Звукова хвиля характеризується амплітудою і частотою. Два звуки можна відрізнити один від одного за трьома різними ознаками:
Дві цифри a і b позначають звукові хвилі. Обидва мають однакову частоту та форму хвилі, але амплітуда звукової хвилі на малюнку a більша, ніж амплітуда звукової хвилі на малюнку b. Гучність звуку залежить від амплітуди вібрації. Більша амплітуда означає більш гучний звук, а менша амплітуда означає більш м’який звук.
Приклад: якщо ви обережно вдарите по барабану, ви почуєте слабкий звук, але якщо ви вдарите по ньому сильно, ви почуєте гучний звук.
Зв’язок між гучністю та амплітудою хвилі: Гучність звуку прямо пропорційна квадрату амплітуди хвилі.
Гучність ∝ Амплітуда2
Вимірювання: Гучність вимірюється за шкалою децибел. Мінімальна гучність звуку, чутного на частоті 1 кГц, вважається нульовим рівнем звуку в децибелах (0 дБ). Його прийнято за еталонний рівень. Коли гучність збільшується в 10 разів, рівень звуку називається 10 децибелами, а коли гучність стає в 100 разів, його рівень становить 20 дБ. Коли гучність стає 1000 разів, її рівень становить 30 дБ. Безпечна межа рівня звуку для слуху - від 0 до 80 дБ. Рівень звуку від 0 до 30 дБ надає заспокійливу дію. Але постійне чуття рівня звуку вище 120 дБ (що зазвичай неприємно і може вважатися шумом) може викликати головний біль і негайну шкоду для ваших вух.
Це характеристика звуку, що відрізняє гострий або пронизливий звук від плоского. Це залежить від кількості вібрацій за секунду або частоти. Кожна музична нота має певну висоту. Якщо тон високий, звук пронизливий, а якщо низький, звук рівний. Дві ноти з однаковою амплітудою на тому самому музичному інструменті відрізнятимуться висотою, якщо їхні вібрації мають різну частоту.
Приклад : на гітарі велика важка струна повільно вібрує, створюючи низький звук або висоту. Тонша легша струна буде вібрувати швидше та створюватиме високий звук або висоту. У випадку флейти нижчу ноту отримують, закриваючи більше отворів, щоб довжина повітряного стовпа, що коливається, збільшувалася, таким чином, висота звуку зменшувалася. З іншого боку, якщо відкривається більше отворів, довжина повітряного стовпа, що вібрує, зменшується, і таким чином створюється більш високий тон або робиться звук пронизливим.
Якість - це характеристики, які відрізняють два звуки однакової висоти та однакової гучності. Форма хвилі звуку різна для різних джерел звуку, навіть якщо їх гучність і висота однакові. Якість звуку, яка допомагає ідентифікувати об’єкт, що видає звук, називається тембром. Наприклад, ми можемо легко ідентифікувати та диференціювати звуки скрипки та фортепіано, навіть якщо вони граються з однаковою висотою, тривалістю та інтенсивністю.
Форма хвилі звуку, створюваного камертоном і піаніно, має однакову висоту й однакову амплітуду, але різну форму.
Характеристика | Гучність | крок | Тембр або якість |
Фактор | Амплітуда | Частота | Форма хвилі |
Експериментуйте, щоб ви спробували
Візьміть пробірку з невеликою кількістю води, як показано на малюнку нижче.
Вдуйте повітря в пробірку, помістивши губу в отвір пробірки. Ви почуєте рівний звук. Тепер додавайте в пробірку все більше води, щоб довжина стовпа повітря над рівнем води зменшувалася. Кожного разу видуйте повітря і чуйте звук.
Ви помітите, що створюваний звук стає дедалі пронизливішим.
Висновок: висота звуку зростає зі зменшенням довжини повітряного стовпа.