0: На прошлом уроке мы начали изучать с вами механические волны и, в частности, познакомились с таким понятием, как звук, и именно сегодня мы будем продолжать изучать это замечательное явление, это чувство, звук.
1: Так, звук это ощущение, когда оно возникает, когда мы слышим звук. Андрей, пожалуйста, когда мы слышим звук, когда что происходит, пожалуйста, когда звуковая волна
2: Попадает к нам в ухо, когда в ухо попадает звуковая волна, возникает ощущение звука а что такое звуковая волна, пожалуйста, волна частотой от 20.
3: До 20, от 20 Герц, до 20 килогерц. Да, это продольная волна, частота которой лежит в диапазоне от 20 Герц до 20 килогерц. Если частота меньше 20 Герц, то такая волна называется как инф.
4: Звуковой волной. Если частота больше 20 килогерц, то это будет ультразвуковая волна. Но вы знаете, что звуки необычайно разнообразны, бывают звуки громкие, бывают звуки тихие, бывают звуки высокие.
5: Бывают звуки низкие, и ещё звук обладает какой-то неуловимой особенностью, какой-то окраской, которую мы называем тембром. Вот это особенно сложно понять, что же из себя представляет тембр звук.
6: И вот сегодня мы с вами ответим на такие вопросы от чего, от каких объективных характеристик волны звуковой зависит ощущение высоты, звука, от чего зависит ощущение громкости?
7: Звука и от чего зависит? Этого нету в программе 8 класса. Но мы физики мы должны это знать, от чего зависит ощущение, которое мы называем тембром звука. Итак, тема урока звучит следую.
8: Образом характеристики звука. Тема
9: Характеристики звука.
10: Двоеточие.
11: Высота.
12: Характеристики звука высота телевизор хочет сам выключиться. Мы ему не дадим высота. Дальше что громкость?
13: Громкость.
14: Тембр.
15: Характеристики звука высота, громкость, тембр, домашнее задание, конспект.
16: Я вам расскажу гораздо больше, чем в книжке. Далее по бажинову, бажиновой параграф 8.
17: Бажинова для 8 класса параграф 8 там же, в бажиновой, упражнение 7.
18: На странице 38.
19: Номер 3 и 4 и по лукашику 5 3 задачи, чтоб было всего 5 лукашик.
20: Задачи с такими номерами 904.
21: 910 914 и подготовиться к физическому диктанту. Подготовиться к физи.
22: Диктанту.
23: У нас с вами уже была лабораторная работа. Это будет 1 оценка. Будет физический диктант, где 2 варианта по 6 вопросов. Каждый оценивается, если ответ абсолютно правильный, 2 балла это будет 2 оценка, а потом ещё будет контрольная работа. И по этим 3 оценкам
24: Будет выставлена тематическая оценка. Записали? Ну а теперь слушайте и не говорите, что вы не слышали наша цель, то, что мы воспринимаем, то, что нам кажется.
25: Связать с характеристиками звуковой волны раз так, то нам надо выяснить, точнее вспомнить ещё раз, какие характеристики имеет звуковая волна характеристики звуковой волны.
26: Мы их перечисляли, звуковая волна описывается такими же характеристиками, как любая другая механическая волна, а именно перечислим период так, период, частота.
27: Родственные, да, амплитуда. Что ещё? Скорость распространения. Какой буквой? Мы скорость распространения волны обозначаем. Ц буквой ц. Ну вот ещё есть длина волны. Я, кажется, букву.
28: Не использовал длина волны обозначается буквой лямбда.
29: Лямбда. Оказывается, что воспринимаемые нами характеристики звука от длины волны не зависят, но зависят от частоты и периода, и от амплитуды, и вот от
30: Чего, например, зависит высота. 1 вопрос, который мы себе зададим. От чего?
31: Зависит высота звука.
32: Для того чтобы ответить на этот вопрос, нам нужен источник какого-то высокого звука, источник какого-то низкого звука. Ну для того, чтобы все было достаточно прозрачно, мы вспомним вот этот опыт. Помните, я линейку прислонял к столу.
33: И заставлял её колебаться. Это, конечно, грубый опыт, но зато он позволяет напрямую связать высоту звука. И как вы сейчас выясните частоту, вот сейчас линейка испускает какую-то звуковую волну, да?
34: Но только её частота очень низкая, меньше 20 Герц здесь где-то там, наверное, даже и 10 не будет. Поэтому волна инфразвуковая, мы ничего не слышим, но если линейку прижать к столу, то она начинает звучать.
35: Запомните высоту звука, если её, короче сделать, звук становится выше. Но чем отличаются колебания линейки? Если мы высунули большой участок, колебания имеют
36: Низкую частоту, но чем выше частота колебаний, тем выше звук, который мы слышим. Но это уж очень непрофессиональный инструмент для создания звуков. Мы
37: Сейчас возьмём настоящие приборы, которые используются для генерации звука.
38: Вот эти приборы, они называются камертоны. Только если здесь колебалась вот эта часть линейки, то тут колеблются вот эти
39: Ну, скажем так.
40: Назовём их ушками. А вообще то это напоминает, что это напоминает вилку. Кстати, по-английски камертон будет тьюнинг форк форк это вилка по-английски, а to tune настраивать настроечная вилка. Камертон. Давайте нарисуем.
41: 2 камертона. И обратите внимание, этот камертон большой, а этот маленький, когда будет колебаться вот этот камертон, это все равно, что я большой кусок линейки высунул, когда будет колебаться вот этот, это все равно что маленький кусок.
42: Кусочек линейки. Поэтому мы ожидаем, что этот камертон будет колебаться не тише, а медленнее, с более низкой частотой, а этот с более высокой, значит, рисуем камертоны.
43: Камертоны.
44: 1 большой камертон.
45: A2 поменьше.
46: На этом камертоне есть надпись вот здесь написано 256 Герц ню равняется 256 Герц.
47: На этом камертоне тоже есть надпись.
48: 440 Герц здесь будет nu 1 256 Герц ню 2 440 Герц. Давайте сейчас заставим эти камертоны звучать.
49: Я запускаю вот этот камертон на частоте 256 Герц. Мы слышим звук определённой высоты.
50: Теперь камертон будет создавать звуковые волны с частотой 440 Герц.
51: Вы слышите звук, который выше или ниже, выше. Мы слышим звук более высокий, да? А зачем вы их поднимаете, стола, чтобы вы их лучше слышали и чтобы они были немножко ближе к микрофону я могу
52: Не поднимать, но так удобнее просто.
53: Итак, ню 1, меньше, ню 2, звук 1.
54: Ниже звука 2.
55: Звука 2.
56: Кстати, я могу также заставить колебаться не только вот эти ножки камертона, но и мембраны громкоговорителей, которые у нас по бокам в аудитории в нашей, в нашем Любимом 16 кабинете есть. И вот сейчас я заставлю колеба.
57: Громкоговорители с частотой точно такой же 400 Герц.
58: А вот 256.
59: Узнаете, можно ещё ниже, ещё ниже. Хотите? Ну, давайте 20, 20, не воспроизведут даже эти динамики. Давайте я сделаю 150 или или 100.
60: Вот 100, 100 Герц так тихо.
61: Низкий звук. Теперь сделаем, например, 1000 1000 Герц. Тише.
62: Ну и давайте 5000.
63: Так тихо.
64: Ну, тримайтесь, хлопци.
65: Так, все, хватит. Итак, какой вывод мы можем, Коля? Какой вывод мы можем сделать? Какова связь между частотой звуковой волны и высотой звука? Чем меньше?
66: И наоборот, чем выше частота, тем выше звук. Итак, записываем вывод более высокие звуки имеют большую частоту, более высокие звуки.
67: Имеют большую частоту. Более высокие звуки имеют большую частоту. Это ответ на 1 вопрос. От чего зависит высота звука? Зададим себе 2 вопрос от чего зависит?
68: Громкость звука.
69: От чего зависит громкость звука? Ну, ответить на этот вопрос на самом деле гораздо проще. В самом деле, сейчас мы снова создадим звук с помощью вот этого камертона и подождём немножко
70: Камертон звучит, но что можно сказать о громкости звука? Что с ней происходит? Она уменьшается, она уменьшается. А что происходит с колебаниями ножек, камертон, какая физическая?
71: Величина это амплитуда, значит, с течением времени амплитуда колебаний ножек камертона становится меньше, и камертон начинает звучать все тише и тише. Но если амплитуда колебаний становится меньше, то это
72: Значит, что амплитуда колебаний в звуковой волне частиц воздуха тоже становится меньше, значит, звуки более громкие мы слышим, если амплитуда колебаний в звуковой волне больше и более тихие, если амплитуда колебаний зву.
73: Волне меньше, поэтому мы можем записать громкие звуки.
74: Амплитуда велика амплитуда.
75: Колебаний.
76: В звуковой волне.
77: Велика.
78: Тихие звуки.
79: Амплитуда мала.
80: Амплитуда мала.
81: Правда, при этом нужно помнить о том, что мы подразумеваем, что звуки имеют тихий и громкий одинаковую частоту.
82: Или одинаковую высоту это одно и то же pre, 1 и той же частоте или высоте, можно и так, и, так сказать, дело.
83: В том, что способность уха воспринимать звуки зависит от того, какую частоту имеет звук. Оказывается лучше всего ухо воспринимает звуки с частотами порядка 1, 2 килогерц, а вот звуки низкочастотные и
84: Высокочастотные ухо воспринимает хуже, поэтому если я даже с большой амплитудой буду заставлять колебаться линейку, но с маленькой частотой я сейчас не буду этого делать, то мы едва едва услышим звук.
85: Вот амплитуда большая, но звук едва слышен, а если частота большая, то при той же амплитуде звук будет очень громким, поэтому нужно помнить, что речь идёт о колебаниях 1 и той же частоты в инфразвук.
86: Волне, которую я вот сейчас создаю амплитуда. Видите, колебаний линейки очень большая, но мы вообще ничего не слышим. Громкость 0. И тоже самое касается ультразвука. То есть помните о том, что существует область частот, в которой ухо лучше всего слыш.
87: И эти звуки из этой области частот самыми громкими воспринимаются. И эта частота порядка 1 килогерца. Кстати, вот сигналы различные как раз и подаются на этой частоте. Когда-то раньше у нас существо
88: Существовали сигналы точного времени, они передавались по радио 6 сигналов, на частоте 1000 Герц.
89: Каждый длился 1 10 секунды, начало 6 сигнала означало начало следующего часа почему выбрали именно 1000 Герц? Потому что ухо лучше всего воспринимает именно частоты этого диапазона, чтобы люди лучше слышали даже издали.
90: Если где-то вдали звучат сигналы точного времени, можно было бы часы проверить. Итак, какой вывод мы сделаем, от чего зависит громкость звука пишем, а Саша сначала скажет от звука зависит.
91: От амплитуды колебаний звуковой волны записываем громкость звука, определяется громкость звука определяется амплитудой колебаний в звуковой волне.
92: Громкость звука определяется амплитудой колебаний в звуковой волне, громкость звука определяется амплитудой колебаний в звуковой волне.
93: А теперь нам предстоит ответить на самый сложный вопрос что же такое тембр звука, точнее, от чего зависит тембр звука, чем определяется тембровая окраска звука?
94: Период и частота это одно и то же. Они ответственны за высоту. Амплитуда ответственна за громкость. Скорость звука не имеет значения. Для его восприятия длина волны оказывается связана с
95: Частотой тоже, значит, в этом перечне нет характеристик волны, которые бы определяли вот этот тембр, такое ощущение. Попробуем разобраться. Для этого нам нужно прежде всего несколько источ.
96: Источников звука, которые имели бы одинаковую высоту. И мы попытаемся тогда выяснить, почему при 1 и той же высоте звука тембр у них разный. Ну, например, возьмём такой источник.
97: Звука, как камертон на частоте 440 Герц это ля 1 октавы. Пригласим сюда Влада флейтиста.
98: И Павла андреевича гитариста. Сейчас мы будем издавать звуки 1 и той же высоты, 1 и той же частоты. Сначала камертон слушаем.
99: Влад ля 1 октавы.
100: Спасибо, гитара ля 1 октавы.
101: Вы слышите, что высота звуков одинаковая? Угу. Ещё раз.
102: Генератор динамики.
103: Одно и то же, но вы никогда не перепутаете тембр звучания гитарной струны, тембр звучания флейты. Спасибо, влад, садись, и тембр, и тембр.
104: Звучание камертона. Итак, высота звука одинаковая, но какая-то окраска есть в каждом из этих звуков. Для того, чтобы разобраться, в чем дело, возьмём гитару посмо.
105: Я сейчас буду издавать звук 1 и той же высоты, но вы увидите, что тембр разный, но я буду по разному этот звук извлекать из гитары. Мне удобнее воспользоваться Басовой струной не ля 1 октавой.
106: А вот это, это будет my, слышите этот звук. А теперь смотрите, я буду по разному дёргать за струну. Вот так.
107: Вот так.
108: Вот так, вот так. Звук 1 и той же высоты, да, это 1 и та же, но разного тембра. А теперь давайте попробуем смоделировать.
109: Колебания струны что такое струна? Это упругая нить, закреплённая с 2 Концов. В качестве такой упругой нити мы возьмём старую добрую знакомую пружину.
110: Это модель струны. Мы 1 конец разместим. Здесь 2 конец разместим. Здесь высота тона как
111: Вы слышали, перед этим определяется частотой колебаний. Смотрите вот эту как бы струну.
112: Колебаться на вот 1 из видов колебаний.
113: Самый низкочастотный.
114: Примерно 1 Герц. Теперь смотрите ту же самую струну. При той же силе натяжения можно, оказывается, колебаться с другой частотой. Сейчас я покажу, как это делается.
115: Сейчас частота колебаний в 2 раза больше. Обратите внимание, серединка струны неподвижна. А, ну почти, да. А эти края, вот эти участки имеют наибольшую амплитуду колебаний. Кстати, такая волна.
116: Называется стоячей и её мы будем подробно изучать в 11 классе. Скажите, пожалуйста, а я могу эту струну заставить колебаться одновременно с этой частотой и с более низкой. Можно? Смотрите, я попробую вот
117: Сейчас она колеблется и на низкой частоте, и на высокой, в принципе, можно в этой струне создать и более высокочастотные колебания. Сейчас я попробую это сделать, хотя это требует некоторой сноровки. Ой, осторожно, так, продольные волны нас
118: Не интересует, успокаиваем.
119: Видите, частота колебаний больше. И вот что получается 1 и та же струна способна колебаться на разных частотах. И что ещё очень важно, эти колебания на разных частотах могут происходить
120: Одновременно давайте теперь возьмём гитарную струну.
121: Гитарная струна, подобно той пружинке, тоже способна колебаться на разных частотах. Сейчас я продемонстрирую эти частоты. Смотрите, вот 1 из них низкая сейчас.
122: Я создам такую стоячую волну, где посерединке струна неподвижна для этого я палец прикладываю к серединке струны и возбуждаю колебания.
123: Звук другой, более высокий, а вот ещё. А вот ещё получается 1 и та же струна может звучать на разных частотах, то есть она может издавать звуки разной высоты, какие-то из них могут быть гром.
124: Какие-то из них могут быть тише. Если я струну вот таким образом заставляю колебаться, то в основном происходят колебания на самой низкой частоте эти колебания и определяют высоту звука, но я могу
125: Взять струну и вот так заставить колебаться. Появляются более высокочастотные звуки. Эти дополнительные звуки. Дополнительные тонны имеют своё название. Они называются обертон обертон в переводе.
126: На русский верхний тон я могу возбуждать колебания разным способом, и от этого будет зависеть амплитуда или громкость отдельных обертонов чем более резкий звук мы слышим, тем больше.
127: Верхних высокочастотных обертонов содержится в звуке, и от этого, как вы видите, зависит тембр звука. Итак, мы выясняем с вами, что тембр звука определяется вот с чем. 3, чем
128: Выделяется.
129: Тембр.
130: Звука.
131: Он определяется громкостью и количеством обертонов в звуке.
132: Громкостью.
133: И количеством.
134: Обертонов.
135: И, что интересно, частота обертона в целое число раз больше, чем частота самого нижнего звука, который называется основным тоном.
136: Самый нижний звук.
137: По частоте.
138: Называется основной тон.
139: Он определяет высоту звука, я разными способами извлекаю звук из гитары, но это всегда 1 и та же нота, высота звука, 1 и та же тембровая окраска разная.
140: Основной тон определяет высоту.
141: Определяет высоту.
142: Звука.
143: А вот обертоны определяют его тембровую окраску. Мы можем создать звук, в котором вообще нет обертонов. Это звук, который создаёт камертон, колебания ножек камертона.
144: Происходит по очень простому закону, который называется гармонический закон. Что это такое? В 11 классе, мы узнаем. И при этом он испускает звук строго 1 частоты. Только основной тон это звук скучный, он такой бесцветный, он такой безвкусный.
145: Как дистиллированная вода. Вот я этот звук сейчас воспроизведу с помощью компьютера.
146: А теперь я подмешаю к этому звуку на частоте 440 Герц ню 1 основной тон.
147: Подмешаю ещё звуки на частотах 880 Герц ещё больше в 3 раза больше это будет 1320 Герц.
148: И в 4 раза больше это будет 1760 Герц.
149: Сейчас мы эти звуки смешаем. Если воспроизводить только 1 из этих звуков, например, только 440, мы услышим вот что.
150: Если воспроизводить только 2 из этих звуков, мы услышим вот что.
151: Если воспроизводить только 3 из этих звуков на частоте 1320 Герц, мы услышим вот что 4 звук.
152: Вот он.
153: Ещё раз запускаю 1 звук.
154: 440 Герц, а теперь все вместе включаем.
155: 1 обертон, 2 обертон, 3 обертон. Слушаем.
156: Это уже звук богатого тембра, он окрашен определённым образом, он уже не такой, как звук камертона. И вот у флейты свой набор обертонов, у гитары свой, причём его можно менять в зависимости от того,
157: Где вы возьмёте и зацепите за струну пальцем у других музыкальных инструментов другой набор обертонов там у духовых, например, и из за этого разные музыкальные инструменты звучат по разному. И, казалось бы, на 1 взгляд, что синтезии
158: Звук музыкального инструмента можно очень просто нужно вот такой вот компьютер, в котором можно воспроизводить звуки основного тона и обертонов и просто подмешивать пробовали это сделать? Ничего не получается, потому что на самом деле
159: Музыкальный инструмент все-таки гораздо сложнее звук издаёт, в чем тут дело? Дело в том, что звук, например, гитары
160: Он сразу имеет большую громкость, а потом она постепенно убывает.
161: Это называется атака, она резкая, и потом идёт затухание. А вот у духовых инструментов на самом деле наоборот, когда вы начинаете дуть во флейту, то сначала слышно просто шипение, а потом постепенно разгорается.
162: Звук, то есть здесь атака мягкая, медленная. И вот это не промоделируем так просто с помощью компьютерной программы, хотя немножечко можно продвинуться в этом направлении, но достигнуть совершенства до сих пор не научились. Вот сейчас я сгенери,
163: Звук, который сильно отличается по своим свойствам от вот этого, это звук сложной тембровой окраски. Но теперь я добавлю ещё знаете что? Я добавлю частоту 440
164: 4 и 1 10 герца к 440. И ещё вот этому я добавлю звук, частота которого на 1% больше, чем 440. Герц. Слушайте, что будет?
165: Звук полетел, он приобрёл какую-то живость. А почему? А потому что мы смешали 2 звука с близкими частотами. Посмотрите за 1 секунду.
166: Кунду. 1 генератор, скажем так, совершил 440 колебаний, а другой 444. Получается. Смотрите, что в какой-то момент времени они одновременно создавали звуки, одновременно колебались и волны этих 2
167: Генераторов друг друга усиливали, но тот, который колеблется быстрее, потихонечку обгонял тот того, который колеблется меньше, медленнее, и в конце Концов возникла вот такая ситуация. Они стали создавать звуки противоположной, как говорят.
168: Стали колебаться, как говорят физики, в противоположной фазе. И когда этот, например, динамик, будем так условно говорить, сжимал воздух, этот, наоборот, создавал разряжение и сжатие вот этого воздуха компенсиро
169: Создаваемого вот этим динамиком, компенсировалось разряжением, которое создаётся этим динамиком, в результате они друг друга, действие их друг друга уничтожало, и звук становился тише. Через некоторое время они опять дружно начинают сжимать и разряжать воздух.
170: Звук становится громче, и если это все слушать, то мы слышим звук то более громкий, то более тихий.
171: Такое явление называется биения. И, кстати, музыкальные мастера это используют. Вы замечали, что в рояле и фортепиано в пианино в среднем регистре не 1 струна, а сколько? На каждую ноту приходится 3 штуки?
172: На самом деле, когда молоточек ударяет по струнам в рояле в среднем регистре, то есть там, в 1 октаве, он возбуждает колебания 3 струн сразу, и опытные настройщики сразу спрашивают, как вам настроить инструмент?
173: Сухо или чтобы он звучал более ярко и в зависимости от этого они настраивают все 3 струны на 1 частоту, либо на немножко разные частоты. Если частоты чуть чуть отличаются, возникают вот эти самые биения.
174: И звук фортепиано становится более полётным, более пространственным, более живым. Ну а в салонах американских слышали такие расстроенные фортепиано, да, вот эти расстроенные фортепиано вот так звучат неустойчиво, потому что вот эти 3 струны
175: Фортепиано сильно отличаются по частоте колебаний, и поэтому биения получаются высокочастотными. Оказывается частота биений, то есть частота изменения громкости вот этих звуков.
176: Зависит от равна разности вот этих частот. Вот сейчас разность у нас 1%. Послушайте ещё раз. А вот сейчас я сделаю разность 2%. 1 целая. 2/100, 2/100 и
177: Слушайте ещё раз, каким будет звук?
178: Вот я сейчас более заметно это сделаю, громче, сравняю громкости обоих звуков.
179: Видите, более частые вибрации возникают. Вот это различные способы воздействовать на звук. Итак, мы с вами выяснили, что у звука есть 3 основных характеристики. Высота, громкость и тембр, высота.
180: Определяется частотой колебаний в звуковой волне громкость определяется амплитудой колебаний в звуковой волне, и самая неуловимая характеристика тембр зависит от того, сколько дополнительных призвуков обертонов.
181: Частоты которых кратны частоте основного тона, содержатся в звуке. Вот то, что я хотел вам рассказать. Сейчас урок окончен.