Witam wszystkich w dalszej części mojej strony! Jak już mówiłem i przypominałem, aby dlaej było można omawiać kolejne pojęcia niezbędne było przejrzenie stron poprzednich, więc kto to zrobił jest większym szczęściamrzem od tych, którzy od tej strony zaczęli.

Na tej podstronie jak już każdy chyba zdołał zobaczeć będe omawiał zjawisko zwane decybelami, oraz zakres z jakim my- ludzie- możemy słyszeć. Zaczniemy więc od decybeli

 

Decybele- Decybel jest jednostką równą 1/10 bela, określającą stosunek dwóch wartości pomiaru tej samej wielkości fizycznej np. natężenia dźwięku. Zwykle tylko jedna z tych wartości jest ustalana i nazywana tzw. poziomem odniesienia. Wtedy wielkość fizyczna jest ustalana jako wyższa (oznaczona symbolem „+”), bądź niższa (oznaczona symbolem „-”) od wybranego tzw. arbitralnego poziomu. Zwykle za poziom odniesienia wybierane jest natężenie dźwięku, które jest ledwie słyszalne. Zjawisko to nazywa się progiem słyszalności. Mierzone tym samym natężenie jest wyrażane w postaci decybeli ponad, lub poniżej progu słyszalności.

Zdjęcie przedstawia dźwięk jakie wytwarzają poszczególne przedmioty lub zjawiska. Całość jest wyrażona w decybelach.

Zdjęcie przedstawia audiogram (urządenie badaące słuch). Zakres słyszalności jest tutaj wyrażony w decybelach


 

Wiemy już, że istnieją rożne źródła, które wykonują drgania. Wiemy również, że źródła te wysyłają dźwięki. Z dźwięków skomponowana jest np. melodia. Lecz czym między sobą mogą się różnić dźwięki? Przedstawię to w postaci porównań, które będą zrozumiałe nawet dla człowieka, który nie uczył się nigdy fizyki i nie wie, co to jest fala.

Jeżeli chodzi np. o cechę dźwięku, którą można zmierzyć jest nią niewątpliwie częstotliwość. Cecha tego dźwięku rozpoznawana przez ucho to, jak wysoki jest owy dźwięk. Drugą sprawą jest natężenie dźwięku mierzone przez różnego rodzaju aparaturę. Ucho człowieka natomiast może rozpoznać wysokość tego dźwięku. Ostatnią sprawą jest mierzenie owych drgań, o których wspomniałem już wcześniej. Nasze ucho natomiast nie może rozpoznać ich rodzaju, ale może usłyszeć ich barwę.

 Zdjęcie przedstawia definicję częstotliwości, w której wyróżniamy: ciśnienie akustyczne, liczbę okresów drgań i czas wyrażony w sekundach.

Jeśli chodzi o rozwinięcie powyższych porównań to ważne są dla nas 3 cechy:

 - Wysokość dźwięku. W tym przypadku sprawa jest łatwa do wyjaśnienia. Po prostu dźwięki o wysokiej częstotliwości odbieramy jako dźwięki wysokie, a o niskiej- jako niskie.

- Wysokość dźwięku złożonego określona jest w zasadzie przez ton podstawowy prawdziwy bądź subiektywny. Wyższe składowe dźwięku decydują o jego barwie. Na przy­kładzie nagrania dźwięku klarnetu i fletu, gdzie odtwarzając najpierw bez żadnych zmian przez głośnik,  można łatwo wykazać, że różnice w ich barwie są oczywiste. Następnie odfiltrować w sposób elek­tryczny wszystkie składowe powyżej 2000 Hz i przesłuchać nagrania powtórnie. Odróżnienie obydwu instrumen­tów okazuje się teraz znacznie utrudnione. Nagrania fonograficzne dokonywane w sposób mechaniczny przed wprowadzeniem mikrofonu w latach 1900-1929 zawierały niewiele składowych o częstościach powyżej 2000 Hz, stąd m. in. ich niska jakość. Trudno w nich rozróżnić instrumenty orkiestry, zwłaszcza te, które się charaktery­zują dźwiękiem bogatym w wysokie składowe.
 

W Stanach Zjednoczonych nagrano specjalną płytę dla zilustrowania wpływu wysokich składowych na barwę dźwięku. Płyta rozpoczyna się nagraniem fragmentu muzyki orkiestrowej z pełnym zakresem przenoszonych częstości, po czym następuje stopniowe ograniczanie tego zakresu przy pomocy filtra dolnoprzepustowego, początkowo do 10 000 Hz, następnie do 8000 Hz, 6000 Hz, 4000 Hz, i wreszcie do 2000 Hz. Proces ten powtarza się następnie, tym razem z ograniczeniem niskich częstości, poniżej 60 Hz, 120 Hz i 350 Hz przy pomocy filtru górno-przepustowego. W końcu, z jednoczesnym wykorzystaniem obu filtrów przedstawione zostaje ograniczenie przenoszonego zakresu częstości odpowiadające warunkom technicznym wczesnych nagrań z „ery przedelektrycznej" (350 — 2000 Hz). Choć w nagraniu o ograniczonym zakresie częstości poszczególne instrumenty są w pewnym stopniu możliwe do rozróżnienia, porównanie tego nagrania z identycznym fragmentem nagranym w pełnym paśmie częstości demons­truje ogromną różnicę barwy.

Zdjęcie przedstawia filtr górnoprzepustowy

Czas niezbędny dla określenia wysokości dźwięku. Aby wysokość dźwięku mogła zostać określona, dźwięk ten musi trwać przez pewien minimalny okres czasu. Dźwięki bardzo krótkie określamy często nazwą trzasków lub impulsów dźwiękowych. Można by twierdzić, że trzaski to zjawiska dźwiękowe, przy których nie ma mowy o okre­ślonej wysokości. Łatwo się jednak przekonać, że takie twierdzenie byłoby przesadne. Niektóre trzaski brzmią zdecydowanie „wyżej" niż inne. Minimalny czas trwania impulsu dźwiękowego wystarczający dla określenia wyso­kości, zależny jest od częstości dźwięku.

I tak przy częstości 50 Hz dla uformowania wrażenia wysokości impuls, dźwiękowy musi trwać co najmniej 60 milisekund, podczas gdy przy częstości 1000 Hz czas ten skraca się do 10 milisekund. Jednak w pierw­szym przypadku ów minimalny czas zawiera w sobie jedynie trzy pełne okresy .drgań, zaś w drugim aż dziesięć.

W literaturze spotyka się rozróżnienie pomiędzy wysokością dźwięku muzycznego (tonę pitch) i wysokością trzasku (click pitch).

 

- Poziom natężenia. Wyjaśniając naukowo: im większą energię w jednostce czasu przenosi fala akustyczna, tym dźwięk słyszymy jako głośniejszy. Należy jednak pamiętać, że nasze ucho jest jednakowo czułe na wszystkie drgania o wyższej, czy niższej częstotliwości. Poziom natężenia oczywiście mierzony jest w decybelach (dB).

 Zdjęcie przedstawia natężenie dźwięku i skalę ich odczucia przez ludzki mózg i ucho. Przelot odrzytowca tuż nad ziemią u niektórych osób może doprowadzić do zaburzeń, zemdlenia a nawet do ogłuchnięcia.

- Barwa dźwięku. Często zdarza nam się słyszeć tę samą piosenkę zaśpiewaną tak samo głośno, lecz przez innych wykonawców. Już od początku możemy się, więc domyślać, kto ją śpiewa. To wszystko jest właśnie możliwe, dzięki barwie wydawanych przez nich dźwięków. Wiadomo, że każdy piosenkarz posiada inne struny głosowe i każdy z nich wydaje inny dźwięk (u niektórych struny głosowe drgają w sposób bardziej skomplikowany niż u innych).

Zdjęcie przedstawia dwie barwy dźwięku. Jedną jedst ton ,który jak widać jest równomierny i jednolity, drugi zaś to dźwięk złożony, który ma barwę nieco nierównomierną