Главная » Программирование звука » Что такое звук?

0

Формально   звук   представляет   собой   волны   изменения   давления,   которые двигаются  в  сжимающейся  среде.  Строго  говоря,  характеристики  звука  зависят от  свойств  материала,  где  он  распространяется,  но  общие  принципы  одни  и  те же1.  Молекулы  (воздуха,  воды,  металла)  стремятся  занять  положение,  равноудаленное  от  всех  своих  соседей.  Поэтому  как  только  молекулы  в  какой-нибудь области  окажутся  ближе  друг  к  другу,  чем  к  своим  соседям,  они  начнут  отталкиваться  друг  от  друга,  стремясь  разойтись  на  прежнее  расстояние,  сжимая  соседние частицы.

На рис. 1.1 показано, как это происходит. Более темные участки рисунка соответствуют областям, в  которых  молекулы  прижаты  друг  к другу теснее  (это области повышенного давления). На более светлых участках показаны области, где молекулы относительно разрежены. После того как в области сжатия они разойдутся на  прежнее  расстояние,  произойдет  сжатие  соседней  области,  молекулы  которой также будут стремиться разойтись, что приведет к сжатию следующей, и т.д.

Происходящее  можно  рассматривать  с  нескольких  позиций.  Если  проследить за  отдельной  молекулой,  то  обнаружится,  что  она  колеблется  туда-сюда,  не  перемещаясь  на  большое  расстояние.  Однако  если  вы  отодвинетесь  и  рассмотрите  область повышенного давления как единый объект, то увидите, что рис. 1.1 действительно схематично изображает движение волны давления.

1   Курс  физики  в  обычном  колледже  состоит  из  нескольких  разделов,  каждый  из  которых начинается  словами:  «Все,  о  чем  мы  до  сих  пор  говорили  при  изучении  этого  курса,  не соответствует  действительности.  Давайте  разберемся  с   тем,   что   происходит  на   самом деле». К акустике это относится в той же степени, что и к теории относительности. В данном разделе мы сознательно используем упрощенный подход.

Естественные звуки

Базовые  элементы,  составляющие  звук,   это  вибрирующие  объекты  и  волны изменения  давления.  Если  ударить  в  барабан,  его  мембрана  будет  вибрировать. Поднимаясь, она сжимает воздух над собой, и образуемая в результате волна давления движется по воздуху до тех пор, пока не надавит на барабанную перепонку слушателя.

Подобным  образом  ведут  себя  и  другие  источники  звука.  Музыкант  дует  во флейту  и  заставляет  вибрировать  находящийся  внутри  нее  столб  воздуха.  Открывая  и  закрывая  отверстия,  расположенные  на  инструменте,  флейтист  может  управлять этой вибрацией. Если провести мокрым пальцем по ободку хрустального стакана, он начнет вибрировать.

Иногда  вибрация  имеет  сложный  характер.  Голос  человека  формируется  в  результате   взаимодействия   вибраций   голосовых   связок,   воздуха   в   легких,   горле, ротовой полости и синусовых пазух, а также в жидкой среде его тела. Источником звука  в  акустической  гитаре  или  скрипке  являются  колебания  струны,  которые создают   вибрацию   воздуха   внутри   инструмента.   Губы   тромбониста   заставляют вибрировать  воздух  внутри  тромбона.  Практически  все  звуки,  издаваемые  этими инструментами,   зависят   от   формы   и   характеристик   воздушной   камеры.   Звуки, которые  вы  слышите  ежедневно,  почти  всегда  являются  результатом  сложного взаимодействия различных вибрирующих элементов.

Источник: Кинтцель Т.  Руководство программиста по работе со звуком = A Programmer’s Guide to Sound: Пер. с англ. М.: ДМК Пресс, 2000. 432 с, ил. (Серия «Для программистов»).

По теме:

  • Комментарии