§ 17. Обозначение на письме согласных звуков — Большие уроки — Эвенгус
- Большие уроки
- Озвученный самоучитель
Большие уроки → Фонетика и графика
§ 17
§ 16. Обозначение на письме гласных звуков § 18. Правила правописания
Согласные звуки обозначаются на письме следующим образом: звук б обозначается буквой б: баян богатый;звук г обозначается буквой г: гаг лебедь; звук д обозначается буквой д: дага близко; звук д’ также обозначается буквой д, но отличается от звука д тем, что согласные а, о, у, э изображаются после него буквами я, ё, ю, е: дял ум, дёло камень, дю юрта, делэкигорностай. Звук й обозначается в конце слова и в конце слога буквой й: хой болото, айдерэн лечит; в слоге с гласными обозначается буквами я, ё, ю: ая хороший,
Кроме того, для написания слов, которые вошли в эвенкийский язык из русского языка, введены в эвенкийский алфавит буквы: ж, з, ф, ц, ш, щ, ь.
Эвенкийский алфавит
Аа Бб Вв Гг Дд Ее Ёё Жж Зз Ии Йй Кк Лл Мм Нн Ӈӈ Оо Пп Рр Сс Тт Уу Фф Хх Цц Чч Шш Щщ Ъъ Ыы Ьь Ээ Юю Яя
Упражнение 5
а) Подчеркните буквы, которыми обозначены звуки д’ и н’ в следующих словах:
гундем, сурундем, инекдэдем, девдерэн, дёкилдым, дели, дёнан, дюкун, дюлэгу, дян, дяв, няма, нечуксэ, нюӈун, няӈта.
б) Составьте предложения, в которые бы входили слова:
социализм, коммунизм, газета, журнал, колхоз. машина, конституция, революция, фабрика, флаг, завод.
§ 18. Правила правописания →
- Авторы
Елена Лебедева
Ольга Константинова
- Поделиться
Tweet
Звук и буква Е – какие обозначает и дает звуки, кратко для детей (1 класс, русский язык)
4.
1
Средняя оценка: 4.1
Всего получено оценок: 155.
Обновлено 25 Марта, 2022
4.1
Средняя оценка: 4.1
Всего получено оценок: 155.
Обновлено 25 Марта, 2022
В 1 классе, школьники узнают, что далеко не всегда в слове пишется та буква, которая слышится. Но настоящим открытием для детей становится тот факт, что в русском языке некоторые звуки могут быть обозначены разными буквами. А буквы порой обозначают разные звуки. В транскрипции (звуковой записи) нет Е, Ё, Ю, Я. Это буквы, которые в ударной позиции обозначают соответственно звуки [э], [о], [у], [а], а в безударной могут обозначать что-то ещё. Рассмотрим, какие звуки произносятся там, где мы пишем букву Е.
Какие звуки обозначает буква Е
Звук, обозначаемый буквой Е, зависит от позиции в слове.
Под ударением после парного по твёрдости-мягкости согласного Е обозначает звук [э] и мягкость произношения предшествующего согласного. Лес, тень, деньги, белый, мел — во всех этих словах роль буквы Е напоминает роль Ь, который нужен для обозначения мягкости буквы, после которой пишется.
В иностранных именах и фамилиях, в иноязычных словах Е может быть написана и после твёрдого согласного. То есть она обозначает звук [э], никак не влияя на произношение стоящего впереди согласного. Сравните, как произносится имя американского актёра Бред Питт [брэд] и русское слово бред [бр’эд], название игры регби [рэгб’и] и слова реки [р’эк’и]. Твёрдо произносятся согласные [т], [д], [р] в словах теннис, модель,
После гласного звука, после Ъ и Ь знаков, в начале слова буква Е обозначает двойной звук (его ещё называют йотированным).
Это сочетание [й] и [э]. Премьер [пр’эм’йэр], ехать [йэхат’], съесть [с’йэст’].В безударной позиции после парного по твёрдости-мягкости согласного буква Е обозначает что-то среднее между звуками [и] и [э]. В школе его чаще всего обозначают как [и], а на филфаках в вузах как [и/э]. Поэтому абсолютно одинаково звучат слова леса и лиса — [л’иса].
Для того чтобы правильно их написать, нужно подобрать проверочные слова лес, лисы.
После всегда твёрдых согласных Ш, Ж, Ц не под ударением буква Е обозначает звук [ы]. Примеры: шептать [шыптат’], жевать [жыват’], целовать [цылават’].
Сложнее всего в случае, когда безударная буква Е стоит в начале слова или в самом его конце после гласной: еловый, белые. Сложность состоит в том, что в части школьных учебников утверждается, что, как и под ударением, буква обозначает сочетание [йэ]. Другие авторы убеждены, что без ударения Е обозначает звук [и]. Транскрипция может выглядеть так [йэловый], [б’элыйэ] или так [иловый], [бэлыи]. Разнятся взгляды на вопрос, из каких звуков состоит слово, и в интернете. Школьникам лучше всего ориентироваться в этой ситуации на программу, действующую в их школе.
Среди лингвистов нет единства и по вопросу, считать ли звук [и], если он слышится в начале слова и обозначается буквой Е, йотированным.
Нужно ли в транскрипции обозначать его как [йи]? Но это уже вопрос академической науки, а не школьного образования.
Что мы узнали?
Буква Е служит для обозначения разных звуков: [э], [йэ], [и], [ы]. Это зависит от позиции звука в слове. Главное, помнить, что звука Е не существует, есть только буква Е. Если сказать кратко, в квадратных скобках, где пишется транскрипция слова, не должно быть Е, такого звука не существует. Это знак, обозначающий другие звуки.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
Пока никого нет. Будьте первым!
Оценка статьи
4.1
Средняя оценка: 4.1
Всего получено оценок: 155.
А какая ваша оценка?
звуковых волн | PASCO
Что такое звук
В физиологии звук возникает, когда вибрации объекта проходят через среду, пока не достигают барабанной перепонки человека.
В физике звук возникает в виде волны давления. Когда объект вибрирует, он заставляет вибрировать окружающие молекулы воздуха, инициируя цепную реакцию колебаний звуковых волн во всей среде. В то время как физиологическое определение включает восприятие звука субъектом, физическое определение признает, что звук существует независимо от восприятия звука человеком.
Вы можете узнать этот раздел из нашего сообщения в блоге «Что такое звуковая волна в физике?» Продолжайте читать для более глубокого изучения звуковых волн.
Типы звука
Существует множество различных типов звука, включая слышимый, неслышимый, неприятный, приятный, тихий, громкий, шум и музыку. Вы, вероятно, найдете звуки, издаваемые пианистом, мягкими, слышимыми и музыкальными. И хотя звук дорожных работ ранним субботним утром тоже слышен, он, конечно, не приятный и не тихий. Другие звуки, например собачий свист, не слышны человеческому уху. Это связано с тем, что собачьи свистки производят звуковые волны ниже диапазона человеческого слуха от 20 до 20 000 Гц.
Инфразвуковые волны (инфразвук)
Инфразвуковые волны имеют частоту ниже 20 Гц, что делает их неслышимыми для человеческого уха. Ученые используют инфразвук для обнаружения землетрясений и извержений вулканов, для картирования горных пород и нефтяных образований под землей, а также для изучения активности человеческого сердца. Несмотря на нашу неспособность слышать инфразвук, многие животные используют инфразвуковые волны для общения в природе. Киты, бегемоты, носороги, жирафы, слоны и аллигаторы используют инфразвук для общения на внушительных расстояниях — иногда на сотни миль!
Ультразвуковые волны (ультразвук)
Звуковые волны с частотой выше 20 000 Гц создают ультразвук. Поскольку ультразвук возникает на частотах за пределами диапазона человеческого слуха, он неслышим для человеческого уха. Ультразвук чаще всего используется медицинскими специалистами, которые используют сонограммы для исследования внутренних органов своих пациентов.
Как производится звук?
Звук возникает, когда объект вибрирует, создавая волну давления. Эта волна давления заставляет частицы в окружающей среде (воздухе, воде или твердом теле) совершать колебательное движение. Когда частицы вибрируют, они перемещают близлежащие частицы, передавая звук дальше по среде. Человеческое ухо улавливает звуковые волны, когда вибрирующие частицы воздуха вибрируют мелкие части внутри уха.
Во многих отношениях звуковые волны похожи на световые волны. Оба они происходят из определенного источника и могут распространяться или рассеиваться с помощью различных средств. В отличие от света звуковые волны могут распространяться только через среду, такую как воздух, стекло или металл. Это означает, что в космосе нет звука!
Как распространяется звук?
Среды
Прежде чем мы обсудим, как распространяется звук, важно понять, что такое среда и как она влияет на звук.
Мы знаем, что звук может распространяться через газы, жидкости и твердые тела. Но как они влияют на его движение? Звук распространяется быстрее всего через твердые тела, потому что его молекулы плотно упакованы вместе. Это позволяет звуковым волнам быстро передавать колебания от одной молекулы к другой. Точно так же звук распространяется в воде, но его скорость более чем в четыре раза выше, чем в воздухе. Скорость звуковых волн, движущихся в воздухе, может быть дополнительно снижена за счет высоких скоростей ветра, которые рассеивают энергию звуковой волны.
Среды и скорость звука
Скорость звука зависит от типа среды, через которую проходят звуковые волны. В сухом воздухе при 20°С скорость звука составляет 343 м/с! В морской воде комнатной температуры звуковые волны распространяются со скоростью около 1531 м/с! Когда физики наблюдают возмущение, которое распространяется быстрее локальной скорости звука, это называется ударной волной. Когда над головой пролетает сверхзвуковой самолет, можно наблюдать локальную ударную волну! Как правило, звуковые волны распространяются быстрее в более теплых условиях.
По мере того как океан нагревается из-за глобального климата, как, по вашему мнению, это повлияет на скорость звуковых волн в океане?
Распространение звуковых волн
Когда объект вибрирует, он создает кинетическую энергию, которая передается молекулами среды. Когда вибрирующая звуковая волна вступает в контакт с частицами воздуха, она передает свою кинетическую энергию ближайшим молекулам. Когда эти заряженные молекулы начинают двигаться, они возбуждают другие молекулы, которые повторяют этот процесс. Представьте, как скользкий спускается по лестнице. При падении с лестницы движение слинки начинается с расширения. По мере того, как первое кольцо расширяется вперед, оно тянет за собой кольца вперед, вызывая волну сжатия. Эта цепная реакция толкания и вытягивания приводит к тому, что каждое кольцо катушки слинки смещается из исходного положения, постепенно передавая первоначальную энергию от первой катушки к последней. Сжатие и разрежение звуковых волн похоже на то, как слинки толкает и тянет свои катушки.
Сжатие и разрежение
Звуковые волны состоят из моделей сжатия и разрежения. Сжатие происходит, когда молекулы плотно упакованы вместе. С другой стороны, разрежение происходит, когда молекулы находятся на расстоянии друг от друга. Когда звук проходит через среду, его энергия заставляет молекулы двигаться, создавая попеременное сжатие и разрежение. Важно понимать, что молекулы не движутся со звуковой волной. Когда волна проходит, молекулы получают энергию и перемещаются из своих первоначальных положений. После того, как молекула передает свою энергию соседним молекулам, движение молекулы уменьшается до тех пор, пока на нее не повлияет другая проходящая волна. Перенос энергии волны — это то, что вызывает сжатие и разрежение. При сжатии давление высокое, а при разрежении низкое. Разные звуки вызывают разные паттерны изменений высокого и низкого давления, что позволяет их идентифицировать. Длина волны звуковой волны состоит из одного сжатия и одного разрежения.
Звуковые волны теряют энергию при прохождении через среду, что объясняет, почему вы не можете слышать людей, говорящих далеко, но можете слышать, как они шепчутся поблизости.
Когда звуковые волны движутся в пространстве, они отражаются от таких сред, как стены, колонны и скалы. Это отражение звука более известно как эхо. Если вы когда-либо были в пещере или каньоне, вы, вероятно, слышали, как ваше эхо разносится намного дальше, чем обычно. Это связано с тем, что большие каменные стены отражают ваш звук друг от друга.
Типы волн
Итак, какой тип волны является звуком? Звуковые волны делятся на три категории: продольные волны, механические волны и волны давления. Продолжайте читать, чтобы узнать, что квалифицирует их как таковые.
Продольные звуковые волны
Продольная волна — это волна, в которой движение частиц среды параллельно направлению переноса энергии. Звуковые волны в воздухе и жидкостях являются продольными волнами, потому что частицы, переносящие звук, колеблются параллельно направлению распространения звуковой волны. Если вы толкаете слинки вперед и назад, катушки двигаются параллельно (взад и вперед). Точно так же, когда ударяют по камертону, направление звуковой волны параллельно движению частиц воздуха.
Механические звуковые волны
Механическая волна — это волна, которая зависит от колебаний материи, что означает, что она передает энергию через среду для распространения. Эти волны требуют начального ввода энергии, которая затем проходит через среду до тех пор, пока первоначальная энергия не будет эффективно передана. Примеры механических волн в природе включают волны на воде, звуковые волны, сейсмические волны и внутренние волны на воде, которые возникают из-за различий в плотности в водоеме. Различают три типа механических волн: поперечные волны, продольные волны и поверхностные волны.
Почему звук представляет собой механическую волну? Звуковые волны распространяются по воздуху, перемещая частицы воздуха в цепной реакции. Когда одна частица смещается из своего положения равновесия, она толкает или притягивает соседние молекулы, заставляя их смещаться из положения равновесия. Поскольку частицы продолжают вытеснять друг друга механическими колебаниями, возмущение распространяется по всей среде.
Эти механические колебания звуковой проводимости от частицы к частице квалифицируют звуковые волны как механические волны. Звуковая энергия, или энергия, связанная с вибрациями, создаваемыми вибрирующим источником, требует среды для перемещения, что превращает звуковую энергию в механическую волну.
Беспроводной датчик звука
Беспроводной датчик звука включает в себя два ключевых датчика в одном портативном корпусе: датчик звуковых волн для измерения относительных изменений звукового давления и датчик уровня звука со шкалой как по дБА, так и по дБС. Благодаря передаче данных в реальном времени и широкому спектру дисплеев (БПФ, осциллограф, цифры) простой дизайн беспроводного датчика звука позволяет легко использовать его для вводных звуковых исследований, а его встроенная память и надежные программные функции поддерживают исследования более высокого уровня в науке. звука.Звуковые волны давления
Волна давления или волна сжатия имеет регулярную структуру областей высокого и низкого давления.
Поскольку звуковые волны состоят из сжатий и разрежений, их области колеблются между моделями низкого и высокого давления. По этой причине звуковые волны считаются волнами давления. Например, когда человеческое ухо принимает звуковые волны из окружающей среды, оно определяет разрежение как периоды низкого давления, а сжатие — как периоды высокого давления.
Поперечные волны
Поперечные волны движутся с колебаниями, перпендикулярными направлению волны. Звуковые волны не являются поперечными волнами, потому что их колебания параллельны направлению переноса энергии; однако звуковые волны могут стать поперечными волнами при очень специфических обстоятельствах. Поперечные волны, или поперечные волны, распространяются с меньшей скоростью, чем продольные волны, а поперечные звуковые волны могут создаваться только в твердых телах. Океанские волны являются наиболее распространенным примером поперечных волн в природе. Более наглядный пример можно продемонстрировать, покачивая одну сторону струны вверх и вниз, в то время как другой конец закреплен (см.
видео о стоячих волнах ниже). Все еще немного запутался? Посмотрите визуальное сравнение поперечных и продольных волн ниже.
Как создать стоячие волны
С помощью струнного вибратора PASCO, генератора синусоидальных волн и стробоскопической системы учащиеся могут создавать, манипулировать и измерять стоячие волны в режиме реального времени. Генератор синусоидальной волны и струнный вибратор работают вместе, чтобы распространять синусоидальную волну по веревке, а систему стробоскопа можно использовать для «замораживания» волн во времени. Создавайте четко определенные узлы, освещайте стоячие волны и исследуйте квантовую природу волн в режиме реального времени с помощью этого современного исследовательского подхода. Вы можете проверить некоторые из наших любимых волновых приложений в видео ниже.
4 Свойства звука
Чем музыка отличается от шума? Птичий крик мелодичнее автомобильной сигнализации.
И мы обычно можем отличить сирены скорой помощи от полицейских, но как мы это делаем? Мы используем четыре свойства звука: высоту тона, динамику (громкость или мягкость), тембр (цвет тона) и продолжительность.
Частота (высота звука)
Высота звука — это качество, которое позволяет нам судить о звуках как о «высоких» и «низких». Он обеспечивает метод организации звуков на основе частотной шкалы. Высота тона может быть интерпретирована как музыкальный термин для обозначения частоты, хотя это не совсем одно и то же. Высокий звук заставляет молекулы быстро колебаться, а низкий звук вызывает более медленные колебания. Высота тона может быть определена только тогда, когда частота звука достаточно четкая и постоянная, чтобы отличить его от шума. Поскольку высота звука в первую очередь зависит от восприятия слушателем, она не является объективным физическим свойством звука.
Амплитуда (динамика)
Амплитуда звуковой волны определяет ее относительную громкость.
В музыке громкость ноты называется ее динамическим уровнем. В физике мы измеряем амплитуду звуковых волн в децибелах (дБ), что не соответствует динамическим уровням. Более высокие амплитуды соответствуют более громким звукам, а более короткие амплитуды соответствуют более тихим звукам. Несмотря на это, исследования показали, что люди воспринимают звуки очень низких и очень высоких частот мягче, чем звуки средних частот, даже если они имеют одинаковую амплитуду.
Тембр (цвет тона)
Тембр относится к цвету тона или «ощущению» звука. Звуки с разными тембрами производят волны разной формы, что влияет на нашу интерпретацию звука. Звук, воспроизводимый фортепиано, отличается от звука гитары тембром тона. В физике мы называем это тембром звука. Это то, что позволяет людям быстро распознавать звуки (например, кошачье мяуканье, журчание воды, звук голоса друга).
Длительность (Темп/Ритм)
В музыке продолжительность — это количество времени, в течение которого длится тон или тон.
Их можно охарактеризовать как длинные, короткие или занимающие некоторое время. Продолжительность ноты или тона влияет на тембр и ритм звука. Классическая фортепианная пьеса, как правило, имеет более длительные ноты, чем ноты, сыгранные клавишником на поп-концерте. В физике продолжительность звука или тона начинается, когда звук регистрируется, и заканчивается, когда его невозможно обнаружить.
Создание музыки с использованием 4 свойств звука
Музыканты манипулируют четырьмя свойствами звука, создавая повторяющиеся паттерны, формирующие песню. Продолжительность – это время, в течение которого длится музыкальный звук. Когда вы играете на гитаре, продолжительность звука останавливается, когда вы успокаиваете струны. Высота тона — это относительная высота или низость, слышимая в звуке и определяемая частотой звуковых колебаний. Более быстрые вибрации производят более высокий тон, чем более медленные вибрации. Более толстые струны гитары производят более медленные вибрации, создавая более глубокий тон, в то время как более тонкие струны производят более быстрые вибрации и более высокий тон.
Звук с определенной высотой или определенной частотой называется тоном. У тонов есть определенные частоты, которые достигают уха через равные промежутки времени, например, 320 циклов в секунду. Когда два тона имеют разную высоту тона, они звучат неодинаково, и разница между их высотами называется интервалом. Музыканты часто используют интервал, называемый октавой, который позволяет двум тонам разной высоты давать одинаковый звук. Динамика относится к степени громкости или мягкости звука и связана с амплитудой вибрации, которая производит звук. Чем сильнее зажата гитарная струна, тем громче будет звук. Цвет тона, или тембр, описывает общее ощущение от звучания инструмента. Если бы нам нужно было описать цвет тона трубы, мы могли бы назвать его ярким или блестящим. Когда мы рассматриваем виолончель, мы можем сказать, что она имеет насыщенный тембр. Каждый инструмент предлагает свой собственный цвет тона, и новые цвета тона могут быть созданы путем наложения инструментов вместе. Кроме того, современные музыкальные стили, такие как EDM, представили новые стили тона, которые были недоступны до создания цифровой музыки.
Что создает звук Музыка или шум?
Акустики, или ученые, изучающие звуковую акустику, изучали, как различные типы звуков, в первую очередь шум и музыка, влияют на человека. Случайные неприятные звуковые волны часто называют шумом. В качестве альтернативы, сконструированные образцы звуковых волн известны как музыка. Исследования показали, что человеческое тело по-разному реагирует на шум и музыку, что может объяснить, почему дорожные работы в субботу утром вызывают у нас большее напряжение, чем песня пианиста.
Акустика
Акустика — междисциплинарная наука, изучающая механические волны, включая вибрацию, звук, инфразвук и ультразвук в различных средах, таких как твердые тела, жидкости и газы. Профессионалы в области акустики могут варьироваться от инженеров-акустиков, которые исследуют новые приложения звука в технологии, до звукоинженеров, которые сосредоточены на записи и управлении звуком, до акустиков, которые являются учеными, занимающимися наукой о звуке.
Резонансная воздушная колонна
Нужен ли вам универсальный волновой демонстратор или доступное устройство, позволяющее учащимся экспериментировать с резонансом и гармониками, Resonance Air Column — ваш незаменимый помощник. Резонансная воздушная колонна состоит из полой трубы с поршнем внутри. По мере того, как поршень перемещается через резонансную воздушную колонну, каждый раз, когда он сталкивается с узлом, издается громкий звук. С помощью измерительных щупов и накладных колец учащиеся могут идентифицировать, измерять и отмечать расположение узлов и пучностей по всей воздушной колонне Resonance — и все это при просмотре данных в реальном времени с помощью дисплея Capstone FFT. Изучив резонансную частоту, узлы и пучности, учащиеся могут сравнить свои экспериментальные измерения с ожидаемыми, используя собственные графики и расчеты.
Характеристики звуковых волн
Существует пять основных характеристик звуковых волн: длина волны, амплитуда, частота, период времени и скорость.
Длина волны звуковой волны указывает расстояние, которое проходит волна, прежде чем она повторяется. Сама длина волны представляет собой продольную волну, которая показывает сжатие и разрежение звуковой волны. Амплитуда волны определяет максимальное смещение частиц, возмущенных звуковой волной при прохождении через среду. Большая амплитуда указывает на большую звуковую волну. Частота звуковой волны показывает количество звуковых волн, производимых каждую секунду. Звуки низкой частоты производят звуковые волны реже, чем звуки высокой частоты. Период звуковой волны – это количество времени, необходимое для создания полного волнового цикла. Каждая вибрация от источника звука производит звук, равный волне. Каждый полный цикл волны начинается с впадины и заканчивается в начале следующей впадины. Наконец, скорость звуковой волны говорит нам, насколько быстро движется волна, и выражается в метрах в секунду.
Единицы звука
Когда мы измеряем звук, нам доступны четыре различные единицы измерения. Первая единица называется децибел (дБ). Децибел — это логарифмическое отношение звукового давления к эталонному давлению. Следующей наиболее часто используемой единицей измерения является герц (Гц). Герц – это мера частоты звука. Герц и децибел широко используются для описания и измерения звуков, но также используются фон и сон. Сон — это воспринимаемая громкость звука, а фон — это единица громкости чистых тонов. Кроме того, фон относится к субъективной громкости, а сон — к воспринимаемой громкости.
Объяснение графиков звуковых волн
Звуковые волны можно описать графически либо смещением, либо плотностью. Графики смещения-времени показывают, насколько далеко частицы находятся от своих первоначальных мест, и указывают, в каком направлении они двигались. Частицы, которые отображаются на нулевой линии на графике смещения частиц, вообще не сдвинулись со своего нормального положения. Эти, казалось бы, неподвижные частицы испытывают большее сжатие и разрежение, чем другие частицы. Поскольку давление и плотность взаимосвязаны, график зависимости давления от времени будет отображать ту же информацию, что и график зависимости плотности от времени. Эти графики показывают, где частицы сжаты, а где сильно расширены. В отличие от графиков смещения, частицы вдоль нулевой линии на графике плотности никогда не сжимаются и не растягиваются. Наоборот, это частицы, которые больше всего движутся вперед и назад.
Звуковое давление
Звуковое давление описывает отклонение местного давления от окружающего атмосферного давления при распространении звуковой волны. Важно понимать, что звуковое давление и атмосферное давление — это не одно и то же. В целом скорость звука не зависит от атмосферного давления. Когда звуковые волны проходят от источника звука через воздух, они изменяют давление, испытываемое близлежащими частицами воздуха.
Уровень звука
Уровень звука — это сравнение давления звуковой волны относительно контрольной точки. Уровень звука измеряется в децибелах, причем более высокие децибелы соответствуют более высоким уровням звука. Некоторые звуковые инструменты измеряют уровень звука в дБн, что представляет собой отношение мощности (децибелы) сигнала к его несущему сигналу. Другие звуковые инструменты измеряют относительную громкость звуков, воспринимаемых человеческим ухом, используя децибелы, взвешенные по шкале А, известные как дБа. При использовании дБа значения звуков на низких частотах уменьшаются в децибелах по сравнению с невзвешенными децибелами.
Уровень звука — это сравнение давления звуковой волны относительно контрольной точки. Измеритель дБн измеряет высокие и низкие частоты, а измеритель дБА измеряет частоты среднего уровня.
Интенсивность звука
Интенсивность звука – это мощность на единицу площади, переносимая звуковой волной. Чем интенсивнее звук, тем больше будет амплитуда колебаний. По мере увеличения интенсивности звука увеличивается и давление, оказываемое звуковыми волнами на близлежащие объекты. Децибелы используются для измерения отношения заданной интенсивности (I) к порогу интенсивности слуха, который обычно имеет значение 1000 Гц для человеческого уха.
Интенсивность звука в воздушном столбе
Воздушный столб представляет собой большую полую трубу, открытую с одной стороны и закрытую с другой. Условия, создаваемые столбом воздуха, особенно полезны для исследования звуковых характеристик, таких как интенсивность и резонанс. Посмотрите видео ниже, чтобы увидеть, как воздушные столбы можно использовать для исследования узлов, пучностей и резонанса.
Звуки отовсюду! · Frontiers for Young Minds
Abstract
Вы когда-нибудь задумывались, как, имея всего два уха, мы можем улавливать звуки, исходящие отовсюду? Или, когда вы играете в видеоигру, почему вам кажется, что взрыв произошел прямо позади вас, хотя вы были в безопасности собственного дома? Наш разум определяет, откуда исходит звук, используя несколько сигналов. Две из этих подсказок: (1) в какое ухо звук попадает первым, и (2) насколько громок звук, когда он достигает каждого уха. Например, если звук сначала попадает в правое ухо, скорее всего, он исходит справа от вашего тела. Если звук попадает в оба уха одновременно, скорее всего, он исходит прямо спереди или сзади вас. Создатели фильмов и видеоигр используют эти подсказки, чтобы обмануть наш разум, то есть создать у нас иллюзию того, что определенные звуки исходят из определенных направлений. В этой статье мы рассмотрим, как ваш мозг собирает информацию от ваших ушей и использует эту информацию, чтобы определить, откуда исходит звук.
Физические элементы звука
Наша способность слышать имеет решающее значение для получения информации об окружающем нас мире. Звук возникает, когда объект вызывает вибрацию окружающего его воздуха, и эту вибрацию можно представить в виде волны, распространяющейся в пространстве. Например, если ветка падает с дерева и ударяется о землю, давление воздуха вокруг ветки меняется, когда она ударяется о землю, и в результате вибрация воздуха производит звук, возникающий при столкновении. Одна вещь, которую многие люди не осознают, заключается в том, что звуковые волны обладают физическими свойствами и поэтому на них влияет среда, в которой они возникают. В космическом вакууме, например, звуки не могут возникать, потому что в истинном вакууме нечему вибрировать и вызывать звуковую волну. Два наиболее важных физических качества звука — это частота и амплитуда . Частота — это скорость, с которой колеблется звуковая волна, и она определяет высоту звука . Звуки более высокой частоты имеют более высокий тон, например флейта или щебетание птиц, в то время как звуки более низкой частоты имеют более низкий тон, например, туба или лай большой собаки. Амплитуду звуковой волны можно рассматривать как силу колебаний, распространяющихся по воздуху, и она определяет воспринимаемую громкость звука. Как видно на рисунке 1, чем меньше пик звуковой волны, тем звук будет восприниматься тише. Если пик больше, то звук будет казаться громче. Было бы даже полезно думать о звуковых волнах, как о волнах в океане. Если вы стоите в стоячей воде и роняете камешек рядом с ногами, это вызовет небольшую рябь (крохотную волну), которая не сильно на вас повлияет. Но если вы стоите в океане во время шторма, большие набегающие волны могут быть достаточно сильными, чтобы сбить вас с ног! Точно так же, как размер и сила волн на воде, размер и сила звуковых волн могут иметь большое влияние на то, что вы слышите.
- Рис. 1. Амплитуда и частота представлены в виде волн.
- (A) Амплитуда – это сила колебаний, распространяющихся по воздуху; чем больше амплитуда, тем громче звук воспринимается наблюдателем. (B) Частота – это скорость, с которой колеблется звуковая волна, определяющая воспринимаемую высоту звука; чем больше частота, тем выше высота звука.
Звуковые волны удивительным образом взаимодействуют с окружающей нас средой. Вы когда-нибудь замечали, как сирена скорой помощи звучит по-разному, когда она находится на расстоянии, по сравнению с тем, когда машина приближается и проезжает мимо вас? Это связано с тем, что для перемещения звука из одной точки в другую требуется время, а движение источника звука взаимодействует с частотой волн, когда они достигают слушающего его человека. Когда машина скорой помощи далеко, частота сирены низкая, но частота увеличивается по мере приближения машины скорой помощи, что является явлением, известным как 9.0157 Эффект Доплера (см. рис. 2).
- Рис. 2. Влияние на частоты звуковых волн (и их восприятие) при приближении или удалении сирены от человека.
- Когда машина скорой помощи приближается к человеку, частота звука увеличивается, и поэтому он воспринимается как более высокий. По мере того, как машина скорой помощи отъезжает от человека, частота уменьшается, в результате чего звук воспринимается как более низкий.
Однако на звук влияет не только расстояние, но и другие объекты. Вспомните время, когда кто-то звал вас из другой комнаты. Вы, наверное, замечали, что услышать их из другой комнаты было труднее, чем когда он или она были рядом с вами. Расстояние между вами — не единственная причина, по которой человека хуже слышно, когда он или она находится в другой комнате. Человека также труднее услышать, потому что звуковые волны поглощаются предметами в окружающей среде; чем дальше человек, звонящий вам, тем больше объектов находится между вами двумя, поэтому меньше звуковых волн в конечном итоге достигает ваших ушей. В результате звуки могут казаться тихими и приглушенными, даже если человек громко кричит.
Структура уха
Наши уши представляют собой сложные анатомические структуры, которые разделены на три основные части, называемые наружным ухом, средним ухом и внутренним ухом. Наружное ухо является единственной видимой частью уха и в основном используется для направления звука из окружающей среды в слуховой проход. Оттуда звук попадает в среднее ухо, где вызывает вибрацию барабанной перепонки и трех крошечных косточек, называемых слуховыми косточками, которые передают звуковую энергию во внутреннее ухо. Энергия продолжает двигаться к внутреннему уху, где она воспринимается 9-м ухом.0160 улитка . Улитка представляет собой структуру внутри уха, имеющую форму раковины улитки, и содержит орган Корти, где присутствуют сенсорные «волосяковые клетки», которые могут воспринимать звуковую энергию. Когда улитка получает звук, она усиливает сигнал, обнаруженный этими волосковыми клетками, и передает сигнал через слуховой нерв в мозг.
Звук и мозг
Хотя уши отвечают за получение звуков из окружающей среды, именно мозг воспринимает и осмысливает эти звуки. слуховая кора головного мозга расположена в области, называемой височной долей, и специализируется на обработке и интерпретации звуков (см. рис. 3). Слуховая кора позволяет людям обрабатывать и понимать речь, а также другие звуки в окружающей среде. Что произошло бы, если бы сигналы от слухового нерва никогда не достигали слуховой коры? Когда слуховая кора человека повреждена из-за черепно-мозговой травмы, человек иногда становится неспособным понимать шумы; например, они могут не понимать значения произносимых слов или могут быть не в состоянии отличить два разных музыкальных инструмента друг от друга. Поскольку многие другие области мозга также активны во время восприятия звука, люди с повреждением слуховой коры часто все еще могут реагировать на звук. В этих случаях, даже если мозг обрабатывает звук, он не может понять смысл этих сигналов.
- Рисунок 3. Схема источника звука, проходящего через слуховой проход и превращающегося в нейронные сигналы, достигающие слуховой коры.
- Звук направляется в слуховой проход наружным ухом, а затем преобразуется в нервные сигналы улиткой. Затем этот сигнал передается в слуховую кору, где звуку присваивается значение.
Слышишь звук отсюда или оттуда?
Одной из важных функций ушей человека, как и ушей других животных, является их способность направлять звуки из окружающей среды в слуховой проход. Хотя внешнее ухо направляет звук в ухо, это наиболее эффективно только тогда, когда звук исходит сбоку от головы (а не прямо перед ней или позади нее). Услышав звук из неизвестного источника, люди обычно поворачивают голову, чтобы направить ухо в сторону источника звука. Люди часто делают это, даже не осознавая этого, например, когда вы находитесь в машине и слышите скорую помощь, а затем поворачиваете голову, пытаясь определить, откуда звучит сирена. Некоторые животные, например собаки, более эффективно улавливают звуки, чем люди. Иногда животные (например, некоторые собаки и многие кошки) могут даже физически шевелить ушами в направлении звука!
Люди используют два важных признака, чтобы определить, откуда исходит звук. Этими сигналами являются: (1) в какое ухо звук попадает первым (известно как межушная разница во времени ) и (2) насколько громким является звук, когда он достигает каждого уха (известно как межушная разница интенсивности ). . Если бы собака лаяла справа от вас, у вас не было бы проблем повернуться и посмотреть в этом направлении. Это связано с тем, что звуковые волны, создаваемые лаем, достигают правого уха, а не левого уха, в результате чего звук в правом ухе становится громче. Почему звук в правом ухе громче, когда звук исходит из правого? Потому что, подобно предметам в вашем доме, которые блокируют или поглощают звук того, кто вас зовет, ваша собственная голова — это твердый объект, который блокирует звуковые волны, идущие к вам. Когда звук исходит с правой стороны, ваша голова блокирует часть звуковых волн до того, как они достигнут левого уха. Это приводит к тому, что звук справа воспринимается как более громкий, тем самым сигнализируя о том, что именно оттуда исходит звук.
Вы можете исследовать это с помощью веселого занятия. Закройте глаза и попросите родителя или друга позвякнуть связкой ключей где-то у вас над головой. Сделайте это несколько раз, и каждый раз старайтесь указать на расположение ключей, затем откройте глаза и посмотрите, насколько вы были точны. Скорее всего, это легко для вас. Теперь закройте одно ухо и попробуйте еще раз. Имея в наличии только одно ухо, вы можете обнаружить, что задача усложняется или вы менее точно указываете на нужное место. Это потому, что вы заглушили одно ухо и, следовательно, ослабили свою способность использовать сигналы о времени или интенсивности звуков, достигающих каждого уха.
Иммерсивный звук в играх и фильмах
Когда звукоинженеры создают трехмерный звук (3D-аудио), они должны учитывать все признаки, которые помогают нам найти звук, и они должны использовать эти признаки, чтобы обманом заставить нас воспринимать звук как исходящий из определенного места. Несмотря на то, что с 3D-аудио существует ограниченное количество физических источников звука, передающих через наушники и динамики (например, только два с наушниками), звук может выглядеть так, как будто он исходит из гораздо большего количества мест. 3D-аудиоинженеры могут совершить этот подвиг, учитывая, как звуковые волны достигают вас, основываясь на форме вашей головы и расположении ваших ушей. Например, если звукоинженер хочет создать звук, который кажется исходящим спереди и немного правее, инженер тщательно спроектирует звук, чтобы он сначала начал воспроизводиться в правом наушнике и был немного громче в правом наушнике. этот наушник по сравнению с левым.
Видеоигры и фильмы становятся более захватывающими и реалистичными в сочетании с этими приемами 3D-звука. Например, при просмотре фильма набор динамиков в кинотеатре может сфокусировать направление звука, чтобы обеспечить соответствие между тем, что вы видите, и тем, что слышите. Например, представьте, что вы смотрите фильм, а актриса разговаривает по телефону в правой части экрана. Ее речь начинает воспроизводиться в основном через правые динамики, но по мере того, как она движется по экрану справа налево, звук следует за ней постепенно и плавно. Этот эффект является результатом того, что несколько динамиков работают синхронно, что делает возможным эффект трехмерного звука.
Виртуальная реальность (VR) поднимает этот захватывающий опыт на более высокий уровень, изменяя направление звука в зависимости от того, куда вы смотрите или находитесь в виртуальном пространстве. В VR, по определению, вы виртуально помещаетесь в сцену, и как визуальные, так и слуховые ощущения должны отражать ваш опыт реального мира. В успешной симуляции виртуальной реальности направление движения вашей головы и то, куда вы смотрите, определяют, откуда вы воспринимаете звук. Посмотрите прямо на космический корабль, и звук его двигателей доносится прямо перед вами, но поверните налево, и теперь звук доносится до вас справа. Переместитесь за большой объект, и теперь виртуальные звуковые волны попадают прямо на объект и косвенно на вас, приглушая звук и делая его более приглушенным и тихим.
Заключение
Ученые-исследователи и профессионалы в киноиндустрии и индустрии видеоигр использовали смоделированные звуки, чтобы больше узнать о слухе и повысить качество развлечений. Некоторые ученые сосредотачиваются на том, как мозг обрабатывает звуки, в то время как другие анализируют физические свойства самих звуковых волн, например, то, как они отражаются или иным образом разрушаются. Некоторые даже исследуют, как слышат другие животные, и сравнивают их способности с нашими. В свою очередь, профессионалы в индустрии кино и видеоигр использовали это исследование, чтобы помочь кинозрителям и геймерам получить более захватывающий опыт. В виртуальной среде дизайнеры могут заставить виртуальные звуковые волны вести себя так же, как звуковые волны в реальной жизни. Когда вы играете в видеоигру или смотрите фильм, легко принять как должное исследования и время, затраченные на создание этого опыта. Возможно, следующий шаг в технологии иммерсивного звука начнется с вас и вашего собственного интереса к звуковым волнам и тому, как работает слуховая система!
Глоссарий
Амплитуда : ↑ Размер звуковой волны; характеристика звука, влияющая на воспринимаемую громкость этого звука.
Высота тона : ↑ Качество воспринимаемого звука как функция частоты или скорости колебаний; воспринимаемая степень высокого или низкого тона или звука.
Эффект Доплера : ↑ Увеличение или уменьшение частоты звуковой волны по мере того, как источник шума и наблюдатель движутся друг к другу или удаляются друг от друга.
Улитка : ↑ Полая трубка во внутреннем ухе, обычно скрученная в виде раковины улитки и содержащая органы чувств слуха.
Слуховая кора : ↑ Область мозга, расположенная в височной доле, которая обрабатывает информацию, полученную посредством слуха.
Межушная разница во времени : ↑ Разница во времени прибытия звука, принимаемого двумя ушами.
Разница внутриушной интенсивности : ↑ Разница в громкости и частоте звука, воспринимаемого двумя ушами.