Tonlar, imalar, rezonatör

Sadece her şeyin titrememesi nedeniyle ek tonlar ortaya çıkıyor elastik gövde, hem ana tonu hem de onun parçalarını oluşturur. Parçalar tüm gövdeden daha küçüktür, dolayısıyla ana tondan daha yüksek tonlar üretirler. imalar(Almanca) Ober"daha yüksek, daha yüksek"), ancak daha zayıf. Örneğin, temel tonun perdesi 100 Hz ise, bu durumda üst tonların perdesi 200,400, 800,1600 Hz vb. olacaktır. Bazı üst tonların perdesi 10000 Hz'e ulaşır.

Temel Ses tellerinin yardımıyla gırtlakta ton ve armoniler oluşturulur. Ağız boşluğu değişken bir rezonatörün rolünü oynar (dil, dudaklar yardımıyla şekli değişir; alt çene vesaire.). Rezonatörler, sesin ve konuşma seslerinin tınısını değiştiren boyutunu değiştiren hem burun hem de faringeal boşluklar olabilir. Bir rezonatör, sağlam duvarlara sahip boş bir gövdedir ve belli bir delik boyut. Rezonatör bazı armonik tonları güçlendirirken bazılarını sönümler. Gürültülü olanlar bu şekilde ortaya çıkıyor. Ünsüz harflerin yaratılması sırasında da benzer, ancak çok daha karmaşık bir şey meydana gelir.

Ünsüz sesler, biri temel tonu, diğeri ise üst tonlardan biri olan rezonatörlere göre değişen temel bir ton ve üst tonlardan oluşur. Sonorant ve gürültülü ünsüzler bu şekilde ortaya çıkar.

Tınısına göre ana ton € her kişi için ayrıdır (N. Pototsky'ye göre).

Seslerin formantları

Konuşma sesleri esas olarak armoni dizileri bakımından birbirinden farklılık gösterir. Belirli bir konuşma sesini oluşturan tonlara denir. formantlar.Ünlü seslerin tanınmasında ilk iki formant belirleyicidir. Örneğin bazı verilere göre a için yaklaşık 700 ve 1200 Hz, b için - 400 ve 800 Hz, b için - 300 ve 700 Hz, i - 200 ve 2200 Hz, i - 300 ve 1900 Hz, e için - bunlar 400 ve 1600 Hz'dir (telaffuzda) farklı insanlar formantların yüksekliği aynı değildir).

Birinci ve ikinci formantların birbirine yeterince yakın olduğu seslere denir. kompakt(örneğin, [o] ve [y]). Her iki formant da birbirinden uzaksa, o zaman uğraşıyoruz yaygın ses (örneğin, [o] - [i]). Sesin perdesi ikinci formant tarafından belirlenir: bu açıdan bakıldığında alçak sesler v'ye, yüksek sesler ise i'ye aittir.

Yakında bulunan vurgusuz sesli harfler, yani kompakt sesler karışabilir.

Aşağıdaki dört sesli harf çiftinde karışıklıklar mümkündür:

Vurgusuz sesli harfler [i], [u], [a] oldukça kesin bir şekilde telaffuz edilir, niteliksel olarak vurgulu olanlardan pek farklı değildir.

Ünsüz harflere gelince, bunların akustik doğası henüz gerektiği gibi incelenmemiştir.

İÇİNDE farklı diller ilk bakışta aynı sesler bazı formantlarında farklılık gösterir (örneğin, Ukraynaca, Rusça, İngilizce, Almanca'daki [a] sesi, Fransızca bu dillerde tüm biçimlendiricileri aynı olmadığı için kulağa biraz farklı geliyor).

Formant'ı, yani herhangi bir sesi yansıtmak ve güçlendirmek için, telli ve müzik aletlerinde bir ses tahtası (gövdenin bir kısmı, (kutu)) bulunur. Bir tel, bir müzik aletinin sapının farklı noktalarına bastırıldığında az çok geri çekilir ve buna bağlı olarak titreşimin genliği de değişir. Birim zamandaki titreşim sayısı ne kadar fazla olursa, rezonatör görevi gören ses tablası tarafından güçlendirilen ses de o kadar yüksek olur.

Not. Formanta - sesi veren aşırı ton müzik aleti veya karakteristik bir renk tonuna sahip sesler. Formant... Bir kelimenin bir kısmı sözcükselliği değiştirir ve gramer anlamı kök veya taban; kelime oluşumu ve çekimine hizmet eder; takmak. Örneğin kelimelerle badana Ve badanalı Formantlar sözcüksel ve dilbilgisel anlamı değiştirir: fiil sonekleri-M-; ti; Katılımcı eki -tr- ve mi bitiyor.

Sesin spektrumu ve tınısı

Tını genellikle denir bireysel özellik Armonilerin doğasına göre belirlenen ses (kalite) ana tonun üzerinde katmanlanır. Titreşen bir ip hayal edin. Bir yandan sesinin ana tonunu veren tamamı titreşir, diğer yandan parçaları titreşir ve bunun sonucunda ek tonlar veya armoniler ortaya çıkar. Toplu olarak, armoniler sesin şu veya bu rengi veya tınısı olarak algılanır.

Yani bir sicim ya da herhangi bir cisim karmaşık titreşimlere maruz kalır ve çeşitli sesler kendi özel tonlarıyla. Armonilerin veya harmoniklerin frekansı her zaman temel tonun frekansından daha yüksektir ve gücü (yoğunluğu) frekanstan daha zayıftır.

İnsan ses telleri - Bunlar karmaşık titreşimler gerçekleştiren tuhaf tellerdir. Tını ile arkadaşlarımızın ve akrabaların, çocukların ve yetişkinlerin, erkeklerin ve kadınların, anadili konuşanların ve yabancıların seslerini ve ayrıca belirli bölgelerin belirli lehçelerinin temsilcilerini tespit ediyoruz.

Rezonatörde perde oranı değiştirilebilir. Bir rezonatör boş bir oda olabilir, bir gitar gövdesi, bir org borusu vb. belli bir biçim, hacim ve mevcut frekans ile karakterize edilir.

Bir ses kaynağı bir rezonatörle etkileşime girdiğinde farklı yapıya sahip yeni bir ses ortaya çıkar. Rezonatör, frekansına yakın olan bazı harmonikleri yükseltir ve diğerlerini sönümler. Harmoniklerden birinin yükseltilmesi sonucunda spektrum formant bir yapıya ve yeni bir kaliteye kavuşur. Ses spektrumu bir dizi homojen fakat farklı akustik özelliklerden oluşur. Temel tona kıyasla armoniklerden biri kendisini en yoğun şekilde ortaya koyuyor ses formatı. Formantın özellikleri yeni bir ses kalitesiyle, tınısıyla ilişkilidir.

Müzikte veya şiirde sesler uyumsuz bir şekilde birleşiyorsa, böyle bir birleşim kulağa acı verir. Dilbilimde seslerin kakofoni kombinasyonuna kakofoni denir.

Tını kavramı dilbilimde farklı şekillerde yorumlanmaktadır.

1. Tını- bu, supraglottik boşluklarda oluşturulan ek tonların ana ton üzerine bindirilmesi sonucu ortaya çıkan bireysel bir ses rengidir.

(N.Totska).

2. Tını ana şey akustik işaret herkes ayrı ses dinleyicinin duyduğu belirli bir sesin nasıl yaratıldığı hakkında bilgi taşıyan konuşma ( VE . Yuşçuk).

3. Sesler için özellikle önemlidir insan konuşması tını mı(fr. Tını-"zil") - ses renklendirmesi. Tını, ana tondan daha yüksek olan ek tonların ana ton üzerine bindirilmesi sonucu ortaya çıkar. Ana akımdan daha yüksek olan bu tür akımlara üst tonlar denir (Almanca'dan. Ober- “üst”, “yukarıda”). Temel ton 100 hertz ise, 200.300.400 hertz'lik armoniler ortaya çıkar. (M. Kochergan'a göre).

18 Şubat 2016

Ev eğlencesi dünyası oldukça çeşitlidir ve şunları içerebilir: iyi bir ev sinema sisteminde film izlemek; büyüleyici ve heyecan verici oynanış veya seçmeler müzik besteleri. Kural olarak, bu alanda herkes kendine ait bir şeyler bulur veya her şeyi aynı anda birleştirir. Ancak bir kişinin boş zamanlarını organize etme hedefleri ne olursa olsun ve bu hedefler ne kadar uç noktalara giderse gitsin, tüm bu bağlantılar tek bir basit ve sıkı bağlantıyla birbirine sıkı sıkıya bağlıdır. açık bir ifadeyle- "ses". Aslında, yukarıdaki durumların hepsinde, ses tarafından elle yönlendirileceğiz. Ancak bu soru o kadar basit ve önemsiz değil, özellikle de odada veya başka koşullarda yüksek kaliteli ses elde etme arzusunun olduğu durumlarda. Bunu yapmak için her zaman pahalı hi-fi veya hi-end bileşenleri satın almak gerekli değildir (her ne kadar çok faydalı olsa da), ancak bazen yeterlidir iyi bilgi fiziksel teori Bu da kaliteli seslendirme elde etmek için yola çıkan herkesin karşılaştığı sorunların çoğunu ortadan kaldırabilir.

Daha sonra ses ve akustik teorisi fizik açısından ele alınacaktır. İÇİNDE bu durumda Bunu, belki de fiziksel yasaları veya formülleri bilmekten uzak olan, ancak yine de mükemmel bir akustik sistem yaratma hayalini gerçekleştirmeyi tutkuyla hayal eden herhangi bir kişinin anlayışı için mümkün olduğunca erişilebilir hale getirmeye çalışacağım. Bunu başarmak için söyleyeceğimi sanmıyorum iyi sonuçlar bu alanda, evde (veya örneğin arabada), bu teorileri iyice bilmek gerekir, ancak temelleri anlamak, birçok aptalca ve saçma hatadan kaçınmanıza ve aynı zamanda başarıya ulaşmanıza da olanak sağlayacaktır. maksimum etki herhangi bir düzeydeki sistemden gelen ses.

Genel ses teorisi ve müzik terminolojisi

Nedir ses? Bu, işitme organının algıladığı duyumdur. "kulak"(bu olgunun kendisi sürece "kulağın" katılımı olmadan var olur, ancak bunu anlamak daha kolaydır), kulak zarı bir ses dalgası tarafından uyarıldığında ortaya çıkar. Bu durumda kulak, çeşitli frekanslardaki ses dalgalarının "alıcısı" görevi görür.
ses dalgası esasen sıralı seri ortamın (çoğunlukla normal koşullar altında hava ortamı) çeşitli frekanslarda sıkıştırılması ve boşaltılması. Ses dalgalarının doğası salınımlıdır ve herhangi bir cismin titreşiminden kaynaklanır ve üretilir. Klasik edebiyatın ortaya çıkışı ve yayılması ses dalgası belki de üç elastik ortam: gaz, sıvı ve katı. Bu tür uzaylardan birinde bir ses dalgası oluştuğunda, ortamın kendisinde de kaçınılmaz olarak bazı değişiklikler meydana gelir; örneğin yoğunluk veya hava basıncındaki değişiklikler, parçacıkların hareketi. hava kütleleri vesaire.

Ses dalgası salınımlı bir yapıya sahip olduğundan frekans gibi bir özelliğe sahiptir. Sıklık Hertz cinsinden ölçülür (Alman fizikçi Heinrich Rudolf Hertz'in onuruna) ve bir saniyeye eşit bir süre boyunca salınımların sayısını belirtir. Onlar. örneğin 20 Hz'lik bir frekans, bir saniyede 20 salınımdan oluşan bir döngüyü belirtir. Yüksekliğinin öznel kavramı aynı zamanda sesin frekansına da bağlıdır. Daha fazla ses titreşimleri bir saniyede gerçekleşirse ses o kadar "yüksek" görünür. Ses dalgasının ayrıca bir tane daha var en önemli karakteristik bir adı olan dalga boyu. Dalgaboyu Belirli bir frekanstaki sesin bir saniyeye eşit bir sürede kat ettiği mesafeyi dikkate almak gelenekseldir. Örneğin frekansı 20 Hz olan bir kişi için işitilebilir aralıktaki en düşük sesin dalga boyu 16,5 metre, en düşük sesin dalga boyu ise 16,5 metredir. yüksek ses 20.000 Hz 1,7 santimetredir.

İnsan kulağı, yalnızca sınırlı bir aralıktaki (özelliklere bağlı olarak) yaklaşık 20 Hz - 20.000 Hz aralığındaki dalgaları algılayabilecek şekilde tasarlanmıştır. belirli kişi bazıları biraz daha fazla, bazıları daha az duyabiliyor). Dolayısıyla bu, bu frekansların altında veya üstünde seslerin olmadığı anlamına gelmez; ancak bunlar, işitilebilir aralığın ötesine geçerek insan kulağı tarafından algılanmaz. İşitilebilir aralığın üzerindeki sese denir ultrason işitilebilir aralığın altındaki sese denir kızılötesi. Bazı hayvanlar ultra ve infra sesleri algılayabilir, hatta bazıları bu aralığı uzayda yönlendirme için bile kullanabilir ( yarasalar, yunuslar). Ses, insanın işitme organıyla doğrudan temas halinde olmayan bir ortamdan geçerse, bu ses duyulmayabilir veya sonradan büyük ölçüde zayıflayabilir.

İÇİNDE müzik terminolojisi sesin oktav, tonu ve ses tonu gibi önemli tanımları vardır. Oktav sesler arasındaki frekans oranının 1'e 2 olduğu bir aralık anlamına gelir. Bir oktav genellikle kulak tarafından çok iyi ayırt edilebilirken, bu aralıktaki sesler çok iyi ayırt edilebilir. benzer arkadaş bir arkadaşımda. Aynı zaman diliminde başka bir sesin iki katı kadar titreşen sese oktav da denilebilir. Örneğin, 800 Hz'in frekansı 400 Hz'in daha yüksek bir oktavından başka bir şey değildir ve 400 Hz'nin frekansı da 200 Hz frekansına sahip bir sonraki ses oktavıdır. Oktav ise tonlardan ve armonilerden oluşur. Aynı frekanstaki harmonik bir ses dalgasındaki değişken titreşimler, insan kulağı tarafından şu şekilde algılanır: müzik tonu. Salınımlar yüksek frekans tiz sesler, düşük frekanslı titreşimler ise alçak sesler olarak yorumlanabilir. İnsan kulağı, bir ton farkı olan sesleri (4000 Hz'e kadar) net bir şekilde ayırt edebilme yeteneğine sahiptir. Buna rağmen müzikte son derece az sayıda ton kullanılır. Bu, harmonik ünsüzlük ilkesiyle ilgili hususlarla açıklanmaktadır; her şey oktav ilkesine dayanmaktadır.

Belirli bir şekilde gerilmiş bir tel örneğini kullanarak müzik tonları teorisini ele alalım. Böyle bir tel, gerilim kuvvetine bağlı olarak belirli bir frekansa "ayarlanacaktır". Bu tel, titreşmesine neden olan belirli bir kuvvete sahip bir şeye maruz kaldığında, belirli bir ses tonu sürekli olarak gözlemlenecek ve istenen ayar frekansını duyacağız. Bu sese temel ton denir. İlk oktavın “A” notasının frekansı, müzik alanında resmi olarak temel ton olarak kabul edilen 440 Hz'e eşittir. Bununla birlikte, çoğu müzik enstrümanı hiçbir zaman tek başına saf temel tonları üretmez; onlara kaçınılmaz olarak adı verilen armoniler eşlik eder; imalar. Burada şunu hatırlamakta yarar var önemli tanım müzik akustiği, ses tınısı kavramı. Tını- bu, aynı perde ve ses seviyesindeki sesleri karşılaştırırken bile müzik enstrümanlarına ve seslere benzersiz, tanınabilir ses özelliklerini veren müzik seslerinin bir özelliğidir. Her müzik aletinin tınısı, sesin ortaya çıktığı anda ses enerjisinin armonik sesler arasındaki dağılımına bağlıdır.

Armoniler, temel tonun özel bir rengini oluşturur; bu sayede belirli bir enstrümanı kolayca tanımlayıp tanıyabiliriz, aynı zamanda onun sesini başka bir enstrümandan açıkça ayırt edebiliriz. İki tür armoni vardır: harmonik ve harmonik olmayan. Harmonik tonlar tanım gereği temel frekansın katlarıdır. Aksine, eğer armoniler çoklu değilse ve değerlerden gözle görülür şekilde sapıyorsa, bunlara denir. harmonik olmayan. Müzikte, çoklu armonik tonların çalışması pratikte hariç tutulmuştur, bu nedenle terim, armonik anlamına gelen "overtone" kavramına indirgenmiştir. Piyano gibi bazı enstrümanlar için temel tonun oluşması için zaman bile yoktur; kısa bir süre içinde armonilerin ses enerjisi artar ve ardından aynı hızla azalır. Çoğu enstrüman, belirli armonik tonların enerjisinin zamanın belirli bir noktasında, genellikle en başta en yüksek olduğu, ancak daha sonra aniden değişip diğer armonik tonlara geçtiği, "geçiş tonu" etkisi adı verilen şeyi yaratır. Her enstrümanın frekans aralığı ayrı ayrı ele alınabilir ve genellikle o enstrümanın üretebildiği temel frekanslarla sınırlıdır.

Ses teorisinde GÜRÜLTÜ diye bir kavram da vardır. Gürültü- bu, birbiriyle tutarsız kaynakların birleşimi tarafından oluşturulan herhangi bir sestir. Rüzgarda sallanan ağaç yapraklarının sesine herkes aşinadır.

Sesin şiddetini ne belirler? Açıkçası, böyle bir fenomen doğrudan ses dalgasının aktardığı enerji miktarına bağlıdır. Ses yüksekliğinin niceliksel göstergelerini belirlemek için bir kavram vardır - ses yoğunluğu. Ses yoğunluğu uzayın bir alanından (örneğin cm2) birim zamanda (örneğin saniyede) geçen enerji akışı olarak tanımlanır. Normal konuşma sırasında yoğunluk yaklaşık 9 veya 10 W/cm2'dir. İnsan kulağı oldukça geniş bir hassasiyet aralığındaki sesleri algılayabilirken, ses spektrumu içerisinde frekansların hassasiyeti heterojendir. Bu yüzden mümkün olan en iyi şekilde Algılanan frekans aralığı 1000 Hz - 4000 Hz'dir ve bu aralık en geniş şekilde insan konuşmasını kapsar.

Seslerin yoğunlukları çok büyük farklılıklar gösterdiğinden, bunu logaritmik bir miktar olarak düşünmek ve desibel cinsinden ölçmek daha uygundur (İskoç bilim adamı Alexander Graham Bell'e göre). İnsan kulağının işitme hassasiyetinin alt eşiği 0 dB, üst eşiği ise 120 dB olup buna “ağrı eşiği” de denir. Üst sınır Hassasiyet de insan kulağı tarafından aynı şekilde algılanmaz, belirli bir frekansa bağlıdır. Ağrı eşiğinin tetiklenmesi için düşük frekanslı seslerin yüksek frekanslı seslerden çok daha yoğun olması gerekir. Örneğin 31,5 Hz'lik düşük bir frekansta ağrı eşiği, 135 dB'lik bir ses yoğunluğu seviyesinde meydana gelirken, 2000 Hz'lik bir frekansta ağrı hissi 112 dB'de ortaya çıkacaktır. Bir ses dalgasının havada yayılmasına ilişkin olağan açıklamayı aslında genişleten ses basıncı kavramı da vardır. Ses basıncı meydana gelen değişken bir aşırı basınçtır. elastik ortam içinden bir ses dalgasının geçmesi sonucu.

Sesin dalga doğası

Ses dalgası üretim sistemini daha iyi anlamak için havayla dolu bir borunun içine yerleştirilmiş klasik bir hoparlör hayal edin. Hoparlör ileri doğru keskin bir hareket yaparsa difüzörün hemen yakınındaki hava anlık olarak sıkıştırılır. Daha sonra hava genişleyecek ve böylece basınçlı hava bölgesini boru boyunca itecektir.
Bu dalga hareketi daha sonra işitsel organa ulaştığında ses haline gelecektir ve kulak zarını "heyecanlandıracaktır". Bir gazın içinde ses dalgası oluştuğunda aşırı basınç ve aşırı yoğunluk oluşur ve parçacıklar onunla birlikte hareket eder. sabit hız. Ses dalgaları konusunda, maddenin ses dalgasıyla birlikte hareket etmediği, yalnızca hava kütlelerinde geçici bir rahatsızlık meydana geldiği gerçeğini hatırlamak önemlidir.

Bir yay üzerinde boş alanda asılı duran ve "ileri geri" tekrarlanan hareketler yapan bir pistonu hayal edersek, bu tür salınımlara harmonik veya sinüzoidal denir (dalgayı bir grafik olarak hayal edersek, o zaman bu durumda saf bir sonuç elde ederiz) tekrarlanan düşüşler ve yükselişlerle sinüzoid). Bir borunun içinde (yukarıda açıklanan örnekte olduğu gibi) harmonik salınımlar gerçekleştiren bir hoparlör hayal edersek, hoparlör "ileri" hareket ettiği anda, zaten bilinen hava sıkıştırma etkisi elde edilir ve hoparlör "geri" hareket ettiğinde elde edilir. ters etki deşarj. Bu durumda, alternatif bir sıkıştırma ve seyrekleşme dalgası boru boyunca yayılacaktır. Boru boyunca bitişik maksimum veya minimum (fazlar) arasındaki mesafeye çağrılacaktır. dalga boyu. Parçacıklar dalganın yayılma yönüne paralel salınıyorsa dalga denir. boyuna. Yayılma yönüne dik olarak salınırlarsa dalga denir. enine. Tipik olarak gaz ve sıvılardaki ses dalgaları uzunlamasınadır ancak katılarda her iki türden dalgalar da meydana gelebilir. Katılarda enine dalgalar, şekil değişikliğine karşı direnç nedeniyle ortaya çıkar. Bu iki dalga türü arasındaki temel fark şudur: enine dalga Polarizasyon özelliğine sahiptir (belirli bir düzlemde salınımlar meydana gelir), ancak uzunlamasına olanın özelliği yoktur.

Ses hızı

Sesin hızı doğrudan yayıldığı ortamın özelliklerine bağlıdır. Ortamın iki özelliğine göre belirlenir (bağımlıdır): malzemenin esnekliği ve yoğunluğu. Katılarda sesin hızı doğrudan malzemenin türüne ve özelliklerine bağlıdır. Hızlanma gaz ortamları yalnızca bir tür ortam deformasyonuna bağlıdır: sıkıştırma-seyrelme. Bir ses dalgasındaki basınç değişikliği, çevredeki parçacıklarla ısı alışverişi olmadan meydana gelir ve buna adyabatik denir.
Bir gazdaki sesin hızı esas olarak sıcaklığa bağlıdır; sıcaklık arttıkça artar ve sıcaklık azaldıkça azalır. Ayrıca ses hızı gazlı ortam gaz moleküllerinin boyutuna ve kütlesine bağlıdır - parçacıkların kütlesi ve boyutu ne kadar küçükse, dalganın "iletkenliği" o kadar büyük olur ve buna bağlı olarak hız da o kadar büyük olur.

Sıvı ve katı ortamlarda, sesin yayılma ilkesi ve hızı, bir dalganın havada yayılmasına benzer: sıkıştırma-boşaltma yoluyla. Ancak bu ortamlarda sıcaklığa olan bağımlılığın yanı sıra, bu da yeterlidir. önemli ortamın yoğunluğuna ve bileşimine/yapısına sahiptir. Nasıl daha az yoğunluk madde, sesin hızı o kadar yüksek olur ve bunun tersi de geçerlidir. Ortamın bileşimine bağımlılık daha karmaşıktır ve moleküllerin/atomların konumu ve etkileşimi dikkate alınarak her özel durumda belirlenir.

T sıcaklığında havadaki ses hızı, °C 20: 343 m/s
Damıtılmış suda t, °C 20'de ses hızı: 1481 m/s
T'de çelikte ses hızı, °C 20: 5000 m/s

Duran dalgalar ve girişim

Bir konuşmacı kapalı bir alanda ses dalgaları oluşturduğunda, dalgaların sınırlardan yansıma etkisi kaçınılmaz olarak ortaya çıkar. Sonuç olarak, bu çoğunlukla meydana gelir girişim etkisi- iki veya daha fazla ses dalgası birbiriyle örtüştüğünde. Özel durumlar girişim olgusu şu şekilde oluşur: 1) Çarpan dalgalar veya 2) Duran dalgalar. Dalga vuruşları- benzer frekans ve genliğe sahip dalgaların eklenmesinin meydana geldiği durum budur. Vuruş oluşumunun resmi: benzer frekanstaki iki dalga birbiriyle örtüştüğünde. Zamanın bir noktasında, böyle bir örtüşmeyle, genlik zirveleri "eşfazda" çakışabilir ve düşüşler de "antifazda" çakışabilir. Ses vuruşları bu şekilde karakterize edilir. Duran dalgalardan farklı olarak tepe noktalarının faz çakışmalarının sürekli olarak değil, belirli zaman aralıklarında meydana geldiğini unutmamak önemlidir. Kulakta bu vuruş düzeni oldukça net bir şekilde ayırt edilir ve sırasıyla ses seviyesinde periyodik bir artış ve azalma olarak duyulur. Bu etkinin oluşma mekanizması son derece basittir: Tepe noktaları çakıştığında hacim artar, vadiler çakıştığında ise hacim azalır.

Duran dalgalar Aynı genlik, faz ve frekansa sahip iki dalganın üst üste binmesi durumunda, bu tür dalgalar "karşılaştığında" biri ileri yönde, diğeri ise ters yönde hareket ettiğinde ortaya çıkar. Uzay alanında (duran bir dalganın oluştuğu yerde), alternatif maksimumlar (sözde antinodlar) ve minimumlar (sözde düğümler) ile iki frekans genliğinin üst üste binmesinin bir resmi belirir. Bu olay meydana geldiğinde dalganın yansıma yerindeki frekansı, fazı ve zayıflama katsayısı son derece önemlidir. Duran dalgada, ilerleyen dalgalardan farklı olarak, bu dalgayı oluşturan ileri ve geri dalgalar, ileri ve geri yönde eşit miktarda enerji aktardığı için enerji aktarımı söz konusu değildir. zıt yönler. Olayın net olarak anlaşılması için duran dalga Ev akustiğinden bir örnek hayal edelim. Diyelim ki sınırlı bir alanda (oda) yerde duran hoparlörlerimiz var. Onlara bir şarkı çalmalarını sağlamak çok sayıda bas, dinleyicinin odadaki yerini değiştirmeyi deneyelim. Böylece, kendisini duran dalganın minimum (çıkarma) bölgesinde bulan bir dinleyici, çok az bas olduğu etkisini hissedecektir ve eğer dinleyici kendisini maksimum (toplama) frekans bölgesinde bulursa, o zaman tam tersi bas bölgesinde önemli bir artışın etkisi elde edilir. Bu durumda etki baz frekansın tüm oktavlarında gözlenir. Örneğin, baz frekansı 440 Hz ise, 880 Hz, 1760 Hz, 3520 Hz vb. frekanslarda "toplama" veya "çıkarma" olgusu da gözlemlenecektir.

Rezonans fenomeni

Çoğu katının doğal bir rezonans frekansı vardır. Bu etkiyi, yalnızca bir ucu açık olan sıradan bir boru örneğini kullanarak anlamak oldukça kolaydır. Borunun diğer ucuna sabit bir frekansı çalabilen ve daha sonra değiştirilebilen bir hoparlörün bağlı olduğu bir durum hayal edelim. Yani borunun kendi rezonans frekansı vardır. basit bir dille borunun "rezonansa girdiği" veya kendi sesini ürettiği frekanstır. Hoparlörün frekansı (ayarlama sonucunda) borunun rezonans frekansıyla çakışırsa, ses seviyesini birkaç kez artırmanın etkisi ortaya çıkacaktır. Bunun nedeni, hoparlörün, aynı "rezonans frekansı" bulunana ve ekleme etkisi oluşana kadar borudaki hava sütununun titreşimlerini önemli bir genlikle uyarmasıdır. Ortaya çıkan olay şu şekilde açıklanabilir: Bu örnekteki boru, belirli bir frekansta rezonansa girerek konuşmacıya "yardımcı olur", onların çabaları toplanır ve duyulabilir bir yüksek ses efektiyle "sonuçlanır". Müzik aletleri örneğini kullanırsak, çoğu enstrümanın tasarımı rezonatör adı verilen unsurları içerdiğinden bu olgu kolaylıkla görülebilir. Belirli bir frekansı veya müzik tonunu yükseltme amacına neyin hizmet ettiğini tahmin etmek zor değildir. Örneğin: ses seviyesiyle eşleşen delik şeklinde bir rezonatöre sahip bir gitar gövdesi; Flüt borunun (ve genel olarak tüm boruların) tasarımı; Kendisi belirli bir frekansın rezonatörü olan tambur gövdesinin silindirik şekli.

Sesin frekans spektrumu ve frekans tepkisi

Pratikte aynı frekansta neredeyse hiç dalga bulunmadığından, işitilebilir aralığın tüm ses spektrumunun üst tonlara veya harmoniklere ayrıştırılması gerekli hale gelir. Bu amaçlar için, ses titreşimlerinin göreceli enerjisinin frekansa bağımlılığını gösteren grafikler vardır. Bu grafiğe ses frekansı spektrum grafiği denir. Sesin frekans spektrumuİki türü vardır: kesikli ve sürekli. Ayrık bir spektrum grafiği, boşluklarla ayrılmış bireysel frekansları görüntüler. Sürekli bir spektrumda her şey aynı anda mevcuttur ses frekansları.
Müzik veya akustik söz konusu olduğunda, çoğunlukla olağan grafik kullanılır. Genlik-Frekans Özellikleri("AFC" olarak kısaltılır). Bu grafik, ses titreşimlerinin genliğinin tüm frekans spektrumu boyunca (20 Hz - 20 kHz) frekansa bağımlılığını gösterir. Böyle bir grafiğe bakıldığında anlaşılması kolaydır, örneğin güçlü veya zayıflıklar Belirli bir hoparlör veya bir bütün olarak akustik sistem, enerji çıkışının en güçlü olduğu alanları, frekans düşüşleri ve yükselişlerini, zayıflamayı ve aynı zamanda düşüşün dikliğini de izler.

Ses dalgalarının yayılması, faz ve antifaz

Ses dalgalarının yayılma süreci kaynaktan her yöne doğru gerçekleşir. En basit örnek Bu olguyu anlamak için: suya atılan bir çakıl taşı.
Taşın düştüğü yerden itibaren su yüzeyinde her yöne dalgalar yayılmaya başlar. Ancak, belirli bir ses seviyesinde, örneğin kapalı bir kutuda, bir amplifikatöre bağlı ve bir tür müzik sinyali çalan bir hoparlörün kullanıldığı bir durumu hayal edelim. Hoparlörün "ileri" hızlı bir hareket yaptığını ve ardından aynı hızlı "geri" hareketini yaptığını fark etmek kolaydır (özellikle güçlü bir düşük frekanslı sinyal, örneğin bir bas davul uygularsanız). Anlaşılması gereken, hoparlör ileri doğru hareket ettiğinde sonradan duyduğumuz bir ses dalgası yaymasıdır. Peki konuşmacı geriye doğru hareket ettiğinde ne olur? Ve paradoksal olarak, aynı şey olur, hoparlör aynı sesi çıkarır, yalnızca bizim örneğimizde, sınırlarını aşmadan tamamen kutunun hacmi içinde yayılır (kutu kapalıdır). Genel olarak yukarıdaki örnekte pek çok ilginç şey gözlemlenebilir. fiziksel olaylar Bunlardan en önemlisi faz kavramıdır.

Hoparlörün ses seviyesinde dinleyiciye doğru yaydığı ses dalgası “fazdadır”. Kutunun hacmine giren ters dalga buna karşılık antifaz olacaktır. Geriye sadece bu kavramların ne anlama geldiğini anlamak mı kalıyor? Sinyal fazı ses basıncı seviyesi şimdiki an uzayda bir noktada zaman. Aşamayı anlamanın en kolay yolu oynatma örneğidir müzik malzemesi sıradan bir yerde duran stereo ev hoparlör sistemi çifti. Bu tür iki ayaklı hoparlörün belirli bir odaya kurulduğunu ve çaldığını hayal edelim. Bu durumda, her iki akustik sistem de değişken ses basıncına sahip senkronize bir sinyal üretir ve bir hoparlörün ses basıncı diğer hoparlörün ses basıncına eklenir. Benzer bir etki, sırasıyla sol ve sağ hoparlörlerden gelen sinyal üretiminin eşzamanlılığı nedeniyle ortaya çıkar, başka bir deyişle, sol ve sağ hoparlörler tarafından yayılan dalgaların tepe ve dip noktaları çakışır.

Şimdi ses basınçlarının hala aynı şekilde değiştiğini (değişikliğe uğramadığını), ancak yalnızca şimdi birbirlerine zıt olduklarını hayal edelim. İki hoparlör sisteminden birini ters kutupla bağlarsanız bu durum meydana gelebilir (amplifikatörden gelen "+" kabloyu hoparlör sisteminin "-" terminaline ve "-" kabloyu amplifikatörden hoparlör sisteminin "+" terminaline) hoparlör sistemi). Bu durumda karşıt sinyal, sayılarla şu şekilde gösterilebilecek bir basınç farkına neden olacaktır: sol hoparlör "1 Pa" basınç, sağ hoparlör ise "eksi 1 Pa" basınç oluşturacaktır. Sonuç olarak dinleyicinin bulunduğu yerdeki toplam ses düzeyi sıfır olacaktır. Bu olaya antifaz denir. Anlamak için örneğe daha ayrıntılı bakarsak, "aynı fazda" oynayan iki hoparlörün aynı hava sıkışması ve seyrekleşme alanları yarattığı ve böylece aslında birbirlerine yardımcı olduğu ortaya çıkar. İdealleştirilmiş bir antifaz durumunda, bir hoparlör tarafından oluşturulan basınçlı hava alanı alanına, ikinci hoparlör tarafından oluşturulan seyrek hava alanı alanı eşlik edecektir. Bu yaklaşık olarak dalgaların karşılıklı senkronize iptali olgusuna benziyor. Doğru, pratikte ses seviyesi sıfıra düşmüyor ve oldukça bozuk ve zayıflamış bir ses duyacağız.

Bu fenomeni tanımlamanın en erişilebilir yolu şu şekildedir: aynı salınımlara (frekansa) sahip, ancak zaman içinde kaymış iki sinyal. Bunu göz önünde bulundurarak, bu yer değiştirme olaylarını sıradan bir yuvarlak saat örneğini kullanarak hayal etmek daha uygundur. Duvarda birbirinin aynısı birkaç yuvarlak saatin asılı olduğunu hayal edelim. Bu saatin saniye ibresi eşzamanlı olarak çalıştığında, bir saatte 30 saniye, diğerinde ise 30 saniye, bu aynı fazda olan bir sinyal örneğidir. Saniye ibresi bir kaymayla hareket ediyorsa ancak hız hala aynıysa, örneğin bir saatte 30 saniye ve diğerinde 24 saniye varsa, o zaman bu klasik örnek fazdaki yer değiştirme (kayma). Aynı şekilde faz, sanal bir daire içinde derece cinsinden ölçülür. Bu durumda sinyaller birbirine göre 180 derece (yarım periyot) kaydırıldığında klasik antifaz elde edilir. Pratikte sıklıkla, derece olarak belirlenebilen ve başarılı bir şekilde ortadan kaldırılabilen küçük faz kaymaları meydana gelir.

Dalgalar düzlemsel ve küreseldir. Düz dalga cephesi yalnızca bir yönde uzanır ve pratikte nadiren karşılaşılır. Küresel bir dalga cephesi dalgaları temsil eder basit tip Bir noktadan başlayıp her yöne yayılan. Ses dalgalarının özelliği vardır kırınım yani engellerin ve nesnelerin etrafından dolaşabilme yeteneği. Bükülme derecesi, ses dalga boyunun engelin veya deliğin boyutuna oranına bağlıdır. Kırınım, sesin yolunda bir engel olduğunda da meydana gelir. Bu durumda iki senaryo mümkündür: 1) Engelin boyutu dalga boyundan çok daha büyükse ses yansıtılır veya emilir (malzemenin soğurma derecesine, engelin kalınlığına vb. bağlı olarak). ) ve engelin arkasında bir "akustik gölge" bölgesi oluşur. 2) Engelin boyutu dalga boyuna yakınsa veya ondan daha küçükse, ses bir dereceye kadar her yöne kırılır. Bir ses dalgası bir ortamda hareket ederken başka bir ortamın arayüzüne çarpıyorsa (örneğin hava ortamıİle katı ortam), o zaman üç senaryo ortaya çıkabilir: 1) dalga arayüzden yansıyacaktır 2) dalga yön değiştirmeden başka bir ortama gidebilir 3) dalga sınırda yön değişikliği ile başka bir ortama gidebilir, bu “dalga kırılması” denir.

Bir ses dalgasının aşırı basıncının salınımlı hacimsel hıza oranına dalga direnci denir. Konuşuyorum basit kelimelerle, ortamın dalga empedansı ses dalgalarını absorbe etme veya onlara “direnme” yeteneği olarak adlandırılabilir. Yansıma ve iletim katsayıları doğrudan iki ortamın dalga empedanslarının oranına bağlıdır. Gaz halindeki bir ortamda dalga direnci, su veya katı maddelere göre çok daha düşüktür. Bu nedenle havadaki bir ses dalgası katı bir cisme veya yüzeye çarparsa derin su Bu durumda ses ya yüzeyden yansıtılır ya da önemli ölçüde emilir. Bu, istenen ses dalgasının düştüğü yüzeyin (su veya katı) kalınlığına bağlıdır. Katı veya sıvı bir ortamın kalınlığı düşük olduğunda, ses dalgaları neredeyse tamamen "geçer" ve bunun tersi de geçerlidir. büyük kalınlık dalga ortamı daha sık yansıtılır. Ses dalgalarının yansıması durumunda bu işlem bilinenlere göre gerçekleşir. fizik kanunu: "Geliş açısı açıya eşit yansıma". Bu durumda, daha düşük yoğunluklu bir ortamdan gelen bir dalga, ortam sınırına çarptığında daha yüksek yoğunluk- bir fenomen meydana gelir refraksiyon. Bir engelle "karşılaştıktan" sonra bir ses dalgasının bükülmesinden (kırılmasından) oluşur ve buna mutlaka hızda bir değişiklik eşlik eder. Kırılma aynı zamanda yansımanın meydana geldiği ortamın sıcaklığına da bağlıdır.

Ses dalgalarının uzayda yayılma sürecinde ister istemez yoğunlukları azalır; dalgaların zayıfladığını ve sesin zayıfladığını söyleyebiliriz. Uygulamada benzer bir etkiyle karşılaşmak oldukça basittir: örneğin iki kişi bir alanda belirli bir mesafede durursa yakın mesafe(bir metre veya daha yakın) ve birbirinize bir şeyler söylemeye başlayın. Daha sonra insanlar arasındaki mesafeyi artırırsanız (birbirlerinden uzaklaşmaya başlarlarsa), aynı düzeydeki konuşma sesi giderek daha az duyulabilir hale gelecektir. Benzer örnek ses dalgalarının yoğunluğundaki azalma olgusunu açıkça göstermektedir. Bu neden oluyor? Bunun nedeni çeşitli süreçlerısı değişimi, moleküler etkileşim ve ses dalgalarının iç sürtünmesi. Çoğu zaman pratikte ses enerjisi termal enerjiye dönüştürülür. Bu tür süreçler kaçınılmaz olarak 3 ses yayılım ortamından herhangi birinde ortaya çıkar ve şu şekilde karakterize edilebilir: ses dalgalarının emilimi.

Ses dalgalarının yoğunluğu ve emilim derecesi ortamın basıncı ve sıcaklığı gibi birçok faktöre bağlıdır. Emilim ayrıca belirli ses frekansına da bağlıdır. Ses dalgası sıvılarda veya gazlarda yayıldığında aralarında sürtünme etkisi oluşur. farklı parçacıklar buna viskozite denir. Bu sürtünme sonucunda moleküler seviye ve dalgayı sesten ısıya dönüştürme süreci meydana gelir. Başka bir deyişle, ortamın ısıl iletkenliği ne kadar yüksek olursa, dalga emme derecesi de o kadar düşük olur. Gazlı ortamlarda ses emilimi aynı zamanda basınca da bağlıdır ( atmosferik basınç deniz seviyesine göre artan rakımla birlikte değişir). Soğurma derecesinin ses frekansına bağımlılığına gelince, yukarıda belirtilen viskozite ve termal iletkenlik bağımlılıkları dikkate alındığında, sesin frekansı ne kadar yüksek olursa, sesin emilimi de o kadar yüksek olur. Örneğin, ne zaman normal sıcaklık ve basınçta, havada 5000 Hz frekansındaki bir dalganın soğurulması 3 dB/km, 50.000 Hz frekansındaki bir dalganın yutulması ise 300 dB/m olacaktır.

Katı ortamlarda yukarıdaki bağımlılıkların tümü (ısıl iletkenlik ve viskozite) korunur, ancak buna birkaç koşul daha eklenir. Moleküler yapıyla ilgilidirler sert malzemeler kendi homojenlikleriyle farklı olabilir. Bu iç katıya bağlı olarak moleküler yapı Bu durumda ses dalgalarının emilimi farklı olabilir ve belirli malzemenin türüne bağlıdır. Ses geçtiğinde sağlam dalga, çoğu zaman ses enerjisinin dağılmasına ve emilmesine yol açan bir dizi dönüşüme ve bozulmaya uğrar. Moleküler düzeyde, bir ses dalgası atomik düzlemlerin yer değiştirmesine neden olduğunda ve daha sonra orijinal konumlarına geri döndüklerinde bir dislokasyon etkisi meydana gelebilir. Veya çıkıkların hareketi, çıkıklarla çarpışmalara veya bunlara dik kusurlara yol açar. kristal yapısı bu onların engellenmesine ve sonuç olarak ses dalgasının bir miktar emilmesine neden olur. Ancak ses dalgası bu kusurlarla da rezonansa girebilir ve bu da orijinal dalganın bozulmasına neden olur. Elementlerle etkileşim anında ses dalgasının enerjisi moleküler yapı malzeme iç sürtünme süreçlerinin bir sonucu olarak dağılır.

Bu yazıda insanın işitsel algısının özelliklerini ve ses yayılımının bazı inceliklerini ve özelliklerini analiz etmeye çalışacağım.

Bir müzik sesinin karakteri çeşitli özellikler tarafından belirlenir; Bunlar şunları içerir: perde, ses seviyesi ve tını.

Bir sesin tınısı, sesin niteliksel yanıdır, rengidir.

Müzik ortamındaki tını özelliklerini belirlemek için duyumlar alanından kelimeler kullanılır, mecazi terimler örneğin şöyle derler: ses yumuşak, keskin, kalın, çınlayan, melodik vb. Her enstrümanın veya insan sesinin kendine has özellikleri vardır. karakteristik bir tını ve hatta bir Enstrüman farklı renklerde sesler üretme kapasitesine sahiptir.

Timbre, farklı enstrümanlardan gelen sesleri kulaktan ayırmanıza olanak tanır (örneğin, gitarın sesini piyanonun sesinden).

Tınılardaki fark, her ses kaynağında bulunan kısmi tonların (doğal üst tonlar veya üst tonlar) bileşimine bağlıdır.

Her ses, gerçek ses gövdesinden, rezonatörden, enstrümanın parçalarından vb. bir takım koşullara bağlı olarak renklendirilir.

Kaynağın sesi çok belirsizdir; gerçek şu ki, kaynağın kendisinde bu özel kaynağın karakteristik özelliği olan imalar, imalar ortaya çıkıyor. Başka bir deyişle, belirli bir sesin tınısını tanımlayabilmemiz ve bir sesi diğerinden ayırt edebilmemiz, belirli bir sesin üst tonlarının “kompozisyonundan” kaynaklanmaktadır.

Kısmi tonlar veya üst tonlar (Almanca Oberton'dan - üst ton), herhangi bir doğadaki seste mevcut olan kaçınılmaz yabancı maddelerdir. Frekansları her zaman ana sesin frekansının katlarıdır ve sesin farklı tını renklerinin oluşması nedeniyle sayıları ve ses seviyeleri büyük ölçüde değişebilir.

Eğer tel yalnızca temel tonu çalıyor olsaydı dalga biçimi aşağıdaki grafiğe karşılık gelirdi.

Ancak pratikte bir ses dalgasının her zaman oldukça büyük bir etkisi vardır. karmaşık şekil. Bunun nedeni, titreşen salınımlı gövdenin eşit parçalarda kırılmasıdır. Bu parçalar bağımsız titreşimler üretir. genel süreç Vücudun titreşimleri ve uzunluklarına karşılık gelen ek dalgalar oluşturur. Ek (basit) titreşimler kısmi tonların - üst tonların oluşumuna neden olur.

Kısmi tonların perdesi farklıdır çünkü oluşturuldukları dalgaların titreşim hızları aynı değildir. Örneğin telin yarısından oluşan ikinci kısmi tonun dalga boyu, temel tonun dalgasının yarısı kadar uzunluktadır ve titreşim frekansı iki kat daha hızlıdır, vb.

İdeal olarak, üst tonlar temel tonun katlarıdır ve aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

a nerede doğal sayı (2,3,4,5,6...)

Ancak gerçekte ses kaynakları ideal değildir, tellerin yüzeylerinde kalınlaşmalar, plaklar ve oksitler vardır, bu nedenle tını, doğal armoni skalasına yakın armonik tonlarla renklendirilir.

Müzikal seslerde, gerçek akustik enstrümanlarda, rezonatörlerinde ve tasarım özelliklerinde, yalnızca bir enstrümanı diğerinden değil aynı zamanda aynı enstrümanları da birbirinden (Strdivarius kemanı, damgalı enstrümanlar ve elle monte edilmiş) ayırt edebilen benzersiz bir ses tınısı oluşur. sırları olan araçlar).

“Subjektif olarak hissedilen en zor parametre tınıdır. Bu terimin tanımıyla birlikte “hayat” kavramının tanımıyla karşılaştırılabilecek zorluklar ortaya çıkıyor: herkes bunun ne olduğunu anlıyor ama bilimsel tanım bilim birkaç yüzyıldır mücadele ediyor.”
(I. Aldoshina)

Doğada saf tonlara neredeyse hiç rastlamıyoruz. Herhangi bir müzik enstrümanının sesi karmaşıktır ve birçok frekans bileşeninden - armonilerden - oluşur.

Çok karmaşık ses titreşimlerinde bile insan kulağı sesin perdesini tanıyabilmektedir. Ancak aynı yükseklikte örneğin keman sesi, piyano sesinden kulağa farklı gelir. Bunun nedeni, sesin perdesine ek olarak kulağın sesin "renğini" de değerlendirebilmesidir; onun tınısı.

Bir sesin tınısı, frekans ve genliğe bakılmaksızın, bir sesi diğerinden ayırt etmeyi sağlayan sesin kalitesidir. Sesin tınısı genele bağlıdır spektral bileşim ses (yani içinde hangi üst tonların mevcut olduğu) ve spektral bileşenlerin genliklerinin oranı (yani üst tonlar):

Armoniler

Tını kavramı perde kavramıyla yakından ilgilidir. Gerçek şu ki, ses titreşimleri kural olarak karmaşıktır.

Örneğin, kemanın ilk oktavının "A" notasını (frekans 440 Hz) çalarsak, bu telin titreşimleri aynı zamanda 880, 1320, 1760, 2200 Hz vb. birden fazla frekans içerecektir.

Bu durumda, bu frekansların (ardışık tonlar) genlikleri farklı olabilir; Üst tonlar farklı hacimlere sahip olacaktır.

Basit düşünceyi ilk kez Alman fizikçi Georg Ohm dile getirdi. işitsel his basit bir sinüzoidal salınımın neden olduğu ( böyle bir salınım aynı zamanda harmonik olarak da adlandırılır; harmonik salınımları karıştırmamak önemlidir; y=sin x vb. fonksiyonlarıyla tanımlananlar ve harmonik tonlar Bunlar aynı zamanda harmonik salınımlardır ancak frekansları aynı zamanda temel frekansın katlarıdır.). Titreşim formu daha karmaşık hale gelir gelmez, üst tonlar ortaya çıkar - ses rengi veya tını izlenimi ortaya çıkar.

İki basit (harmonik) titreşimin eklenmesiyle karmaşık bir titreşimin ortaya çıkmasına bir örnek.
Mavi ana noktayı gösterir harmonik salınım, pembe - frekansın iki katı (aşırı ton veya ilk harmonik) titreşim ve yeşil - sonuçta ortaya çıkan karmaşık (harmonik olmayan) titreşim.

Kulağın sesin ayrı harmonik bileşenlerini algıladığını ve bu bileşenlerin ayrı duyulara neden olduğunu tespit edebildi. Biraz eğitimle karmaşık yapıları zihinsel olarak bile ayırabilirsiniz. periyodik salınım ve seste hangi harmoniklerin mevcut olduğunu belirleyin.

Böylece insan kulağı, ses titreşimlerinin karmaşık bir biçimini renk veya tını olarak algılama yeteneğine sahiptir.

Harmonik tonlar veya harmonikler

Armoniler harmonik veya harmonik olmayabilir.

Harmonik armonik tonların frekansları, temel tonun frekansının katlarıdır (temel tonla birlikte harmonik armonik tonlara harmonikler de denir):

Gerçekte fiziksel durumlar(örneğin, büyük ve sert bir tel titreştiğinde), üst tonların frekansları, temel tonun frekansının katları olan değerlerden gözle görülür şekilde sapabilir - bu tür üst tonlara harmonik olmayan denir.

Spektral kompozisyon ve tını

Tümünün genlik-frekans oranı bileşenler karmaşık bir titreşime ses spektrumu adı verilir ve karmaşık bir titreşimde mevcut her frekansa karşılık gelen seslere spektral bileşenler veya bileşenler adı verilir.

Spektral bileşenler kümesi sesin tınısını belirler. Ve her spektral bileşen belirli bir perdenin sesi olduğundan, tınıdan şu şekilde söz edebiliriz: ayrı mülk Ses tamamen doğru değil. Bununla birlikte, genellikle dikkatin odağı olan sesin tınısıdır (veya daha doğrusu spektrumdur). hakkında konuşuyoruz Ses işleme teknolojileri hakkında.

Müzikal seslerin spektral kompozisyonuna örnekler:

Sesin tınısı, yani. Harmoniklerinin genliklerinin oranı aynı zamanda karmaşık bir tonun algılanan perdesini de etkiler.

Fantom frekansları

Bazen bir kişi düşük frekans bölgesindeki sesleri duyabilir, ancak gerçekte bu frekansta ses yoktur. Beyin perdeyi yalnızca temel frekansına göre değil, aynı zamanda harmonikler arasındaki ilişkiye göre belirlenen periyodikliğine göre de algılar. Çalınırken temel frekans duyulmasa (veya kaybolmasa) bile aynı perdeyi (belki farklı bir tınıyla) algılayabiliriz. (Temel frekansı olmayan karmaşık bir spektrumun frekans sinyalleri (spektrumdaki ilk harmonik) olarak adlandırılır. artık.)

Örneğin, bir nota (yani saf ton değilse) 100 Hz'lik bir perdeye sahipse, bu değerin tam katları olan frekans bileşenlerinden oluşacaktır (örneğin 100, 200, 300, 400, 500... Hz) . Ancak küçük hoparlörler düşük frekansları üretemeyebilir, bu nedenle 100 Hz bileşeni oynatmada eksik olabilir. Ancak temel tona karşılık gelen frekans duyulabilir.

Bu etkiye "Gözden Kaçan Temel Olgu" adı verildi; 1940'ta yapılan bir deney, perde hissinin spektral olarak olduğunu gösterdi. karmaşık ses Temel frekansını kaldırırsanız değişmeyecek, beyin tarafından mevcut harmoniklere göre tamamlanacaktır. Bu tür frekansları doğrudan yeterince yeniden üretmenin mümkün olmadığı durumlarda, örneğin kulaklıklarda, yeniden üretilen düşük frekansların aralığını genişletmek için ses çoğaltma ekipmanında kullanılır. cep telefonları, düşük bütçeli hoparlörler (akustik sistemler), vb.