స్కూల్ ఎన్సైక్లోపీడియా. ధ్వని అంటే ఏమిటి మరియు ధ్వని తరంగం యొక్క లక్షణాలు ఏమిటి

ధ్వని ధ్వని తరంగాల ద్వారా ప్రయాణిస్తుంది. ఈ తరంగాలు వాయువులు మరియు ద్రవాల ద్వారా మాత్రమే కాకుండా, ఘనపదార్థాల ద్వారా కూడా వెళతాయి. ఏదైనా తరంగాల చర్య ప్రధానంగా శక్తి బదిలీలో ఉంటుంది. ధ్వని విషయంలో, రవాణా పరమాణు స్థాయిలో నిమిషాల కదలికల రూపాన్ని తీసుకుంటుంది.

వాయువులు మరియు ద్రవాలలో, ధ్వని తరంగం అణువులను దాని కదలిక దిశలో, అంటే తరంగదైర్ఘ్యం దిశలో మారుస్తుంది. ఘనపదార్థాలలో, అణువుల ధ్వని కంపనాలు తరంగానికి లంబంగా ఉండే దిశలో కూడా సంభవించవచ్చు.

ధ్వని తరంగాలు వాటి మూలాల నుండి అన్ని దిశలలో వ్యాపిస్తాయి, చిత్రంలో కుడివైపున చూపిన విధంగా, ఇది ఒక మెటల్ బెల్ క్రమానుగతంగా దాని నాలుకతో ఢీకొన్నట్లు చూపుతుంది. ఈ యాంత్రిక ఘర్షణలు గంటను కంపించేలా చేస్తాయి. ప్రకంపనల శక్తి చుట్టుపక్కల గాలి యొక్క అణువులకు అందించబడుతుంది మరియు అవి గంట నుండి దూరంగా నెట్టబడతాయి. ఫలితంగా, గంటకు ప్రక్కనే ఉన్న గాలి పొరలో ఒత్తిడి పెరుగుతుంది, ఇది మూలం నుండి అన్ని దిశలలో తరంగాలుగా వ్యాపిస్తుంది.

ధ్వని వేగం వాల్యూమ్ లేదా టోన్ నుండి స్వతంత్రంగా ఉంటుంది. గదిలోని రేడియో నుండి అన్ని శబ్దాలు, బిగ్గరగా లేదా మృదువుగా, ఎక్కువ లేదా తక్కువ, అదే సమయంలో శ్రోతలకు చేరుతాయి.

ధ్వని వేగం అది ప్రచారం చేసే మాధ్యమం రకం మరియు దాని ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది. వాయువులలో, ధ్వని తరంగాలు నెమ్మదిగా ప్రయాణిస్తాయి ఎందుకంటే వాటి అరుదైన పరమాణు నిర్మాణం కుదింపును వ్యతిరేకించదు. ద్రవాలలో, ధ్వని వేగం పెరుగుతుంది మరియు ఘనపదార్థాలలో ఇది మరింత వేగంగా మారుతుంది, క్రింద ఉన్న రేఖాచిత్రంలో సెకనుకు మీటర్లలో (m/s) చూపబడింది.

తరంగ మార్గం

ధ్వని తరంగాలు కుడివైపున ఉన్న రేఖాచిత్రాలలో చూపిన విధంగా గాలిలో వ్యాపిస్తాయి. వేవ్ ఫ్రంట్‌లు మూలం నుండి ఒకదానికొకటి కొంత దూరంలో కదులుతాయి, బెల్ యొక్క డోలనాల ఫ్రీక్వెన్సీ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. సౌండ్ వేవ్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ యూనిట్ సమయానికి ఇచ్చిన పాయింట్ గుండా వెళ్ళే వేవ్‌ఫ్రంట్ల సంఖ్యను లెక్కించడం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

సౌండ్ వేవ్ ఫ్రంట్ వైబ్రేటింగ్ బెల్ నుండి దూరంగా కదులుతుంది.

ఏకరీతిగా వేడిచేసిన గాలిలో, ధ్వని స్థిరమైన వేగంతో ప్రయాణిస్తుంది.

రెండవ ఫ్రంట్ తరంగదైర్ఘ్యానికి సమానమైన దూరంలో మొదటిదాన్ని అనుసరిస్తుంది.

ధ్వని తీవ్రత మూలానికి సమీపంలో గరిష్టంగా ఉంటుంది.

అదృశ్య తరంగం యొక్క గ్రాఫిక్ ప్రాతినిధ్యం

లోతుల శబ్దం

ధ్వని తరంగాలతో కూడిన సోనార్ కిరణాల పుంజం సముద్రపు నీటి గుండా సులభంగా వెళుతుంది. సోనార్ యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రం సముద్రపు అడుగుభాగం నుండి ధ్వని తరంగాలు బౌన్స్ అవుతుందనే వాస్తవంపై ఆధారపడి ఉంటుంది; ఈ పరికరం సాధారణంగా నీటి అడుగున ఉపశమనం యొక్క లక్షణాలను గుర్తించడానికి ఉపయోగిస్తారు.

సాగే ఘనపదార్థాలు

చెక్క పలకలో ధ్వని వ్యాపిస్తుంది. చాలా ఘనపదార్థాల అణువులు సాగే ప్రాదేశిక లాటిస్‌లోకి కట్టుబడి ఉంటాయి, ఇది పేలవంగా కుదించబడుతుంది మరియు అదే సమయంలో ధ్వని తరంగాల మార్గాన్ని వేగవంతం చేస్తుంది.

ధ్వని (శబ్ద తరంగం ) –మానవ మరియు జంతువుల వినికిడి అవయవం ద్వారా గ్రహించబడిన సాగే తరంగం. వేరే పదాల్లో, ధ్వని అనేది ఒక సాగే మాధ్యమంలో సాంద్రత (లేదా పీడనం) హెచ్చుతగ్గుల యొక్క ప్రచారం, ఇది మాధ్యమం యొక్క కణాల పరస్పర చర్య నుండి ఉత్పన్నమవుతుంది.

వాతావరణం (గాలి) సాగే మాధ్యమాలలో ఒకటి. గాలిలో ధ్వని యొక్క ప్రచారం పాటిస్తుంది సాధారణ చట్టాలుఆదర్శ వాయువులలో ధ్వని తరంగాల ప్రచారం, మరియు గాలి యొక్క సాంద్రత, పీడనం, ఉష్ణోగ్రత మరియు తేమ యొక్క వైవిధ్యం కారణంగా కూడా లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. ధ్వని వేగం మాధ్యమం యొక్క లక్షణాల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది మరియు సాగే తరంగం యొక్క వేగం కోసం సూత్రాల నుండి లెక్కించబడుతుంది.

కృత్రిమ మరియు సహజ ఉన్నాయి మూలాలు ధ్వని. కృత్రిమ ఉద్గారకాలు ఉన్నాయి:

ఘన శరీరాల కంపనాలు (సంగీత వాయిద్యాల తీగలు మరియు డెక్‌లు, లౌడ్‌స్పీకర్ డిఫ్యూజర్‌లు, టెలిఫోన్ పొరలు, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్లేట్లు);

పరిమిత పరిమాణంలో గాలి కంపనాలు (అవయవ పైపులు, ఈలలు);

బీట్ (పియానో ​​కీలు, గంట);

ఎలక్ట్రిక్ కరెంట్ (ఎలక్ట్రోకౌస్టిక్ ట్రాన్స్డ్యూసర్స్).

సహజ వనరులలో ఇవి ఉన్నాయి:

పేలుడు, పతనం;

అడ్డంకుల చుట్టూ గాలి ప్రవాహం (భవనం యొక్క మూలలో వీచే గాలి, సముద్రపు అల యొక్క శిఖరం).

కృత్రిమ మరియు సహజమైనవి కూడా ఉన్నాయి రిసీవర్లు ధ్వని:

ఎలక్ట్రోకౌస్టిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు (గాలిలో మైక్రోఫోన్, నీటిలో హైడ్రోఫోన్, భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లో జియోఫోన్) మరియు ఇతర పరికరాలు;

మనిషి మరియు జంతువుల వినికిడి పరికరం.

ధ్వని తరంగాల ప్రచారం సమయంలో, ఏదైనా స్వభావం యొక్క తరంగాల యొక్క దృగ్విషయం సాధ్యమే:

అడ్డంకి నుండి ప్రతిబింబం

రెండు మాధ్యమాల సరిహద్దు వద్ద వక్రీభవనం,

జోక్యం (అదనంగా),

విక్షేపం (అడ్డంకి నివారణ),

చెదరగొట్టడం (ధ్వని యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీపై పదార్ధంలో ధ్వని వేగం యొక్క ఆధారపడటం);

శోషణ (ధ్వని శక్తిని వేడిగా మార్చలేని విధంగా మార్చడం వల్ల మాధ్యమంలో శక్తి మరియు ధ్వని యొక్క తీవ్రత తగ్గడం).

ఆబ్జెక్టివ్ ధ్వని లక్షణాలు

ధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీ

ఒక వ్యక్తికి వినిపించే ధ్వని యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిలో ఉంటుంది 16 Hz ముందు 16 - 20 kHz . ఫ్రీక్వెన్సీతో సాగే తరంగాలు క్రింద వినగల పరిధి అని పిలిచారు ఇన్ఫ్రాసౌండ్ (కన్‌కషన్‌తో సహా), s ఉన్నత తరచుదనం – అల్ట్రాసౌండ్ , మరియు అత్యధిక ఫ్రీక్వెన్సీ సాగే తరంగాలు హైపర్సోనిక్ .

ధ్వని యొక్క మొత్తం ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిని మూడు భాగాలుగా విభజించవచ్చు (టేబుల్ 1.).

శబ్దం తక్కువ-పౌనఃపున్య ధ్వని (టేబుల్స్ 1, 2) ప్రాంతంలో పౌనఃపున్యాల (లేదా తరంగదైర్ఘ్యాలు) యొక్క నిరంతర వర్ణపటాన్ని కలిగి ఉంటుంది. నిరంతర స్పెక్ట్రం అంటే పౌనఃపున్యాలు ఇచ్చిన విరామం నుండి ఏదైనా విలువను కలిగి ఉండవచ్చు.

సంగీతపరమైన , లేదా టోనల్ , శబ్దాలు మిడ్-ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు పాక్షికంగా అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ సౌండ్ ప్రాంతంలో లైన్ ఫ్రీక్వెన్సీ స్పెక్ట్రమ్‌ను కలిగి ఉంటుంది. మిగిలిన అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ ధ్వని విజిల్ ద్వారా ఆక్రమించబడుతుంది. లైన్ స్పెక్ట్రమ్ అంటే సంగీత పౌనఃపున్యాలు పేర్కొన్న విరామం నుండి ఖచ్చితంగా నిర్వచించిన (వివిక్త) విలువలను మాత్రమే కలిగి ఉంటాయి.

అదనంగా, సంగీత పౌనఃపున్యాల విరామం ఆక్టేవ్‌లుగా విభజించబడింది. అష్టపది అనేది రెండు సరిహద్దు విలువల మధ్య ఉండే ఫ్రీక్వెన్సీ విరామం, దాని పైభాగం రెండు రెట్లు తక్కువగా ఉంటుంది(టేబుల్ 3)

సాధారణ ఆక్టేవ్ ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌లు

మానవ స్వర ఉపకరణం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన మరియు మానవ శ్రవణ ఉపకరణం ద్వారా గ్రహించబడిన ధ్వని కోసం ఫ్రీక్వెన్సీ విరామాల ఉదాహరణలు టేబుల్ 4లో చూపబడ్డాయి.

కొన్ని సంగీత వాయిద్యాల ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధుల ఉదాహరణలు టేబుల్ 5లో చూపబడ్డాయి. అవి ఆడియో పరిధిని మాత్రమే కాకుండా, అల్ట్రాసోనిక్ పరిధిని కూడా కవర్ చేస్తాయి.

జంతువులు, పక్షులు మరియు కీటకాలు మానవుల కంటే ఇతర ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధులలో ధ్వనిని సృష్టిస్తాయి మరియు గ్రహిస్తాయి (టేబుల్ 6).

సంగీతంలో, ప్రతి సైనూసోయిడల్ సౌండ్ వేవ్ అంటారు సాధారణ స్వరం,లేదా స్వరం.పిచ్ ఫ్రీక్వెన్సీపై ఆధారపడి ఉంటుంది: ఎక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీ, అధిక టోన్. ప్రధాన స్వరం సంక్లిష్టమైన సంగీత ధ్వనిని సంబంధిత స్వరం అంటారు అత్యల్ప ఫ్రీక్వెన్సీ దాని స్పెక్ట్రంలో. ఇతర పౌనఃపున్యాలకు సంబంధించిన టోన్లు అంటారు పైస్థాయి స్వరాలు. ఓవర్ టోన్స్ ఉంటే గుణిజాలుఫండమెంటల్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ, అప్పుడు ఓవర్‌టోన్‌లు అంటారు శ్రావ్యమైన. అత్యల్ప ఫ్రీక్వెన్సీతో ఓవర్‌టోన్‌ను మొదటి హార్మోనిక్ అని పిలుస్తారు, తదుపరిది - రెండవది మొదలైనవి.

ఒకే రూట్ నోట్‌తో సంగీత శబ్దాలు భిన్నంగా ఉండవచ్చు టింబ్రే.టింబ్రే ఓవర్‌టోన్‌ల కూర్పు, వాటి ఫ్రీక్వెన్సీలు మరియు యాంప్లిట్యూడ్‌లు, ధ్వని ప్రారంభంలో వాటి పెరుగుదల మరియు చివరిలో క్షీణతపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

ధ్వని వేగం

వివిధ మాధ్యమాలలో ధ్వని కోసం, సాధారణ సూత్రాలు (22) - (25) చెల్లుతాయి. ఈ సందర్భంలో, పొడి వాతావరణ గాలి విషయంలో ఫార్ములా (22) వర్తిస్తుందని పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి మరియు పాయిజన్ నిష్పత్తి, మోలార్ మాస్ మరియు యూనివర్సల్ గ్యాస్ స్థిరాంకం యొక్క సంఖ్యా విలువలను పరిగణనలోకి తీసుకొని ఇలా వ్రాయవచ్చు. :

అయినప్పటికీ, నిజమైన వాతావరణ గాలి ఎల్లప్పుడూ తేమను కలిగి ఉంటుంది, ఇది ధ్వని వేగాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. దీనికి కారణం పాయిసన్ నిష్పత్తి  నీటి ఆవిరి యొక్క పాక్షిక పీడనం యొక్క నిష్పత్తిపై ఆధారపడి ఉంటుంది ( p ఆవిరి) వాతావరణ పీడనానికి ( p) తేమ గాలిలో, ధ్వని వేగం సూత్రం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది:

.

చివరి సమీకరణం నుండి తేమ గాలిలో ధ్వని వేగం పొడి గాలి కంటే కొంచెం ఎక్కువగా ఉందని చూడవచ్చు.

ధ్వని వేగం యొక్క సంఖ్యాపరమైన అంచనాలు, ఉష్ణోగ్రతలు మరియు వాతావరణ గాలి యొక్క తేమ యొక్క ప్రభావాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుని, ఉజ్జాయింపు సూత్రాన్ని ఉపయోగించి నిర్వహించవచ్చు:

ఈ అంచనాలు ధ్వని క్షితిజ సమాంతర దిశలో వ్యాపించినప్పుడు ( 0 x) ద్వారా ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలతో 1 0 సిధ్వని వేగం పెరుగుతుంది 0.6 మీ/సె. కంటే ఎక్కువ కాదు పాక్షిక పీడనంతో నీటి ఆవిరి ప్రభావంతో 10 పేకంటే తక్కువ ధ్వని వేగం పెరుగుతుంది 0.5 మీ/సె. కానీ సాధారణంగా, భూమి యొక్క ఉపరితలం దగ్గర నీటి ఆవిరి యొక్క గరిష్ట పాక్షిక పీడనం వద్ద, ధ్వని వేగం కంటే ఎక్కువ పెరుగుతుంది 1 మీ/సె.

ధ్వని ఒత్తిడి

ధ్వని లేనప్పుడు, వాతావరణం (గాలి) కలవరపడని మాధ్యమం మరియు స్థిరమైన వాతావరణ పీడనం (
).

ధ్వని తరంగాలు ప్రచారం చేసినప్పుడు, సంక్షేపణం మరియు గాలి యొక్క అరుదైన చర్య కారణంగా, ఈ స్థిర ఒత్తిడికి అదనపు వేరియబుల్ పీడనం జోడించబడుతుంది. విమాన తరంగాల విషయంలో, మనం ఇలా వ్రాయవచ్చు:

ఎక్కడ p ఎస్ వి, గరిష్టంగాధ్వని ఒత్తిడి వ్యాప్తి,  - ధ్వని యొక్క చక్రీయ ఫ్రీక్వెన్సీ, k - వేవ్ సంఖ్య. అందువల్ల, నిర్ణీత సమయంలో ఒక స్థిర బిందువు వద్ద వాతావరణ పీడనం ఈ పీడనాల మొత్తానికి సమానం అవుతుంది:

ధ్వని ఒత్తిడి - ఇది ఒక ధ్వని తరంగం గడిచే సమయంలో ఇచ్చిన పాయింట్ వద్ద తక్షణ వాస్తవ వాతావరణ పీడనం మరియు ధ్వని లేనప్పుడు స్థిరమైన వాతావరణ పీడనం మధ్య వ్యత్యాసానికి సమానమైన వేరియబుల్ పీడనం.:

డోలనం సమయంలో ధ్వని ఒత్తిడి దాని విలువ మరియు గుర్తును మారుస్తుంది.

ధ్వని పీడనం దాదాపు ఎల్లప్పుడూ వాతావరణ పీడనం కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.

శక్తివంతమైన పేలుళ్ల సమయంలో లేదా జెట్ విమానం దాటినపుడు షాక్ తరంగాలు సంభవించినప్పుడు ఇది పెద్దదిగా మరియు వాతావరణ పీడనానికి అనుగుణంగా మారుతుంది.

ధ్వని ఒత్తిడి యూనిట్లు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:

- పాస్కల్ SI లో
,

- బార్ GHS లో
,

- పాదరసం యొక్క మిల్లీమీటర్,

- వాతావరణం.

ఆచరణలో, పరికరాలు ధ్వని పీడనం యొక్క తక్షణ విలువను కొలుస్తాయి, కానీ పిలవబడేవి సమర్థవంతమైన (లేదా ప్రస్తుత )ధ్వని ఒత్తిడి . ఇది సమానం ఒక నిర్దిష్ట సమయంలో అంతరిక్షంలో ఇచ్చిన బిందువు వద్ద తక్షణ ధ్వని పీడనం యొక్క స్క్వేర్ యొక్క సగటు విలువ యొక్క వర్గమూలం

(44)

అందువలన కూడా పిలుస్తారు RMS ధ్వని ఒత్తిడి . వ్యక్తీకరణ (39)ని ఫార్ములా (40)కి ప్రత్యామ్నాయం చేస్తే, మేము పొందుతాము:

. (45)

సౌండ్ ఇంపెడెన్స్

ధ్వని (శబ్ద) అవరోధం వ్యాప్తి నిష్పత్తి అనిధ్వని ఒత్తిడి మరియు మాధ్యమంలోని కణాల కంపన వేగం:

. (46)

సౌండ్ ఇంపెడెన్స్ యొక్క భౌతిక అర్థం: ఇది సంఖ్యాపరంగా ధ్వని ఒత్తిడికి సమానంగా ఉంటుంది, ఇది యూనిట్ వేగంతో మాధ్యమంలోని కణాల డోలనాలను కలిగిస్తుంది:

SIలో సౌండ్ ఇంపెడెన్స్ యొక్క కొలత యూనిట్ మీటరుకు పాస్కల్ సెకను:

.

విమానం వేవ్ విషయంలో కణ డోలనం వేగంసమానముగా

.

అప్పుడు ఫార్ములా (46) రూపాన్ని తీసుకుంటుంది:

. (46*)

ధ్వని ప్రతిఘటనకు మరొక నిర్వచనం కూడా ఉంది, మాధ్యమం యొక్క సాంద్రత మరియు ఈ మాధ్యమంలో ధ్వని వేగం యొక్క ఉత్పత్తి:

. (47)

అప్పుడు అది భౌతిక అర్థంఅది సాగే తరంగం యూనిట్ వేగంతో వ్యాపించే మాధ్యమం యొక్క సాంద్రతకు సంఖ్యాపరంగా సమానంగా ఉంటుంది:

.

ధ్వని శాస్త్రంలో ధ్వని నిరోధకతతో పాటు, భావన ఉపయోగించబడుతుంది యాంత్రిక నిరోధకత (ఆర్ m) మెకానికల్ రెసిస్టెన్స్ అనేది ఆవర్తన శక్తి యొక్క వ్యాప్తి మరియు మాధ్యమం యొక్క కణాల ఓసిలేటరీ వేగం యొక్క నిష్పత్తి:

, (48)

ఎక్కడ ఎస్ధ్వని ఉద్గారిణి యొక్క ఉపరితల వైశాల్యం. యాంత్రిక నిరోధకత కొలుస్తారు మీటరుకు న్యూటన్ సెకన్లు:

.

శక్తి మరియు ధ్వని శక్తి

ఒక ధ్వని తరంగం ఒక సాగే తరంగం వలె అదే శక్తి పరిమాణాల ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది.

ధ్వని తరంగాలు ప్రచారం చేసే ప్రతి గాలి వాల్యూమ్‌లో డోలనం చేసే కణాల యొక్క గతి శక్తి మరియు మాధ్యమం యొక్క సాగే వైకల్యం యొక్క సంభావ్య శక్తితో రూపొందించబడిన శక్తి ఉంటుంది (సూత్రం (29) చూడండి).

ధ్వని తీవ్రత అంటారుధ్వని శక్తి . ఆమె సమానం

. (49)

అందుకే ధ్వని శక్తి యొక్క భౌతిక అర్థంశక్తి ప్రవాహ సాంద్రత యొక్క అర్ధాన్ని పోలి ఉంటుంది: సంఖ్యాపరంగా యూనిట్ ప్రాంతం యొక్క విలోమ ఉపరితలం ద్వారా ఒక యూనిట్ సమయానికి వేవ్ ద్వారా బదిలీ చేయబడిన శక్తి యొక్క సగటు విలువకు సమానం.

ధ్వని తీవ్రత యొక్క యూనిట్ చదరపు మీటరుకు వాట్స్:

.

ధ్వని శక్తి ప్రభావవంతమైన ధ్వని పీడనం యొక్క వర్గానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది మరియు ధ్వని (శబ్ద) ఒత్తిడికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది:

, (50)

లేదా, వ్యక్తీకరణలను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే (45),

, (51)

ఎక్కడ ఆర్ ak – ధ్వని నిరోధకం.

ధ్వనిని ధ్వని శక్తి ద్వారా కూడా వర్గీకరించవచ్చు. ధ్వని శక్తి ధ్వని మూలం చుట్టూ ఉన్న ఒక సంవృత ఉపరితలం ద్వారా నిర్దిష్ట సమయం వరకు మూలం ద్వారా విడుదలయ్యే మొత్తం ధ్వని శక్తి:

, (52)

లేదా, ఖాతా ఫార్ములా (49)

. (52*)

ధ్వని శక్తి, ఇతర వాటిలాగే, కొలుస్తారు వాట్స్:

.

ధ్వని అనేది ఒక మాధ్యమంలో (తరచుగా గాలి) సాగే తరంగాలు, ఇవి కనిపించవు కానీ మానవ చెవికి గ్రహించబడతాయి (తరంగం చెవిపోటుపై పనిచేస్తుంది). ధ్వని తరంగం రేఖాంశ కుదింపు మరియు అరుదైన తరంగం.

మనం వాక్యూమ్‌ని సృష్టిస్తే, మనం శబ్దాలను వేరు చేయగలమా? రాబర్ట్ బాయిల్ 1660లో ఒక గాజు పాత్రలో గడియారాన్ని ఉంచాడు. అతను గాలిని బయటకు పంపినప్పుడు, అతనికి శబ్దం వినబడలేదు. అని అనుభవం రుజువు చేస్తుంది ధ్వనిని ప్రచారం చేయడానికి ఒక మాధ్యమం అవసరం.

ధ్వని ద్రవ మరియు ఘన మాధ్యమాలలో కూడా ప్రచారం చేయవచ్చు. నీటి కింద మీరు రాళ్ల ప్రభావాలను స్పష్టంగా వినవచ్చు. చెక్క పలక యొక్క ఒక చివర గడియారాన్ని ఉంచండి. మీ చెవిని మరొక చివర ఉంచడం ద్వారా, మీరు గడియారం యొక్క టిక్కింగ్‌ను స్పష్టంగా వినవచ్చు.

సౌండ్ వేవ్ చెక్క ద్వారా వ్యాపిస్తుంది

ధ్వని యొక్క మూలం తప్పనిసరిగా డోలనం చేసే శరీరం. ఉదాహరణకు, సాధారణ స్థితిలో ఉన్న గిటార్ స్ట్రింగ్ ధ్వనించదు, కానీ మనం దానిని డోలనం చేసిన వెంటనే, ధ్వని తరంగం పుడుతుంది.

అయితే, ప్రతి కంపించే శరీరం ధ్వనికి మూలం కాదని అనుభవం చూపిస్తుంది. ఉదాహరణకు, థ్రెడ్‌పై సస్పెండ్ చేయబడిన బరువు శబ్దం చేయదు. వాస్తవం ఏమిటంటే, మానవ చెవి అన్ని తరంగాలను గ్రహించదు, కానీ 16 Hz నుండి 20,000 Hz వరకు డోలనం చేసే శరీరాలను మాత్రమే సృష్టిస్తుంది. అలాంటి తరంగాలను అంటారు ధ్వని. 16 Hz కంటే తక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీ ఉన్న డోలనాలను అంటారు ఇన్ఫ్రాసౌండ్. 20,000 Hz కంటే ఎక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీ ఉన్న డోలనాలను అంటారు అల్ట్రాసౌండ్.

ధ్వని వేగం

ధ్వని తరంగాలు తక్షణమే వ్యాపించవు, కానీ నిర్దిష్ట పరిమిత వేగంతో (ఏకరీతి కదలిక వేగంతో సమానంగా ఉంటుంది).

అందుకే పిడుగుపాటు సమయంలో మనం మొదట మెరుపును చూస్తాము, అంటే కాంతి (శబ్దం వేగం కంటే కాంతి వేగం చాలా ఎక్కువ), ఆపై ధ్వని వినబడుతుంది.

ధ్వని వేగం మాధ్యమంపై ఆధారపడి ఉంటుంది: ఘనపదార్థాలు మరియు ద్రవాలలో, ధ్వని వేగం గాలిలో కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఇవి పట్టిక కొలిచిన స్థిరాంకాలు. మాధ్యమం యొక్క ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలతో, ధ్వని వేగం పెరుగుతుంది, తగ్గుదలతో, అది తగ్గుతుంది.

శబ్దాలు భిన్నంగా ఉంటాయి. ధ్వనిని వర్గీకరించడానికి, ప్రత్యేక పరిమాణాలు ప్రవేశపెట్టబడ్డాయి: ధ్వని యొక్క శబ్దం, పిచ్ మరియు టింబ్రే.

ధ్వని యొక్క బిగ్గరగా డోలనాల వ్యాప్తిపై ఆధారపడి ఉంటుంది: డోలనాల వ్యాప్తి పెద్దది, ధ్వని బిగ్గరగా ఉంటుంది. అదనంగా, మన చెవి ద్వారా శబ్దం యొక్క గ్రహణశక్తి ధ్వని తరంగంలోని కంపనాల ఫ్రీక్వెన్సీపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ తరంగాలు బిగ్గరగా గుర్తించబడతాయి.

ధ్వని తరంగం యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ పిచ్ని నిర్ణయిస్తుంది. సౌండ్ సోర్స్ యొక్క వైబ్రేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఎక్కువ, అది ఉత్పత్తి చేసే ధ్వని ఎక్కువ. మానవ స్వరాలు వాటి పిచ్ ప్రకారం అనేక పరిధులుగా విభజించబడ్డాయి.

విభిన్న మూలాల నుండి వచ్చిన శబ్దాలు ఒక సేకరణ హార్మోనిక్ కంపనాలువివిధ పౌనఃపున్యాలు. అతిపెద్ద కాలం (అత్యల్ప పౌనఃపున్యం) యొక్క భాగాన్ని ఫండమెంటల్ టోన్ అంటారు. మిగిలిన ధ్వని భాగాలు ఓవర్‌టోన్‌లు. ఈ భాగాల సమితి కలరింగ్, ధ్వని యొక్క ధ్వనిని సృష్టిస్తుంది. వేర్వేరు వ్యక్తుల స్వరాలలోని ఓవర్‌టోన్‌ల మొత్తం కనీసం కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటుంది, అయితే ఇది ఒక నిర్దిష్ట స్వరం యొక్క ధ్వనిని నిర్ణయిస్తుంది.

ప్రతిధ్వని. పర్వతాలు, అడవులు, గోడలు, పెద్ద భవనాలు మొదలైన వివిధ అడ్డంకుల నుండి ధ్వని ప్రతిబింబం ఫలితంగా ప్రతిధ్వని ఏర్పడుతుంది. ప్రతిబింబించే ధ్వనిని మొదట మాట్లాడే ధ్వని నుండి విడిగా గ్రహించినప్పుడు మాత్రమే ప్రతిధ్వని సంభవిస్తుంది. అనేక పరావర్తన ఉపరితలాలు ఉంటే మరియు అవి ఒక వ్యక్తి నుండి వేర్వేరు దూరంలో ఉంటే, అప్పుడు ప్రతిబింబించే ధ్వని తరంగాలు వేర్వేరు సమయాల్లో అతనికి చేరుకుంటాయి. ఈ సందర్భంలో, ప్రతిధ్వని బహుళంగా ఉంటుంది. ప్రతిధ్వనిని వినడానికి అడ్డంకి తప్పనిసరిగా వ్యక్తి నుండి 11మీటర్ల దూరంలో ఉండాలి.

ధ్వని ప్రతిబింబం.మృదువైన ఉపరితలాల నుండి ధ్వని బౌన్స్ అవుతుంది. అందువల్ల, కొమ్మును ఉపయోగించినప్పుడు, ధ్వని తరంగాలు అన్ని దిశలలో చెదరగొట్టవు, కానీ ఇరుకైన పుంజం ఏర్పడతాయి, దీని కారణంగా ధ్వని శక్తి పెరుగుతుంది మరియు ఇది ఎక్కువ దూరం వ్యాపిస్తుంది.

కొన్ని జంతువులు (ఉదా. బ్యాట్, డాల్ఫిన్) అల్ట్రాసోనిక్ వైబ్రేషన్‌లను విడుదల చేస్తుంది, ఆపై అడ్డంకుల నుండి ప్రతిబింబించే తరంగాన్ని గ్రహించండి. కాబట్టి అవి చుట్టుపక్కల వస్తువులకు స్థానం మరియు దూరాన్ని నిర్ణయిస్తాయి.

ఎకోలొకేషన్. వాటి నుండి ప్రతిబింబించే అల్ట్రాసోనిక్ సిగ్నల్స్ ద్వారా శరీరాల స్థానాన్ని నిర్ణయించడానికి ఇది ఒక పద్ధతి. నావిగేషన్‌లో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఓడలలో ఇన్స్టాల్ చేయబడింది సోనార్లు- నీటి అడుగున వస్తువులను గుర్తించడానికి మరియు దిగువ లోతు మరియు స్థలాకృతిని నిర్ణయించడానికి పరికరాలు. ఒక ఉద్గారిణి మరియు సౌండ్ రిసీవర్ నౌక దిగువన ఉంచబడతాయి. ఉద్గారిణి చిన్న సంకేతాలను ఇస్తుంది. తిరిగి వచ్చే సంకేతాల ఆలస్యం సమయం మరియు దిశను విశ్లేషించడం ద్వారా, కంప్యూటర్ ధ్వనిని ప్రతిబింబించే వస్తువు యొక్క స్థానం మరియు పరిమాణాన్ని నిర్ణయిస్తుంది.

యంత్ర భాగాలలో (శూన్యాలు, పగుళ్లు మొదలైనవి) వివిధ నష్టాలను గుర్తించడానికి మరియు గుర్తించడానికి అల్ట్రాసౌండ్ ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ ప్రయోజనం కోసం ఉపయోగించే పరికరం అంటారు అల్ట్రాసోనిక్ లోపం డిటెక్టర్. చిన్న అల్ట్రాసోనిక్ సిగ్నల్స్ యొక్క స్ట్రీమ్ అధ్యయనంలో ఉన్న భాగానికి దర్శకత్వం వహించబడుతుంది, ఇది దానిలోని అసమానతల నుండి ప్రతిబింబిస్తుంది మరియు తిరిగి, రిసీవర్‌లోకి వస్తుంది. లోపాలు లేని ప్రదేశాలలో, సంకేతాలు ముఖ్యమైన ప్రతిబింబం లేకుండా భాగం గుండా వెళతాయి మరియు రిసీవర్ ద్వారా నమోదు చేయబడవు.

అల్ట్రాసౌండ్ కొన్ని వ్యాధులను నిర్ధారించడానికి మరియు చికిత్స చేయడానికి వైద్యంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. X- కిరణాల వలె కాకుండా, దాని తరంగాలు ఉండవు హానికరమైన ప్రభావంఫాబ్రిక్ మీద. రోగనిర్ధారణ అల్ట్రాసౌండ్ పరీక్షలు(అల్ట్రాసౌండ్)లేకుండా అనుమతిస్తాయి శస్త్రచికిత్స జోక్యంఅవయవాలు మరియు కణజాలాలలో రోగలక్షణ మార్పులను గుర్తించండి. ఒక ప్రత్యేక పరికరం శరీరంలోని నిర్దిష్ట భాగానికి 0.5 నుండి 15 MHz ఫ్రీక్వెన్సీతో అల్ట్రాసోనిక్ తరంగాలను పంపుతుంది, అవి అధ్యయనంలో ఉన్న అవయవం నుండి ప్రతిబింబిస్తాయి మరియు కంప్యూటర్ దాని చిత్రాన్ని తెరపై ప్రదర్శిస్తుంది.

ఇన్ఫ్రాసౌండ్ వివిధ మాధ్యమాలలో తక్కువ శోషణ ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది, దీని ఫలితంగా గాలి, నీరు మరియు భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లోని ఇన్‌ఫ్రాసోనిక్ తరంగాలు చాలా దూరం వరకు వ్యాప్తి చెందుతాయి. ఈ దృగ్విషయం కనుగొనబడింది ఆచరణాత్మక ఉపయోగంవద్ద స్థలాలను నిర్ణయించడంబలమైన పేలుళ్లు లేదా కాల్పుల ఆయుధం యొక్క స్థానం. సముద్రంలో ఎక్కువ దూరాలకు ఇన్‌ఫ్రాసౌండ్‌ని ప్రచారం చేయడం సాధ్యపడుతుంది ప్రకృతి విపత్తు అంచనాలు- సునామీ. జెల్లీ ఫిష్, క్రస్టేసియన్లు మొదలైనవి ఇన్‌ఫ్రాసౌండ్‌లను గ్రహించగలవు మరియు తుఫాను ప్రారంభానికి చాలా కాలం ముందు దాని విధానాన్ని అనుభూతి చెందుతాయి.

వాయు, ద్రవ మరియు ఘన మాధ్యమాలలో సంభవిస్తుంది, ఇది మానవ వినికిడి అవయవాలకు చేరుకున్నప్పుడు, వాటి ద్వారా ధ్వనిగా గ్రహించబడుతుంది. ఈ తరంగాల ఫ్రీక్వెన్సీ సెకనుకు 20 నుండి 20,000 డోలనాల పరిధిలో ఉంటుంది. మేము సౌండ్ వేవ్ కోసం సూత్రాలను ఇస్తాము మరియు దాని లక్షణాలను మరింత వివరంగా పరిశీలిస్తాము.

ధ్వని తరంగం ఎందుకు కనిపిస్తుంది?

సౌండ్ వేవ్ అంటే ఏమిటి అని చాలా మంది ఆశ్చర్యపోతారు. ధ్వని యొక్క స్వభావం సాగే మాధ్యమంలో ఆటంకాలు సంభవించడంలో ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, ఒక నిర్దిష్ట పరిమాణంలో గాలిలో కుదింపు రూపంలో ఒత్తిడి కలవరం సంభవించినప్పుడు, ఈ ప్రాంతం అంతరిక్షంలో వ్యాపిస్తుంది. ఈ ప్రక్రియ మూలానికి ప్రక్కనే ఉన్న ప్రదేశాలలో గాలి యొక్క కుదింపుకు దారితీస్తుంది, ఇది కూడా విస్తరిస్తుంది. ఈ ప్రక్రియ కొంత రిసీవర్‌కు చేరుకునే వరకు మరింత ఎక్కువ స్థలాన్ని కవర్ చేస్తుంది, ఉదాహరణకు, మానవ చెవి.

ధ్వని తరంగాల సాధారణ లక్షణాలు

ధ్వని తరంగం అంటే ఏమిటి మరియు అది మానవ చెవి ద్వారా ఎలా గ్రహించబడుతుంది అనే ప్రశ్నలను పరిగణించండి. ధ్వని తరంగం రేఖాంశంగా ఉంటుంది; ఇది చెవి షెల్‌లోకి ప్రవేశించినప్పుడు, ఇది ఒక నిర్దిష్ట పౌనఃపున్యం మరియు వ్యాప్తితో కర్ణభేరిని కంపించేలా చేస్తుంది. మీరు పొరకు ప్రక్కనే ఉన్న గాలి యొక్క మైక్రోవాల్యూమ్‌లో ఒత్తిడిలో కాలానుగుణ మార్పులుగా కూడా ఈ హెచ్చుతగ్గులను సూచించవచ్చు. మొదట, ఇది సాధారణ వాతావరణ పీడనానికి సంబంధించి పెరుగుతుంది, ఆపై తగ్గుతుంది, కట్టుబడి ఉంటుంది గణిత చట్టాలుశ్రావ్యమైన ఉద్యమం. గాలి కుదింపులో మార్పుల వ్యాప్తి, అనగా, వాతావరణ పీడనంతో ధ్వని తరంగం ద్వారా సృష్టించబడిన గరిష్ట లేదా కనిష్ట పీడనం మధ్య వ్యత్యాసం ధ్వని తరంగం యొక్క వ్యాప్తికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

అనేక భౌతిక ప్రయోగాలు మానవ చెవికి హాని కలిగించకుండా గ్రహించగల గరిష్ట పీడనం 2800 µN/cm 2 అని చూపించాయి. పోలిక కోసం, భూమి యొక్క ఉపరితలం దగ్గర వాతావరణ పీడనం 10 మిలియన్ µN/cm 2 అని చెప్పండి. పీడనం మరియు డోలనాల వ్యాప్తి యొక్క అనుపాతతను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, బలమైన తరంగాలకు కూడా చివరి విలువ చాలా తక్కువ అని మనం చెప్పగలం. మేము ధ్వని తరంగం యొక్క పొడవు గురించి మాట్లాడినట్లయితే, సెకనుకు 1000 వైబ్రేషన్ల ఫ్రీక్వెన్సీ కోసం అది సెంటీమీటర్లో వెయ్యి వంతు ఉంటుంది.

బలహీనమైన శబ్దాలు 0.001 μN / cm 2 క్రమం యొక్క ఒత్తిడి హెచ్చుతగ్గులను సృష్టిస్తాయి, 1000 Hz ఫ్రీక్వెన్సీకి తరంగ డోలనాల యొక్క సంబంధిత వ్యాప్తి 10 -9 సెం.మీ, అయితే గాలి అణువుల సగటు వ్యాసం 10 -8 సెం.మీ. మానవ చెవి చాలా సున్నితమైన అవయవం.

ధ్వని తరంగాల తీవ్రత యొక్క భావన

రేఖాగణిత దృక్కోణం నుండి, ధ్వని తరంగం అనేది ఒక నిర్దిష్ట రూపం యొక్క కంపనం, కానీ భౌతిక దృక్కోణం నుండి, ధ్వని తరంగాల యొక్క ప్రధాన లక్షణం శక్తిని బదిలీ చేయగల సామర్థ్యం. తరంగ శక్తి బదిలీకి అత్యంత ముఖ్యమైన ఉదాహరణ సూర్యుడు, దీని రేడియేటెడ్ విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు మన మొత్తం గ్రహానికి శక్తిని అందిస్తాయి.

భౌతిక శాస్త్రంలో ధ్వని తరంగం యొక్క తీవ్రత అనేది ఒక యూనిట్ ఉపరితలం ద్వారా తరంగం ద్వారా తీసుకువెళ్ళే శక్తి మొత్తంగా నిర్వచించబడింది, ఇది తరంగ వ్యాప్తికి లంబంగా మరియు యూనిట్ సమయానికి ఉంటుంది. సంక్షిప్తంగా, తరంగం యొక్క తీవ్రత యూనిట్ ప్రాంతం ద్వారా బదిలీ చేయబడిన దాని శక్తి.

ధ్వని తరంగాల బలాన్ని సాధారణంగా డెసిబెల్స్‌లో కొలుస్తారు, ఇవి లాగరిథమిక్ స్కేల్‌పై ఆధారపడి ఉంటాయి. ఆచరణాత్మక విశ్లేషణఫలితాలు

వివిధ శబ్దాల తీవ్రత

కింది డెసిబెల్ స్కేల్ భిన్నమైన అర్థం మరియు అది కలిగించే అనుభూతుల గురించి ఒక ఆలోచనను ఇస్తుంది:

• అసహ్యకరమైన మరియు అసౌకర్య అనుభూతుల పరిమితి 120 డెసిబెల్స్ (dB) వద్ద ప్రారంభమవుతుంది;
• రివెటింగ్ సుత్తి 95 dB శబ్దాన్ని సృష్టిస్తుంది;
• హై-స్పీడ్ రైలు - 90 dB;
• భారీ ట్రాఫిక్ ఉన్న వీధి - 70 dB;
• వ్యక్తుల మధ్య సాధారణ సంభాషణ యొక్క పరిమాణం - 65 dB;
• మితమైన వేగంతో కదిలే ఆధునిక కారు 50 dB శబ్దాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది;
• రేడియో యొక్క సగటు వాల్యూమ్ - 40 dB;
• నిశ్శబ్ద సంభాషణ - 20 dB;
• చెట్టు ఆకుల శబ్దం - 10 dB;
• మానవ ధ్వని సున్నితత్వం యొక్క కనీస థ్రెషోల్డ్ 0 dBకి దగ్గరగా ఉంటుంది.

మానవ చెవి యొక్క సున్నితత్వం ధ్వని యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు 2000-3000 Hz ఫ్రీక్వెన్సీతో ధ్వని తరంగాలకు గరిష్ట విలువ. ఈ ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిలో ధ్వని కోసం, మానవ సున్నితత్వం యొక్క దిగువ థ్రెషోల్డ్ 10 -5 dB. పేర్కొన్న విరామం కంటే ఎక్కువ మరియు తక్కువ పౌనఃపున్యాలు తక్కువ సెన్సిటివిటీ థ్రెషోల్డ్‌లో పెరుగుదలకు దారితీస్తాయి, ఆ విధంగా ఒక వ్యక్తి 20 Hz మరియు 20,000 Hzకి దగ్గరగా ఉన్న ఫ్రీక్వెన్సీలను అనేక పదుల dB తీవ్రతతో మాత్రమే వింటాడు.

తీవ్రత యొక్క ఎగువ థ్రెషోల్డ్ విషయానికొస్తే, ఆ తర్వాత ధ్వని ఒక వ్యక్తికి అసౌకర్యాన్ని కలిగించడం ప్రారంభమవుతుంది మరియు కూడా నొప్పి, అప్పుడు ఇది ఫ్రీక్వెన్సీ నుండి ఆచరణాత్మకంగా స్వతంత్రంగా ఉంటుంది మరియు 110-130 dB పరిధిలో ఉంటుంది అని చెప్పాలి.

ధ్వని తరంగం యొక్క రేఖాగణిత లక్షణాలు

నిజమైన సౌండ్ వేవ్ అనేది రేఖాంశ తరంగాల సంక్లిష్ట ఓసిలేటరీ ప్యాకెట్, ఇది సాధారణ హార్మోనిక్ డోలనాలుగా కుళ్ళిపోతుంది. అటువంటి ప్రతి డోలనం క్రింది లక్షణాల ద్వారా రేఖాగణిత కోణం నుండి వివరించబడింది:

1. వ్యాప్తి - సమతౌల్యం నుండి వేవ్ యొక్క ప్రతి విభాగం యొక్క గరిష్ట విచలనం. ఈ విలువ A గా సూచించబడింది.
2. కాలం. ఒక సాధారణ తరంగం దాని పూర్తి డోలనాన్ని పూర్తి చేయడానికి పట్టే సమయం ఇది. ఈ సమయం తరువాత, వేవ్ యొక్క ప్రతి పాయింట్ దాని ఓసిలేటరీ ప్రక్రియను పునరావృతం చేయడం ప్రారంభిస్తుంది. కాలం సాధారణంగా T అక్షరంతో సూచించబడుతుంది మరియు SI వ్యవస్థలో సెకన్లలో కొలుస్తారు.
3. తరచుదనం. అది భౌతిక పరిమాణం, ఈ తరంగం సెకనులో ఎన్ని డోలనాలను చేస్తుందో చూపిస్తుంది. అంటే, దాని అర్థంలో, ఇది కాలానికి విలోమ విలువ. ఇది ఎఫ్ గా నియమించబడింది. సౌండ్ వేవ్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ కోసం, ఒక పీరియడ్ పరంగా దానిని నిర్ణయించే సూత్రం క్రింది విధంగా ఉంటుంది: f = 1/T.
4. తరంగదైర్ఘ్యం అనేది ఒక డోలనం సమయంలో అది ప్రయాణించే దూరం. జ్యామితీయంగా, తరంగదైర్ఘ్యం అనేది సైనూసోయిడల్ వక్రరేఖపై రెండు సమీప గరిష్టాలు లేదా రెండు సమీప కనిష్టాల మధ్య దూరం. ధ్వని తరంగం యొక్క డోలనం పొడవు అనేది గాలి కుదింపు యొక్క సమీప ప్రాంతాల మధ్య దూరం లేదా తరంగం కదిలే ప్రదేశంలో దాని అరుదైన చర్య యొక్క సమీప ప్రదేశాల మధ్య దూరం. ఇది సాధారణంగా నియమించబడినది గ్రీకు అక్షరం λ.
5. ధ్వని తరంగం యొక్క వ్యాప్తి వేగం అనేది కుదింపు ప్రాంతం లేదా వేవ్ యొక్క అరుదైన చర్య యొక్క ప్రాంతం ఒక యూనిట్ సమయానికి ప్రచారం చేసే దూరం. ఈ విలువ అక్షరం v ద్వారా సూచించబడుతుంది. ధ్వని తరంగ వేగం కోసం, సూత్రం: v = λ*f.

స్వచ్ఛమైన ధ్వని తరంగం యొక్క జ్యామితి, అంటే, స్థిరమైన స్వచ్ఛత యొక్క తరంగం, సైనూసోయిడల్ నియమాన్ని పాటిస్తుంది. సాధారణ సందర్భంలో, ధ్వని తరంగ సూత్రం: y = A*sin(ωt), ఇక్కడ y అనేది వేవ్ యొక్క ఇచ్చిన బిందువు యొక్క కోఆర్డినేట్ యొక్క విలువ, t అనేది సమయం, ω = 2*pi*f అనేది చక్రీయం. డోలనం ఫ్రీక్వెన్సీ.

అపెరియాడిక్ ధ్వని

అనేక ధ్వని మూలాలను కాలానుగుణంగా పరిగణించవచ్చు, ఉదాహరణకు, గిటార్, పియానో, వేణువు వంటి సంగీత వాయిద్యాల నుండి వచ్చే శబ్దం, కానీ ప్రకృతిలో పెద్ద సంఖ్యలో శబ్దాలు కూడా ఉన్నాయి, అవి అపెరియాడిక్, అంటే ధ్వని కంపనాలు వాటి ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు ఆకారాన్ని మారుస్తాయి. అంతరిక్షంలో. సాంకేతికంగా, ఈ రకమైన ధ్వనిని శబ్దం అంటారు. అపెరియోడిక్ ధ్వనికి స్పష్టమైన ఉదాహరణలు పట్టణ శబ్దం, సముద్రపు ధ్వని, పెర్కషన్ వాయిద్యాల నుండి శబ్దాలు, ఉదాహరణకు, డ్రమ్ నుండి మరియు ఇతరులు.

ధ్వని ప్రచారం మాధ్యమం

విద్యుదయస్కాంత వికిరణం వలె కాకుండా, ఫోటాన్‌లకు వాటి ప్రచారం కోసం ఎటువంటి పదార్థ మాధ్యమం అవసరం లేదు, ధ్వని యొక్క స్వభావం దాని ప్రచారం కోసం ఒక నిర్దిష్ట మాధ్యమం అవసరమవుతుంది, అనగా భౌతిక శాస్త్ర నియమాల ప్రకారం, శూన్యంలో ధ్వని తరంగాలు ప్రచారం చేయలేవు.

ధ్వని వాయువులు, ద్రవాలు మరియు ఘనపదార్థాలలో ప్రచారం చేయగలదు. మాధ్యమంలో ప్రచారం చేసే ధ్వని తరంగం యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:

• తరంగం సరళంగా వ్యాపిస్తుంది;
• ఇది ఒక సజాతీయ మాధ్యమంలో అన్ని దిశలలో సమానంగా వ్యాపిస్తుంది, అనగా, ధ్వని మూలం నుండి వేరుగా ఉంటుంది, ఇది ఆదర్శవంతమైన గోళాకార ఉపరితలాన్ని ఏర్పరుస్తుంది.
• ధ్వని యొక్క వ్యాప్తి మరియు ఫ్రీక్వెన్సీతో సంబంధం లేకుండా, దాని తరంగాలు ఇచ్చిన మాధ్యమంలో అదే వేగంతో వ్యాపిస్తాయి.

వివిధ మాధ్యమాలలో ధ్వని తరంగాల వేగం

ధ్వని ప్రచారం యొక్క వేగం రెండు ప్రధాన కారకాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది: తరంగం ప్రయాణించే మాధ్యమం మరియు ఉష్ణోగ్రత. సాధారణంగా, కింది నియమం వర్తిస్తుంది: దట్టమైన మాధ్యమం, మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత, వేగంగా ధ్వని దానిలో ప్రయాణిస్తుంది.

ఉదాహరణకు, 20 ℃ ఉష్ణోగ్రత మరియు 50% తేమ వద్ద భూమి యొక్క ఉపరితలం దగ్గర గాలిలో ధ్వని తరంగం యొక్క ప్రచారం వేగం 1235 km/h లేదా 343 m/s. నీటిలో, ఇచ్చిన ఉష్ణోగ్రత వద్ద, ధ్వని 4.5 రెట్లు వేగంగా ప్రయాణిస్తుంది, అంటే దాదాపు 5735 కిమీ/గం లేదా 1600 మీ/సె. గాలిలోని ఉష్ణోగ్రతపై ధ్వని వేగం యొక్క ఆధారపడటం కొరకు, ప్రతి డిగ్రీ సెల్సియస్‌కు ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలతో ఇది 0.6 మీ / సె పెరుగుతుంది.

టింబ్రే మరియు టోన్

స్ట్రింగ్ లేదా మెటల్ ప్లేట్ స్వేచ్ఛగా కంపించడానికి అనుమతించబడితే, అది శబ్దాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. వివిధ ఫ్రీక్వెన్సీ. ఒక నిర్దిష్ట పౌనఃపున్యం యొక్క ధ్వనిని విడుదల చేసే శరీరాన్ని కనుగొనడం చాలా అరుదు, సాధారణంగా ఒక వస్తువు యొక్క ధ్వని నిర్దిష్ట వ్యవధిలో పౌనఃపున్యాల సమితిని కలిగి ఉంటుంది.

ధ్వని యొక్క ధ్వని దానిలోని హార్మోనిక్స్ సంఖ్య మరియు వాటి సంబంధిత తీవ్రతల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. టింబ్రే అనేది ఒక ఆత్మాశ్రయ విలువ, అనగా, ఇది ఒక నిర్దిష్ట వ్యక్తి ద్వారా ధ్వనించే వస్తువు యొక్క అవగాహన. టింబ్రే సాధారణంగా కింది విశేషణాల ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది: అధిక, తెలివైన, సోనరస్, శ్రావ్యమైన మరియు మొదలైనవి.

టోన్ అనేది ధ్వని సంచలనం, ఇది ఎక్కువ లేదా తక్కువ అని వర్గీకరించడానికి అనుమతిస్తుంది. ఈ విలువ కూడా ఆత్మాశ్రయమైనది మరియు ఏ పరికరం ద్వారానూ కొలవబడదు. టోన్ ఆబ్జెక్టివ్ పరిమాణంతో అనుబంధించబడింది - ధ్వని తరంగం యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ, కానీ వాటి మధ్య ఎటువంటి స్పష్టమైన సంబంధం లేదు. ఉదాహరణకు, స్థిరమైన తీవ్రత యొక్క సింగిల్-ఫ్రీక్వెన్సీ ధ్వని కోసం, ఫ్రీక్వెన్సీ పెరిగేకొద్దీ టోన్ పెరుగుతుంది. ధ్వని యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ స్థిరంగా ఉండి, దాని తీవ్రత పెరిగితే, అప్పుడు టోన్ తక్కువగా మారుతుంది.

ధ్వని మూలాల ఆకృతి

యాంత్రిక ప్రకంపనలు మరియు తరంగాలను ఉత్పత్తి చేసే శరీరం యొక్క ఆకృతికి అనుగుణంగా, మూడు ప్రధాన రకాలు ఉన్నాయి:

1. పాయింట్ మూలం. ఇది గోళాకార ఆకారంలో ఉండే ధ్వని తరంగాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు మూలం నుండి దూరంతో వేగంగా క్షీణిస్తుంది (మూలం నుండి దూరం రెట్టింపు అయితే సుమారు 6 dB).
2. లైన్ మూలం. ఇది స్థూపాకార తరంగాలను సృష్టిస్తుంది, దీని తీవ్రత పాయింట్ మూలం కంటే నెమ్మదిగా తగ్గుతుంది (మూలం నుండి దూరం యొక్క ప్రతి రెట్టింపు కోసం, తీవ్రత 3 dB తగ్గుతుంది).
3. ఫ్లాట్ లేదా రెండు డైమెన్షనల్ మూలం. ఇది ఒక నిర్దిష్ట దిశలో మాత్రమే తరంగాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. అటువంటి మూలానికి ఉదాహరణ సిలిండర్‌లో కదిలే పిస్టన్.

ఎలక్ట్రానిక్ ధ్వని మూలాలు

ధ్వని తరంగాన్ని రూపొందించడానికి, ఎలక్ట్రానిక్ మూలాలు ప్రత్యేక పొరను (స్పీకర్) ఉపయోగిస్తాయి, ఇది విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ యొక్క దృగ్విషయం కారణంగా యాంత్రిక కంపనాలను నిర్వహిస్తుంది. అటువంటి మూలాలలో ఈ క్రిందివి ఉన్నాయి:

• వివిధ డిస్కుల ఆటగాళ్ళు (CD, DVD మరియు ఇతరులు);
• క్యాసెట్ రికార్డర్లు;
• రేడియో రిసీవర్లు;
• టీవీలు మరియు మరికొన్ని.

వ్యాసం యొక్క కంటెంట్

సౌండ్ అండ్ అకౌస్టిక్స్.ధ్వని కంపనాలు, అనగా. సాగే మాధ్యమంలో ఆవర్తన మెకానికల్ కలత - వాయు, ద్రవ మరియు ఘన. మాధ్యమంలో కొంత భౌతిక మార్పు (ఉదాహరణకు, సాంద్రత లేదా పీడనంలో మార్పు, కణాల స్థానభ్రంశం) అటువంటి కలత, ధ్వని తరంగం రూపంలో దానిలో ప్రచారం చేస్తుంది. ధ్వని తరంగాల మూలం, ప్రచారం, స్వీకరణ మరియు ప్రాసెసింగ్‌తో వ్యవహరించే భౌతిక శాస్త్ర రంగాన్ని అకౌస్టిక్స్ అంటారు. ఒక ధ్వని దాని పౌనఃపున్యం మానవ చెవి యొక్క సున్నితత్వానికి మించి ఉన్నట్లయితే లేదా అది చెవితో నేరుగా సంబంధాన్ని కలిగి ఉండని ఘనపదార్థం వంటి మాధ్యమంలో ప్రచారం చేస్తే లేదా దాని శక్తి మాధ్యమంలో వేగంగా వెదజల్లబడితే వినబడదు. అందువల్ల, మనకు ధ్వని అవగాహన యొక్క సాధారణ ప్రక్రియ ధ్వని యొక్క ఒక వైపు మాత్రమే.

శబ్ధ తరంగాలు

గాలితో నిండిన పొడవైన పైపును పరిగణించండి. ఎడమ చివర నుండి, గోడలకు గట్టిగా జతచేయబడిన పిస్టన్ దానిలోకి చొప్పించబడుతుంది (Fig. 1). పిస్టన్‌ను కుడివైపుకి వేగంగా తరలించి ఆపివేస్తే, దాని సమీపంలోని గాలి ఒక క్షణం పాటు కుదించబడుతుంది (Fig. 1, a) అప్పుడు సంపీడన గాలి విస్తరిస్తుంది, దాని ప్రక్కనే ఉన్న గాలిని కుడి వైపున నెట్టివేస్తుంది మరియు ప్రారంభంలో పిస్టన్ దగ్గర కనిపించిన కుదింపు ప్రాంతం పైపు ద్వారా స్థిరమైన వేగంతో కదులుతుంది (Fig. 1, బి) ఈ కంప్రెషన్ వేవ్ వాయువులోని ధ్వని తరంగం.

వాయువులోని ధ్వని తరంగం అధిక పీడనం, అధిక సాంద్రత, కణాల స్థానభ్రంశం మరియు వాటి వేగంతో వర్గీకరించబడుతుంది. ధ్వని తరంగాల కోసం, సమతౌల్య విలువల నుండి ఈ వ్యత్యాసాలు ఎల్లప్పుడూ చిన్నవిగా ఉంటాయి. అందువలన, వేవ్తో సంబంధం ఉన్న అదనపు పీడనం వాయువు యొక్క స్థిర పీడనం కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. లేకపోతే, మేము మరొక దృగ్విషయంతో వ్యవహరిస్తున్నాము - షాక్ వేవ్. సాధారణ ప్రసంగానికి అనుగుణమైన ధ్వని తరంగంలో, అదనపు పీడనం వాతావరణ పీడనంలో మిలియన్ వంతు మాత్రమే.

ధ్వని తరంగం ద్వారా పదార్ధం దూరంగా ఉండకపోవడం ముఖ్యం. ఒక తరంగం అనేది గాలి గుండా వెళుతున్న ఒక తాత్కాలిక గందరగోళం మాత్రమే, ఆ తర్వాత గాలి ఒక సమతౌల్య స్థితికి తిరిగి వస్తుంది.

వేవ్ మోషన్, వాస్తవానికి, ధ్వనికి ప్రత్యేకమైనది కాదు: కాంతి మరియు రేడియో సంకేతాలు తరంగాల రూపంలో ప్రయాణిస్తాయి మరియు ప్రతి ఒక్కరూ నీటి ఉపరితలంపై తరంగాలతో సుపరిచితులు. అన్ని రకాల తరంగాలు తరంగ సమీకరణం అని పిలవబడే గణితశాస్త్రంలో వివరించబడ్డాయి.

హార్మోనిక్ తరంగాలు.

అంజీర్‌లోని పైపులోని తరంగం. 1ని సౌండ్ పల్స్ అంటారు. పిస్టన్ ఒక స్ప్రింగ్ నుండి సస్పెండ్ చేయబడిన బరువు వలె ముందుకు వెనుకకు కంపించినప్పుడు చాలా ముఖ్యమైన రకం తరంగం ఉత్పన్నమవుతుంది. ఇటువంటి డోలనాలను సాధారణ హార్మోనిక్ లేదా సైనూసోయిడల్ అని పిలుస్తారు మరియు ఈ సందర్భంలో ఉత్తేజిత తరంగాన్ని హార్మోనిక్ అంటారు.

సాధారణ హార్మోనిక్ డోలనాలతో, కదలిక క్రమానుగతంగా పునరావృతమవుతుంది. చలనం యొక్క రెండు సారూప్య స్థితుల మధ్య సమయ విరామాన్ని డోలనం కాలం మరియు సంఖ్య అంటారు పూర్తి కాలాలుసెకనుకు, - డోలనాల ఫ్రీక్వెన్సీ. ద్వారా కాలాన్ని సూచిస్తాం టి, మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ ద్వారా f; అప్పుడు దానిని వ్రాయవచ్చు f= 1/టి.ఉదాహరణకు, ఫ్రీక్వెన్సీ సెకనుకు 50 పీరియడ్‌లు (50 Hz) అయితే, ఆ వ్యవధి సెకనులో 1/50.

గణితశాస్త్రపరంగా సరళమైన హార్మోనిక్ డోలనాలు సాధారణ ఫంక్షన్ ద్వారా వివరించబడ్డాయి. ఏ క్షణంలోనైనా సాధారణ హార్మోనిక్ డోలనాలతో పిస్టన్ స్థానభ్రంశం tరూపంలో వ్రాయవచ్చు

ఇక్కడ d-సమతౌల్య స్థానం నుండి పిస్టన్ యొక్క స్థానభ్రంశం, మరియు డిస్థిరమైన గుణకం, ఇది పరిమాణం యొక్క గరిష్ట విలువకు సమానం డిమరియు స్థానభ్రంశం వ్యాప్తి అంటారు.

హార్మోనిక్ డోలనం సూత్రం ప్రకారం పిస్టన్ డోలనం చేస్తుందని భావించండి. అప్పుడు, అది కుడి వైపుకు కదులుతున్నప్పుడు, కుదింపు సంభవిస్తుంది, మునుపటిలాగా, మరియు ఎడమ వైపుకు వెళ్లినప్పుడు, ఒత్తిడి మరియు సాంద్రత వాటి సమతౌల్య విలువలకు సంబంధించి తగ్గుతాయి. సంపీడనం లేదు, కానీ వాయువు యొక్క అరుదైన చర్య. ఈ సందర్భంలో, అంజీర్లో చూపిన విధంగా కుడివైపు ప్రచారం చేస్తుంది. 2, ఆల్టర్నేటింగ్ కంప్రెషన్‌లు మరియు రేర్‌ఫాక్షన్‌ల వేవ్. ప్రతి క్షణంలో, పైపు పొడవున ఉన్న పీడన పంపిణీ వక్రత సైనసాయిడ్ రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు ఈ సైనసాయిడ్ ధ్వని వేగంతో కుడి వైపుకు కదులుతుంది. v. అదే తరంగ దశల మధ్య (ఉదాహరణకు, ప్రక్కనే ఉన్న మాగ్జిమా మధ్య) పైప్ వెంట ఉన్న దూరాన్ని తరంగదైర్ఘ్యం అంటారు. ఇది సాధారణంగా గ్రీకు అక్షరంతో సూచించబడుతుంది ఎల్(లాంబ్డా). తరంగదైర్ఘ్యం ఎల్సమయం లో అల ప్రయాణించే దూరం టి. అందుకే ఎల్ = టీవీ, లేదా v = lf.

రేఖాంశ మరియు విలోమ తరంగాలు.

కణాలు తరంగ ప్రచారం దిశకు సమాంతరంగా డోలనం చేస్తే, తరంగాన్ని రేఖాంశం అంటారు. అవి ప్రచారం దిశకు లంబంగా డోలనం చేస్తే, తరంగాన్ని అడ్డంగా పిలుస్తారు. వాయువులు మరియు ద్రవాలలో ధ్వని తరంగాలు రేఖాంశంగా ఉంటాయి. ఘనపదార్థాలలో, రెండు రకాల తరంగాలు ఉన్నాయి. ఘనపదార్థంలో విలోమ తరంగం దాని దృఢత్వం (ఆకార మార్పుకు నిరోధకత) కారణంగా సాధ్యమవుతుంది.

ఈ రెండు రకాల తరంగాల మధ్య అత్యంత ముఖ్యమైన వ్యత్యాసం ఏమిటంటే, కోత తరంగానికి ఆస్తి ఉంటుంది ధ్రువణత(ఒక నిర్దిష్ట విమానంలో డోలనాలు సంభవిస్తాయి), కానీ రేఖాంశం జరగదు. స్ఫటికాల ద్వారా ధ్వని ప్రతిబింబం మరియు ప్రసారం వంటి కొన్ని దృగ్విషయాలలో, కాంతి తరంగాల విషయంలో వలె, కణ స్థానభ్రంశం యొక్క దిశపై చాలా ఆధారపడి ఉంటుంది.

ధ్వని తరంగాల వేగం.

ధ్వని వేగం అనేది వేవ్ ప్రచారం చేసే మాధ్యమం యొక్క లక్షణం. ఇది రెండు కారకాలచే నిర్ణయించబడుతుంది: పదార్థం యొక్క స్థితిస్థాపకత మరియు సాంద్రత. ఘనపదార్థాల యొక్క సాగే లక్షణాలు వైకల్యం యొక్క రకాన్ని బట్టి ఉంటాయి. కాబట్టి, మెటల్ రాడ్ యొక్క సాగే లక్షణాలు టోర్షన్, కంప్రెషన్ మరియు బెండింగ్ సమయంలో ఒకే విధంగా ఉండవు. మరియు సంబంధిత వేవ్ డోలనాలు వేర్వేరు వేగంతో ప్రచారం చేస్తాయి.

సాగే మాధ్యమం అంటే వైకల్యం, అది టోర్షన్, కంప్రెషన్ లేదా బెండింగ్ అయినా, వైకల్యానికి కారణమయ్యే శక్తికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ఇటువంటి పదార్థాలు హుక్ యొక్క చట్టానికి లోబడి ఉంటాయి:

వోల్టేజ్ = సిసాపేక్ష వైకల్యం,

ఎక్కడ నుండివైకల్యం యొక్క పదార్థం మరియు రకాన్ని బట్టి స్థితిస్థాపకత యొక్క మాడ్యులస్.

ధ్వని వేగం vకోసం ఈ రకంసాగే వైకల్యం వ్యక్తీకరణ ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది

ఎక్కడ ఆర్పదార్థం యొక్క సాంద్రత (యూనిట్ వాల్యూమ్‌కు ద్రవ్యరాశి).

ఘన రాడ్‌లో ధ్వని వేగం.

పొడవాటి కడ్డీని చివరకి వర్తించే శక్తి ద్వారా విస్తరించవచ్చు లేదా కుదించవచ్చు. రాడ్ యొక్క పొడవు ఉండనివ్వండి ఎల్దరఖాస్తు తన్యత శక్తి ఎఫ్, మరియు పొడవు పెరుగుదల D ఎల్. విలువ D ఎల్/ఎల్సాపేక్ష వైకల్యం అని పిలుస్తారు మరియు యూనిట్ ప్రాంతానికి శక్తి మధ్యచ్ఛేదమురాడ్, - వోల్టేజ్. కాబట్టి వోల్టేజ్ ఉంది ఎఫ్/ఎ, ఎక్కడ కానీ -రాడ్ యొక్క విభాగ ప్రాంతం. అటువంటి రాడ్కు వర్తించినట్లుగా, హుక్ యొక్క చట్టం రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది

ఎక్కడ వైయంగ్ యొక్క మాడ్యులస్, అనగా. టెన్షన్ లేదా కంప్రెషన్ కోసం రాడ్ యొక్క స్థితిస్థాపకత యొక్క మాడ్యులస్, ఇది రాడ్ యొక్క పదార్థాన్ని వర్ణిస్తుంది. యంగ్ యొక్క మాడ్యులస్ రబ్బరు వంటి సులభంగా తన్యత పదార్థాలకు తక్కువగా ఉంటుంది మరియు ఉక్కు వంటి దృఢమైన పదార్థాలకు ఎక్కువగా ఉంటుంది.

మనం ఇప్పుడు రాడ్ చివరను సుత్తితో కొట్టడం ద్వారా దానిలోని కుదింపు వేవ్‌ను ఉత్తేజపరిచినట్లయితే, అది ఒక వేగంతో వ్యాపిస్తుంది. ఆర్, మునుపటిలాగా, రాడ్ తయారు చేయబడిన పదార్థం యొక్క సాంద్రత. కొన్ని సాధారణ పదార్థాలకు తరంగ వేగాల విలువలు టేబుల్‌లో ఇవ్వబడ్డాయి. ఒకటి.

రాడ్‌లో పరిగణించబడే వేవ్ ఒక కుదింపు వేవ్. కానీ ఇది ఖచ్చితంగా రేఖాంశంగా పరిగణించబడదు, ఎందుకంటే రాడ్ యొక్క పార్శ్వ ఉపరితలం యొక్క కదలిక కుదింపుతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది (Fig. 3, a).

రాడ్‌లో మరో రెండు రకాల తరంగాలు కూడా సాధ్యమే - బెండింగ్ వేవ్ (Fig. 3, బి) మరియు ఒక టోర్షన్ వేవ్ (Fig. 3, లో) బెండింగ్ వైకల్యాలు పూర్తిగా రేఖాంశంగా లేదా పూర్తిగా అడ్డంగా లేని తరంగానికి అనుగుణంగా ఉంటాయి. టోర్షన్ వైకల్యాలు, అనగా. రాడ్ యొక్క అక్షం చుట్టూ భ్రమణం, పూర్తిగా విలోమ తరంగాన్ని ఇవ్వండి.

రాడ్‌లో వంగుతున్న వేవ్ వేగం తరంగదైర్ఘ్యంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అలాంటి తరంగాన్ని "డిస్పర్సివ్" అంటారు.

రాడ్‌లోని టోర్షన్ తరంగాలు పూర్తిగా అడ్డంగా ఉంటాయి మరియు చెదరగొట్టబడవు. వాటి వేగం ఫార్ములా ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది

ఎక్కడ mకోతకు సంబంధించి పదార్థం యొక్క సాగే లక్షణాలను వర్ణించే కోత మాడ్యులస్. కొన్ని సాధారణ కోత వేవ్ వేగాలు టేబుల్ 1లో ఇవ్వబడ్డాయి. ఒకటి.

విస్తరించిన ఘన మాధ్యమంలో వేగం.

పెద్ద వాల్యూమ్ యొక్క ఘన మాధ్యమంలో, సరిహద్దుల ప్రభావాన్ని విస్మరించవచ్చు, రెండు రకాల సాగే తరంగాలు సాధ్యమే: రేఖాంశ మరియు విలోమ.

రేఖాంశ తరంగంలో వైకల్యం ఒక సమతల వైకల్యం, అనగా. తరంగ ప్రచారం దిశలో ఒక డైమెన్షనల్ కంప్రెషన్ (లేదా అరుదైన చర్య). విలోమ తరంగానికి సంబంధించిన వైకల్యం అనేది వేవ్ ప్రచారం యొక్క దిశకు లంబంగా ఉండే కోత స్థానభ్రంశం.

ఘన పదార్ధాలలో రేఖాంశ తరంగాల వేగం వ్యక్తీకరణ ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది

ఎక్కడ C-L-సాధారణ విమానం రూపాంతరం కోసం స్థితిస్థాపకత యొక్క మాడ్యులస్. ఇది బల్క్ మాడ్యులస్‌కు సంబంధించినది AT(ఇది క్రింద నిర్వచించబడింది) మరియు పదార్థం యొక్క కోత మాడ్యులస్ m సి ఎల్ = బి + 4/3m.పట్టికలో. 1 వివిధ ఘన పదార్థాల కోసం రేఖాంశ తరంగాల వేగాల విలువలను చూపుతుంది.

విస్తరించిన ఘన మాధ్యమంలో కోత తరంగాల వేగం అదే పదార్థం యొక్క రాడ్‌లోని టోర్షన్ తరంగాల వేగంతో సమానంగా ఉంటుంది. కాబట్టి, ఇది వ్యక్తీకరణ ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది. సాంప్రదాయిక ఘన పదార్థాల కోసం దాని విలువలు టేబుల్‌లో ఇవ్వబడ్డాయి. ఒకటి.

వాయువులలో వేగం.

వాయువులలో, ఒక రకమైన వైకల్యం మాత్రమే సాధ్యమవుతుంది: కుదింపు - అరుదైన చర్య. స్థితిస్థాపకత యొక్క సంబంధిత మాడ్యులస్ ATబల్క్ మాడ్యులస్ అంటారు. ఇది నిష్పత్తి ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది

-డి పి = బి(డి వి/వి).

ఇక్కడ డి పి- ఒత్తిడి మార్పు, డి వి/వివాల్యూమ్‌లో సాపేక్ష మార్పు. ఒత్తిడి పెరిగేకొద్దీ వాల్యూమ్ తగ్గుతుందని మైనస్ గుర్తు సూచిస్తుంది.

విలువ ATకుదింపు సమయంలో వాయువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత మారుతుందా లేదా అనే దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ధ్వని తరంగం విషయంలో, ఒత్తిడి చాలా త్వరగా మారుతుందని మరియు కుదింపు సమయంలో విడుదలయ్యే వేడిని వ్యవస్థను విడిచిపెట్టడానికి సమయం లేదని చూపవచ్చు. అందువలన, ధ్వని తరంగంలో ఒత్తిడిలో మార్పు పరిసర కణాలతో ఉష్ణ మార్పిడి లేకుండా సంభవిస్తుంది. అటువంటి మార్పును అడియాబాటిక్ అంటారు. వాయువులో ధ్వని వేగం ఉష్ణోగ్రతపై మాత్రమే ఆధారపడి ఉంటుందని నిర్ధారించబడింది. ఇచ్చిన ఉష్ణోగ్రత వద్ద, ధ్వని వేగం అన్ని వాయువులకు దాదాపు ఒకే విధంగా ఉంటుంది. 21.1 ° C ఉష్ణోగ్రత వద్ద, పొడి గాలిలో ధ్వని వేగం 344.4 m / s మరియు పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో పెరుగుతుంది.

ద్రవాలలో వేగం.

ద్రవాలలో ధ్వని తరంగాలు కుదింపు తరంగాలు - వాయువులలో వలె అరుదైన చర్య. అదే ఫార్ములా ద్వారా వేగం ఇవ్వబడుతుంది. అయినప్పటికీ, ఒక ద్రవం వాయువు కంటే చాలా తక్కువ కుదించబడుతుంది, అందువలన పరిమాణం AT, మరింత మరియు సాంద్రత ఆర్. ద్రవాలలో ధ్వని వేగం వాయువుల కంటే ఘనపదార్థాలలో వేగానికి దగ్గరగా ఉంటుంది. ఇది వాయువుల కంటే చాలా చిన్నది మరియు ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, మంచినీటిలో వేగం 15.6°C వద్ద 1460 m/s. సముద్రపు నీరుఅదే ఉష్ణోగ్రత వద్ద సాధారణ లవణీయత 1504 మీ/సె. పెరుగుతున్న నీటి ఉష్ణోగ్రత మరియు ఉప్పు సాంద్రతతో ధ్వని వేగం పెరుగుతుంది.

నిలబడి అలలు.

పరిమిత స్థలంలో హార్మోనిక్ వేవ్ ఉత్తేజితమైనప్పుడు, అది సరిహద్దుల నుండి బౌన్స్ అవుతుంది, నిలబడి తరంగాలు అని పిలవబడేవి ఏర్పడతాయి. నిలబడి ఉన్న తరంగం అనేది రెండు తరంగాల సూపర్‌పొజిషన్ ఫలితంగా ఒకటి ముందుకు మరియు మరొకటి వ్యతిరేక దిశలో ప్రయాణిస్తుంది. ప్రత్యామ్నాయ యాంటినోడ్‌లు మరియు నోడ్‌లతో అంతరిక్షంలో కదలని డోలనాల నమూనా ఉంది. యాంటినోడ్‌ల వద్ద, వాటి సమతౌల్య స్థానాల నుండి డోలనం చేసే కణాల విచలనాలు గరిష్టంగా ఉంటాయి మరియు నోడ్‌ల వద్ద అవి సున్నాకి సమానంగా ఉంటాయి.

స్ట్రింగ్‌లో నిలబడే తరంగాలు.

సాగదీసిన తీగలో, విలోమ తరంగాలు, మరియు స్ట్రింగ్ దాని అసలు, రెక్టిలినియర్ స్థానానికి సంబంధించి స్థానభ్రంశం చెందుతుంది. స్ట్రింగ్‌లో తరంగాలను ఫోటో తీస్తున్నప్పుడు, ఫండమెంటల్ టోన్ మరియు ఓవర్‌టోన్‌ల నోడ్‌లు మరియు యాంటీనోడ్‌లు స్పష్టంగా కనిపిస్తాయి.

నిలబడి ఉన్న తరంగాల చిత్రం, ఇచ్చిన పొడవు యొక్క స్ట్రింగ్ యొక్క ఓసిలేటరీ కదలికల విశ్లేషణను బాగా సులభతరం చేస్తుంది. పొడవు యొక్క స్ట్రింగ్ ఉండనివ్వండి ఎల్చివర్లలో జతచేయబడింది. అటువంటి స్ట్రింగ్ యొక్క ఏదైనా రకమైన కంపనం నిలబడి తరంగాల కలయికగా సూచించబడుతుంది. స్ట్రింగ్ యొక్క చివరలు స్థిరంగా ఉన్నందున, సరిహద్దు పాయింట్ల వద్ద నోడ్‌లను కలిగి ఉన్న అటువంటి నిలబడి తరంగాలు మాత్రమే సాధ్యమవుతాయి. స్ట్రింగ్ యొక్క వైబ్రేషన్ యొక్క అత్యల్ప పౌనఃపున్యం గరిష్ట సాధ్యమైన తరంగదైర్ఘ్యానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. నోడ్స్ మధ్య దూరం కాబట్టి ఎల్/2, స్ట్రింగ్ పొడవు సగం తరంగదైర్ఘ్యానికి సమానంగా ఉన్నప్పుడు ఫ్రీక్వెన్సీ తక్కువగా ఉంటుంది, అనగా. వద్ద ఎల్= 2ఎల్. ఇది స్ట్రింగ్ వైబ్రేషన్ యొక్క ఫండమెంటల్ మోడ్ అని పిలవబడేది. ఫండమెంటల్ ఫ్రీక్వెన్సీ లేదా ఫండమెంటల్ టోన్ అని పిలవబడే దాని సంబంధిత ఫ్రీక్వెన్సీ ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది f = v/2ఎల్, ఎక్కడ vస్ట్రింగ్ వెంట వేవ్ ప్రచారం యొక్క వేగం.

ఎక్కువ నోడ్‌లతో నిలబడి ఉన్న తరంగాలకు అనుగుణంగా ఉండే అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ డోలనాల మొత్తం క్రమం ఉంది. రెండవ హార్మోనిక్ లేదా మొదటి ఓవర్‌టోన్ అని పిలువబడే తదుపరి అధిక పౌనఃపున్యం ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది

f = v/ఎల్.

హార్మోనిక్స్ యొక్క క్రమం సూత్రం ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది f = nv/2ఎల్, ఎక్కడ n= 1, 2, 3, మొదలైనవి ఇది పిలవబడేది. స్ట్రింగ్ వైబ్రేషన్స్ యొక్క ఈజెన్ ఫ్రీక్వెన్సీలు. అవి సహజ సంఖ్యలకు అనులోమానుపాతంలో పెరుగుతాయి: 2, 3, 4... మొదలైన వాటిలో అధిక హార్మోనిక్స్. ప్రాథమిక ఫ్రీక్వెన్సీ కంటే రెట్లు ఎక్కువ. ఇటువంటి శబ్దాల శ్రేణిని సహజ లేదా హార్మోనిక్ స్కేల్ అంటారు.

మ్యూజికల్ అకౌస్టిక్స్‌లో ఇవన్నీ చాలా ముఖ్యమైనవి, ఇది క్రింద మరింత వివరంగా చర్చించబడుతుంది. ప్రస్తుతానికి, స్ట్రింగ్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన ధ్వని అన్ని సహజ పౌనఃపున్యాలను కలిగి ఉందని మేము గమనించాము. వాటిలో ప్రతిదాని యొక్క సాపేక్ష సహకారం స్ట్రింగ్ యొక్క కంపనాలు ఉత్తేజితమయ్యే పాయింట్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, ఒక స్ట్రింగ్ మధ్యలో తీయబడితే, ఈ పాయింట్ యాంటినోడ్‌కు అనుగుణంగా ఉన్నందున, ప్రాథమిక పౌనఃపున్యం చాలా ఉత్తేజితమవుతుంది. దాని నోడ్ మధ్యలో ఉన్నందున రెండవ హార్మోనిక్ ఉండదు. ఇతర హార్మోనిక్స్ గురించి కూడా చెప్పవచ్చు ( క్రింద చూడగలరుసంగీత ధ్వనిశాస్త్రం).

స్ట్రింగ్‌లోని అలల వేగం

ఎక్కడ T -స్ట్రింగ్ టెన్షన్, మరియు rL -స్ట్రింగ్ యొక్క యూనిట్ పొడవుకు ద్రవ్యరాశి. కాబట్టి, స్ట్రింగ్ యొక్క సహజ ఫ్రీక్వెన్సీ స్పెక్ట్రం ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది

అందువలన, స్ట్రింగ్ టెన్షన్ పెరుగుదల వైబ్రేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీల పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది. ఇచ్చిన వద్ద డోలనాల ఫ్రీక్వెన్సీని తగ్గించడానికి టిమీరు భారీ తీగను తీసుకోవచ్చు (పెద్దది ఆర్ ఎల్) లేదా దాని పొడవును పెంచడం.

అవయవ పైపులలో నిలబడి తరంగాలు.

స్ట్రింగ్‌కు సంబంధించి పేర్కొన్న సిద్ధాంతం అవయవ-రకం పైపులోని గాలి కంపనాలకు కూడా వర్తించవచ్చు. ఒక అవయవ పైపును సరళమైన పైపుగా చూడవచ్చు, దీనిలో నిలబడి ఉన్న తరంగాలు ఉత్తేజితమవుతాయి. పైపు మూసి మరియు ఓపెన్ చివరలను కలిగి ఉంటుంది. స్టాండింగ్ వేవ్ యొక్క యాంటీనోడ్ ఓపెన్ ఎండ్‌లో ఏర్పడుతుంది మరియు క్లోజ్డ్ ఎండ్‌లో ముడి ఏర్పడుతుంది. అందువల్ల, రెండు ఓపెన్ ఎండ్‌లతో కూడిన పైప్ ప్రాథమిక ఫ్రీక్వెన్సీని కలిగి ఉంటుంది, దీనిలో సగం తరంగదైర్ఘ్యం పైపు పొడవుతో సరిపోతుంది. ఒక పైపు, మరోవైపు, ఒక చివర తెరిచి ఉంటుంది మరియు మరొకటి మూసివేయబడి ఉంటుంది, తరంగదైర్ఘ్యంలో నాలుగింట ఒక వంతు పైపు పొడవుతో సరిపోయే ప్రాథమిక ఫ్రీక్వెన్సీని కలిగి ఉంటుంది. ఈ విధంగా, రెండు చివర్లలో తెరిచిన పైప్ యొక్క ప్రాథమిక ఫ్రీక్వెన్సీ f =v/2ఎల్, మరియు ఒక చివర తెరిచిన పైపు కోసం, f = v/4ఎల్(ఎక్కడ ఎల్పైపు పొడవు). మొదటి సందర్భంలో, ఫలితం స్ట్రింగ్‌కు సమానంగా ఉంటుంది: ఓవర్‌టోన్‌లు డబుల్, ట్రిపుల్ మరియు మొదలైనవి. ప్రాథమిక ఫ్రీక్వెన్సీ విలువ. అయితే, ఒక చివర తెరిచిన పైప్ కోసం, ఓవర్‌టోన్‌లు ప్రాథమిక ఫ్రీక్వెన్సీ కంటే 3, 5, 7, మొదలైన వాటి కంటే ఎక్కువగా ఉంటాయి. ఒకసారి.

అంజీర్ న. గణాంకాలు 4 మరియు 5 ప్రాథమిక పౌనఃపున్యం యొక్క స్టాండింగ్ వేవ్‌లను మరియు పరిగణించబడే రెండు రకాల పైపుల కోసం మొదటి ఓవర్‌టోన్‌ను క్రమపద్ధతిలో చూపుతాయి. సౌలభ్యం దృష్ట్యా, ఆఫ్‌సెట్‌లు ఇక్కడ అడ్డంగా చూపబడ్డాయి, అయితే వాస్తవానికి అవి రేఖాంశంగా ఉంటాయి.

ప్రతిధ్వని డోలనాలు.

స్టాండింగ్ తరంగాలు ప్రతిధ్వని దృగ్విషయానికి దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. పైన చర్చించిన సహజ పౌనఃపున్యాలు స్ట్రింగ్ లేదా ఆర్గాన్ పైప్ యొక్క ప్రతిధ్వని పౌనఃపున్యాలు కూడా. ఆర్గాన్ పైప్ యొక్క ఓపెన్ ఎండ్ దగ్గర లౌడ్ స్పీకర్ ఉంచబడిందని అనుకుందాం, ఒక నిర్దిష్ట ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క సిగ్నల్‌ను విడుదల చేస్తుంది, దానిని ఇష్టానుసారంగా మార్చవచ్చు. అప్పుడు, లౌడ్ స్పీకర్ సిగ్నల్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ పైపు యొక్క ప్రధాన ఫ్రీక్వెన్సీతో లేదా దాని ఓవర్‌టోన్‌లలో ఒకదానితో సమానంగా ఉంటే, పైపు చాలా బిగ్గరగా ధ్వనిస్తుంది. ఎందుకంటే లౌడ్‌స్పీకర్ గణనీయమైన వ్యాప్తితో గాలి కాలమ్ యొక్క కంపనాలను ఉత్తేజపరుస్తుంది. ఈ పరిస్థితుల్లో ట్రంపెట్ ప్రతిధ్వనిస్తుందని అంటున్నారు.

ఫోరియర్ విశ్లేషణ మరియు ధ్వని యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ స్పెక్ట్రం.

ఆచరణలో, ఒకే ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క ధ్వని తరంగాలు చాలా అరుదు. కానీ సంక్లిష్టమైన ధ్వని తరంగాలను హార్మోనిక్స్‌గా విడదీయవచ్చు. ఫ్రెంచ్ గణిత శాస్త్రజ్ఞుడు J. ఫోరియర్ (1768-1830) తర్వాత ఈ పద్ధతిని ఫోరియర్ విశ్లేషణ అని పిలుస్తారు, అతను దీనిని మొదటిసారిగా (వేడి సిద్ధాంతంలో) వర్తింపజేశాడు.

సౌండ్ వైబ్రేషన్స్ వర్సెస్ ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క సాపేక్ష శక్తి యొక్క గ్రాఫ్‌ను సౌండ్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ స్పెక్ట్రం అంటారు. అటువంటి స్పెక్ట్రాలో రెండు ప్రధాన రకాలు ఉన్నాయి: వివిక్త మరియు నిరంతర. వివిక్త స్పెక్ట్రం ఖాళీ ప్రదేశాలతో వేరు చేయబడిన ఫ్రీక్వెన్సీల కోసం ప్రత్యేక పంక్తులను కలిగి ఉంటుంది. అన్ని పౌనఃపున్యాలు దాని బ్యాండ్‌లోని నిరంతర స్పెక్ట్రంలో ఉంటాయి.

ఆవర్తన ధ్వని కంపనాలు.

ఆసిలేటరీ ప్రక్రియ, అది ఎంత క్లిష్టంగా ఉన్నా, నిర్ణీత సమయ విరామం తర్వాత పునరావృతమైతే సౌండ్ వైబ్రేషన్‌లు కాలానుగుణంగా ఉంటాయి. దీని స్పెక్ట్రం ఎల్లప్పుడూ వివిక్తంగా ఉంటుంది మరియు నిర్దిష్ట పౌనఃపున్యం యొక్క హార్మోనిక్స్‌ను కలిగి ఉంటుంది. అందుకే "హార్మోనిక్ విశ్లేషణ" అనే పదం. ఒక ఉదాహరణ దీర్ఘచతురస్రాకార డోలనాలు (Fig. 6, a) నుండి వ్యాప్తిలో మార్పుతో +Aముందు - కానీమరియు కాలం T= 1/f. మరొక సాధారణ ఉదాహరణ అంజీర్‌లో చూపిన త్రిభుజాకార రంపపు డోలనం. 6, బి. సంబంధిత హార్మోనిక్ భాగాలతో మరింత సంక్లిష్టమైన రూపం యొక్క ఆవర్తన డోలనాల ఉదాహరణ అంజీర్లో చూపబడింది. 7.

సంగీత శబ్దాలు ఆవర్తన కంపనాలు మరియు అందువల్ల హార్మోనిక్స్ (ఓవర్‌టోన్‌లు) కలిగి ఉంటాయి. స్ట్రింగ్‌లో, ఫండమెంటల్ ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క డోలనాలతో పాటు, ఇతర హార్మోనిక్స్ ఒక డిగ్రీ లేదా మరొకదానికి ఉత్తేజితమవుతాయని మేము ఇప్పటికే చూశాము. ప్రతి ఓవర్‌టోన్ యొక్క సాపేక్ష సహకారం స్ట్రింగ్ ఉత్తేజితమయ్యే విధానంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఓవర్‌టోన్‌ల సెట్ ఎక్కువగా నిర్ణయించబడుతుంది టింబ్రేసంగీత ధ్వని. ఈ సమస్యలు మ్యూజికల్ అకౌస్టిక్స్ విభాగంలో క్రింద మరింత వివరంగా చర్చించబడ్డాయి.

ధ్వని పల్స్ యొక్క స్పెక్ట్రం.

సాధారణ వైవిధ్యమైన శబ్దం తక్కువ వ్యవధిలో ఉండే శబ్దం: చప్పట్లు కొట్టడం, తలుపు తట్టడం, నేలపై పడే వస్తువు యొక్క శబ్దం, కోకిల కోకిల. ఇటువంటి శబ్దాలు ఆవర్తన లేదా సంగీతానికి సంబంధించినవి కావు. కానీ అవి ఫ్రీక్వెన్సీ స్పెక్ట్రమ్‌గా కూడా కుళ్ళిపోతాయి. ఈ సందర్భంలో, స్పెక్ట్రం నిరంతరంగా ఉంటుంది: ధ్వనిని వివరించడానికి, ఒక నిర్దిష్ట బ్యాండ్‌లో అన్ని పౌనఃపున్యాలు అవసరమవుతాయి, ఇది చాలా విస్తృతంగా ఉంటుంది. అటువంటి పౌనఃపున్యం స్పెక్ట్రమ్ తెలుసుకోవడం అటువంటి శబ్దాలను వక్రీకరణ లేకుండా పునరుత్పత్తి చేయడానికి అవసరం, ఎందుకంటే సంబంధిత ఎలక్ట్రానిక్ సిస్టమ్ ఈ ఫ్రీక్వెన్సీలన్నింటినీ సమానంగా "పాస్" చేయాలి.

సౌండ్ పల్స్ యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు సాధారణ రూపం యొక్క పల్స్‌ను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం ద్వారా స్పష్టం చేయవచ్చు. ధ్వని వ్యవధి D యొక్క డోలనం అని అనుకుందాం t, దీనిలో ఒత్తిడిలో మార్పు అంజీర్‌లో చూపిన విధంగా ఉంటుంది. ఎనిమిది, a. ఈ కేసు కోసం సుమారు ఫ్రీక్వెన్సీ స్పెక్ట్రం అంజీర్‌లో చూపబడింది. ఎనిమిది, బి. సెంటర్ ఫ్రీక్వెన్సీ అదే సిగ్నల్ నిరవధికంగా పొడిగించబడితే మనకు కలిగే వైబ్రేషన్‌లకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.

ఫ్రీక్వెన్సీ స్పెక్ట్రం యొక్క పొడవును బ్యాండ్‌విడ్త్ D అంటారు f(చిత్రం 8, బి) బ్యాండ్‌విడ్త్ అనేది అధిక వక్రీకరణ లేకుండా అసలు పల్స్‌ను పునరుత్పత్తి చేయడానికి అవసరమైన పౌనఃపున్యాల యొక్క సుమారు శ్రేణి. D మధ్య చాలా సులభమైన ప్రాథమిక సంబంధం ఉంది fమరియు డి t, అవి

డి fడి t"ఒకటి.

ఈ సంబంధం అన్ని ధ్వని పల్స్‌లకు చెల్లుతుంది. దీని అర్థం ఏమిటంటే, పల్స్ ఎంత తక్కువగా ఉంటే, అది ఎక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీలను కలిగి ఉంటుంది. 0.0005 సె వ్యవధిలో మరియు 30 kHz సిగ్నల్ ఫ్రీక్వెన్సీతో పల్స్ రూపంలో అల్ట్రాసౌండ్‌ను విడుదల చేస్తూ, జలాంతర్గామిని గుర్తించడానికి సోనార్ ఉపయోగించబడుతుందని అనుకుందాం. బ్యాండ్‌విడ్త్ 1/0.0005 = 2 kHz, మరియు లొకేటర్ పల్స్ స్పెక్ట్రంలో ఉన్న ఫ్రీక్వెన్సీలు వాస్తవానికి 29 నుండి 31 kHz పరిధిలో ఉంటాయి.

శబ్దం.

శబ్దం అనేది బహుళ, సమన్వయం లేని మూలాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన ఏదైనా ధ్వనిని సూచిస్తుంది. చెట్టు ఆకులు గాలికి ఊగుతున్న శబ్దం ఒక ఉదాహరణ. జెట్ ఇంజిన్ శబ్దం అధిక-వేగం ఎగ్జాస్ట్ స్ట్రీమ్ యొక్క అల్లకల్లోలం కారణంగా ఉంది. కళలో శబ్దం బాధించే ధ్వనిగా పరిగణించబడుతుంది. పర్యావరణం యొక్క ధ్వని కాలుష్యం.

ధ్వని తీవ్రత.

ధ్వని పరిమాణం మారవచ్చు. ఇది ధ్వని తరంగం ద్వారా మోసుకెళ్ళే శక్తి వల్ల అని సులభంగా చూడవచ్చు. శబ్దం యొక్క పరిమాణాత్మక పోలికల కోసం, ధ్వని తీవ్రత యొక్క భావనను పరిచయం చేయడం అవసరం. సౌండ్ వేవ్ యొక్క తీవ్రత యూనిట్ సమయానికి వేవ్ ఫ్రంట్ యొక్క యూనిట్ ప్రాంతం ద్వారా సగటు శక్తి ప్రవాహంగా నిర్వచించబడింది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, మనం ఒకే ప్రాంతాన్ని తీసుకుంటే (ఉదాహరణకు, 1 సెం.మీ. 2), ఇది ధ్వనిని పూర్తిగా గ్రహించి, తరంగ ప్రచారం దిశకు లంబంగా ఉంచుతుంది, అప్పుడు ధ్వని తీవ్రత ఒక సెకనులో గ్రహించిన శబ్ద శక్తికి సమానం. . తీవ్రత సాధారణంగా W/cm2 (లేదా W/m2)లో వ్యక్తీకరించబడుతుంది.

మేము కొన్ని తెలిసిన శబ్దాలకు ఈ విలువ యొక్క విలువను ఇస్తాము. సాధారణ సంభాషణ సమయంలో సంభవించే అధిక పీడనం యొక్క వ్యాప్తి వాతావరణ పీడనం యొక్క మిలియన్ వంతుగా ఉంటుంది, ఇది 10-9 W/cm 2 క్రమంలో ధ్వని ధ్వని తీవ్రతకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. సాధారణ సంభాషణ సమయంలో విడుదలయ్యే ధ్వని యొక్క మొత్తం శక్తి కేవలం 0.00001 వాట్ల క్రమంలో ఉంటుంది. అటువంటి చిన్న శక్తులను గ్రహించే మానవ చెవి యొక్క సామర్థ్యం దాని అద్భుతమైన సున్నితత్వానికి సాక్ష్యమిస్తుంది.

మన చెవి గ్రహించిన ధ్వని తీవ్రతల పరిధి చాలా విస్తృతమైనది. చెవి భరించగలిగే అతి పెద్ద శబ్దం యొక్క తీవ్రత అది వినగలిగే కనిష్ట స్థాయికి దాదాపు 1014 రెట్లు ఎక్కువ. ధ్వని మూలాల యొక్క పూర్తి శక్తి సమానంగా విస్తృత పరిధిని కలిగి ఉంటుంది. అందువల్ల, చాలా నిశ్శబ్దమైన గుసగుస సమయంలో విడుదలయ్యే శక్తి 10-9 W క్రమాన్ని కలిగి ఉంటుంది, అయితే జెట్ ఇంజిన్ ద్వారా విడుదలయ్యే శక్తి 10-5 Wకి చేరుకుంటుంది. మళ్ళీ, తీవ్రతలు 10 14 కారకంతో విభిన్నంగా ఉంటాయి.

డెసిబెల్.

శబ్దాలు తీవ్రతలో చాలా తేడా ఉన్నందున, దానిని సంవర్గమాన విలువగా భావించి డెసిబెల్‌లలో కొలవడం మరింత సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది. తీవ్రత యొక్క సంవర్గమాన విలువ అనేది పరిమాణం యొక్క పరిగణించబడిన విలువ మరియు దాని విలువకు అసలైనదిగా తీసుకోబడిన నిష్పత్తి యొక్క సంవర్గమానం. తీవ్రత స్థాయి జెకొన్ని షరతులతో ఎంచుకున్న తీవ్రతకు సంబంధించి జె 0 ఉంది

ధ్వని తీవ్రత స్థాయి = 10 lg ( జె/జె 0) డిబి

ఈ విధంగా, 20 dB కంటే ఎక్కువ తీవ్రత కలిగిన ఒక ధ్వని 100 రెట్లు ఎక్కువ.

ధ్వని కొలతల సాధనలో, సంబంధిత అధిక పీడన వ్యాప్తి పరంగా ధ్వని తీవ్రతను వ్యక్తీకరించడం ఆచారం. పి ఇ. ఒత్తిడిని డెసిబెల్స్‌లో కొలవబడినప్పుడు, కొన్ని సాంప్రదాయకంగా ఎంచుకున్న ఒత్తిడికి సంబంధించి ఆర్ 0 , అని పిలవబడే ధ్వని ఒత్తిడి స్థాయిని పొందండి. ధ్వని తీవ్రత పరిమాణానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది కాబట్టి పి ఇ 2, మరియు lg( పి ఇ 2) = 2lg పి ఇ, ధ్వని ఒత్తిడి స్థాయి క్రింది విధంగా నిర్ణయించబడుతుంది:

ధ్వని ఒత్తిడి స్థాయి = 20 lg ( పి ఇ/పి 0) డిబి

నామమాత్రపు ఒత్తిడి ఆర్ 0 = 2×10-5 Pa అనేది 1 kHz ఫ్రీక్వెన్సీతో ధ్వని కోసం ప్రామాణిక వినికిడి థ్రెషోల్డ్‌కు అనుగుణంగా ఉంటుంది. పట్టికలో. 2 కొన్ని సాధారణ ధ్వని మూలాల కోసం ధ్వని ఒత్తిడి స్థాయిలను చూపుతుంది. ఇవి మొత్తం వినగల పౌనఃపున్య శ్రేణిలో సగటున పొందబడిన సమగ్ర విలువలు.

వాల్యూమ్.

ధ్వని ఒత్తిడి స్థాయి కేవలం సంబంధించినది కాదు మానసిక అవగాహనవాల్యూమ్. ఈ కారకాలలో మొదటిది లక్ష్యం, మరియు రెండవది ఆత్మాశ్రయమైనది. శబ్దం యొక్క అవగాహన ధ్వని యొక్క తీవ్రతపై మాత్రమే కాకుండా, దాని ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు ప్రయోగాత్మక పరిస్థితులపై కూడా ఆధారపడి ఉంటుందని ప్రయోగాలు చూపిస్తున్నాయి.

పోలిక యొక్క పరిస్థితులతో ముడిపడి ఉండని శబ్దాల వాల్యూమ్‌లను పోల్చలేము. ఇప్పటికీ, స్వచ్ఛమైన టోన్ల పోలిక ఆసక్తిని కలిగిస్తుంది. దీన్ని చేయడానికి, ఇచ్చిన టోన్ 1000 Hz ఫ్రీక్వెన్సీతో ప్రామాణిక టోన్ వలె సమానంగా బిగ్గరగా గ్రహించబడే ధ్వని ఒత్తిడి స్థాయిని నిర్ణయించండి. అంజీర్ న. 9 ఫ్లెచర్ మరియు మాన్సన్ ప్రయోగాలలో పొందిన సమానమైన శబ్ద వక్రతలను చూపుతుంది. ప్రతి వక్రత కోసం, 1000 Hz యొక్క ప్రామాణిక టోన్ యొక్క సంబంధిత ధ్వని ఒత్తిడి స్థాయి సూచించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, 200 Hz టోన్ ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద, 50 dB ధ్వని పీడన స్థాయితో 1000 Hz టోన్‌కు సమానంగా 60 dB ధ్వని స్థాయిని గ్రహించడం అవసరం.

ఈ వక్రతలు హమ్‌ను నిర్వచించడానికి ఉపయోగించబడతాయి, ఇది డెసిబెల్‌లలో కూడా కొలవబడే శబ్దం యొక్క యూనిట్. నేపథ్యం అనేది ధ్వని వాల్యూమ్ స్థాయి, దీనికి సమానమైన పెద్ద ప్రామాణిక స్వచ్ఛమైన టోన్ (1000 Hz) యొక్క ధ్వని ఒత్తిడి స్థాయి 1 dB. కాబట్టి, 60 dB స్థాయిలో 200 Hz ఫ్రీక్వెన్సీ కలిగిన ధ్వని 50 ఫోన్ల వాల్యూమ్ స్థాయిని కలిగి ఉంటుంది.

అంజీర్లో తక్కువ వక్రత. 9 అనేది మంచి చెవి యొక్క వినికిడి థ్రెషోల్డ్ వక్రరేఖ. వినగల పౌనఃపున్యాల పరిధి దాదాపు 20 నుండి 20,000 Hz వరకు ఉంటుంది.

ధ్వని తరంగాల ప్రచారం.

నిశ్చల నీటిలోకి విసిరిన గులకరాయి నుండి తరంగాల వలె, ధ్వని తరంగాలు అన్ని దిశలలో వ్యాపిస్తాయి. అటువంటి ప్రచార ప్రక్రియను వేవ్ ఫ్రంట్‌గా వర్గీకరించడం సౌకర్యంగా ఉంటుంది. వేవ్ ఫ్రంట్ అనేది అంతరిక్షంలో ఒక ఉపరితలం, అన్ని పాయింట్ల వద్ద డోలనాలు ఒకే దశలో జరుగుతాయి. నీటిలో పడిపోయిన గులకరాయి నుండి వేవ్ ఫ్రంట్‌లు వృత్తాలు.

ఫ్లాట్ తరంగాలు.

సరళమైన రూపం యొక్క వేవ్ ఫ్రంట్ ఫ్లాట్. ఒక విమానం తరంగం ఒక దిశలో మాత్రమే వ్యాపిస్తుంది మరియు ఆచరణలో దాదాపుగా గ్రహించబడే ఆదర్శీకరణ. మూలం నుండి చాలా దూరంలో ఉన్న గోళాకార తరంగం వలె పైపులోని ధ్వని తరంగాన్ని సుమారుగా ఫ్లాట్‌గా పరిగణించవచ్చు.

గోళాకార తరంగాలు.

సాధారణ రకాలైన తరంగాలు ఒక గోళాకార ముందరితో కూడిన తరంగాన్ని కలిగి ఉంటాయి, ఇది ఒక బిందువు నుండి ఉద్భవిస్తుంది మరియు అన్ని దిశలలో వ్యాపిస్తుంది. అటువంటి తరంగాన్ని చిన్న పల్సేటింగ్ గోళాన్ని ఉపయోగించి ఉత్తేజపరచవచ్చు. గోళాకార తరంగాన్ని ఉత్తేజపరిచే మూలాన్ని పాయింట్ సోర్స్ అంటారు. అటువంటి తరంగం యొక్క తీవ్రత అది వ్యాప్తి చెందుతున్నప్పుడు తగ్గుతుంది, ఎందుకంటే శక్తి ఎప్పుడూ ఎక్కువ వ్యాసార్థంలో పంపిణీ చేయబడుతుంది.

గోళాకార తరంగాన్ని ఉత్పత్తి చేసే పాయింట్ మూలం 4 శక్తిని ప్రసరిస్తే pQ, అప్పుడు, వ్యాసార్థం కలిగిన గోళం యొక్క ఉపరితల వైశాల్యం నుండి ఆర్ 4కి సమానం p r 2, గోళాకార తరంగంలో ధ్వని తీవ్రత సమానంగా ఉంటుంది

జె = ప్ర/ఆర్ 2 ,

ఎక్కడ ఆర్మూలం నుండి దూరం. అందువలన, గోళాకార తరంగం యొక్క తీవ్రత మూలం నుండి దూరం యొక్క చతురస్రంతో విలోమంగా తగ్గుతుంది.

ధ్వని శోషణ కారణంగా దాని ప్రచారం సమయంలో ఏదైనా ధ్వని తరంగం యొక్క తీవ్రత తగ్గుతుంది. ఈ దృగ్విషయం క్రింద చర్చించబడుతుంది.

హ్యూజెన్స్ సూత్రం.

వేవ్ ఫ్రంట్ ప్రచారం కోసం హ్యూజెన్స్ సూత్రం చెల్లుతుంది. దానిని స్పష్టం చేయడానికి, ఏదో ఒక సమయంలో మనకు తెలిసిన వేవ్ ఫ్రంట్ ఆకారాన్ని పరిశీలిద్దాం. ఇది కొంతకాలం తర్వాత కూడా కనుగొనవచ్చు డి t, ప్రారంభ వేవ్ ఫ్రంట్‌లోని ప్రతి బిందువును ప్రాథమిక గోళాకార తరంగం యొక్క మూలంగా పరిగణించినట్లయితే, ఈ విరామంలో దూరం వరకు వ్యాపిస్తుంది vడి t. ఈ ప్రాథమిక గోళాకార వేవ్ ఫ్రంట్‌ల కవరు కొత్త వేవ్ ఫ్రంట్ అవుతుంది. హ్యూజెన్స్ సూత్రం ప్రచారం ప్రక్రియ అంతటా వేవ్‌ఫ్రంట్ ఆకారాన్ని గుర్తించడం సాధ్యం చేస్తుంది. తరంగాలు, సమతలం మరియు గోళాకారం రెండూ, ప్రచారం సమయంలో వాటి జ్యామితిని నిలుపుకోగలవని కూడా ఇది సూచిస్తుంది, మాధ్యమం సజాతీయంగా ఉంటే.

సౌండ్ డిఫ్రాక్షన్.

విక్షేపం అనేది ఒక అడ్డంకి చుట్టూ వంగడం. హ్యూజెన్స్ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి డిఫ్రాక్షన్ విశ్లేషించబడుతుంది. ఈ వంపు యొక్క డిగ్రీ తరంగదైర్ఘ్యం మరియు అడ్డంకి లేదా రంధ్రం యొక్క పరిమాణం మధ్య సంబంధంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ధ్వని తరంగం యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం కాంతి కంటే చాలా రెట్లు ఎక్కువ కాబట్టి, ధ్వని తరంగాల విక్షేపం కాంతి యొక్క విక్షేపం కంటే తక్కువగా మనకు ఆశ్చర్యాన్ని కలిగిస్తుంది. కాబట్టి, భవనం యొక్క మూలలో నిలబడి ఉన్న వ్యక్తితో మీరు మాట్లాడవచ్చు, అతను కనిపించనప్పటికీ. ధ్వని తరంగం సులభంగా మూలలో వంగి ఉంటుంది, అయితే కాంతి, దాని తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క చిన్నతనం కారణంగా, పదునైన నీడలను సృష్టిస్తుంది.

రంధ్రం ఉన్న ఘన ఫ్లాట్ స్క్రీన్‌పై ప్లేన్ సౌండ్ వేవ్ సంఘటన యొక్క డిఫ్రాక్షన్‌ను పరిగణించండి. స్క్రీన్ యొక్క మరొక వైపున వేవ్ ఫ్రంట్ ఆకారాన్ని నిర్ణయించడానికి, మీరు తరంగదైర్ఘ్యం మధ్య సంబంధాన్ని తెలుసుకోవాలి ఎల్మరియు రంధ్రం వ్యాసం డి. ఈ విలువలు దాదాపు ఒకే విధంగా ఉంటే లేదా ఎల్చాలా ఎక్కువ డి, అప్పుడు పూర్తి విక్షేపం పొందబడుతుంది: అవుట్గోయింగ్ వేవ్ యొక్క వేవ్ ఫ్రంట్ గోళాకారంగా ఉంటుంది మరియు వేవ్ స్క్రీన్ వెనుక ఉన్న అన్ని పాయింట్లను చేరుకుంటుంది. ఉంటే ఎల్కొంత తక్కువ డి, అప్పుడు అవుట్గోయింగ్ వేవ్ ప్రధానంగా ముందుకు దిశలో ప్రచారం చేస్తుంది. మరియు చివరకు, ఉంటే ఎల్చాల తక్కువ డి, అప్పుడు దాని శక్తి అంతా సరళ రేఖలో వ్యాపిస్తుంది. ఈ కేసులు అంజీర్‌లో చూపబడ్డాయి. పది.

ధ్వని మార్గంలో అడ్డంకి ఉన్నప్పుడు విక్షేపం కూడా గమనించబడుతుంది. అడ్డంకి యొక్క కొలతలు తరంగదైర్ఘ్యం కంటే చాలా పెద్దవిగా ఉంటే, అప్పుడు ధ్వని ప్రతిబింబిస్తుంది మరియు అడ్డంకి వెనుక ఒక ధ్వని నీడ జోన్ ఏర్పడుతుంది. అడ్డంకి యొక్క పరిమాణం తరంగదైర్ఘ్యంతో పోల్చదగినది లేదా తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ధ్వని అన్ని దిశలలో కొంత వరకు విక్షేపం చెందుతుంది. ఆర్కిటెక్చరల్ అకౌస్టిక్స్‌లో ఇది పరిగణనలోకి తీసుకోబడుతుంది. కాబట్టి, ఉదాహరణకు, కొన్నిసార్లు భవనం యొక్క గోడలు ధ్వని తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క క్రమం యొక్క కొలతలతో ప్రోట్రూషన్లతో కప్పబడి ఉంటాయి. (100 Hz ఫ్రీక్వెన్సీలో, గాలిలో తరంగదైర్ఘ్యం సుమారు 3.5 మీ.) ఈ సందర్భంలో, ధ్వని, గోడలపై పడి, అన్ని దిశలలో చెల్లాచెదురుగా ఉంటుంది. ఆర్కిటెక్చరల్ అకౌస్టిక్స్‌లో, ఈ దృగ్విషయాన్ని సౌండ్ డిఫ్యూజన్ అంటారు.

ధ్వని ప్రతిబింబం మరియు ప్రసారం.

ఒక మాధ్యమంలో ప్రయాణించే ధ్వని తరంగం మరొక మాధ్యమంతో ఇంటర్‌ఫేస్‌లో సంభవించినప్పుడు, మూడు ప్రక్రియలు ఏకకాలంలో సంభవించవచ్చు. వేవ్ ఇంటర్‌ఫేస్ నుండి ప్రతిబింబిస్తుంది, అది దిశను మార్చకుండా మరొక మాధ్యమంలోకి వెళ్ళవచ్చు లేదా ఇంటర్‌ఫేస్ వద్ద దిశను మార్చవచ్చు, అనగా. వక్రీభవనం. అంజీర్ న. 11 సరళమైన సందర్భాన్ని చూపుతుంది, ఒక విమానం తరంగం లంబ కోణంలో రెండు వేర్వేరు పదార్ధాలను వేరుచేసే చదునైన ఉపరితలంపై సంభవించినప్పుడు. ప్రతిబింబించే శక్తి యొక్క నిష్పత్తిని నిర్ణయించే తీవ్రత ప్రతిబింబ గుణకం, సమానంగా ఉంటే ఆర్, అప్పుడు ప్రసార గుణకం సమానంగా ఉంటుంది టి = 1 – ఆర్.

ధ్వని తరంగం కోసం, కంపన వాల్యూమెట్రిక్ వేగానికి అధిక పీడనం యొక్క నిష్పత్తిని శబ్ద అవరోధం అంటారు. ప్రతిబింబం మరియు ప్రసార గుణకాలు రెండు మాధ్యమాల వేవ్ ఇంపెడెన్స్‌ల నిష్పత్తిపై ఆధారపడి ఉంటాయి, వేవ్ ఇంపెడెన్స్‌లు, శబ్ద అవరోధాలకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటాయి. వాయువుల తరంగ నిరోధకత ద్రవాలు మరియు ఘనపదార్థాల కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. కాబట్టి గాలిలోని అలలు మందపాటి ఘన వస్తువు లేదా లోతైన నీటి ఉపరితలంపై తాకినట్లయితే, ధ్వని దాదాపు పూర్తిగా ప్రతిబింబిస్తుంది. ఉదాహరణకు, గాలి మరియు నీటి సరిహద్దు కోసం, తరంగ నిరోధకతల నిష్పత్తి 0.0003. దీని ప్రకారం, గాలి నుండి నీటిలోకి వెళ్ళే ధ్వని యొక్క శక్తి సంఘటన శక్తిలో 0.12% మాత్రమే. ప్రతిబింబం మరియు ప్రసార గుణకాలు రివర్సిబుల్: ప్రతిబింబ గుణకం వ్యతిరేక దిశలో ప్రసార గుణకం. అందువల్ల, శబ్దం ఆచరణాత్మకంగా గాలి నుండి నీటి బేసిన్లోకి లేదా నీటి కింద నుండి బయటికి చొచ్చుకుపోదు, ఇది నీటి కింద ఈదుకున్న ప్రతి ఒక్కరికీ బాగా తెలుసు.

పైన పరిగణించబడిన ప్రతిబింబం విషయంలో, తరంగ ప్రచారం దిశలో రెండవ మాధ్యమం యొక్క మందం పెద్దదని భావించబడింది. కానీ రెండవ మాధ్యమం గదుల మధ్య ఘన విభజన వంటి రెండు సారూప్య మాధ్యమాలను వేరుచేసే గోడ అయితే ప్రసార గుణకం గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉంటుంది. వాస్తవం ఏమిటంటే గోడ మందం సాధారణంగా ధ్వని తరంగదైర్ఘ్యం కంటే తక్కువగా ఉంటుంది లేదా దానితో పోల్చవచ్చు. గోడ మందం గోడలోని ధ్వని యొక్క సగం తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క గుణకం అయితే, లంబ సంభవం వద్ద తరంగం యొక్క ప్రసార గుణకం చాలా పెద్దది. ఈ పౌనఃపున్యం యొక్క ధ్వనికి అడ్డంకి పూర్తిగా పారదర్శకంగా ఉంటుంది, అది శోషణ కోసం కాకపోతే, మేము ఇక్కడ నిర్లక్ష్యం చేస్తాము. గోడ మందం దానిలోని ధ్వని తరంగదైర్ఘ్యం కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటే, అప్పుడు ప్రతిబింబం ఎల్లప్పుడూ చిన్నదిగా ఉంటుంది మరియు ధ్వని శోషణను పెంచడానికి ప్రత్యేక చర్యలు తీసుకోకపోతే, ప్రసారం పెద్దదిగా ఉంటుంది.

ధ్వని వక్రీభవనం.

ఇంటర్‌ఫేస్‌లో ఒక కోణంలో విమానం ధ్వని తరంగం సంభవించినప్పుడు, దాని ప్రతిబింబం యొక్క కోణం కోణానికి సమానంపతనం. సంభవం యొక్క కోణం 90° నుండి భిన్నంగా ఉంటే ప్రసారం చేయబడిన తరంగం సంఘటన తరంగం యొక్క దిశ నుండి వైదొలగుతుంది. తరంగ దిశలో ఈ మార్పును వక్రీభవనం అంటారు. ఫ్లాట్ సరిహద్దు వద్ద వక్రీభవన జ్యామితి అంజీర్‌లో చూపబడింది. 12. తరంగాల దిశ మరియు సాధారణ ఉపరితలం మధ్య కోణాలు సూచించబడతాయి qసంఘటన తరంగం కోసం 1 మరియు q 2 - వక్రీభవన గతం కోసం. ఈ రెండు కోణాల మధ్య సంబంధం రెండు మాధ్యమాల ధ్వని వేగం యొక్క నిష్పత్తిని మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది. కాంతి తరంగాల విషయంలో వలె, ఈ కోణాలు స్నెల్ (స్నెల్) చట్టం ద్వారా ఒకదానికొకటి సంబంధం కలిగి ఉంటాయి:

కాబట్టి, రెండవ మాధ్యమంలో ధ్వని వేగం మొదటిదాని కంటే తక్కువగా ఉంటే, వక్రీభవన కోణం సంఘటనల కోణం కంటే తక్కువగా ఉంటుంది; రెండవ మాధ్యమంలో వేగం ఎక్కువగా ఉంటే, వక్రీభవన కోణం ఎక్కువగా ఉంటుంది. సంఘటన కోణం కంటే.

ఉష్ణోగ్రత ప్రవణత కారణంగా వక్రీభవనం.

అసమాన మాధ్యమంలో ధ్వని వేగం బిందువు నుండి బిందువుకు నిరంతరం మారుతూ ఉంటే, వక్రీభవనం కూడా మారుతుంది. గాలి మరియు నీరు రెండింటిలోనూ ధ్వని వేగం ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది కాబట్టి, ఉష్ణోగ్రత ప్రవణత సమక్షంలో, ధ్వని తరంగాలు తమ కదలిక దిశను మార్చగలవు. వాతావరణం మరియు సముద్రంలో, క్షితిజ సమాంతర స్తరీకరణ కారణంగా, నిలువు ఉష్ణోగ్రత ప్రవణతలు సాధారణంగా గమనించబడతాయి. అందువల్ల, నిలువు వెంట ధ్వని వేగంలో మార్పుల కారణంగా, ఉష్ణోగ్రత ప్రవణతల కారణంగా, ధ్వని తరంగం పైకి లేదా క్రిందికి విక్షేపం చెందుతుంది.

పై పొరలలో కంటే భూమి యొక్క ఉపరితలం దగ్గర ఏదో ఒక ప్రదేశంలో గాలి వెచ్చగా ఉన్నప్పుడు కేసును పరిశీలిద్దాం. అప్పుడు, ఎత్తు పెరిగేకొద్దీ, ఇక్కడ గాలి ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతుంది మరియు దానితో పాటు, ధ్వని వేగం కూడా తగ్గుతుంది. వక్రీభవనం కారణంగా భూమి యొక్క ఉపరితలం దగ్గర మూలం ద్వారా వెలువడే ధ్వని పెరుగుతుంది. ఇది అంజీర్లో చూపబడింది. 13, ఇది ధ్వని "కిరణాలు" చూపుతుంది.

అంజీర్లో చూపిన ధ్వని కిరణాల విక్షేపం. 13, లో సాధారణ రూపంస్నెల్ చట్టం ద్వారా వివరించబడింది. ద్వారా అయితే q, మునుపటిలాగా, రేడియేషన్ యొక్క నిలువు మరియు దిశల మధ్య కోణాన్ని సూచించండి, అప్పుడు సాధారణీకరించిన స్నెల్ యొక్క చట్టం సమానత్వ పాప రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది q/v= const పుంజం యొక్క ఏదైనా బిందువును సూచిస్తుంది. ఈ విధంగా, పుంజం వేగం ఉన్న ప్రాంతంలోకి వెళితే vతగ్గుతుంది, అప్పుడు కోణం qకూడా తగ్గాలి. అందువల్ల, ధ్వని కిరణాలు ఎల్లప్పుడూ ధ్వని వేగం తగ్గే దిశలో విక్షేపం చెందుతాయి.

అంజీర్ నుండి. 13 మూలం నుండి కొంత దూరంలో ఒక ప్రాంతం ఉన్నట్లు చూడవచ్చు, ఇక్కడ ధ్వని కిరణాలు అస్సలు చొచ్చుకుపోవు. ఇది నిశ్శబ్దం అని పిలవబడే జోన్.

అంజీర్‌లో చూపిన దానికంటే ఎక్కడా ఎక్కువ ఎత్తులో ఉండటం చాలా సాధ్యమే. 13, ఉష్ణోగ్రత ప్రవణత కారణంగా, ధ్వని వేగం ఎత్తుతో పెరుగుతుంది. ఈ సందర్భంలో, మొదట్లో పైకి మళ్లిన ధ్వని తరంగం ఇక్కడ భూమి యొక్క ఉపరితలంపైకి మారుతుంది చాలా దూరం. వాతావరణంలో ఉష్ణోగ్రత విలోమ పొర ఏర్పడినప్పుడు ఇది జరుగుతుంది, ఫలితంగా ఏర్పడుతుంది సాధ్యం రిసెప్షన్అల్ట్రా-లాంగ్ సౌండ్ సిగ్నల్స్. అదే సమయంలో, రిమోట్ పాయింట్ల వద్ద రిసెప్షన్ నాణ్యత సమీపంలో కంటే మెరుగ్గా ఉంటుంది. చరిత్రలో అల్ట్రా-లాంగ్-రేంజ్ రిసెప్షన్‌కు చాలా ఉదాహరణలు ఉన్నాయి. ఉదాహరణకు, మొదటి ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో, వాతావరణ పరిస్థితులు తగిన ధ్వని వక్రీభవనానికి అనుకూలంగా ఉన్నప్పుడు, ఫ్రెంచ్ ముందు భాగంలో ఉన్న ఫిరంగులు ఇంగ్లాండ్‌లో వినిపించాయి.

నీటి కింద ధ్వని వక్రీభవనం.

నిలువు ఉష్ణోగ్రత మార్పుల కారణంగా ధ్వని వక్రీభవనం సముద్రంలో కూడా గమనించవచ్చు. ఉష్ణోగ్రత మరియు ధ్వని వేగం, లోతుతో తగ్గితే, ధ్వని కిరణాలు క్రిందికి మళ్లించబడతాయి, ఫలితంగా అంజీర్‌లో చూపిన విధంగా నిశ్శబ్దం యొక్క జోన్ ఏర్పడుతుంది. వాతావరణం కోసం 13. సముద్రం కోసం, ఈ చిత్రాన్ని కేవలం తిప్పినట్లయితే సంబంధిత చిత్రం మారుతుంది.

సైలెన్స్ జోన్‌ల ఉనికి సోనార్‌తో జలాంతర్గాములను గుర్తించడం కష్టతరం చేస్తుంది మరియు ధ్వని తరంగాలను క్రిందికి మళ్లించే వక్రీభవనం, ఉపరితలం దగ్గర వాటి వ్యాప్తి పరిధిని గణనీయంగా పరిమితం చేస్తుంది. అయినప్పటికీ, పైకి విక్షేపం కూడా గమనించవచ్చు. ఆమె మరిన్ని సృష్టించగలదు అనుకూలమైన పరిస్థితులుహైడ్రోలొకేషన్ కోసం.

ధ్వని తరంగాల జోక్యం.

రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ తరంగాల సూపర్‌పొజిషన్‌ను వేవ్ ఇంటర్‌ఫరెన్స్ అంటారు.

జోక్యం ఫలితంగా నిలబడి తరంగాలు.

పైన నిలబడి ఉన్న తరంగాలు ప్రత్యేక సంధర్భంజోక్యం. ఒకే వ్యాప్తి, దశ మరియు పౌనఃపున్యం యొక్క రెండు తరంగాల సూపర్‌పొజిషన్ ఫలితంగా స్టాండింగ్ తరంగాలు ఏర్పడతాయి, ఇవి వ్యతిరేక దిశలలో వ్యాపిస్తాయి.

స్టాండింగ్ వేవ్ యొక్క యాంటీనోడ్‌ల వద్ద వ్యాప్తి ప్రతి తరంగాల వ్యాప్తికి రెండు రెట్లు సమానం. తరంగ తీవ్రత దాని వ్యాప్తి యొక్క చతురస్రానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది కాబట్టి, దీని అర్థం యాంటినోడ్‌ల వద్ద తీవ్రత ప్రతి తరంగాల తీవ్రత కంటే 4 రెట్లు ఎక్కువ లేదా రెండు తరంగాల మొత్తం తీవ్రత కంటే 2 రెట్లు ఎక్కువ. నోడ్‌ల వద్ద తీవ్రత సున్నా అయినందున ఇక్కడ శక్తి పరిరక్షణ చట్టం ఉల్లంఘన లేదు.

కొడతాడు.

వివిధ పౌనఃపున్యాల హార్మోనిక్ తరంగాల జోక్యం కూడా సాధ్యమే. రెండు పౌనఃపున్యాలు కొద్దిగా భిన్నంగా ఉన్నప్పుడు, బీట్స్ అని పిలవబడేవి సంభవిస్తాయి. బీట్స్ అనేది అసలు పౌనఃపున్యాల మధ్య వ్యత్యాసానికి సమానమైన ఫ్రీక్వెన్సీలో సంభవించే ధ్వని వ్యాప్తిలో మార్పులు. అంజీర్ న. 14 బీట్ తరంగ రూపాన్ని చూపుతుంది.

బీట్ ఫ్రీక్వెన్సీ అనేది ధ్వని యొక్క వ్యాప్తి మాడ్యులేషన్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ అని గుర్తుంచుకోవాలి. అలాగే, హార్మోనిక్ సిగ్నల్ యొక్క వక్రీకరణ ఫలితంగా ఏర్పడే తేడా ఫ్రీక్వెన్సీతో బీట్‌లను అయోమయం చేయకూడదు.

రెండు టోన్‌లను ఏకరూపంలో ట్యూన్ చేసేటప్పుడు తరచుగా బీట్‌లు ఉపయోగించబడతాయి. బీట్‌లు వినబడని వరకు ఫ్రీక్వెన్సీ సర్దుబాటు చేయబడుతుంది. బీట్ ఫ్రీక్వెన్సీ చాలా తక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, మానవ చెవి ఆవర్తన పెరుగుదల మరియు ధ్వని పరిమాణంలో తగ్గుదలని పొందగలదు. అందువల్ల, ఆడియో పరిధిలో బీట్‌లు చాలా సున్నితమైన ట్యూనింగ్ పద్ధతి. సెట్టింగ్ ఖచ్చితమైనది కానట్లయితే, ఒక సెకనులో బీట్‌ల సంఖ్యను లెక్కించడం ద్వారా ఫ్రీక్వెన్సీ వ్యత్యాసాన్ని చెవి ద్వారా నిర్ణయించవచ్చు. సంగీతంలో, అధిక హార్మోనిక్ భాగాల బీట్‌లు కూడా చెవి ద్వారా గ్రహించబడతాయి, ఇది పియానోను ట్యూన్ చేసేటప్పుడు ఉపయోగించబడుతుంది.

ధ్వని తరంగాల శోషణ.

శబ్ద శక్తి యొక్క కొంత భాగం చెల్లాచెదురుగా ఉన్నందున వాటి ప్రచారం ప్రక్రియలో ధ్వని తరంగాల తీవ్రత ఎల్లప్పుడూ తగ్గుతుంది. ఉష్ణ బదిలీ, ఇంటర్‌మోలిక్యులర్ ఇంటరాక్షన్ మరియు అంతర్గత ఘర్షణ ప్రక్రియల కారణంగా, ధ్వని తరంగాలు ఏదైనా మాధ్యమంలో గ్రహించబడతాయి. శోషణ తీవ్రత ధ్వని తరంగం యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీపై మరియు మాధ్యమం యొక్క ఒత్తిడి మరియు ఉష్ణోగ్రత వంటి ఇతర అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

మాధ్యమంలో తరంగ శోషణ పరిమాణాత్మకంగా శోషణ గుణకం ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది a. ప్రచారం చేసే తరంగం ప్రయాణించే దూరాన్ని బట్టి అధిక పీడనం ఎంత త్వరగా తగ్గుతుందో ఇది చూపిస్తుంది. ఓవర్ ప్రెజర్ యొక్క వ్యాప్తిని తగ్గించడం -D పి ఇదూరం దాటినప్పుడు D Xప్రారంభ అధిక పీడనం యొక్క వ్యాప్తికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది పి ఇమరియు దూరం D X. ఈ విధంగా,

-డి పి ఇ = ఒక పి ఇడి x.

ఉదాహరణకు, శోషణ నష్టం 1 dB / m అని మేము చెప్పినప్పుడు, దీని అర్థం 50 m దూరంలో ధ్వని ఒత్తిడి స్థాయి 50 dB ద్వారా తగ్గుతుంది.

అంతర్గత ఘర్షణ మరియు ఉష్ణ వాహకత కారణంగా శోషణ.

ధ్వని తరంగం యొక్క ప్రచారంతో సంబంధం ఉన్న కణాల కదలిక సమయంలో, మాధ్యమంలోని వివిధ కణాల మధ్య ఘర్షణ అనివార్యం. ద్రవాలు మరియు వాయువులలో, ఈ ఘర్షణను స్నిగ్ధత అంటారు. స్నిగ్ధత, ఇది ధ్వని తరంగ శక్తిని వేడిగా మార్చలేని విధంగా మార్చడాన్ని నిర్ణయిస్తుంది, ఇది వాయువులు మరియు ద్రవాలలో ధ్వనిని గ్రహించడానికి ప్రధాన కారణం.

అదనంగా, వాయువులు మరియు ద్రవాలలో శోషణ అనేది వేవ్‌లో కుదింపు సమయంలో ఉష్ణ నష్టం కారణంగా ఉంటుంది. వేవ్ గడిచే సమయంలో, కుదింపు దశలో గ్యాస్ వేడెక్కుతుందని మేము ఇప్పటికే చెప్పాము. ఈ వేగంగా ప్రవహించే ప్రక్రియలో, వేడిని సాధారణంగా గ్యాస్ యొక్క ఇతర ప్రాంతాలకు లేదా పాత్ర యొక్క గోడలకు బదిలీ చేయడానికి సమయం ఉండదు. కానీ వాస్తవానికి ఈ ప్రక్రియఆదర్శవంతమైనది కాదు, మరియు విడుదలైన ఉష్ణ శక్తిలో కొంత భాగం వ్యవస్థను వదిలివేస్తుంది. దీనితో అనుబంధించబడినది ఉష్ణ వాహకత వలన ధ్వని శోషణ. ఇటువంటి శోషణ వాయువులు, ద్రవాలు మరియు ఘనపదార్థాలలో సంపీడన తరంగాలలో సంభవిస్తుంది.

స్నిగ్ధత మరియు ఉష్ణ వాహకత రెండింటి కారణంగా ధ్వని శోషణ సాధారణంగా ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క స్క్వేర్తో పెరుగుతుంది. అందువలన, తక్కువ పౌనఃపున్య శబ్దాల కంటే అధిక పౌనఃపున్య శబ్దాలు చాలా బలంగా గ్రహించబడతాయి. ఉదాహరణకు, సాధారణ పీడనం మరియు ఉష్ణోగ్రత వద్ద, గాలిలో 5 kHz పౌనఃపున్యం వద్ద శోషణ గుణకం (రెండు యంత్రాంగాల కారణంగా) సుమారు 3 dB/km ఉంటుంది. శోషణ ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క వర్గానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది కాబట్టి, 50 kHz వద్ద శోషణ గుణకం 300 dB/km.

ఘనపదార్థాలలో శోషణ.

వాయువులు మరియు ద్రవాలలో జరిగే ఉష్ణ వాహకత మరియు స్నిగ్ధత కారణంగా ధ్వని శోషణ యొక్క యంత్రాంగం ఘనపదార్థాలలో కూడా భద్రపరచబడుతుంది. అయితే, ఇక్కడ కొత్త శోషణ విధానాలు జోడించబడ్డాయి. అవి ఘనపదార్థాల నిర్మాణంలో లోపాలతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. పాయింట్ ఏమిటంటే పాలీక్రిస్టలైన్ ఘన పదార్థాలు చిన్న స్ఫటికాలను కలిగి ఉంటాయి; ధ్వని వాటి గుండా వెళుతున్నప్పుడు, వైకల్యాలు సంభవిస్తాయి, ఇది ధ్వని శక్తిని శోషణకు దారితీస్తుంది. స్ఫటికాల సరిహద్దుల వద్ద ధ్వని కూడా చెల్లాచెదురుగా ఉంటుంది. అదనంగా, ఒకే స్ఫటికాలు కూడా ధ్వని శోషణకు దోహదపడే తొలగుట-రకం లోపాలను కలిగి ఉంటాయి. డిస్‌లోకేషన్‌లు అణు విమానాల సమన్వయ ఉల్లంఘనలు. ధ్వని తరంగం అణువులను కంపించేలా చేసినప్పుడు, డిస్‌లోకేషన్‌లు కదులుతాయి మరియు వాటి అసలు స్థానానికి తిరిగి వస్తాయి, అంతర్గత ఘర్షణ కారణంగా శక్తిని వెదజల్లుతుంది.

స్థానభ్రంశం కారణంగా శోషణం, ముఖ్యంగా, సీసపు గంట ఎందుకు మోగదు అని వివరిస్తుంది. సీసం అనేది చాలా స్థానభ్రంశంతో కూడిన మృదువైన లోహం, అందువల్ల దానిలోని ధ్వని కంపనాలు చాలా త్వరగా క్షీణిస్తాయి. కానీ ద్రవ గాలితో చల్లబడితే అది బాగా మోగుతుంది. వద్ద తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలుతొలగుటలు స్థిరమైన స్థితిలో "స్తంభింపజేయబడతాయి", అందువల్ల కదలకుండా మరియు ధ్వని శక్తిని వేడిగా మార్చవద్దు.

మ్యూజికల్ అకౌస్టిక్స్

సంగీత ధ్వనులు.

మ్యూజికల్ అకౌస్టిక్స్ సంగీత ధ్వనుల లక్షణాలను, వాటి లక్షణాలను మనం ఎలా గ్రహిస్తామో మరియు సంగీత వాయిద్యాల ధ్వని యొక్క మెకానిజమ్‌లను అధ్యయనం చేస్తుంది.

సంగీత ధ్వని లేదా స్వరం అనేది ఆవర్తన ధ్వని, అనగా. ఒక నిర్దిష్ట వ్యవధి తర్వాత మళ్లీ మళ్లీ పునరావృతమయ్యే హెచ్చుతగ్గులు. ఆవర్తన ధ్వనిని ప్రాథమిక పౌనఃపున్యానికి గుణిజాలుగా ఉండే పౌనఃపున్యాలతో కూడిన డోలనాల మొత్తంగా సూచించవచ్చని పైన చెప్పబడింది. f: 2f, 3f, 4fమొదలైనవి వైబ్రేటింగ్ స్ట్రింగ్స్ మరియు ఎయిర్ కాలమ్‌లు విడుదలవుతాయని కూడా గుర్తించబడింది సంగీత ధ్వనులు.

సంగీత శబ్దాలు మూడు లక్షణాల ద్వారా వేరు చేయబడతాయి: శబ్దం, పిచ్ మరియు టింబ్రే. ఈ సూచికలన్నీ ఆత్మాశ్రయమైనవి, కానీ అవి కొలిచిన విలువలతో అనుబంధించబడతాయి. లౌడ్‌నెస్ అనేది ప్రధానంగా ధ్వని తీవ్రతకు సంబంధించినది; సంగీత వ్యవస్థలో దాని స్థానాన్ని వర్ణించే ధ్వని యొక్క పిచ్, స్వరం యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది; టింబ్రే, దీని ద్వారా ఒక పరికరం లేదా స్వరం మరొకదానికి భిన్నంగా ఉంటుంది, హార్మోనిక్స్‌పై శక్తి పంపిణీ మరియు కాలక్రమేణా ఈ పంపిణీలో మార్పు ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది.

ధ్వని పిచ్.

సంగీత ధ్వని యొక్క పిచ్ ఫ్రీక్వెన్సీకి దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది, కానీ పిచ్ యొక్క అంచనా ఆత్మాశ్రయమైనందున దానికి సమానంగా ఉండదు.

కాబట్టి, ఉదాహరణకు, సింగిల్-ఫ్రీక్వెన్సీ ధ్వని యొక్క పిచ్ యొక్క అంచనా కొంతవరకు దాని శబ్దం స్థాయిపై ఆధారపడి ఉంటుందని కనుగొనబడింది. వాల్యూమ్లో గణనీయమైన పెరుగుదలతో, 40 dB చెప్పండి, స్పష్టమైన ఫ్రీక్వెన్సీ 10% తగ్గుతుంది. ఆచరణలో, శబ్దంపై ఈ ఆధారపడటం పట్టింపు లేదు, ఎందుకంటే సంగీత శబ్దాలు సింగిల్-ఫ్రీక్వెన్సీ సౌండ్ కంటే చాలా క్లిష్టంగా ఉంటాయి.

పిచ్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ మధ్య సంబంధం యొక్క ప్రశ్నపై, మరొకటి మరింత ముఖ్యమైనది: సంగీత శబ్దాలు హార్మోనిక్స్‌తో రూపొందించబడితే, అప్పుడు గ్రహించిన పిచ్ ఏ పౌనఃపున్యంతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది? ఇది గరిష్ట శక్తికి అనుగుణంగా ఉండే ఫ్రీక్వెన్సీ కాకపోవచ్చు మరియు స్పెక్ట్రంలో అత్యల్ప పౌనఃపున్యం కాదని తేలింది. కాబట్టి, ఉదాహరణకు, 200, 300, 400 మరియు 500 Hz పౌనఃపున్యాల సమితితో కూడిన సంగీత ధ్వని 100 Hz ఎత్తుతో ధ్వనిగా గుర్తించబడుతుంది. అంటే, పిచ్ ధ్వని వర్ణపటంలో లేనప్పటికీ, హార్మోనిక్ సిరీస్ యొక్క ప్రాథమిక పౌనఃపున్యంతో అనుబంధించబడుతుంది. నిజమే, చాలా తరచుగా ఫండమెంటల్ ఫ్రీక్వెన్సీ స్పెక్ట్రమ్‌లో కొంత వరకు ఉంటుంది.

ధ్వని యొక్క పిచ్ మరియు దాని ఫ్రీక్వెన్సీ మధ్య సంబంధం గురించి మాట్లాడుతూ, లక్షణాల గురించి మరచిపోకూడదు మానవ అవయవంవినికిడి. ఇది దాని స్వంత వక్రీకరణలను పరిచయం చేసే ప్రత్యేక ధ్వని రిసీవర్ (వినికిడి యొక్క మానసిక మరియు ఆత్మాశ్రయ అంశాలు ఉన్నాయని చెప్పనవసరం లేదు). చెవి కొన్ని పౌనఃపున్యాలను ఎంచుకోగలదు, అదనంగా, ధ్వని తరంగం దానిలో నాన్-లీనియర్ వక్రీకరణలకు లోనవుతుంది. ఫ్రీక్వెన్సీ సెలెక్టివిటీ అనేది ధ్వని యొక్క బిగ్గరగా మరియు దాని తీవ్రత (Fig. 9) మధ్య వ్యత్యాసం కారణంగా ఉంటుంది. అసలైన సిగ్నల్‌లో లేని పౌనఃపున్యాల రూపంలో వ్యక్తీకరించబడిన నాన్-లీనియర్ వక్రీకరణలను వివరించడం చాలా కష్టం. చెవి ప్రతిచర్య యొక్క నాన్-లీనియారిటీ దాని వివిధ అంశాల కదలిక యొక్క అసమానత కారణంగా ఉంటుంది.

నాన్ లీనియర్ రిసీవింగ్ సిస్టమ్ యొక్క లక్షణ లక్షణాలలో ఒకటి, అది ఫ్రీక్వెన్సీతో ధ్వని ద్వారా ఉత్తేజితం అయినప్పుడు f 1 హార్మోనిక్ ఓవర్‌టోన్‌లు ఇందులో ఉత్సాహంగా ఉన్నాయి 2 f 1 , 3f 1 ,..., మరియు కొన్ని సందర్భాల్లో 1/2 రకం సబ్‌హార్మోనిక్స్ కూడా fఒకటి . అదనంగా, ఒక నాన్ లీనియర్ సిస్టమ్ రెండు ఫ్రీక్వెన్సీల ద్వారా ఉత్తేజితం అయినప్పుడు f 1 మరియు f 2, మొత్తం మరియు వ్యత్యాస పౌనఃపున్యాలు దానిలో ఉత్తేజితమవుతాయి f 1 + f 2 మరియు f 1 - f 2. ప్రారంభ డోలనాల వ్యాప్తి ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, "అదనపు" పౌనఃపున్యాల సహకారం అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది.

అందువలన, నాన్ లీనియారిటీ కారణంగా ధ్వని లక్షణాలుధ్వనిలో లేని పౌనఃపున్యాలను చెవి స్వీకరించవచ్చు. ఇటువంటి పౌనఃపున్యాలను ఆత్మాశ్రయ స్వరాలు అంటారు. ధ్వని 200 మరియు 250 Hz ఫ్రీక్వెన్సీలతో స్వచ్ఛమైన టోన్‌లను కలిగి ఉంటుందని అనుకుందాం. ప్రతిస్పందన యొక్క నాన్-లీనియారిటీ కారణంగా, అదనపు పౌనఃపున్యాలు 250 - 200 = 50, 250 + 200 = 450, 2' 200 = 400, 2' 250 = 500 Hz, మొదలైనవి కనిపిస్తాయి. ధ్వనిలో మొత్తం కలయిక పౌనఃపున్యాల సెట్ ఉన్నట్లు శ్రోతలకు అనిపిస్తుంది, అయితే వాటి ప్రదర్శన వాస్తవానికి చెవి యొక్క నాన్-లీనియర్ ప్రతిస్పందన కారణంగా ఉంటుంది. సంగీత ధ్వని ప్రాథమిక పౌనఃపున్యం మరియు దాని హార్మోనిక్స్‌ను కలిగి ఉన్నప్పుడు, ప్రాథమిక పౌనఃపున్యం వ్యత్యాస పౌనఃపున్యాల ద్వారా ప్రభావవంతంగా విస్తరించబడుతుందని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది.

నిజమే, అసలు సిగ్నల్ యొక్క తగినంత పెద్ద వ్యాప్తి వద్ద మాత్రమే ఆత్మాశ్రయ పౌనఃపున్యాలు ఉత్పన్నమవుతాయని అధ్యయనాలు చూపించాయి. అందువల్ల, గతంలో సంగీతంలో ఆత్మాశ్రయ పౌనఃపున్యాల పాత్ర చాలా అతిశయోక్తిగా ఉండే అవకాశం ఉంది.

సంగీత ప్రమాణాలు మరియు సంగీత ధ్వని యొక్క పిచ్‌ను కొలవడం.

సంగీత చరిత్రలో, వివిధ పౌనఃపున్యాల శబ్దాలు ప్రధాన స్వరంగా తీసుకోబడ్డాయి, ఇది మొత్తం సంగీత నిర్మాణాన్ని నిర్ణయిస్తుంది. ఇప్పుడు మొదటి ఆక్టేవ్ యొక్క "la" నోట్ కోసం సాధారణంగా ఆమోదించబడిన ఫ్రీక్వెన్సీ 440 Hz. అయితే గతంలో ఇది 400 నుంచి 462 హెర్ట్జ్‌కి మారింది.

ధ్వని యొక్క పిచ్‌ను గుర్తించడానికి సాంప్రదాయ మార్గం దానిని ప్రామాణిక ట్యూనింగ్ ఫోర్క్ యొక్క టోన్‌తో పోల్చడం. ప్రమాణం నుండి ఇచ్చిన ధ్వని యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క విచలనం బీట్‌ల ఉనికిని బట్టి నిర్ణయించబడుతుంది. ట్యూనింగ్ ఫోర్క్‌లు నేటికీ ఉపయోగించబడుతున్నాయి, అయినప్పటికీ ఇప్పుడు పిచ్‌ను నిర్ణయించడానికి స్థిరమైన ఫ్రీక్వెన్సీ రిఫరెన్స్ ఓసిలేటర్ (క్వార్ట్జ్ రెసొనేటర్‌తో) వంటి మరింత అనుకూలమైన పరికరాలు ఉన్నాయి, ఇవి మొత్తం ధ్వని పరిధిలో సజావుగా ట్యూన్ చేయబడతాయి. నిజమే, అటువంటి పరికరం యొక్క ఖచ్చితమైన క్రమాంకనం చాలా కష్టం.

పిచ్‌ను కొలిచే స్ట్రోబోస్కోపిక్ పద్ధతి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది, దీనిలో సంగీత వాయిద్యం యొక్క ధ్వని స్ట్రోబ్ దీపం యొక్క ఆవిర్లు యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీని సెట్ చేస్తుంది. దీపం తెలిసిన ఫ్రీక్వెన్సీలో తిరిగే డిస్క్‌పై నమూనాను ప్రకాశిస్తుంది మరియు స్ట్రోబోస్కోపిక్ ప్రకాశం కింద డిస్క్‌లోని నమూనా యొక్క కదలిక యొక్క స్పష్టమైన ఫ్రీక్వెన్సీ నుండి టోన్ యొక్క ప్రాథమిక పౌనఃపున్యం నిర్ణయించబడుతుంది.

పిచ్ మార్పుకు చెవి చాలా సున్నితంగా ఉంటుంది, కానీ దాని సున్నితత్వం ఫ్రీక్వెన్సీపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇది వినగల తక్కువ థ్రెషోల్డ్ దగ్గర గరిష్టంగా ఉంటుంది. శిక్షణ లేని చెవి కూడా 500 మరియు 5000 Hz మధ్య ఫ్రీక్వెన్సీలలో 0.3% వ్యత్యాసాన్ని మాత్రమే గుర్తించగలదు. శిక్షణ ద్వారా సున్నితత్వాన్ని పెంచుకోవచ్చు. సంగీతకారులకు చాలా ఉంది అభివృద్ధి చెందిన భావాన్నిపిచ్, కానీ రిఫరెన్స్ ఓసిలేటర్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన స్వచ్ఛమైన టోన్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీని నిర్ణయించడంలో ఇది ఎల్లప్పుడూ సహాయం చేయదు. ఇది చెవి ద్వారా ధ్వని యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీని నిర్ణయించేటప్పుడు, దాని టింబ్రే ఒక ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుందని సూచిస్తుంది.

టింబ్రే.

టింబ్రే అనేది సంగీత వాయిద్యాలు మరియు స్వరాలకు వాటి ప్రత్యేకతను అందించే సంగీత శబ్దాల లక్షణాలను సూచిస్తుంది, మనం ఒకే పిచ్ మరియు బిగ్గరగా ఉండే శబ్దాలను పోల్చినప్పటికీ. ఇది, మాట్లాడటానికి, ధ్వని నాణ్యత.

టింబ్రే ధ్వని యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ స్పెక్ట్రం మరియు కాలక్రమేణా దాని మార్పుపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇది అనేక కారకాలచే నిర్ణయించబడుతుంది: ఓవర్‌టోన్‌లపై శక్తి పంపిణీ, ధ్వని కనిపించే లేదా ఆగిపోయిన సమయంలో ఉత్పన్నమయ్యే పౌనఃపున్యాలు (పరివర్తన టోన్లు అని పిలవబడేవి) మరియు వాటి క్షయం, అలాగే ధ్వని యొక్క నెమ్మదిగా వ్యాప్తి మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్. ("వైబ్రాటో").

ఓవర్‌టోన్ తీవ్రత.

సాగదీసిన స్ట్రింగ్‌ను పరిగణించండి, ఇది దాని మధ్య భాగంలో చిటికెడు ద్వారా ఉత్తేజితమవుతుంది (Fig. 15, a) అన్ని సమాన హార్మోనిక్స్‌లకు మధ్యలో నోడ్‌లు ఉన్నందున, అవి ఉండవు మరియు డోలనాలు ప్రాథమిక పౌనఃపున్యానికి సమానమైన బేసి హార్మోనిక్స్‌ను కలిగి ఉంటాయి f 1 = v/2ఎల్, ఎక్కడ v-స్ట్రింగ్‌లోని వేవ్ వేగం, మరియు ఎల్దాని పొడవు. అందువలన, ఫ్రీక్వెన్సీలు మాత్రమే ఉంటాయి f 1 , 3f 1 , 5f 1 మొదలైనవి ఈ హార్మోనిక్స్ యొక్క సాపేక్ష వ్యాప్తి అంజీర్‌లో చూపబడింది. పదిహేను, బి.

ఈ ఉదాహరణ క్రింది ముఖ్యమైన సాధారణ ముగింపును గీయడానికి అనుమతిస్తుంది. ప్రతిధ్వని వ్యవస్థ యొక్క హార్మోనిక్స్ సమితి దాని కాన్ఫిగరేషన్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది మరియు హార్మోనిక్స్ మీద శక్తి పంపిణీ ఉత్తేజిత పద్ధతిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. స్ట్రింగ్ మధ్యలో ఉత్సాహంగా ఉన్నప్పుడు, ప్రాథమిక పౌనఃపున్యం ఆధిపత్యం చెలాయిస్తుంది మరియు హార్మోనిక్స్ పూర్తిగా అణచివేయబడుతుంది. తీగను దాని మధ్య భాగంలో స్థిరంగా ఉంచి, మరేదైనా ప్రదేశంలో లాగితే, అప్పుడు ప్రాథమిక ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు బేసి హార్మోనిక్స్ అణచివేయబడతాయి.

వివరాలు చాలా భిన్నంగా ఉన్నప్పటికీ, ఇవన్నీ ఇతర ప్రసిద్ధ సంగీత వాయిద్యాలకు వర్తిస్తాయి. పరికరాలు సాధారణంగా ధ్వనిని విడుదల చేయడానికి గాలి కుహరం, సౌండ్‌బోర్డ్ లేదా హార్న్‌ను కలిగి ఉంటాయి. ఇవన్నీ ఓవర్‌టోన్‌ల నిర్మాణాన్ని మరియు ఫార్మెంట్‌ల రూపాన్ని నిర్ణయిస్తాయి.

రూపాలు.

పైన చెప్పినట్లుగా, సంగీత వాయిద్యాల ధ్వని నాణ్యత హార్మోనిక్స్ మధ్య శక్తి పంపిణీపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అనేక వాయిద్యాల పిచ్‌ను మరియు ముఖ్యంగా మానవ స్వరాన్ని మార్చేటప్పుడు, హార్మోనిక్స్ పంపిణీ మారుతుంది, తద్వారా ప్రధాన ఓవర్‌టోన్‌లు ఎల్లప్పుడూ దాదాపు ఒకే ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిలో ఉంటాయి, దీనిని ఫార్మాంట్ రేంజ్ అంటారు. సౌండ్‌బోర్డ్‌లు మరియు ఎయిర్ రెసొనేటర్‌ల వంటి ధ్వనిని విస్తరించడానికి ప్రతిధ్వని మూలకాలను ఉపయోగించడం ఫార్మాట్‌ల ఉనికికి ఒక కారణం. సహజ ప్రతిధ్వని యొక్క వెడల్పు సాధారణంగా పెద్దది, దీని కారణంగా సంబంధిత పౌనఃపున్యాల వద్ద రేడియేషన్ సామర్థ్యం ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఇత్తడి వాయిద్యాల కోసం, ధ్వని వెలువడే గంట ద్వారా రూపకర్తలు నిర్ణయించబడతాయి. ఫార్మాంట్ పరిధిలోకి వచ్చే ఓవర్‌టోన్‌లు ఎల్లప్పుడూ గట్టిగా నొక్కిచెప్పబడతాయి, ఎందుకంటే అవి గరిష్ట శక్తితో విడుదలవుతాయి. రూపాలు ఎక్కువగా సంగీత వాయిద్యం లేదా స్వరం యొక్క శబ్దాల యొక్క లక్షణ గుణాత్మక లక్షణాలను నిర్ణయిస్తాయి.

కాలానుగుణంగా టోన్లను మార్చడం.

ఏదైనా పరికరం యొక్క ధ్వని యొక్క టోన్ చాలా అరుదుగా కాలక్రమేణా స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు టింబ్రే తప్పనిసరిగా దీనికి సంబంధించినది. పరికరం సుదీర్ఘ స్వరాన్ని కలిగి ఉన్నప్పటికీ, ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు వ్యాప్తి యొక్క స్వల్ప ఆవర్తన మాడ్యులేషన్ ఉంది, ధ్వనిని సుసంపన్నం చేస్తుంది - "వైబ్రాటో". వయోలిన్ వంటి తీగ వాయిద్యాలకు మరియు మానవ స్వరానికి ఇది ప్రత్యేకంగా వర్తిస్తుంది.

పియానో ​​వంటి అనేక వాయిద్యాల కోసం, ధ్వని యొక్క వ్యవధి స్థిరమైన టోన్ ఏర్పడటానికి సమయం ఉండదు - ఉత్తేజిత ధ్వని త్వరగా పెరుగుతుంది, ఆపై దాని వేగవంతమైన క్షయం అనుసరిస్తుంది. ఓవర్‌టోన్‌ల క్షీణత సాధారణంగా ఫ్రీక్వెన్సీ-ఆధారిత ప్రభావాలు (అకౌస్టిక్ రేడియేషన్ వంటివి) కారణంగా ఉంటుంది కాబట్టి, టోన్ సమయంలో ఓవర్‌టోన్ పంపిణీ మారుతుందని స్పష్టమవుతుంది.

కొన్ని పరికరాల కోసం కాలక్రమేణా టోన్‌లో మార్పు యొక్క స్వభావం (ధ్వని పెరుగుదల మరియు పతనం) అంజీర్‌లో క్రమపద్ధతిలో చూపబడింది. 18. మీరు చూడగలిగినట్లుగా, తీగ వాయిద్యాలు (ప్లాక్డ్ మరియు కీబోర్డ్‌లు) దాదాపు స్థిరమైన టోన్‌ను కలిగి ఉండవు. అటువంటి సందర్భాలలో, ఓవర్‌టోన్‌ల స్పెక్ట్రం గురించి షరతులతో మాత్రమే మాట్లాడటం సాధ్యమవుతుంది, ఎందుకంటే ధ్వని సమయానుసారంగా వేగంగా మారుతుంది. పెరుగుదల మరియు పతనం లక్షణాలు కూడా ఈ వాయిద్యాల టింబ్రేలో ముఖ్యమైన భాగం.

పరివర్తన టోన్లు.

టోన్ యొక్క హార్మోనిక్ కూర్పు సాధారణంగా వేగంగా మారుతుంది ఒక చిన్న సమయంధ్వని ఉద్దీపన తర్వాత. తీగలను కొట్టడం లేదా ప్లకింగ్ చేయడం ద్వారా ధ్వని ఉత్తేజితమయ్యే సాధనాల్లో, ధ్వని ప్రారంభమైన వెంటనే అధిక హార్మోనిక్‌లకు (అలాగే అనేక నాన్-హార్మోనిక్ భాగాలకు) ఆపాదించబడే శక్తి గరిష్టంగా ఉంటుంది మరియు సెకనులో కొంత భాగం తర్వాత ఈ పౌనఃపున్యాలు వాడిపోవు. పరివర్తన అని పిలువబడే ఇటువంటి శబ్దాలు వాయిద్యం యొక్క ధ్వనికి నిర్దిష్ట రంగును ఇస్తాయి. పియానోలో, అవి తీగను కొట్టే సుత్తి చర్య వల్ల ఏర్పడతాయి. కొన్నిసార్లు ఒకే ఓవర్‌టోన్ నిర్మాణంతో సంగీత వాయిద్యాలు పరివర్తన టోన్‌ల ద్వారా మాత్రమే వేరు చేయబడతాయి.

సంగీత వాయిద్యాల ధ్వని

సంగీత ధ్వనులను ఉత్తేజపరచవచ్చు మరియు మార్చవచ్చు వివిధ మార్గాలు, దీనికి సంబంధించి సంగీత వాయిద్యాలు వివిధ రూపాల ద్వారా వేరు చేయబడతాయి. వాయిద్యాలు ఎక్కువగా సంగీతకారులు స్వయంగా మరియు ఆశ్రయించని నైపుణ్యం కలిగిన కళాకారులచే సృష్టించబడ్డాయి మరియు మెరుగుపరచబడ్డాయి. శాస్త్రీయ సిద్ధాంతం. అందువల్ల, శబ్ద శాస్త్రం వివరించలేదు, ఉదాహరణకు, వయోలిన్ ఎందుకు అలాంటి ఆకారాన్ని కలిగి ఉందో. అయినప్పటికీ, వయోలిన్ యొక్క ధ్వని లక్షణాలను దాని ప్లే మరియు దాని నిర్మాణం యొక్క సాధారణ సూత్రాల పరంగా వివరించడం చాలా సాధ్యమే.

పరికరం యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిని సాధారణంగా దాని ప్రాథమిక టోన్ల ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిగా అర్థం చేసుకుంటారు. మానవ స్వరం రెండు ఆక్టేవ్‌లను కవర్ చేస్తుంది మరియు ఒక సంగీత వాయిద్యం - కనీసం మూడు (ఒక పెద్ద అవయవం - పది). చాలా సందర్భాలలో, ఓవర్‌టోన్‌లు వినగల ధ్వని పరిధి యొక్క అంచు వరకు విస్తరించి ఉంటాయి.

సంగీత వాయిద్యాలు మూడు ప్రధాన భాగాలను కలిగి ఉంటాయి: ఒక డోలనం మూలకం, దాని ఉత్తేజితం కోసం ఒక యంత్రాంగం మరియు సహాయక రెసొనేటర్ (హార్న్ లేదా సౌండ్‌బోర్డ్) ధ్వని కమ్యూనికేషన్కంపించే మూలకం మరియు చుట్టుపక్కల గాలి మధ్య.

సంగీత ధ్వని కాలానుగుణంగా ఉంటుంది మరియు ఆవర్తన శబ్దాలు శ్రావ్యమైన శ్రేణితో కూడి ఉంటాయి. స్ట్రింగ్స్ యొక్క వైబ్రేషన్స్ యొక్క సహజ పౌనఃపున్యాలు మరియు స్థిరమైన పొడవు యొక్క గాలి నిలువు వరుసలు శ్రావ్యంగా సంబంధం కలిగి ఉంటాయి కాబట్టి, అనేక వాయిద్యాలలో ప్రధాన కంపించే అంశాలు స్ట్రింగ్స్ మరియు ఎయిర్ స్తంభాలు. కొన్ని మినహాయింపులతో (వేణువు వాటిలో ఒకటి), వాయిద్యాలలో వన్-ఫ్రీక్వెన్సీ సౌండ్ తీసుకోబడదు. ప్రధాన వైబ్రేటర్ ఉత్సాహంగా ఉన్నప్పుడు, ఓవర్‌టోన్‌లను కలిగి ఉన్న ధ్వని పుడుతుంది. కొన్ని వైబ్రేటర్లు రెసొనెంట్ ఫ్రీక్వెన్సీలు హార్మోనిక్ భాగాలు కావు. ఈ రకమైన వాయిద్యాలు (ఉదాహరణకు, డ్రమ్స్ మరియు తాళాలు) ఆర్కెస్ట్రా సంగీతంలో ప్రత్యేక వ్యక్తీకరణ మరియు లయకు ప్రాధాన్యత ఇవ్వడానికి ఉపయోగిస్తారు, కానీ శ్రావ్యమైన అభివృద్ధికి కాదు.

తీగ వాయిద్యాలు.

స్వతహాగా, వైబ్రేటింగ్ స్ట్రింగ్ అనేది ధ్వని యొక్క పేలవమైన ఉద్గారిణి, కాబట్టి తీగతో కూడిన పరికరం గమనించదగ్గ తీవ్రత యొక్క ధ్వనిని ఉత్తేజపరిచేందుకు అదనపు రెసొనేటర్‌ను కలిగి ఉండాలి. ఇది గాలి యొక్క క్లోజ్డ్ వాల్యూమ్, డెక్ లేదా రెండింటి కలయిక కావచ్చు. వాయిద్యం యొక్క ధ్వని యొక్క స్వభావం కూడా తీగలను ఉత్తేజపరిచే విధానం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

పొడవు యొక్క స్థిర స్ట్రింగ్ యొక్క డోలనం యొక్క ప్రాథమిక పౌనఃపున్యం అని మేము ఇంతకు ముందు చూశాము ఎల్ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది

ఎక్కడ టిస్ట్రింగ్ యొక్క తన్యత శక్తి, మరియు ఆర్ ఎల్స్ట్రింగ్ యొక్క యూనిట్ పొడవుకు ద్రవ్యరాశి. అందువల్ల, మనం ఫ్రీక్వెన్సీని మూడు విధాలుగా మార్చవచ్చు: పొడవు, ఉద్రిక్తత లేదా ద్రవ్యరాశిని మార్చడం ద్వారా. అనేక సాధనాలు ఒకే పొడవు గల తక్కువ సంఖ్యలో తీగలను ఉపయోగిస్తాయి, వీటిలో ప్రాథమిక పౌనఃపున్యాలు ఉద్రిక్తత మరియు ద్రవ్యరాశి యొక్క సరైన ఎంపిక ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి. మీ వేళ్లతో స్ట్రింగ్ యొక్క పొడవును తగ్గించడం ద్వారా ఇతర పౌనఃపున్యాలు పొందబడతాయి.

పియానో ​​వంటి ఇతర వాయిద్యాలు, ప్రతి నోట్‌కి ముందుగా ట్యూన్ చేయబడిన అనేక స్ట్రింగ్‌లలో ఒకదాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధి ఎక్కువగా ఉన్న పియానోను ట్యూన్ చేయడం అంత తేలికైన పని కాదు, ముఖ్యంగా ప్రాంతంలో తక్కువ పౌనఃపున్యాలు. అన్ని పియానో ​​స్ట్రింగ్స్ యొక్క టెన్షన్ ఫోర్స్ దాదాపు ఒకే విధంగా ఉంటుంది (సుమారు 2 kN), మరియు స్ట్రింగ్‌ల పొడవు మరియు మందాన్ని మార్చడం ద్వారా వివిధ రకాల పౌనఃపున్యాలు సాధించబడతాయి.

తీగతో కూడిన వాయిద్యాన్ని ప్లక్ (ఉదాహరణకు, హార్ప్ లేదా బాంజోపై), ఒక దెబ్బ (పియానోపై) లేదా విల్లు (వయోలిన్ కుటుంబానికి చెందిన సంగీత వాయిద్యాల విషయంలో) ద్వారా ఉత్తేజపరచవచ్చు. అన్ని సందర్భాల్లో, పైన చూపిన విధంగా, హార్మోనిక్స్ సంఖ్య మరియు వాటి వ్యాప్తి స్ట్రింగ్ ఉత్తేజితమయ్యే విధానంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

పియానో.

స్ట్రింగ్ యొక్క ప్రేరేపణ దెబ్బ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన పరికరం యొక్క విలక్షణమైన ఉదాహరణ పియానోఫోర్ట్. వాయిద్యం యొక్క పెద్ద సౌండ్‌బోర్డ్ విస్తృత శ్రేణి ఫార్మెంట్‌లను అందిస్తుంది, కాబట్టి దాని టింబ్రే ఏదైనా ఉత్తేజిత గమనికకు చాలా ఏకరీతిగా ఉంటుంది. ప్రధాన రూపాల యొక్క గరిష్టం 400-500 Hz క్రమం యొక్క పౌనఃపున్యాల వద్ద సంభవిస్తుంది మరియు తక్కువ పౌనఃపున్యాల వద్ద టోన్లు ముఖ్యంగా హార్మోనిక్స్‌లో సమృద్ధిగా ఉంటాయి మరియు ప్రాథమిక పౌనఃపున్యం యొక్క వ్యాప్తి కొన్ని ఓవర్‌టోన్‌ల కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. పియానోలో, చిన్న తీగలను మినహాయించి అన్నింటిపై సుత్తి కొట్టడం, స్ట్రింగ్ యొక్క ఒక చివర నుండి 1/7 పొడవు ఉన్న బిందువుపై పడిపోతుంది. ఈ సందర్భంలో ప్రాథమిక ఫ్రీక్వెన్సీకి సంబంధించి వైరుధ్యంగా ఉన్న ఏడవ హార్మోనిక్ గణనీయంగా అణచివేయబడుతుందనే వాస్తవం ద్వారా ఇది సాధారణంగా వివరించబడుతుంది. కానీ మాలియస్ యొక్క పరిమిత వెడల్పు కారణంగా, ఏడవ సమీపంలో ఉన్న ఇతర హార్మోనిక్స్ కూడా అణచివేయబడతాయి.

వయోలిన్ కుటుంబం.

వయోలిన్ కుటుంబంలోని వాయిద్యాలలో, పొడవైన శబ్దాలు విల్లు ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి, ఇది స్ట్రింగ్‌కు వేరియబుల్ డ్రైవింగ్ ఫోర్స్‌ను వర్తింపజేస్తుంది, ఇది స్ట్రింగ్‌ను కంపించేలా చేస్తుంది. కదిలే విల్లు యొక్క చర్యలో, ఉద్రిక్తత శక్తి పెరుగుదల కారణంగా విరిగిపోయే వరకు ఘర్షణ కారణంగా స్ట్రింగ్ వైపుకు లాగబడుతుంది. దాని అసలు స్థానానికి తిరిగి, అది మళ్ళీ విల్లు ద్వారా దూరంగా తీసుకువెళుతుంది. ఈ ప్రక్రియ పునరావృతమవుతుంది, తద్వారా ఆవర్తన బాహ్య శక్తి స్ట్రింగ్‌పై పనిచేస్తుంది.

పరిమాణాన్ని పెంచడం మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిని తగ్గించడం వంటి క్రమంలో, ప్రధాన బోవ్డ్ స్ట్రింగ్ సాధనాలు క్రింది విధంగా అమర్చబడి ఉంటాయి: వయోలిన్, వయోలా, సెల్లో, డబుల్ బాస్. ఫ్రీక్వెన్సీ స్పెక్ట్రాఈ వాయిద్యాలు ముఖ్యంగా ఓవర్‌టోన్‌లతో సమృద్ధిగా ఉంటాయి, ఇది నిస్సందేహంగా వాటి ధ్వనికి ప్రత్యేక వెచ్చదనం మరియు వ్యక్తీకరణను ఇస్తుంది. వయోలిన్ కుటుంబంలో, వైబ్రేటింగ్ స్ట్రింగ్ గాలి కుహరం మరియు వాయిద్యం యొక్క శరీరానికి ధ్వనిపరంగా అనుసంధానించబడి ఉంటుంది, ఇది చాలా విస్తృత పౌనఃపున్య పరిధిని ఆక్రమించే ఫార్మాంట్‌ల నిర్మాణాన్ని ప్రధానంగా నిర్ణయిస్తుంది. వయోలిన్ కుటుంబానికి చెందిన పెద్ద ప్రతినిధులు తక్కువ పౌనఃపున్యాల వైపుకు మార్చబడిన ఫార్మెంట్ల సమితిని కలిగి ఉంటారు. అందువల్ల, వయోలిన్ కుటుంబానికి చెందిన రెండు వాయిద్యాలపై తీసుకున్న ఒకే గమనిక ఓవర్‌టోన్‌ల నిర్మాణంలో వ్యత్యాసం కారణంగా వేరే టింబ్రే రంగును పొందుతుంది.

వయోలిన్ దాని శరీరం యొక్క ఆకృతి కారణంగా 500 Hz దగ్గర ఉచ్ఛరించే ప్రతిధ్వనిని కలిగి ఉంటుంది. ఈ విలువకు దగ్గరగా ఉండే పౌనఃపున్యం ఉన్న నోట్‌ని ప్లే చేసినప్పుడు, "వోల్ఫ్ టోన్" అనే అవాంఛిత కంపించే ధ్వని ఉత్పత్తి అవుతుంది. వయోలిన్ శరీరం లోపల గాలి కుహరం కూడా దాని స్వంత ప్రతిధ్వని పౌనఃపున్యాలను కలిగి ఉంది, వీటిలో ప్రధానమైనది 400 Hz సమీపంలో ఉంది. దాని ప్రత్యేక ఆకృతి కారణంగా, వయోలిన్ అనేక దగ్గరగా ఉండే ప్రతిధ్వనిని కలిగి ఉంది. వాటిని అన్ని, వోల్ఫ్ టోన్ తప్ప, సేకరించిన ధ్వని యొక్క సాధారణ స్పెక్ట్రంలో నిజంగా నిలబడవు.

గాలి వాయిద్యాలు.

వుడ్‌విండ్ సాధన.

పరిమిత పొడవు గల స్థూపాకార పైపులో గాలి యొక్క సహజ కంపనాలు ముందుగా చర్చించబడ్డాయి. సహజ పౌనఃపున్యాలు హార్మోనిక్స్ యొక్క శ్రేణిని ఏర్పరుస్తాయి, దీని యొక్క ప్రాథమిక పౌనఃపున్యం పైపు పొడవుకు విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. గాలి వాయిద్యాలలో సంగీత శబ్దాలు గాలి కాలమ్ యొక్క ప్రతిధ్వని ఉత్తేజితం కారణంగా ఉత్పన్నమవుతాయి.

గాలి ప్రకంపనలు రెసొనేటర్ గోడ యొక్క పదునైన అంచుపై పడే ఎయిర్ జెట్‌లోని కంపనాలు లేదా గాలి ప్రవాహంలో నాలుక యొక్క సౌకర్యవంతమైన ఉపరితలం యొక్క కంపనాల ద్వారా ఉత్తేజితమవుతాయి. రెండు సందర్భాల్లో, టూల్ బారెల్ యొక్క స్థానికీకరించిన ప్రాంతంలో ఆవర్తన ఒత్తిడి మార్పులు సంభవిస్తాయి.

ఈ ఉత్తేజిత పద్ధతుల్లో మొదటిది "అంచు టోన్లు" సంభవించడంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. స్లాట్ నుండి గాలి ప్రవాహం వచ్చినప్పుడు, పదునైన అంచుతో చీలిక ఆకారపు అడ్డంకి ద్వారా విచ్ఛిన్నం అయినప్పుడు, వోర్టిసెస్ క్రమానుగతంగా కనిపిస్తాయి - మొదట ఒక వైపు, తరువాత చీలిక యొక్క మరొక వైపు. వాటి నిర్మాణం యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ ఎక్కువగా ఉంటుంది, గాలి ప్రవాహం యొక్క వేగం ఎక్కువ. అటువంటి పరికరాన్ని ప్రతిధ్వనించే గాలి కాలమ్‌కు ధ్వనిపరంగా జత చేసినట్లయితే, అప్పుడు ఎడ్జ్ టోన్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఎయిర్ కాలమ్ యొక్క ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీ ద్వారా "క్యాప్చర్ చేయబడుతుంది", అనగా. సుడి ఏర్పడే ఫ్రీక్వెన్సీ గాలి కాలమ్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. అటువంటి పరిస్థితులలో, గాలి ప్రవాహ వేగం నిర్దిష్ట కనీస విలువను అధిగమించినప్పుడు మాత్రమే గాలి కాలమ్ యొక్క ప్రధాన పౌనఃపున్యం ఉత్తేజితమవుతుంది. ఈ విలువను మించిన వేగం యొక్క నిర్దిష్ట శ్రేణిలో, ఎడ్జ్ టోన్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ ఈ ప్రాథమిక ఫ్రీక్వెన్సీకి సమానంగా ఉంటుంది. మరింత ఎక్కువ గాలి ప్రవాహ వేగంతో (రెసొనేటర్‌తో కమ్యూనికేషన్ లేనప్పుడు అంచు ఫ్రీక్వెన్సీ రెసొనేటర్ యొక్క రెండవ హార్మోనిక్‌కి సమానంగా ఉంటుంది), అంచు ఫ్రీక్వెన్సీ ఆకస్మికంగా రెట్టింపు అవుతుంది మరియు మొత్తం సిస్టమ్ ద్వారా విడుదలయ్యే పిచ్ మారుతుంది అష్టపది అధికం. దీనినే ఓవర్ ఫ్లో అంటారు.

ఎడ్జ్ టోన్‌లు ఆర్గాన్, ఫ్లూట్ మరియు పికోలో వంటి వాయిద్యాలలో గాలి నిలువు వరుసలను ఉత్తేజపరుస్తాయి. వేణువును ప్లే చేస్తున్నప్పుడు, ప్రదర్శకుడు అంచులలో ఒకదాని దగ్గర ఒక సైడ్ హోల్‌లోకి ఊదడం ద్వారా ఎడ్జ్ టోన్‌లను ఉత్తేజపరుస్తాడు. ఒక ఆక్టేవ్ యొక్క గమనికలు, "D" మరియు అంతకంటే ఎక్కువ నుండి ప్రారంభించి, బారెల్ యొక్క ప్రభావవంతమైన పొడవును మార్చడం ద్వారా, పక్క రంధ్రాలను తెరవడం ద్వారా, సాధారణ అంచు టోన్‌తో పొందబడతాయి. అధిక అష్టావధానాలు విపరీతంగా ఉన్నాయి.

గాలి వాయిద్యం యొక్క ధ్వనిని ఉత్తేజపరిచే మరొక మార్గం, డోలనం చేసే నాలుక ద్వారా గాలి ప్రవాహానికి కాలానుగుణంగా అంతరాయం కలిగించడంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది రెల్లుతో తయారు చేయబడినందున దీనిని రెల్లు అంటారు. ఈ పద్ధతిని వివిధ వుడ్‌విండ్ మరియు ఇత్తడి వాయిద్యాలలో ఉపయోగిస్తారు. ఒకే రీడ్‌తో (ఉదాహరణకు, క్లారినెట్, సాక్సోఫోన్ మరియు అకార్డియన్-రకం వాయిద్యాలలో) మరియు సుష్ట డబుల్ రీడ్‌తో (ఉదాహరణకు, ఒబో మరియు బాసూన్‌లో) ఎంపికలు ఉన్నాయి. రెండు సందర్భాల్లో, ఆసిలేటరీ ప్రక్రియ ఒకే విధంగా ఉంటుంది: గాలి ఇరుకైన గ్యాప్ ద్వారా ఎగిరిపోతుంది, దీనిలో బెర్నౌలీ చట్టానికి అనుగుణంగా ఒత్తిడి తగ్గుతుంది. అదే సమయంలో, చెరకు గ్యాప్లోకి లాగబడుతుంది మరియు దానిని కప్పివేస్తుంది. ప్రవాహం లేనప్పుడు, సాగే చెరకు నిఠారుగా ఉంటుంది మరియు ప్రక్రియ పునరావృతమవుతుంది.

గాలి వాయిద్యాలలో, వేణువులో వలె స్కేల్ యొక్క గమనికల ఎంపిక, సైడ్ హోల్స్ మరియు ఓవర్‌బ్లో తెరవడం ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది.

రెండు చివర్లలో తెరిచి ఉన్న పైపు వలె కాకుండా పూర్తి సెట్ఓవర్‌టోన్‌లు, ఒక చివర తెరిచిన పైప్ బేసి హార్మోనిక్స్ మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది ( సెం.మీ. పైన) ఇది క్లారినెట్ యొక్క కాన్ఫిగరేషన్, అందువల్ల హార్మోనిక్స్ కూడా బలహీనంగా వ్యక్తీకరించబడతాయి. క్లారినెట్‌లో ఓవర్‌బ్లోయింగ్ ప్రధాన దానికంటే 3 రెట్లు ఎక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీలో జరుగుతుంది.

ఒబోలో, రెండవ హార్మోనిక్ చాలా తీవ్రంగా ఉంటుంది. ఇది క్లారినెట్ నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది, దాని బోర్ శంఖాకార ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటుంది, అయితే క్లారినెట్‌లో బోర్ యొక్క క్రాస్ సెక్షన్ దాని పొడవులో ఎక్కువ భాగం స్థిరంగా ఉంటుంది. శంఖాకార బారెల్‌లోని పౌనఃపున్యాలు స్థూపాకార పైపులో కంటే లెక్కించడం చాలా కష్టం, అయితే పూర్తి స్థాయి ఓవర్‌టోన్‌లు ఇప్పటికీ ఉన్నాయి. ఈ సందర్భంలో, సంవృత ఇరుకైన ముగింపుతో శంఖమును పోలిన గొట్టం యొక్క డోలనం పౌనఃపున్యాలు రెండు చివర్లలో తెరిచిన స్థూపాకార గొట్టం వలె ఉంటాయి.

ఇత్తడి గాలి వాయిద్యాలు.

కొమ్ము, ట్రంపెట్, కార్నెట్-ఎ-పిస్టన్, ట్రోంబోన్, హార్న్ మరియు ట్యూబాతో సహా ఇత్తడి పెదవుల ద్వారా ఉత్తేజితమవుతుంది, దీని చర్య ప్రత్యేకంగా ఆకారంలో ఉన్న మౌత్‌పీస్‌తో కలిపి, డబుల్ రీడ్ మాదిరిగానే ఉంటుంది. సౌండ్ ప్రేరేపణ సమయంలో గాలి పీడనం వుడ్‌విండ్‌ల కంటే ఇక్కడ చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఇత్తడి గాలి వాయిద్యాలు, ఒక నియమం వలె, స్థూపాకార మరియు శంఖాకార విభాగాలతో ఒక మెటల్ బారెల్, గంటతో ముగుస్తుంది. విభాగాలు ఎంపిక చేయబడ్డాయి, తద్వారా పూర్తి స్థాయి హార్మోనిక్స్ అందించబడుతుంది. బారెల్ యొక్క మొత్తం పొడవు పైపు కోసం 1.8 మీ నుండి ట్యూబా కోసం 5.5 మీ వరకు ఉంటుంది. ట్యూబా నిర్వహణ సౌలభ్యం కోసం నత్త ఆకారంలో ఉంటుంది, శబ్ద కారణాల వల్ల కాదు.

బారెల్ యొక్క స్థిర పొడవుతో, ప్రదర్శనకారుడు బారెల్ యొక్క సహజ పౌనఃపున్యాల ద్వారా నిర్ణయించబడిన గమనికలను మాత్రమే కలిగి ఉంటాడు (అంతేకాకుండా, ప్రాథమిక ఫ్రీక్వెన్సీ సాధారణంగా "తీసుకోబడదు"), మరియు మౌత్‌పీస్‌లో గాలి ఒత్తిడిని పెంచడం ద్వారా అధిక హార్మోనిక్స్ ఉత్తేజితమవుతాయి. . అందువల్ల, స్థిర-పొడవు బగల్‌లో కొన్ని గమనికలు (రెండవ, మూడవ, నాల్గవ, ఐదవ మరియు ఆరవ హార్మోనిక్స్) మాత్రమే ప్లే చేయబడతాయి. ఇతర ఇత్తడి వాయిద్యాలపై, బారెల్ పొడవులో మార్పుతో హార్మోనిక్స్ మధ్య ఉన్న ఫ్రీక్వెన్సీలు తీసుకోబడతాయి. ఈ కోణంలో ట్రోంబోన్ ప్రత్యేకమైనది, బారెల్ యొక్క పొడవు ముడుచుకునే U- ఆకారపు రెక్కల మృదువైన కదలిక ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది. మొత్తం స్కేల్ యొక్క గమనికల గణన ట్రంక్ యొక్క ఉత్తేజిత ఓవర్‌టోన్‌లో మార్పుతో రెక్కల యొక్క ఏడు వేర్వేరు స్థానాల ద్వారా అందించబడుతుంది. ఇతర ఇత్తడి వాయిద్యాలలో, వివిధ పొడవులు మరియు విభిన్న కలయికలలో మూడు పార్శ్వ ఛానెల్‌లతో బారెల్ యొక్క మొత్తం పొడవును సమర్థవంతంగా పెంచడం ద్వారా ఇది సాధించబడుతుంది. ఇది ఏడు వేర్వేరు బారెల్ పొడవులను ఇస్తుంది. ట్రోంబోన్ మాదిరిగానే, మొత్తం స్కేల్ యొక్క గమనికలు ఈ ఏడు కాండం పొడవులకు సంబంధించిన విభిన్న శ్రేణి ఓవర్‌టోన్‌ల ఉత్తేజితం ద్వారా ప్లే చేయబడతాయి.

అన్ని ఇత్తడి వాయిద్యాల టోన్‌లు హార్మోనిక్స్‌తో సమృద్ధిగా ఉంటాయి. ఇది ప్రధానంగా బెల్ ఉండటం వల్ల వస్తుంది, ఇది ధ్వని ఉద్గార సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది అధిక పౌనఃపున్యాలు. ట్రంపెట్ మరియు హార్న్ బగల్ కంటే చాలా విస్తృతమైన హార్మోనిక్స్ ప్లే చేయడానికి రూపొందించబడ్డాయి. I. బాచ్ యొక్క రచనలలో సోలో ట్రంపెట్ యొక్క భాగం సిరీస్ యొక్క నాల్గవ ఆక్టేవ్‌లో అనేక భాగాలను కలిగి ఉంది, ఈ వాయిద్యం యొక్క 21వ హార్మోనిక్‌కు చేరుకుంది.

పెర్కషన్ వాయిద్యాలు.

పెర్కషన్ వాయిద్యాలు వాయిద్యం యొక్క శరీరాన్ని కొట్టడం ద్వారా ధ్వనిని చేస్తాయి మరియు తద్వారా దాని ఉచిత కంపనాలను ఉత్తేజపరుస్తాయి. పియానో ​​నుండి, కంపనాలు కూడా ఒక దెబ్బతో ఉత్తేజితమవుతాయి, అటువంటి సాధనాలు రెండు అంశాలలో విభిన్నంగా ఉంటాయి: కంపించే శరీరం హార్మోనిక్ ఓవర్‌టోన్‌లను ఇవ్వదు మరియు అది అదనపు రెసొనేటర్ లేకుండా ధ్వనిని ప్రసరిస్తుంది. పెర్కషన్ వాయిద్యాలలో డ్రమ్స్, తాళాలు, జిలోఫోన్ మరియు ట్రయాంగిల్ ఉన్నాయి.

ఘనపదార్థాల డోలనాలు ఒకే ఆకారంలో ఉండే ఎయిర్ రెసొనేటర్ కంటే చాలా క్లిష్టంగా ఉంటాయి, ఎందుకంటే ఘనపదార్థాలలో అనేక రకాల డోలనాలు ఉన్నాయి. కాబట్టి, కుదింపు, బెండింగ్ మరియు టోర్షన్ యొక్క తరంగాలు ఒక మెటల్ రాడ్ వెంట ప్రచారం చేయవచ్చు. అందువల్ల, ఒక స్థూపాకార కడ్డీలో అనేక వైబ్రేషన్ మోడ్‌లు ఉంటాయి మరియు అందువల్ల, స్థూపాకార గాలి కాలమ్ కంటే ప్రతిధ్వని పౌనఃపున్యాలు ఉంటాయి. అదనంగా, ఈ ప్రతిధ్వని పౌనఃపున్యాలు హార్మోనిక్ సిరీస్‌ను ఏర్పరచవు. జిలోఫోన్ సాలిడ్ బార్‌ల బెండింగ్ వైబ్రేషన్‌లను ఉపయోగిస్తుంది. ప్రాథమిక పౌనఃపున్యానికి వైబ్రేటింగ్ జిలోఫోన్ బార్ యొక్క ఓవర్‌టోన్ నిష్పత్తులు: 2.76, 5.4, 8.9 మరియు 13.3.

ట్యూనింగ్ ఫోర్క్ అనేది డోలనం చేసే వక్ర రాడ్, మరియు రెండు చేతులు ఏకకాలంలో ఒకదానికొకటి చేరుకున్నప్పుడు లేదా ఒకదానికొకటి దూరంగా వెళ్లినప్పుడు దాని ప్రధాన రకం డోలనం సంభవిస్తుంది. ట్యూనింగ్ ఫోర్క్ ఓవర్‌టోన్‌ల శ్రావ్యమైన శ్రేణిని కలిగి ఉండదు మరియు దాని ప్రాథమిక ఫ్రీక్వెన్సీ మాత్రమే ఉపయోగించబడుతుంది. దాని మొదటి ఓవర్‌టోన్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రాథమిక ఫ్రీక్వెన్సీ కంటే 6 రెట్లు ఎక్కువ.

సంగీత శబ్దాలను ఉత్పత్తి చేసే డోలనం చేసే ఘన శరీరానికి మరొక ఉదాహరణ గంట. గంటల పరిమాణాలు భిన్నంగా ఉండవచ్చు - చిన్న గంట నుండి బహుళ-టన్నుల చర్చి గంటల వరకు. గంట పెద్దది, అది చేసే శబ్దాలు తక్కువగా ఉంటాయి. శతాబ్దాల నాటి పరిణామ క్రమంలో గంటల ఆకారం మరియు ఇతర లక్షణాలు అనేక మార్పులకు లోనయ్యాయి. చాలా తక్కువ సంస్థలు వాటి తయారీలో నిమగ్నమై ఉన్నాయి, దీనికి గొప్ప నైపుణ్యం అవసరం.

బెల్ యొక్క ప్రారంభ ఓవర్‌టోన్ సిరీస్ హార్మోనిక్ కాదు మరియు ఓవర్‌టోన్ నిష్పత్తులు వేర్వేరు గంటలకి ఒకే విధంగా ఉండవు. కాబట్టి, ఉదాహరణకు, ఒక పెద్ద గంట కోసం, ప్రాథమిక ఫ్రీక్వెన్సీకి ఓవర్‌టోన్ ఫ్రీక్వెన్సీల కొలిచిన నిష్పత్తులు 1.65, 2.10, 3.00, 3.54, 4.97 మరియు 5.33. కానీ బెల్ కొట్టిన వెంటనే ఓవర్‌టోన్‌లపై శక్తి పంపిణీ వేగంగా మారుతుంది మరియు బెల్ ఆకారాన్ని ఆధిపత్య పౌనఃపున్యాలు ఒకదానికొకటి దాదాపుగా శ్రావ్యంగా ఉండేలా ఎంపిక చేసినట్లు అనిపిస్తుంది. బెల్ యొక్క పిచ్ ప్రాథమిక పౌనఃపున్యం ద్వారా కాదు, సమ్మె తర్వాత వెంటనే ఆధిపత్యం వహించే గమనిక ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. ఇది గంట యొక్క ఐదవ ఓవర్‌టోన్‌కు సుమారుగా అనుగుణంగా ఉంటుంది. కొంత సమయం తరువాత, బెల్ యొక్క ధ్వనిలో తక్కువ ఓవర్‌టోన్‌లు ప్రబలంగా ప్రారంభమవుతాయి.

డ్రమ్‌లో, వైబ్రేటింగ్ ఎలిమెంట్ అనేది లెదర్ మెంబ్రేన్, సాధారణంగా గుండ్రంగా ఉంటుంది, ఇది సాగదీసిన స్ట్రింగ్ యొక్క రెండు డైమెన్షనల్ అనలాగ్‌గా పరిగణించబడుతుంది. సంగీతంలో, డ్రమ్ స్ట్రింగ్ వలె ముఖ్యమైనది కాదు, ఎందుకంటే దాని సహజ పౌనఃపున్యాల సహజ సెట్ శ్రావ్యంగా ఉండదు. మినహాయింపు టింపని, దీని పొర గాలి రెసొనేటర్‌పై విస్తరించి ఉంటుంది. రేడియల్ దిశలో తల యొక్క మందాన్ని మార్చడం ద్వారా డ్రమ్ ఓవర్‌టోన్ సీక్వెన్స్‌ను హార్మోనిక్‌గా మార్చవచ్చు. అటువంటి డ్రమ్ యొక్క ఉదాహరణ తబలాభారతీయ శాస్త్రీయ సంగీతంలో ఉపయోగిస్తారు.