Objet d'étude acoustique 4 lettres. Le son en milieu naturel

De manière générale, l'acoustique est la science des sons. Des sons joués à tout moment rôle spécial dans la vie de toute personne, car ils permettent aux gens de naviguer dans l'espace, de communiquer, de regarder des films et d'écouter leur musique préférée.

Figure 1. Variétés d'acoustique Author24 - échange en ligne de travaux d'étudiants.

L'utilisation de l'acoustique est demandée dans absolument tous les domaines, de la construction à la médecine. Cette section scientifique étudie les vibrations ondes sonores, principes de leur formation et de leur distribution.

Définition 1

L'acoustique est un vaste domaine de la physique qui étudie les vibrations et les ondes élastiques des fréquences les plus basses aux plus hautes.

Une personne commence à entendre le son grâce à des vibrations constantes produites à une certaine fréquence. L’une des principales définitions de l’acoustique est une onde sonore, qui est une vibration dont la pression dépend directement de la source. Par exemple, le signal d’un klaxon de voiture émet une vibration plus élevée qu’un murmure humain. L'intensité sonore est toujours mesurée en décibels.

L'acoustique moderne couvre suffisamment grand cercle questions, il identifie un certain nombre de sous-sections importantes :

• acoustique physique - étudie les caractéristiques de la propagation des ondes élastiques dans divers espaces ;
• acoustique physiologique - décrit la structure et le fonctionnement des organes produisant et percevant le son chez les humains et les animaux.

En plus au sens étroit L'acoustique doit être comprise comme l'étude du son, c'est-à-dire des vibrations élastiques des gaz, des solides et des liquides perçues par l'oreille humaine. Une onde sonore peut être réfléchie par des surfaces, y être dispersée ou absorbée. Le paramètre de réflexion de l'intensité sonore est déterminé par ce caractéristiques acoustiques c’est le cas et ce qui a été traversé par l’onde sonore.

La nature du son et ses caractéristiques physiques

Figure 2. Caractéristiques physiques du son. Author24 - échange en ligne de travaux d'étudiants

Ondes sonores et vibrations - cas particulier changements mécaniques. Cependant, en raison de l'importance des définitions acoustiques pour l'évaluation correcte des sensations auditives, ainsi que de leur application médicale, il serait souhaitable d'examiner certaines questions plus en détail.

Aujourd'hui, il est d'usage de distinguer les sons suivants :

• tons, ou sons musicaux;
• bruits;
• des bangs soniques.

Le ton est un processus périodique du son. Si ce processus est complètement harmonique, alors le son est dit pur ou plein, et l'onde plane sonore correspondante est décrite par l'équation correspondante. La principale caractéristique physique de ce type de son est la fréquence. La vibration anharmonique correspond à une tonalité complexe. Un son simple est formé, par exemple, par un diapason, mais un son complexe peut être entendu grâce à des instruments de musique.

La fréquence la plus basse de décomposition d'un ton complexe en tons plus simples unités structurelles correspond au ton fondamental, les harmoniques restantes dans ce cas ont des fréquences égales à $2νο$, $3νο$ et ainsi de suite.

Définition 2

Un ensemble de vibrations avec une indication de leur intensité spécifique (amplitude A) est appelé spectre acoustique en physique.

Le spectre d'un ton complexe est toujours bordé. Ainsi, le spectre acoustique est l'une des caractéristiques physiques les plus importantes des sons musicaux, car il se distingue par une dépendance temporelle complexe et non répétitive.

Les chercheurs incluent le bruit provenant des vibrations des voitures, des applaudissements, des bruissements, des flammes des brûleurs, des craquements, des consonnes de la parole, etc. Ce vue sonore peut être considéré comme une combinaison de tons complexes changeant de manière chaotique

Définition 3

Un bang sonique est un impact sonore uniforme et à court terme sous la forme d’une explosion ou d’un pop.

Il ne faut pas confondre un bang sonique avec onde de choc, dont la fréquence est beaucoup plus élevée.

Nature ondulatoire du son

Graphique 3. Nature des vagues son. Author24 - échange en ligne de travaux d'étudiants

Pour mieux définir le système d'apparition d'une onde sonore, il faut imaginer un haut-parleur classique situé dans un tuyau rempli d'air à ras bord. Si cet appareil avance brusquement, l'air à proximité immédiate est comprimé un instant. Après cela, l'entrefer se dilatera, poussant la zone d'air comprimée le long du tuyau.

C’est ce mouvement ondulatoire qui deviendra par la suite sonore lorsqu’il atteindra l’organe auditif et « excitera » le tympan. Lorsqu'une onde sonore se produit dans un gaz, une pression interne excessive se forme, une densité inutile se forme et les particules sont transformées avec vitesse constante. Lors de l’étude du son et de ses caractéristiques, il est important de se rappeler que substance matérielle ne se déplace pas proportionnellement à l'onde sonore, mais seule une perturbation temporaire des masses d'air agissantes apparaît.

Remarque 1

Si les particules vibrent dans la direction de la distribution des ondes, alors le son de l'onde est appelé longitudinal, mais si elles vibrent directement perpendiculairement à la direction propagation des ondes, alors l'onde est dite transversale.

Généralement tonalités sonores dans les liquides et les gaz - longitudinal, dans les solides corps physiques Il est possible de former des vagues des deux types. Les ondes transversales dans les corps matériels résultent de la résistance à la modification de la forme originale. La principale différence entre les deux types de vagues ci-dessus est que onde transversale est doté de la propriété de polarisation, mais pas la propriété longitudinale.

Principales orientations de l'acoustique moderne

De nombreux travaux scientifiques de longue durée sur l'étude de la nature des problèmes de bruit et d'isolation phonique ont été publiés quelque temps après leur mise en œuvre. Les premiers travaux dans ce domaine concernaient uniquement les sons produits par les avions et les transports terrestres. Mais progressivement, les frontières de la recherche sonore se sont considérablement élargies. Actuellement, la plupart des pays industrialisés disposent de leurs propres universités de recherche chargées de créer de nouveaux dispositifs et de développer des solutions à ces problèmes.

Les scientifiques identifient les principales sections suivantes de l'acoustique :

• général;
• architectural;
• géométrique;
• construction;
• musical;
• psychologique;
• biologique;
• électricité et aviation ;
• médical;
• quantum.

Des études acoustiques telles phénomènes physiques, comme la formation, la propagation, la sensation des ondes sonores et les différents effets que le son produit directement sur les organes de l'audition. Comme tout le monde branches scientifiques, l'acoustique a la sienne appareil conceptuel. Dans le même temps, elle est également considérée comme une section interdisciplinaire, c'est-à-dire qu'elle entretient des relations étroites avec d'autres domaines de la connaissance.

L'interaction de l'acoustique avec l'architecture, la mécanique, la théorie musicale, l'électronique et les mathématiques est la plus clairement et clairement visible. Formules de base l'acoustique concerne directement les caractéristiques de la propagation des ondes sonores dans des conditions d'un milieu élastique constant : les équations de position et vagues planes, formules pour calculer avec précision la vitesse des vagues.

L'acoustique est un domaine de la physique qui étudie les vibrations et les ondes élastiques depuis les fréquences les plus basses jusqu'aux fréquences extrêmement élevées (10 12 -10 13 Hz). L'acoustique moderne couvre un large éventail de problématiques ; on y distingue plusieurs sections : l'acoustique physique, qui étudie les caractéristiques de la propagation des ondes élastiques dans environnements différents, l'acoustique physiologique, qui étudie la structure et le fonctionnement des organes de perception et de production du son chez l'homme et l'animal, etc. Au sens étroit du terme, l'acoustique est comprise comme l'étude du son, c'est-à-dire à propos vibrations élastiques et les ondes dans les gaz, liquides et solides perçues par l'oreille humaine (fréquences de 16 à 20 000 Hz).

8.1. NATURE DU SON. CARACTÉRISTIQUES PHYSIQUES

Les vibrations et ondes sonores sont un cas particulier des vibrations et ondes mécaniques. Cependant, en raison de l'importance notions acoustiques pour évaluer les sensations auditives, ainsi qu'en relation avec les applications médicales, il convient d'examiner spécifiquement certaines questions. Il est d'usage de distinguer les sons suivants :

1) tonalités ou sons musicaux ;

2) le bruit ;

3) bangs soniques.

Ça s'appelle un tonson,qui est un processus périodique. Si ce processus est harmonique, alors le ton est appelé simple ou faire le ménage, et l'onde sonore plane correspondante est décrite par l'équation (7.45). La principale caractéristique physique d’un son pur est la fréquence. Anharmonique 1 correspond à la fluctuation difficile tonifier. Un ton simple est produit, par exemple, par un diapason, un ton complexe est créé par des instruments de musique, l'appareil de parole (voyelles), etc.

Un ton complexe peut être décomposé en tons simples. La fréquence la plus basse ν ο d'une telle expansion correspond à ton de base autres harmoniques (harmoniques) avoir des fréquences égales à 2ν ο, 3ν ο, etc. Un ensemble de fréquences indiquant leur intensité relative (amplitude UN) appelé acoustiquement

1 Anharmonique - vibration non harmonique.

spectre du ciel(voir 6.4). Le spectre d'un ton complexe est linéaire ; sur la fig. 8.1 montre les spectres acoustiques de la même note (ν 0 = 100 Hz), prise au piano (a) et à la clarinette (b). Ainsi, le spectre acoustique est une caractéristique physique importante d’un son complexe.

Le bruit est un son qui a une dépendance temporelle complexe et non répétitive.

Riz. 8.1

Le bruit comprend les sons provenant des vibrations des machines, des applaudissements, du bruit de la flamme d'un brûleur, des bruissements, des craquements, des consonnes de la parole, etc.

Le bruit peut être considéré comme une combinaison de tons complexes variant de manière aléatoire. Si l'on essaie, avec un certain degré de convention, de décomposer le bruit en un spectre, il s'avère que ce spectre sera continu, par exemple le spectre obtenu à partir du bruit de combustion d'un bec Bunsen (Fig. 8.2).

Un bang sonique est un impact sonore à court terme : bang, explosion, etc. Il ne faut pas confondre un bang sonique avec une onde de choc(voir 7.10).

1 A proprement parler, dans cette formule sousr l'amplitude moyenne de la pression acoustique doit être comprise.

8.2. CARACTÉRISTIQUES DE LA SENSATION AUDITIVE. MESURES SONORES

8.1 a considéré les caractéristiques objectives du son qui pourraient être évaluées par des instruments appropriés indépendamment de l'individu. Cependant, le son est un objet de sensations auditives et est donc évalué subjectivement par une personne.

Lors de la perception des tons, une personne les distingue par leur hauteur.

Hauteur- caractéristique subjective, déterminé principalement par la fréquence du ton fondamental.

Dans une bien moindre mesure, la hauteur dépend de la complexité du ton et de son intensité : un son de plus grande intensité est perçu comme un son d'un ton plus grave.

Timbre le son est presque exclusivement déterminé par sa composition spectrale.

Sur la fig. 8.1, différents spectres acoustiques correspondent à différents timbres, bien que la tonalité fondamentale et donc la hauteur soient les mêmes.

Volume- un de plus évaluation subjective le son, qui caractérise le niveau sensation auditive.

Bien que subjective, l’intensité sonore peut être quantifiée en comparant la sensation auditive de deux sources.

La base de la création d’une échelle de niveau de volume est un élément important loi psychophysique de Weber-Fechner : si vous augmentez l'irritation selon une progression géométrique (c'est-à-dire même numéro fois), alors la sensation de cette irritation augmente de progression arithmétique(c'est-à-dire du même montant).

Par rapport au son, cela signifie que si l'intensité du son prend la série valeurs consécutives, par exemple a1 0, a 2 1 0, a 3 1 0 (a est un certain coefficient, UN>1), etc., puis les sensations de volume sonore correspondantes E 0, 2E 0, 3E 0, etc.

Mathématiquement, cela signifie que le volume d'un son est proportionnel au logarithme de l'intensité sonore.

S'il y a deux stimuli sonores avec des intensités je et I 0, et I 0 est le seuil auditif, alors basé sur la loi Weber-Fechner l'intensité sonore par rapport à elle est liée aux intensités comme suit :

E= klg(je/Je,), (8.3)

Où k- un certain coefficient de proportionnalité en fonction de la fréquence et de l'intensité.

Si le coefficient kétait constant, alors de (8.1) et (8.3) il résulterait que échelle logarithmique les intensités sonores correspondent à l’échelle de volume. Dans ce cas, le volume du son, ainsi que son intensité, seraient exprimés en bels ou en décibels. Cependant, une forte dépendance kà partir de la fréquence et de l’intensité du son ne permet pas de réduire la mesure de l’intensité sonore à la simple utilisation de la formule (8.3).

Classiquement, on suppose qu'à une fréquence de 1 kHz, les échelles de volume et d'intensité du son coïncident complètement, c'est-à-dire k = 1 et E b = log(I/I 0), ou, par analogie avec (8.2) :

E f = 10 log(I/l0). (8.4)

Pour le distinguer de l'échelle d'intensité sonore dans l'échelle d'intensité sonore, les décibels sont appelés arrière-plans(arrière-plan).

L'intensité sonore à d'autres fréquences peut être mesurée en comparant le son d'intérêt à un son à 1 kHz. Pour ce faire, en utilisant générateur de son 1 créer un son avec une fréquence de 1 kHz. L'intensité du son est modifiée jusqu'à ce qu'une sensation auditive similaire à la sensation du volume du son étudié se produise. L'intensité d'un son d'une fréquence de 1 kHz en décibels, mesurée par l'appareil, est égale au volume de ce son en arrière-plan.

Afin de trouver une correspondance entre le volume et l'intensité du son à différentes fréquences, utilisez des courbes d'intensité sonore égale (Fig. 8.4). Ces courbes sont basées sur les données moyennes obtenues auprès de personnes ayant une audition normale lorsque mesurées à l'aide de la méthode décrite ci-dessus.

La courbe inférieure correspond aux intensités des sons audibles les plus faibles - le seuil d'audibilité ; pour toutes les fréquences Eph = 0, pour une intensité sonore de 1 kHz je 0= 1 pW/m2.

1 Les courbes ci-dessus montrent que l’oreille humaine moyenne est la plus sensible aux fréquences comprises entre 2 500 et 3 000 Hz. Chaque courbe intermédiaire correspond à la même sonie mais à une intensité sonore différente pour différentes fréquences. En utilisant une courbe distincte égale à l'intensité sonore, on peut trouver les intensités qui, à certaines fréquences, provoquent la sensation de cette intensité sonore. En utilisant un ensemble de courbes d’intensité sonore égale, on peut trouver pour différents

fréquences de volume correspondant à une certaine intensité. Par exemple, supposons que l'intensité d'un son d'une fréquence de 100 Hz soit de 60 dB. Quel est le volume de ce son ? Sur la fig. 8.2 nous trouvons un point de coordonnées 100 Hz, 60 dB. Il se situe sur la courbe correspondant à un niveau de volume de 30 von, ce qui est la réponse.

Avoir certaines idées sur des sons de nature différente, nous les présentons caractéristiques physiques(Tableau 8.1).

Tableau 8.1

La méthode de mesure de l'acuité auditive s'appelle audiométrie. Pendant l'audiométrie sur un appareil spécial (audiomètre) déterminer le seuil de sensation auditive à différentes fréquences ; la courbe résultante s'appelle diagramme audio. La comparaison de l'audiogramme d'une personne malade avec une courbe de seuil auditif normale permet de diagnostiquer une maladie auditive.

Pour mesurer objectivement le niveau de volume sonore, il est utilisé sonomètre Structurellement, cela correspond au schéma présenté sur la Fig. 8.3. Les propriétés du sonomètre se rapprochent de celles de l'oreille humaine (voir courbes d'intensité sonore sur la Fig. 8.4), à cet effet différentes gammes Des filtres électriques correcteurs sont utilisés pour contrôler les niveaux de volume.

8.3. BASES PHYSIQUES DES MÉTHODES SOLIDES DE RECHERCHE EN CLINIQUE

Le son, comme la lumière, est une source d’information, et c’est là sa signification principale.

Les sons de la nature, la parole des gens qui nous entourent, le bruit des machines en fonctionnement nous en disent long. Pour imaginer la signification du son pour une personne, il suffit de se priver temporairement de la capacité de percevoir le son - fermez vos oreilles.

Bien entendu, le son peut aussi être une source d’information sur l’état organes internes personne. Méthode sonore commune

diagnostic des maladies - auscultation(écoute) - connu depuis le IIe siècle. Colombie-Britannique Utilisé pour l'auscultation stéthoscope ou phonendoscope. Le phonendoscope (Fig. 8.5) est constitué d'une capsule creuse 1 avec une membrane transmettant le son 2, appliquée sur le corps du patient, des tubes en caoutchouc en sortant 3 à l'oreille du médecin. Une résonance de la colonne d'air se produit dans la capsule creuse, ce qui entraîne une intensification du son et une amélioration de l'au-cultation.

Lors de l'auscultation des poumons, des bruits respiratoires et diverses respirations sifflantes caractéristiques des maladies sont entendus. Par les modifications des bruits cardiaques et l'apparition de souffles, on peut juger de l'état de l'activité cardiaque. À l'aide de l'auscultation, vous pouvez déterminer la présence de péristaltisme de l'estomac et des intestins et écouter le rythme cardiaque fœtal.

Pour écouter simultanément un patient par plusieurs chercheurs à des fins pédagogiques ou lors d'une consultation, on utilise un système comprenant un microphone, un amplificateur et un haut-parleur ou plusieurs téléphones.

Pour diagnostiquer l'état de l'activité cardiaque, une méthode similaire à l'auscultation est utilisée et est appelée phonocardiographie(FKG).

Cette méthode consiste à enregistrer graphiquement les bruits et souffles cardiaques et leur interprétation diagnostique. Le phonocardiogramme est enregistré à l'aide d'un phonocardiographe (Fig. 8.6), composé d'un microphone, d'un amplificateur, d'un système de filtres de fréquence et d'un appareil d'enregistrement. Sur la fig. La figure 8.7 montre un phonocardiogramme normal. Fondamentalement différent des deux ci-dessus méthodes sonores est percussion.

Dans cette méthode, le son de différentes parties du corps est écouté en les tapotant.

Imaginons une cavité fermée remplie d'air à l'intérieur d'un corps. Si vous induisez des vibrations sonores dans ce corps, alors à une certaine fréquence sonore, l'air dans la cavité commencera à résonner, libérant et amplifiant un ton correspondant à la taille et à la position de la cavité.

Schématiquement, le corps humain peut être représenté comme un ensemble de volumes remplis de gaz (poumons), de liquide (organes internes) et de solide (os). Lorsque vous heurtez la surface d'un corps, des vibrations se produisent dont les fréquences ont une large gamme. A partir de cette plage, certaines vibrations s'atténueront assez rapidement, tandis que d'autres, coïncidant avec les vibrations naturelles des vides, s'intensifieront et, grâce à la résonance, seront audibles. Un médecin expérimenté détermine l'état et la topographie des organes internes par le ton des sons de percussion.

8.4. RÉSISTANCE AUX VAGUES. RÉFLEXION DES ONDES SONORES. RÉVERBÉRATION Pression sonore r

dépend de la vitesse υ des particules oscillantes du milieu. Les calculs montrent que

Tableau 8.2

On utilise (8.8) pour calculer le coefficient de pénétration d'une onde sonore de l'air dans le béton et dans l'eau : Ces données sont impressionnantes : il s'avère que seule une très petite partie de l'énergie de l'onde sonore passe de l'air au béton et à l'eau. Dans tout espace clos, le son réfléchi par les murs, les plafonds, les meubles tombant sur d'autres murs, sols, etc., est à nouveau réfléchi et absorbé et disparaît progressivement. Par conséquent, même après l’arrêt de la source sonore, il y a toujours des ondes sonores dans la pièce qui créent un bourdonnement. Ceci est particulièrement visible dans les grandes salles spacieuses. Le processus d'atténuation progressive du sonà l'intérieur après avoir éteint la source est appelée

La réverbération, d'une part, est utile, puisque la perception du son est renforcée par l'énergie de l'onde réfléchie, mais, d'autre part, une réverbération trop longue peut considérablement détériorer la perception de la parole et de la musique, puisque chaque nouvelle partie de le texte chevauche les précédents. À cet égard, ils indiquent généralement certains temps optimal la réverbération, qui est prise en compte lors de la construction d'auditoriums, de théâtres et de salles de concert etc. Par exemple, le temps de réverbération d'une salle des colonnes remplie de la Maison des syndicats à Moscou est de 1,70 s, une Théâtre Bolchoï- 1,55 s. Pour ces salles (vides), le temps de réverbération est respectivement de 4,55 et 2,06 s.

8.5. PHYSIQUE DE L'AUDITION

Le système auditif relie le récepteur direct des ondes sonores au cerveau.

En utilisant les concepts de la cybernétique, on peut dire que le système auditif reçoit, traite et transmet des informations. De tous système auditif Pour considérer la physique de l’audition, nous distinguerons les oreilles externe, moyenne et interne.

L'oreille externe est constituée du pavillon 1 et le conduit auditif externe 2 (Fig. 8.8).

Riz. 8.9

Le pavillon de l'oreille chez l'homme ne joue pas un rôle important dans l'audition. Il permet de déterminer la localisation de la source sonore lorsqu'elle se situe dans le plan sagittal. Expliquons cela. Le son de la source pénètre dans l'oreille. Selon la position de la source dans le plan vertical (Fig. 8.9), les ondes sonores se diffracteront différemment au niveau de l'oreillette en raison de sa forme spécifique. Cela conduira également à changement différent la composition spectrale de l'onde sonore entrant dans le conduit auditif (les problèmes de diffraction sont abordés plus en détail en 24.6). Grâce à l'expérience, une personne a appris à associer les changements dans le spectre d'une onde sonore avec la direction vers la source sonore (directions A, B Et DANS sur la fig. 8.9).

Possédant deux récepteurs sonores (oreilles), les humains et les animaux sont capables d'établir la direction vers la source sonore et dans plan horizontal(effet binaural ; Fig. 8.10). Cela s'explique par le fait que le son parcourt des distances différentes depuis la source vers différentes oreilles et qu'une différence de phase apparaît pour les ondes entrant dans les oreilles droite et gauche. La relation entre la différence de ces distances (δ) et la différence de phase (Δφ) est dérivée en 24.1 pour expliquer l'interférence de la lumière [voir (24.9)]. Si la source sonore est située directement devant le visage d’une personne, alors δ = 0 et Δφ = 0 ; si la source sonore est située du côté opposé à l’une des oreilles, alors elle entrera dans l’autre oreille avec un certain retard. Supposons approximativement que dans ce cas δ soit égal à la distance entre les oreilles. À l'aide de la formule (24.9), la différence de phase peut être calculée pour ν = 1 kHz et δ = 0,15 m. Elle est approximativement égale à 180°.

Différentes directions vers la source sonore dans le plan horizontal correspondront à une différence de phase comprise entre 0° et 180° (pour les données ci-dessus). On pense qu'une personne ayant une audition normale peut déterminer la direction d'une source sonore avec une précision de 3°, ce qui correspond à une différence de phase de 6° ; On peut donc supposer que les gens

Riz. 8.10

la paupière est capable de distinguer les changements de différence de phase des ondes sonores entrant dans ses oreilles avec une précision de 6°.

En plus de la différence de phase, l'effet binaural est facilité par la différence d'intensité sonore dans différentes oreilles, ainsi que par l'ombre acoustique de la tête pour une oreille. Sur la fig. La figure 8.10 montre schématiquement que le son provenant d'une source pénètre dans l'oreille gauche par diffraction.

L'onde sonore traverse le conduit auditif et est partiellement réfléchie par le tympan 3. En raison de l’interférence des ondes incidentes et réfléchies, une résonance acoustique peut se produire. Cela se produit lorsque la longueur d’onde est quatre fois supérieure à la longueur du conduit auditif externe. La longueur du conduit auditif chez l'homme est d'environ 2,3 cm ; par conséquent, la résonance acoustique se produit à une fréquence :

La partie la plus essentielle de l’oreille moyenne est le tympan 3 et osselets auditifs : marteau 4, enclume 5 et étrier 6 avec les muscles, tendons et ligaments correspondants. Les os transmettent des vibrations mécaniques de environnement aérien l'oreille externe au milieu liquide de l'oreille interne. Milieu liquide L'oreille interne a une impédance caractéristique approximativement égale à l'impédance caractéristique de l'eau. Comme cela a été montré (voir 8.4), lors de la transition directe d'une onde sonore de l'air vers l'eau, seulement 0,122 % de l'intensité incidente est transmise. C'est trop peu. Par conséquent, le rôle principal de l’oreille moyenne est d’aider à transmettre une plus grande intensité sonore à l’oreille interne. En utilisant langage technique, on peut dire que l'oreille moyenne correspond à la résistance aux ondes de l'air et du fluide de l'oreille interne.

Le système d'osselets à une extrémité est relié par un marteau au tympan (zone S1= 64 mm 2), de l'autre - un étrier - avec une fenêtre ovale 7 oreille interne (zone S 2 = 3 mm 2).

La pression acoustique p 1 agit sur le tympan, qui détermine la force

sur 8, appelé escalier vestibulaire. Un autre canal provient de la fenêtre ronde 9, il s'appelle rampe tympanique 10. Les rampes vestibulaire et tympanique sont reliées dans la zone du dôme de la cochlée par une petite ouverture - l'hélicotrema 11. Ainsi, ces deux canaux représentent en quelque sorte un système unique rempli de péri-lymphe. Oscillations de l'étrier 6 transmis à la membrane de la fenêtre ovale 7, de là jusqu'à la périlymphe et « renfle » la membrane de la fenêtre ronde 9. L'espace entre la rampe vestibulaire et la rampe tympanique est appelé canal cochléaire 12, il est rempli d'endolymphe. La membrane principale (basilaire) s'étend entre le canal cochléaire et la rampe tympanique le long de la cochlée. 13. Il contient l'organe de Corti, qui contient des cellules réceptrices (ciliées), et le nerf auditif s'étend de la cochlée (ces détails ne sont pas représentés sur la Fig. 8.9).

L'organe de Corti (orgue spiralé) convertit vibrations mécaniques en un signal électrique.

La longueur de la membrane principale est d'environ 32 mm, elle s'élargit et s'amincit en direction de la fenêtre ovale au sommet de la cochlée (d'une largeur de 0,1 à 0,5 mm). La membrane principale est une structure très intéressante pour la physique ; elle possède des propriétés sélectives en fréquence. Cela a été remarqué par Helmholtz, qui considérait la membrane principale comme analogue à une série de cordes accordées sur un piano. Lauréat Prix ​​Nobel Bekesy a établi l'erreur de cette théorie du résonateur. Les travaux de Bekesy ont montré que la membrane principale est une ligne hétérogène de transmission d'excitation mécanique. Lorsqu'elle est exposée à un stimulus acoustique, une onde se propage le long de la membrane principale. Selon la fréquence, cette onde s'atténue différemment. Plus la fréquence est basse, plus l'onde se déplacera loin de la fenêtre ovale le long de la membrane principale avant de commencer à s'atténuer. Par exemple, une onde d'une fréquence de 300 Hz se propagera jusqu'à environ 25 mm de la fenêtre ovale avant que l'atténuation ne commence, et une onde d'une fréquence de 100 Hz atteint son maximum près de 30 mm.

Sur la base de ces observations, des théories ont été développées selon lesquelles la perception du ton est déterminée par la position de la vibration maximale de la membrane principale. Ainsi, une certaine chaîne fonctionnelle peut être retracée dans l'oreille interne : oscillation de la membrane de la fenêtre ovale - oscillation de la périlymphe - oscillations complexes de la membrane principale - irritation des cellules ciliées (récepteurs de l'organe de Corti) - génération de un signal électrique.

Certaines formes de surdité sont associées à des lésions de l'appareil récepteur de la cochlée. Dans ce cas, la cochlée ne génère pas de signaux électriques.

nals lorsqu'ils sont exposés à des vibrations mécaniques. Ces personnes sourdes peuvent être aidées en implantant des électrodes dans la cochlée et en leur appliquant des signaux électriques correspondant à ceux qui apparaissent lorsqu'ils sont exposés à un stimulus mécanique.

De telles prothèses pour la fonction principale de la cochlée (prothèses cochléaires) sont en cours de développement dans un certain nombre de pays. En Russie, les prothèses cochléaires ont été développées et mises en œuvre à l’Université de médecine russe. La prothèse cochléaire est représentée sur la Fig. 8.12, ici 1 - le corps principal, 2 - tour d'oreille avec microphone, 3 - fiche de connecteur électrique pour connexion aux électrodes implantables.

8.6. APPLICATIONS DES ULTRASONS ET DU BGO EN MÉDECINE

Ultrason(US) sont des vibrations mécaniques et des ondes dont les fréquences sont supérieures à 20 kHz.

La limite supérieure des fréquences ultrasonores peut être considérée comme étant de 10 9 -10 10 Hz. Cette limite est déterminée par les distances intermoléculaires et dépend donc de état d'agrégation une substance dans laquelle se propage une onde ultrasonore.

Pour générer des ultrasons, des appareils appelés émetteurs d’ultrasons sont utilisés. Les plus répandus sont les émetteurs électromécaniques basés sur le phénomène inverse. effet piézoélectrique(voir 14.7).

L'effet piézoélectrique inverse est est dans la déformation mécanique des corps sous l'influence. La partie principale d'un tel émetteur (Fig. 8.13, a) est une plaque ou une tige 1 constituée d'une substance aux propriétés piézoélectriques bien prononcées (quartz, sel de Rochelle, matériau céramique à base de titanate de baryum, etc.). Les électrodes 2 sont appliquées à la surface de la plaque sous forme de couches conductrices si une tension électrique alternative provenant d'un générateur est appliquée aux électrodes. 3, puis la plaque, grâce à l'effet piézoélectrique inverse, se mettra à vibrer, émettant une onde mécanique de la fréquence correspondante.

L'effet le plus important du rayonnement des ondes mécaniques se produit lorsque la condition de résonance est remplie (voir 7.6). Ainsi, pour des plaques de 1 mm d'épaisseur, la résonance se produit pour le quartz à une fréquence de 2,87 MHz, le sel de Rochelle - 1,5 MHz et le titanate de baryum - 2,75 MHz.

Un récepteur à ultrasons peut être créé sur la base de l'effet piézoélectrique (effet piézoélectrique direct). Dans ce cas, sous l'influence d'une onde mécanique (onde ultrasonore), une déformation du cristal se produit (Fig. 8.13, b), qui, avec l'effet piézoélectrique, conduit à la génération d'un champ électrique alternatif ; la tension électrique correspondante peut être mesurée.

L'utilisation des ultrasons en médecine est associée aux particularités de sa distribution et propriétés caractéristiques. Considérons cette question.

Par nature physique Les ultrasons, comme le son, sont une onde mécanique (élastique). Cependant, la longueur d’onde des ultrasons est nettement inférieure à la longueur d’onde du son. Par exemple, dans l'eau, les longueurs d'onde sont de 1,4 m (1 kHz, son), 1,4 mm (1 MHz, ultrasons) et 1,4 μm (1 GHz, ultrasons). La diffraction des ondes (voir 24.5) dépend de manière significative du rapport entre la longueur d'onde et la taille des corps sur lesquels l'onde diffracte. Un corps « opaque » mesurant 1 m ne fera pas obstacle à une onde sonore d'une longueur de 1,4 m, mais deviendra un obstacle à une onde ultrasonore d'une longueur de 1,4 mm, et une ombre ultrasonore apparaîtra. Ceci permet dans certains cas de ne pas prendre en compte la diffraction des ondes ultrasonores, en considérant ces ondes comme des rayons lors de la réfraction et de la réflexion (semblable à la réfraction et à la réflexion des rayons lumineux).

La réflexion des ultrasons à la frontière de deux milieux dépend du rapport de leurs impédances d'onde (voir 8.4). Ainsi, les ultrasons se reflètent bien aux limites muscle-périoste-os, à la surface des organes creux, etc.

Par conséquent, il est possible de déterminer l'emplacement et la taille des inclusions inhomogènes, des cavités, des organes internes, etc. (Localisation par ultrasons). La localisation par ultrasons utilise à la fois un rayonnement continu et pulsé. Dans le premier cas, on étudie une onde stationnaire résultant de l’interférence des ondes incidentes et réfléchies de l’interface. Dans le second cas, l'impulsion réfléchie est observée et le temps de propagation des ultrasons vers l'objet étudié et retour est mesuré. Connaissant la vitesse de propagation des ultrasons, la profondeur de l'objet est déterminée.

La résistance aux ondes des milieux biologiques est 3 000 fois supérieure à celle de l’air. Par conséquent, si un émetteur d'ultrasons est appliqué sur un corps humain, les ultrasons ne pénétreront pas à l'intérieur, mais seront réfléchis par une fine couche d'air entre l'émetteur et l'objet biologique (voir 8.4). Pour éliminer la couche d'air, la surface de l'émetteur ultrasonique est recouverte d'une couche d'huile.

Vitesse de propagation ondes ultrasonores et leur absorption dépend largement de l'état de l'environnement ; C'est la base de l'utilisation des ultrasons pour étudier les propriétés moléculaires d'une substance. De telles recherches font l'objet de l'acoustique moléculaire.

Comme le montre (7.53), l'intensité de l'onde est proportionnelle au carré de la fréquence circulaire, il est donc possible d'obtenir des ondes ultrasonores d'intensité significative même avec une amplitude d'oscillation relativement faible. L'accélération des particules oscillant dans une onde ultrasonore peut également être importante [voir. (7.12)], ce qui indique la présence de forces significatives agissant sur les particules dans les tissus biologiques lors de l'irradiation par ultrasons.

Les compressions et raréfactions créées par les ultrasons conduisent à la formation de discontinuités dans la continuité du liquide – cavitations.

Les cavitations ne durent pas longtemps et s'effondrent rapidement, tandis qu'une énergie importante est libérée dans de petits volumes, un échauffement de la substance se produit, ainsi qu'une ionisation et une dissociation des molécules.

Les processus physiques provoqués par l'influence des ultrasons provoquent les principaux effets suivants sur les objets biologiques :

Microvibrations aux niveaux cellulaire et subcellulaire ;

Destruction de biomacromolécules ;

Reconstruction et dégâts membranes biologiques, modification de la perméabilité de la membrane (voir chapitre 13) ;

Action thermique ;

Les applications biomédicales des ultrasons peuvent être principalement divisées en deux domaines : les méthodes de diagnostic et de recherche et les méthodes d'exposition.

La première direction comprend les méthodes de localisation et l'utilisation de rayonnements pulsés. Ce échoencéphalographie- détermination des tumeurs et de l'œdème cérébral (la Fig. 8.14 montre échoencéphalographe"Écho-12"); cardiographie échographique- mesure de la taille du cœur en dynamique ; en ophtalmologie - localisation par ultrasons pour déterminer la taille de la média oculaire. Grâce à l'effet échographique Doppler, le schéma de mouvement des valvules cardiaques est étudié et la vitesse du flux sanguin est mesurée. À des fins de diagnostic, la densité de l'os fusionné ou endommagé est déterminée par la vitesse des ultrasons.

La deuxième direction concerne physiothérapie par ultrasons. Sur la fig. La figure 8.15 montre l'appareil UTP-ZM utilisé à ces fins. Le patient est exposé aux ultrasons à l'aide d'une tête rayonnante spéciale de l'appareil. Habituellement, les ultrasons d'une fréquence de 800 kHz sont utilisés à des fins thérapeutiques, leur intensité moyenne est d'environ 1 W/cm 2 ou moins.

Les principaux mécanismes de la thérapie par ultrasons sont mécaniques et action thermique sur le tissu.

Lors des opérations, les ultrasons sont utilisés comme un « scalpel à ultrasons », capable de couper aussi bien les tissus mous que les os.

La capacité des ultrasons à écraser les corps placés dans un liquide et à créer des émulsions est utilisée dans l’industrie pharmaceutique pour la fabrication de médicaments. Dans le traitement de maladies telles que la tuberculose, l'asthme bronchique, le catarrhe des parties supérieures voies respiratoires, des aérosols de diverses substances médicinales obtenues par ultrasons sont utilisés.

Actuellement développé nouvelle méthode« soudure » ​​du tissu osseux endommagé ou transplanté par ultrasons (ostéosynthèse ultrasonique).

L'effet destructeur des ultrasons sur les micro-organismes est utilisé pour la stérilisation.

L’utilisation des ultrasons pour les aveugles est intéressante. Grâce à la localisation par ultrasons grâce à l'appareil portable Orientir, vous pouvez détecter des objets et déterminer leur nature jusqu'à une distance de 10 m.

Les exemples énumérés n'épuisent pas toutes les applications médicales et biologiques des ultrasons ; les perspectives d'expansion de ces applications sont vraiment énormes. Ainsi, on peut s'attendre, par exemple, à l'émergence de méthodes de diagnostic fondamentalement nouvelles avec l'introduction de l'holographie ultrasonore en médecine (voir chapitre 24).

8.7. INFRASONS

Les infrasons sont le nom donné aux ondes mécaniques (élastiques) dont les fréquences sont inférieures à celles perçues par l'oreille humaine (20 Hz).

Les sources d'infrasons peuvent être aussi bien des objets naturels (mer, tremblement de terre, décharges de foudre, etc.) qu'artificiels (explosions, voitures, machines-outils, etc.).

Les infrasons sont souvent accompagnés de bruits audibles, par exemple dans une voiture, ce qui rend difficile la mesure et l'étude des vibrations infrasoniques elles-mêmes.

Les infrasons se caractérisent par une faible absorption environnements différents, il s'étend donc sur une distance considérable. Cela permet la propagation des infrasons dans la croûte terrestre détecter une explosion à grande distance de sa source, prédire un tsunami à partir des ondes infrasons mesurées, etc. Étant donné que la longueur d’onde des infrasons est plus longue que celle des sons audibles, les ondes infrasons se diffractent mieux et pénètrent dans les pièces en contournant les obstacles.

Les infrasons ont un effet néfaste sur état fonctionnel un certain nombre de systèmes corporels : fatigue, mal de tête, somnolence, irritation, etc. On suppose que le principal mécanisme d'action des infrasons sur le corps est de nature résonnante. La résonance se produit à des valeurs proches de la fréquence de la force motrice et de la fréquence des oscillations naturelles (voir 7.6). Fréquence des vibrations naturelles du corps humain en position couchée (3-4 Hz), debout (5-12 Hz), fréquence des vibrations naturelles poitrine(5-8 Hz), cavité abdominale (3-4 Hz), etc. correspondent à la fréquence des infrasons.

La réduction du niveau d'intensité des infrasons dans les locaux résidentiels, industriels et de transport fait partie des tâches d'hygiène.

8.8. VIBRATIONS

En technologie, vibrations mécaniques divers modèles et les voitures ont été nommées vibrations

Ils affectent également une personne qui entre en contact avec des objets vibrants. Cet effet peut être à la fois nocif et, dans certaines conditions, conduire à une maladie vibratoire, mais aussi bénéfique et thérapeutique (thérapie vibratoire et massage vibratoire).

Les principales caractéristiques physiques des vibrations coïncident avec les caractéristiques des vibrations mécaniques des corps, à savoir :

Fréquence d'oscillation ou spectre harmonique de vibration anharmonique ;

Amplitude, amplitude de vitesse et amplitude d'accélération ;

Énergie et puissance moyenne des oscillations.

De plus, pour comprendre l’effet des vibrations sur objet biologique Il est important d’imaginer la propagation et l’atténuation des vibrations dans le corps. Lors de l'étude de cette question, des modèles constitués de masses inertielles, d'éléments élastiques et visqueux sont utilisés (voir 10.3).

Les vibrations sont à l’origine de sons audibles, d’ultrasons et d’infrasons.

I. Sujet de physique. Ses tâches. Le son et ses caractéristiques.

Physique - la science des propriétés et des formes d'existence de la matière.

Biophysique - la science médicale et biologique qui étudie les processus et phénomènes physiques dans les systèmes vivants, y compris sous diverses influences externes.

Objectifs ettâchescours de physique médicale et biologique :

Familiarisez-vous avec les mécanismes physiques et biophysiques qui se produisent dans les tissus, les organes et les systèmes du corps.

Étudier les caractéristiques physiques et biophysiques des organes et des tissus et principes physiques leur travail.

Apprenez à connaître base physique méthodes de diagnostic et de traitement.

Familiarisez-vous avec la base physique des modes de fonctionnement des équipements médicaux.

Étudier l'impact facteurs externes sur le corps.

Caractéristiques de la physique moderne.

a) La physique moderne a des zones frontalières avec d'autres sciences.

b) La physique est divisée en un certain nombre de domaines restreints selon différents critères :

par portée de recherche;

par sujets de recherche.

Le rôle de la physique pour les autres sciences augmente : elle leur donne des théories, des principes, des systèmes d'unités, des résultats expérimentaux, crée la base pour la conception d'équipements médicaux et explique divers processus physiques et biologiques.

Caractéristiques de la biophysique :

C'est une science de pointe.

A des zones étroites :

général et privé;

théorique, expérimental et appliqué;

étudie la biophysique des plantes, des animaux et des humains;

biophysique quantique;

moléculaire, cellulaire, biophysique des tissus, organes, systèmes, populations.

Le son, ses caractéristiques.

Acoustique est la science de la réception, de la propagation et des propriétés des ondes mécaniques et de l'interaction de ces ondes avec des objets physiques et biophysiques.

Types d'acoustique :

Technique- étudie la réception et la diffusion du son, développe des méthodes de recherche sonore.

Architectural- explore les problématiques d'obtention d'une bonne audibilité ou de protection des locaux (par exemple du bruit).

Biologique- explore la production et l'utilisation du son par les organismes vivants.

Médical- explore la physique et la biophysique de l'audition et de la parole, les possibilités d'utilisation du son pour le diagnostic et le traitement. Il faut faire une distinction entre l'utilisation de sons audibles et d'ultrasons.

Principales tâches de l'acoustique médicale :

développement de normes d'hygiène pour l'utilisation du son dans la science et l'industrie ;

développement de méthodes de diagnostic et de traitement efficaces ;

développement de méthodes de diagnostic et de traitement par ultrasons.

Le son comme phénomène physique.

Son- un type de vibrations mécaniques se propageant dans les milieux élastiques principalement sous forme d'ondes longitudinales. Le son ne voyage pas dans le vide.

onde sonore- perturbation mécanique propagée en milieu élastique.

Vibrations sonores- vibrations mécaniques des particules classiques du milieu.

Particules conditionnelles- des volumes du milieu assez faibles par rapport à la longueur d'onde.

Champ sonore- partie de l'espace dans laquelle se propage une onde sonore.

Classification des ondes sonores :

1. Par fréquence

infrasons (v< 16Гц)

son audible (16 Hz< v < 20000Гц)

ultrasons (20000Hz< v <100МГц)

hyperson (v > 100 MHz)

(toutes les limites sont conditionnelles)

Les infrasons, les ultrasons et les hypersons ne sont pas perçus par l'analyseur auditif.

Dans le sens de déplacement des particules moyennes:

Longitudinale - ondes dans lesquelles les vibrations des particules du milieu se produisent dans la direction de propagation de l'onde.

Transverse - ondes dans lesquelles les vibrations des particules du milieu se produisent dans la direction perpendiculaire à la direction propagation des ondes.

Dans les liquides et les gaz, les forces élastiques ne se produisent que lorsque le volume change ; seules des ondes longitudinales s'y forment.

Dans les solides, les forces élastiques surviennent à la fois lorsque le volume change et lorsque la forme change ; des ondes longitudinales et transversales s'y forment, et la vitesse des ondes longitudinales est environ la moitié de la vitesse des ondes transversales.

3. Selon la forme des vibrations :

Spectre harmonique

Le son est un phénomène qui passionne l’esprit humain depuis l’Antiquité. En fait, un monde de sons variés est apparu sur Terre bien avant l’apparition des êtres humains. Les premiers sons ont été entendus lors de la naissance de notre planète. Ils étaient provoqués par des impacts puissants, des vibrations de la matière et le bouillonnement de la matière chaude.

Le son en milieu naturel

Lorsque les premiers animaux sont apparus sur la planète, ils ont développé au fil du temps un besoin urgent d’en obtenir le plus possible. plus d'informations sur la réalité environnante. Et comme le son est l'un des principaux vecteurs d'information, les représentants de la faune ont commencé à subir des changements évolutifs dans le cerveau, qui ont progressivement conduit à la formation d'organes auditifs.

Désormais, les animaux primitifs pourraient recevoir en capturant des vibrations sonores informations nécessaires sur le danger, émanant souvent d'objets invisibles à l'œil nu. Plus tard, les êtres vivants ont appris à utiliser les sons à d’autres fins. Le champ d'application des informations audio s'est élargi au cours du processus d'évolution des animaux eux-mêmes. Les signaux sonores ont commencé à servir de moyen de communication primitif entre eux. Avec des sons, ils ont commencé à se prévenir mutuellement du danger, et cela a également servi d'appel à l'unité pour les créatures ayant un instinct de troupeau.

L'homme est le maître des sons

Mais seul l'homme a réussi à apprendre à utiliser pleinement le son à ses propres fins. À un moment donné, les gens ont été confrontés à la nécessité de transférer des connaissances entre eux et de génération en génération. L’homme a subordonné à ces objectifs la variété des sons qu’il a appris au fil du temps à produire et à percevoir. De cette multitude de sons surgit ensuite la parole. Le son est également devenu un élément de remplissage des loisirs. Les gens ont découvert l'euphonie du sifflement d'une corde d'arc qui se relâche et l'énergie du choc rythmique des objets en bois les uns contre les autres. C'est ainsi qu'est né les premiers instruments de musique les plus simples, et donc l'art musical lui-même.

Cependant communication humaine et la musique ne sont pas les seuls sons apparus sur Terre avec l'émergence de l'humanité. De nombreux processus de travail étaient également accompagnés de sons : fabrication divers articles fait de pierre et de bois. Et avec l’avènement de la civilisation, avec l’invention de la roue, les gens ont été pour la première fois confrontés au problème du bruit fort. On sait que déjà dans monde antique Le bruit des roues sur les routes pavées de pierre entraînait souvent un mauvais sommeil chez les habitants des maisons en bord de route. Pour lutter contre ce bruit, le premier moyen de réduction du bruit a été inventé : de la paille a été posée sur le trottoir.

Problème de bruit croissant

Lorsque l’humanité a découvert les bienfaits du fer, le problème du bruit a commencé à prendre des proportions mondiales. En inventant la poudre à canon, l’homme a créé une source sonore d’une telle puissance qu’elle était suffisante pour causer des dommages visibles à son propre appareil auditif. À l'ère de la révolution industrielle, parmi les effets secondaires négatifs tels que la pollution de l'environnement et l'épuisement des ressources naturelles, le problème de bruit industriel volume élevé.

Anecdote de la vie

Cependant, même aujourd’hui, tous les fabricants d’équipements industriels n’y prêtent pas attention. ce problème. La direction de toutes les usines et usines ne se soucie pas de maintenir une audition saine parmi ses subordonnés.

Parfois, on entend des histoires comme celle-ci. Ingénieur en chef une des grandes entreprises industrielles a ordonné l'installation de microphones dans les ateliers les plus bruyants, reliés à des haut-parleurs situés à l'extérieur des bâtiments. Selon lui, les microphones aspireraient ainsi une partie du bruit. Bien sûr, aussi comique que soit cette histoire, elle fait réfléchir aux raisons d'un tel analphabétisme en matière de réduction du bruit et d'isolation phonique. Et la seule raison à cela est établissements d'enseignement Ce n'est qu'au cours des dernières décennies qu'ils ont commencé à introduire des cours spéciaux d'acoustique aux niveaux de l'enseignement supérieur, secondaire professionnel et secondaire spécialisé.

Science du son

Les premières tentatives pour comprendre la nature du son ont été faites par Pythagore, qui a étudié les vibrations d'une corde. Après Pythagore pour de longs siècles ce domaine n’a suscité aucun intérêt parmi les chercheurs. Bien sûr, un certain nombre d'anciens scientifiques étaient engagés dans la construction de leurs propres théories acoustiques, mais ces recherches scientifiques n'étaient pas basées sur des calculs mathématiques, mais ressemblaient davantage à des raisonnements philosophiques disparates.

Et ce n'est qu'après plus de mille ans que Galilée commença nouvelle science sur le son - l'acoustique. Les pionniers les plus éminents dans ce domaine furent Rayleigh et Helmholtz. Ils ont créé les bases théoriques de l’acoustique moderne au XIXe siècle. Hermann Helmholtz est principalement célèbre pour ses études sur les propriétés des résonateurs, et Rayleigh est devenu lauréat du prix Nobel pour ses travaux fondamentaux sur la théorie du son.

Principales orientations de l'acoustique moderne

De nombreux travaux scientifiques sur l’étude de la nature du bruit et les problématiques de réduction du bruit et d’isolation phonique ont été publiés quelque temps plus tard. Les premiers travaux dans ce domaine concernaient principalement le bruit produit par les avions et transport terrestre. Mais au fil du temps, les limites de ces études se sont considérablement élargies. Sur à l'heure actuelle La plupart des pays industrialisés disposent de leurs propres instituts de recherche dédiés au développement de solutions à ces problèmes.

Aujourd'hui, les sections suivantes de l'acoustique sont les plus connues : générale, géométrique, architecturale, de construction, psychologique, musicale, biologique, électrique, aéronautique, transport, médicale, ultrasonore, quantique, vocale, numérique. Les chapitres suivants examineront certains de ces domaines scientifiques solides.

Dispositions générales

Tout d’abord, il est nécessaire de définir la science abordée dans cet article. L'acoustique est le domaine de la connaissance de la nature du son. Cette scienceétudie des phénomènes tels que l'apparition, la propagation, la sensation du son et les divers effets produits par le son sur les organes de l'audition. Comme toutes les autres sciences, l’acoustique possède son propre appareil conceptuel.

L'acoustique est une science considérée comme l'une des branches sciences physiques. En même temps, il s'agit également d'un domaine interdisciplinaire, c'est-à-dire qu'il a des liens étroits avec d'autres domaines de connaissances. L'interaction de l'acoustique avec la mécanique, l'architecture, la théorie musicale, la psychologie, l'électronique et les mathématiques est la plus clairement visible. Les formules les plus importantes L'acoustique concerne les propriétés de propagation des ondes sonores dans un milieu élastique : les équations du plan et vagues stationnaires, formules pour calculer la vitesse des vagues.

Application en musique

L'acoustique musicale est une branche qui étudie les sons musicaux d'un point de vue physique. Cette industrie est également interdisciplinaire. DANS travaux scientifiques les réalisations en acoustique musicale sont activement utilisées science mathématique, théorie musicale et psychologie. Les concepts de base de cette science : tonalités, nuances dynamiques et timbrales des sons utilisés en musique. Cette rubrique L'acoustique vise principalement à étudier les sensations qui surviennent lorsque l'homme perçoit les sons, ainsi que les caractéristiques de l'intonation musicale (reproduction de sons d'une certaine hauteur). L'un des sujets de recherche les plus approfondis en acoustique musicale est celui des instruments de musique.

Application en pratique

Les théoriciens de la musique ont appliqué les résultats de la recherche sur l'acoustique musicale pour construire des concepts de musique basés sur sciences naturelles. Les physiciens et les psychologues ont étudié les questions de perception musicale. Les scientifiques nationaux qui ont travaillé dans ce domaine ont travaillé à la fois sur le développement d'une base théorique (N. Garbuzov est connu pour sa théorie des zones de perception musicale) et sur l'application des acquis dans la pratique (L. Termen, A. Volodin, E. Murzin était engagé dans la conception d'instruments de musique électriques).

Ces dernières années, l'interdisciplinarité travaux scientifiques, qui examinent de manière approfondie l'acoustique des bâtiments appartenant à différents styles et époques architecturaux. Les données obtenues grâce aux recherches dans ce domaine sont utilisées pour développer des méthodes de développement de l'audition musicale et des techniques d'accordage des instruments de musique. Par conséquent, nous pouvons conclure que l’acoustique musicale est une branche de la science qui n’a pas perdu de sa pertinence aujourd’hui.

Ultrason

Tous les sons ne peuvent pas être perçus par l’audition humaine. L'acoustique ultrasonique est une branche de l'acoustique qui étudie les vibrations sonores sur une plage de vingt kHz. Les sons de cette fréquence dépassent les limites perception humaine. Les ultrasons sont divisés en trois types : basse fréquence, moyenne fréquence et haute fréquence. Chaque type a sa propre reproduction spécifique et sa propre application pratique. Les ultrasons peuvent être créés non seulement artificiellement. On les trouve souvent dans la faune. Ainsi, le bruit produit par le vent est constitué en partie d’ultrasons. De plus, ces sons sont reproduits par certains animaux et captés par leurs organes auditifs. Tout le monde sait que la chauve-souris fait partie de ces créatures.

L'acoustique ultrasonique est une branche de l'acoustique qui a trouvé des applications pratiques en médecine, dans diverses expériences et recherches scientifiques, ainsi que dans l'industrie militaire. En particulier, au début du XXe siècle, en Russie, un dispositif a été inventé pour détecter les icebergs sous-marins. Le fonctionnement de cet appareil reposait sur la génération et la capture d’ondes ultrasonores. Cet exemple montre clairement que l'acoustique ultrasonore est une science dont les acquis sont utilisés dans la pratique depuis plus de cent ans.

objet d'étude de l'acoustique

Phénomène physique provoqué par les vibrations des particules d'air

Mouvement oscillatoire des particules d'un milieu élastique

Qu'est-ce qui se déplace dans l'air à une vitesse de 330 m/sec ?

Ce qui est entendu est perçu par l'oreille

Tueur de silence

Acoustique, audio

Ondes acoustiques

Vague avec une vitesse de 330 m/s

Une vague qui atteint ton oreille

Ondes perçues par les oreilles

Perçu par l'oreille

Tout ce qui est entendu

Voyelle ou consonne

Il se mesure en décibels

On le perçoit en entendant

L'oreille l'entend

Le mixeur le mélange

L'oreille l'attrape

Informations pour les oreilles

Vibrations aériennes

M. tout ce que l'oreille entend, qui parvient à l'oreille. vieux ordures, débris de pierres, détritus. Sonner, sonner, faire, faire un bourdonnement, sonner, sonner. Ce piano sonne particulièrement bien. Sonnez le rivet. La corde sonnait, sonnait, seulement sonnait, sonnait et se taisait, ne sonnait pas. Cela sonnerait à nouveau. Elle avait l'air fatiguée de moi. Ça sonne mercredi. condition selon le verbe. Le son, lié au son. Vibrations sonores, ondes. Sonore, sonore, fort, retentissant, sonore, bruyant. Sonorité g. état d'être sonore, ou propriété de quelque chose d'être sonore. Droit sain, science saine, science saine cf. l'acoustique, la science des sons, qui fait partie de la physique. Un sonomètre est un projectile permettant de mesurer les sons ou le nombre de tremblements d'un objet sonore. Ambiance sonore mer. ok, l'ambiance des sons. Onomatopées cf. l'action de quelqu'un qui imite n'importe quel son : la similitude d'un mot, d'un discours, d'une parole, d'une voix avec un autre son. Tonnerre, crépitements, sifflements, paroles onomatopées. Concorde sonore cf. accord, correspondance, harmonie mutuelle des sons

Fossoyeur de films muets

Objet d'étude de la phonétique

La base du "Z" en échographie

Fait écho

Montez le volume, sinon vous ne pouvez pas l'entendre

Produit du travail des locuteurs

Vient des haut-parleurs

Affûtage

Ce que nous entendons avec nos oreilles

Ce que l'oreille entend

Ce qui est entendu

Ce que l'oreille attrape

Tueur de silence

Son oreille l'entend

Articuler un élément du discours

Ce qui est apparu pour la première fois dans le film "Don Juan" (États-Unis, 1926)

Qu'enregistre un phonographe ?

Qu'est-ce qui est extrait de la chaîne ?

Que dit le micro ?

Qu'entend l'oreille ?

Que captent nos oreilles ?

Qu'est-ce qui amplifie un mégaphone ?

Bruissement ou rugissement

Bruissement, crépitement ou cognement

Sujet d'étude phonétique

Mouvement oscillatoire des particules d'un milieu élastique

Ce qui est entendu est perçu par l'oreille

Phénomène physique perçu par l'audition

Montez le volume, sinon vous ne pouvez pas l'entendre

Qu'est-ce qui est apparu pour la première fois dans le film Don Juan (États-Unis, 1926) ?

Qu'enregistre un phonographe ?

Qu'est-ce qui est extrait de la chaîne ?

Qu'est-ce qui se mesure en décibels ?

Qu'étudie l'acoustique ?

Amplifié par un mégaphone

Bruissement et rugissement

Qu’étudient les Acousticiens ?

Onde acoustique

Onde avec une fréquence de 1000 Hertz

Brise le silence

Ce que nous entendons

Des vagues pour l'oreille

Que dit le micro ?

Qu'est-ce qui est amplifié par un mégaphone ?

La base du « Z » en échographie

Qu'entend l'oreille ?

Qu'est-ce qui amplifie un mégaphone ?

Vague captée par l'oreille

Que captent nos oreilles ?