwa sana: kasi ya interfaces hizi za macho ni mdogo sana na hatuwezi hata kuzungumza juu ya DSD yoyote au azimio kubwa la juu (kawaida kasi ni mdogo kwa 24 bit 48 kHz). Muunganisho wa USB una chaguzi nyingi za utekelezaji; hii ni mada ya kifungu kikubwa tofauti; kwenye Kompyuta yenye Windows OS inahitaji angalau uelewa wa mchakato na vitendo vingine vya mtumiaji ili kusanidi kiolesura cha PC-USB DAC kutoa hivyo. -itwa. ubora wa upitishaji wa bit-to-bit (baadhi ya DAC hata zina dalili maalum ya uthibitisho kwamba hali hii ya upokezaji imefikiwa). Ni muhimu ambayo mpokeaji wa USB amewekwa kwenye DAC na idadi ya "dropouts" ya vipande vya digital njiani inategemea. Ujanja ni kwamba ni mtiririko wa sauti kupitia USB ambao hupitishwa kwa muundo wa zamani wa PCM, ambao hauna kabisa huduma za hali ya juu kama uhamishaji wa data na shughuli, uhamishaji wa hesabu za pakiti za data, nk, na kwa hivyo katika kesi hii inaeleweka. kama vile vipokezi vya ubora wa juu vya USB, pamoja na nyaya za ubora wa juu, mbinu za kutekeleza uhamishaji wa data (kwa mfano, ubao wa mama wa juu-mama una matokeo maalum ya USB ya kuunganishwa na DAC za nje ambamo njia ya usambazaji wa umeme IMEKATIZWA). ugavi +5 Volts, na mbalimbali ya ishara ya sifuri mantiki na moja ni kuongezeka (kwa kweli, sifuri na moja katika USB tofauti tu katika voltage)). Kuhusu chips za DAC haswa, zinapaswa kuwa jambo la mwisho unalozingatia! Haijalishi ikiwa kifaa chako kina Wolfson WM8741 ya bei nafuu au chip ya juu kutoka kwa Asahi Kasei, ni muhimu kwanza kabisa ni utekelezaji na mazingira, ambayo ni sifa ya 90% ya sauti ya mwisho. Wanapoandika kuhusu DAC baridi na kwamba "nafuu" A hutoa uwiano wa kusikitisha wa ishara-kwa-kelele wa 107 dB, na DAC B ya hali ya juu hutoa hadi 120 dB, inakuwa ya kuchekesha, kwani katika mabwana wengi wa dijiti kila kitu kiko chini ya Kiwango cha 40 dB ni kuhasiwa tu! Wale. hakuna habari za muziki kabisa katika eneo hili. Kwa kweli, hii haitumiki kwa rekodi za hali ya juu zilizotengenezwa kutoka kwa media ya analog kwenye vifaa vya hali ya juu na mikono ya moja kwa moja, lakini bado unahitaji kutafuta vile. Hasa, Cambridge CXA80 ni kifaa kinachostahili, kinachosikika kwa akili ya kawaida ya "njia ya Uingereza" (ingawa hii ni maoni potofu na kinachojulikana kama "sauti ya Uingereza" pia ni mengi na tofauti sana), ikimaanisha katika uelewa wa jumla usahihi wa timbral. , karibu iwezekanavyo kwa sauti ya awali, sifa nzuri za anga , zinazotolewa na mzunguko wa ubora wa juu, viashiria vinavyokubalika vya nguvu na rhythmic. Cambridge na Arcam ni "wakati wote" wanaozunguka pande zote, ambazo haziwezi kuibua dhoruba ya mhemko kwa kila wimbo wa sauti, lakini itatoa raha ya kusikiliza. USB DAC katika amplifier hii imejengwa juu ya Chip WM8740, ambayo miaka 10-15 iliyopita ilikuwa moja ya maarufu zaidi na kupokea kitaalam nyingi nzuri (IMHO vizuri wanastahili) kutokana na kutoegemea upande wowote, ukosefu wa ukali digital, na badala, ni. inatekelezwa katika amplifier hii angalau kulingana na -kibinadamu, na si kama jamaa maskini ambaye amealikwa tu kwenye mazishi. Wale. katika usanidi kulingana na amplifier hii, inafaa kabisa kwa uunganisho na inatosha kwa kiwango cha vifaa. Iwapo unataka mihemko zaidi na uendeshe gari, utengamano mdogo, angalia Atoll 100SE. Haina DAC, phono preamp, au vidhibiti vya toni, lakini kwa bei hiyo ni mojawapo ya ampea bora zaidi za kutoa sauti kwenye soko. Unaweza kutafuta YBA - pia vifaa bora. Tena, kuna washindani wanaostahili katika mfumo wa Rega Elex, Naim 5si (ningependekeza Micromega, lakini bei yao sasa ni aina ya wazimu). Kwa kifupi, chaguo ni pana sana. Kutoka "Japs" unaweza kulipa kipaumbele kwa Denon 1520 nzuri.