Fala dźwiękowa charakteryzuje się amplitudą i częstotliwością. Dwa dźwięki można odróżnić od siebie za pomocą następujących trzech różnych cech:
Dwie cyfry aib reprezentują fale dźwiękowe. Oba mają tę samą częstotliwość i kształt fali, ale amplituda fali dźwiękowej na rysunku a jest większa niż amplituda fali dźwiękowej na rysunku b. Głośność dźwięku zależy od amplitudy drgań. Większa amplituda oznacza głośniejszy dźwięk, a mniejsza amplituda oznacza cichszy dźwięk.
Przykład: Jeśli delikatnie uderzysz w bęben, usłyszysz cichy dźwięk, ale jeśli uderzysz mocno, usłyszysz głośny dźwięk.
Zależność między głośnością a amplitudą fali: Głośność dźwięku jest wprost proporcjonalna do kwadratu amplitudy fali.
Głośność ∝ Amplituda2
Pomiar: Głośność jest mierzona w skali decybeli. Minimalna głośność dźwięku słyszalnego przy częstotliwości 1 kHz jest uważana za zerowy poziom dźwięku w decybelach (0 dB). Przyjmuje się, że jest to poziom odniesienia. Kiedy głośność wzrasta 10-krotnie, poziom dźwięku nazywa się 10 decybeli, a gdy głośność wzrasta 100-krotnie, jego poziom wynosi 20 dB. Kiedy głośność staje się 1000 razy, jej poziom wynosi 30 dB. Bezpieczna granica poziomu dźwięku dla słuchu wynosi od 0 do 80 dB. Dźwięk o poziomie od 0 do 30 dB daje efekt kojący. Ale ciągłe słyszenie dźwięku o poziomie powyżej 120 dB (który jest zwykle nieprzyjemny i można go uznać za hałas) może spowodować ból głowy i natychmiastowe uszkodzenie uszu.
Jest to charakterystyczne dla dźwięku, który odróżnia ostry lub przenikliwy dźwięk od płaskiego dźwięku. Zależy to od liczby drgań na sekundę lub częstotliwości. Każda nuta muzyczna ma określoną wysokość. Jeśli ton jest wysoki, dźwięk jest piskliwy, a jeśli ton jest niski, dźwięk jest płaski. Dwie nuty o tej samej amplitudzie na tym samym instrumencie muzycznym będą różnić się wysokością, gdy ich wibracje mają różne częstotliwości.
Przykład : W przypadku gitary, duża, ciężka struna będzie wibrować powoli i wydawać niski dźwięk lub tonację. Cieńsza, lżejsza struna będzie wibrować szybciej i wytworzy wysoki dźwięk lub wysokość. W przypadku fletu niższy dźwięk uzyskuje się poprzez zamknięcie większej liczby otworów, dzięki czemu zwiększa się długość wibrującego słupa powietrza, a tym samym zmniejsza się wysokość dźwięku. Z drugiej strony, jeśli otworzy się więcej otworów, długość wibrującego słupa powietrza zostanie zmniejszona, a tym samym powstanie wyższy ton lub przenikliwy dźwięk.
Jakość to cechy, które odróżniają dwa dźwięki o tej samej wysokości i tej samej głośności. Kształt fali dźwięku jest różny dla różnych źródeł dźwięku, nawet jeśli ich głośność i wysokość są takie same. Jakość dźwięku, która pomaga w identyfikacji obiektu, który wydaje dźwięk, nazywana jest barwą. Na przykład możemy łatwo zidentyfikować i rozróżnić dźwięki skrzypiec i fortepianu, nawet jeśli gra się na nich z podobną wysokością, czasem trwania i intensywnością.
Kształt fali dźwięku wytwarzanego przez kamerton i fortepian, oba mają tę samą wysokość i tę samą amplitudę, ale mają różne kształty fal.
Charakterystyka | Głośność | Poziom | barwa lub jakość |
Czynnik | Amplituda | Częstotliwość | Przebieg |
Eksperymentuj, aby spróbować
Weź probówkę z odrobiną wody, jak pokazano na poniższym rysunku.
Wdmuchać powietrze do probówki, umieszczając wargę w otworze probówki. Usłyszysz płaski dźwięk. Teraz dodawaj coraz więcej wody do probówki, tak aby zmniejszała się długość słupa powietrza nad poziomem wody. Za każdym razem dmuchaj powietrzem i usłysz dźwięk.
Zauważysz, że wytwarzany dźwięk staje się coraz bardziej piskliwy.
Wniosek: wysokość dźwięku wzrasta wraz ze zmniejszaniem się długości słupa powietrza.