2. Скорость звука

Скорость продольных волн в воздухе пропорциональна средней скорости молекул воздуха при их тепловом движении. Поэтому, скорость звука в воздухе зависит от температуры и выражается формулой:

 = 20

При температуре воздуха -30⁰ Сскорость звука311 м\с

При температуре 0⁰ Сскорость330 м\с

При температуре +20⁰ Сскорость342 м\с

Скорость звука в воде и мягких тканях организма - 1500 м\с

Скорость звука в железе - 5000м\с.

Отсюда видно, что звук в воздухе распространяется с наименьшей скоростью. Этим и объясняется, что во время грозы, после вспышки молнии гром так сильно запаздывает.

2. Классификация звуков

Все звуки поражают своим разнообразием. Однако все звуки можно разбить на три категории:

Тоны (или музыкальные звуки)

Шумы

Звуковые удары

Тоны в свою очередь делятся на простые и сложные. Простой тон – это колебание синусоидальной формы. Такой тон даёт, например, камертон. Гармонический спектр простого (или чистого) тона представляет собой только одну спектральную линию.

Сложный тон представляет собой несколько простых синусоидальных колебаний и его гармонический спектр представляет собой целый набор спектральных линий. Одна

из них имеет наибольшую амплитуду и наименьшую частоту. Она называется основным тоном. Все остальные имеют большую частоту, причём, их частоты кратны основной. Такие тона называются обертонами.

Если графиком простого тона является простая синусоида, то графиком сложного тона является сложная кривая, в которой наблюдается строгая периодичность формы, как узор на ткани или на обоях.

Шум представляет собой хаотическую смесь всех частот, в которой не прослушивается какой-либо определённый тон. Например, шум струи воздуха, выходящего из баллона, шум текущей воды, шум ветра и т.д. Специалисты по радиоэлектронике могут привести пример «белого» шума, когда радиоприёмник в УКВ-диапазоне на волну не настроен или телевизор старого типа работает при отсутствии телевизионного сигнала или при отключённой антенне.

Гармонический спектр шума представляет собой множество спектральных линий всех частот, которые сливаются в сплошной фон. Спектральные линии в нём по отдельности неразличимы, поэтому спектр шума является сплошным и может характеризоваться только огибающей.

Если огибающая имеет вид горизонтальной прямой, то физики такой шум называют «белым». Существует также шум, в котором высокие частоты несколько занижены. Он на слух воспринимается как более мягкий. («розовый»). Такой шум при длительном воздействии на слух человека меньше утомляет его и оказывает в большинстве случаев усыпляющее действие. В медицинской практике это иногда используется для борьбы с бессонницей.

Ниже приводится график и акустический спектр шума:

Звуковой удар представляет собой кратковременный звуковой импульс, график которого представляет собой импульс произвольной формы. Он спектра не имеет, так как этот процесс непериодический.

Известно, что у звука, как и у всякой волны имеются особые физические характеристики.

К ним относятся:

-частота

-интенсивность

-спектр

Но поскольку звук воспринимается не только измерительными приборами, но и слухом, поэтому существуют ещё и психофизиологические характеристики звука, Они определяются по слуховым ощущениям.

К ним относятся:

-высота тона

-громкость

-тембр

Следует подчеркнуть, что физическими характеристиками оперируют в большинстве случаев физики, а психофизиологическими характеристиками оперируют музыканты. В данной таблице приведены соотношения между этими характеристиками:

№	Физические характеристики	Психофизиологические характеристики
1	Интенсивность (Вт/м^2)	Громкость (piano, forte, mezzo forte и др.)
2	Частота колебаний (Гц)	Высота тона (название ноты)
3	Гармонический спектр	Тембр (название музыкального инструмента)