Ми від народження до смерті перебуваємо в океані звуків. В місті ми постійно чуємо звуки рухомих машин, розмови перехожих, фонові шуми. Вдома працюють електроприлади, ми включаємо телевізори, радіоприймачі, комп'ютери. Можна не помічати ці звуки, не звертати на них уваги, але вони впливають на наше світосприйняття і самопочуття. Коли ми перебуваємо, як здається в тиші, за містом, на природі звуки все одно існують навколо нас. Це шум листя, дзижчання комах, шелест кроків по траві. Абсолютної тиші на Землі в природних умовах не існує.

Що таке звук?

З точки зору фізики звук – це пружні хвилі, що поширюються в середовищі і створюють в ній механічні коливання. Від чого залежить висота звуку і інші наші відчуття? З точки зору фізіології звук пов'язаний зі слухом. І безпосередньо пов'язаний з нашими органами чуття. Середовищем для поширення звукових хвиль може бути повітря, вода, метал і інші речовини. Оскільки звук – це хвильовий процес, він описується тими ж параметрами, що і будь-яка хвиля. Це частота, довжина хвилі, амплітуда, хвилі вектор (напрямок), швидкість. Людина чує звуки в діапазоні від 15 Гц до 20000 Гц. Діапазон нижче рівня чутності називається інфразвуком, вище рівня та до 1 Ггц називається ультразвуком. Вище 1 Ггц – це гиперзвук.

Висота звуку

Висота звуку – це суб'єктивне відчуття людини. Ми на слух маємо всі звуки за шкалою від низьких до високих. Від чого залежить висота звуку? Переважно від частоти звукової хвилі. Але на сприйняття висоти впливає також його інтенсивність. При великій інтенсивності звуки здаються нижче.


Одиниця виміру висоти звуку це крейда. Мелы розподіляються за шкалою через інтервали, які на слух сприймаються як рівні. Вчені виявили, що, якщо відтворювати короткі імпульси з інтервалом 5 мілісекунд, то на слух вони будуть сприйматися безперервно. Як будь-яка інформація наших органів почуттів, звукова інформація обробляється мозком. Розглянемо, від чого залежить частота звуку. Відомий так званий ефект Шепарда. Звукоряд, який створює ілюзію постійно підвищується або понижающегося тони, хоча насправді нічого не змінюється. Це досягається накладенням звукових хвиль по октавам (кратним по частоті). Цей ефект інтуїтивно використовували Бах, Равель, Шопен.

Тони звуку

Складний тон – це звучання декількох частот відразу. Простий тон можна відтворити за допомогою генератора звукових сигналів, або камертоном. Складний тон створюється музичними інструментами і людським голосом. Спектр складного тону складається з основної частоти і безлічі додаткових гармонік, так званих обертонів. Від чого залежить висота тону звуку і самого звуку? Вона залежить від основної частоти тону. Але і інтенсивність впливає на сприйняття висоти звучання. Чим більше інтенсивність, тим звук здається нижче.

Гучність звуку

Гучність звуку характеризує рівень звукового відчуття. Від чого залежить гучність і висота звуку? Сприйняття гучності звуку – відчуття суб'єктивне і залежить як від інтенсивності звуку, так і від віку, статі, етнічної приналежності, умов прослуховування. Відчуття гучності описується психофізичним законом Вебера-Фехнера. У відповідності з цим законом, якщо інтенсивність звуку зростає в геометричній прогресії, то відчуття гучності – в арифметичній. (Логарифмічна залежність). Від чого залежить гучність і висота звуку? Від безлічі причин. Висота звучання здається нижче, коли гучність збільшується. Людині завжди низькі і високі частоти здаються тихіше, ніж середні.

Тембр звуку

Тембр визначається спектром звуку. Забарвлення спектру надають обертони (гармоніки основної частоти). Вони надають емоційне забарвлення будь звучанням. Від чого залежать висота і тембр звуку? Вони залежать від конструкції і матеріалів музичних інструментів, від особливостей людського голосу. Виникають численні обертони надають звучанню неповторність. Кожна із знаменитих скрипок Страдіварі володіла унікальним тембром. Це визначалося і формою резонатора, і типом дерева, і навіть покриття лаком. Деякі вважають, що особливе сприйняття звуку людиною сприяло в давнину його виживання. Для аналізу зовнішніх шумів необхідно було зрозуміти, від чого залежить висота звуку, вичленувати з маси шумів, звукових частот звуки підкрадається хижака або вчасно почути наближення якоїсь природної катастрофи. Зараз з'явилася можливість синтезувати будь-які звуки, обробляти існуючі аудіозаписи для досягнення потрібного ефекту. Але ще на зорі звукозапису робилися звукові комбінації. Прикладом такого ефекту може служити знаменитий крик Тарзана, створений штучно в 1932 р.

Архітектурна акустика

Від чого залежить висота звуку? Звичайно, від приміщення, в якому він виникає. Про це знали ще в давнину і будували храми з урахуванням акустичних елементів, теоретичне обґрунтування для яких було розроблено згодом. Це і акустична форма куполів, і акустичні раковини.