Teraz w Internecie jest wiele możliwości sprawdzenia ostrości słuchu online. Aby to zrobić, musisz uruchomić wideo z dźwiękiem, którego częstotliwość rośnie. Twórcy testu zalecają testowanie ze słuchawkami, aby nie przeszkadzały obce hałasy. Zakres częstotliwości dźwięku w filmie zaczyna się od tak wysokich wartości, że tylko nieliczni mogą je usłyszeć. Co więcej, częstotliwość dźwięku stopniowo spada, a pod koniec filmu słychać dźwięk, który może usłyszeć nawet osoba z ubytkiem słuchu.
Podczas filmu, użytkownikowi pokazywana jest wartość częstotliwości odtwarzanego dźwięku. Warunki testu sugerują, że wideo musi zostać zatrzymane w momencie, gdy osoba słyszy dźwięk. Następnie powinieneś zobaczyć, w którym momencie częstotliwość się zatrzymała. Jego wartość pokaże, że słuch jest normalny, lepszy niż u większości ludzi, lub powinieneś udać się do lekarza. Niektóre testy pokazują, jaki wiek jest częstotliwością graniczną, którą dana osoba może usłyszeć.
Co to jest dźwięk i fala dźwiękowa
Dźwięk jest subiektywnym odczuciem, ale słyszymy go, ponieważ w naszym uchu istnieje coś realnego. To jest fala dźwiękowa. Fizyków interesuje, jak doznawane przez nas odczucia są powiązane z charakterystyką fali dźwiękowej.
Fale dźwiękowe to podłużne fale mechaniczne o małej amplitudzie, których zakres częstotliwości wynosi 20 Hz-20 kHz. Mała amplituda ma miejsce, gdy zmiana ciśnienia spowodowana rozrzedzeniem kompresji jest znacznie mniejsza niż ciśnienie w tym medium. W powietrzu, w obszarach rozrzedzenia kompresji, zmiana ciśnienia jest znacznie mniejsza niż ciśnienie atmosferyczne. Jeśli amplituda jest tego samego rzędu lub większa niż ciśnienie atmosferyczne, to nie są to już fale dźwiękowe, ale fale uderzeniowe, które rozchodzą się z prędkością ponaddźwiękową.
Odbiorcy dźwięków
Już ustaliliśmy, jaki jest zakres częstotliwości dźwięku, ale co leży poza jego granicami? Jeśli częstotliwość jest mniejsza niż 20 Hz, takie fale nazywane są infradźwiękami. Jeśli więcej niż 20 kHz - są to fale ultradźwiękowe. Zarówno podczerwień, jak i ultradźwięki nie wywołują wrażeń słuchowych. Granice są dość niewyraźne: dzieci słyszą 22-23 kHz, starsi ludzie słyszą 21 kHz, ktoś słyszy 16 Hz. Oznacza to, że im młodsza osoba, tym wyższą częstotliwość słyszy.
Psy słyszą wyższe częstotliwości. Ta ich umiejętność jest wykorzystywana przez trenerów, wydają polecenia ultradźwiękomgwizdek, którego ludzie nie słyszą. Rysunek przedstawia zakresy częstotliwości dostępne do percepcji przez różne zwierzęta.
Brzmi jak broń policyjna
Podajmy przykład przypadku, który pokazuje, że zakres częstotliwości dźwięków słyszanych przez osobę jest przybliżony i zależy od indywidualnych cech.
W Waszyngtonie policja znalazła sposób na rozproszenie młodzieży bez użycia przemocy. Chłopcy i dziewczęta nieustannie gromadzili się przy jednej ze stacji metra i rozmawiali. Władze czuły, że ich bezcelowa rozrywka przeszkadza innym, ponieważ zbyt wielu ludzi gromadzi się przy wejściu. Policja zainstalowała urządzenie Mosquito, które emitowało dźwięk o częstotliwości 17,5 kHz. To urządzenie jest przeznaczone do odstraszania owadów, ale producenci zapewnili, że fale dźwiękowe o tej częstotliwości są odbierane tylko przez nastolatków od 13 roku życia i nie starszych niż 25 lat.
Dzięki urządzeniu udało się pozbyć młodych ludzi, ale 28-letni mężczyzna usłyszał dźwięk i złożył skargę do władz miasta. Władze lokalne musiały przestać używać urządzenia.
Zakres długości fal
Fale o częstotliwości dźwiękowej w różnych środowiskach mają różne właściwości. Długość i prędkość propagacji fali są różne. W powietrzu (w temperaturze pokojowej) prędkość wynosi 340 m/s.
Rozważ fale o częstotliwościach, które są dla nas w zakresie słyszalnym. Ich minimalna długość to 17 mm, maksymalna to 17 m. Dźwięk o najmniejszej długości fali jest na granicy ultradźwięków, a przy największej -zbliża się infradźwięk.
Prędkość fali dźwiękowej
Uważa się, że światło przemieszcza się natychmiast, ale dźwięk zajmuje trochę czasu. W rzeczywistości światło też ma prędkość, to tylko granica, szybciej niż światło, nic się nie porusza. Jeśli chodzi o dźwięk, to najbardziej interesujące jest jego rozchodzenie się w powietrzu, chociaż prędkość fali dźwiękowej w gęstszych mediach jest znacznie większa. Rozważmy burzę z piorunami: najpierw widzimy błysk pioruna, potem słyszymy grzmot. Dźwięk jest opóźniony, ponieważ jego prędkość jest wielokrotnie mniejsza niż prędkość światła. Po raz pierwszy prędkość dźwięku została zmierzona poprzez ustalenie odstępu czasu między strzałem z muszkietu a dźwiękiem. Następnie wzięli odległość między narzędziem a badaczem i podzielili ją przez czas „opóźnienia” dźwięku.
Ta metoda ma dwie wady. Po pierwsze, jest to błąd stopera, zwłaszcza w bliskiej odległości od źródła dźwięku. Po drugie, to szybkość reakcji. Przy takim pomiarze wyniki nie będą dokładne. Aby obliczyć prędkość, wygodniej jest wziąć znaną częstotliwość konkretnego dźwięku. Istnieje generator częstotliwości, urządzenie o zakresie częstotliwości audio od 20 Hz do 20 kHz.
Jest włączony na żądanej częstotliwości, podczas eksperymentu mierzona jest długość fali. Mnożąc obie wartości, uzyskaj prędkość dźwięku.
Hysoniczny
Długość fali jest obliczana poprzez podzielenie prędkości przez częstotliwość, więc wraz ze wzrostem częstotliwości długość fali maleje. Możliwe jest wytworzenie oscylacji o tak dużej częstotliwości, że długość fali będzie tego samego rzędu wielkości co długośćwolna droga cząsteczek gazu, takich jak powietrze. To jest hiperdźwięk. Nie rozchodzi się dobrze, ponieważ powietrze nie jest już uważane za ośrodek ciągły, ponieważ długość fali jest znikoma. W normalnych warunkach (przy ciśnieniu atmosferycznym) średnia swobodna droga cząsteczek wynosi 10-7 m. Jaki jest zakres częstotliwości fal? Nie są zdrowe, ponieważ ich nie słyszymy. Jeśli policzymy częstotliwość hiperdźwięków, to okaże się, że wynosi ona 3×109 Hz i więcej. Hiperdźwięk mierzony jest w gigahercach (1 GHz=1 miliard Hz).
Jak częstotliwość dźwięku wpływa na jego wysokość
Zakres częstotliwości dźwięku wpływa na zakres tonu. Chociaż wysokość tonu jest subiektywnym odczuciem, jest określana przez obiektywną charakterystykę dźwięku, częstotliwość. Wysokie częstotliwości dają wysoki dźwięk. Czy wysokość dźwięku zależy od długości fali? Oczywiście prędkość, częstotliwość i długość fali są ze sobą powiązane. Jednak dźwięk o tej samej częstotliwości będzie miał różną długość fali w różnych środowiskach, ale będzie odbierany w ten sam sposób.
Słyszymy dźwięk, ponieważ zmiany ciśnienia powodują drgania błony bębenkowej. Ciśnienie zmienia się z tą samą częstotliwością, więc nie ma znaczenia, że długość fali jest różna w różnych mediach. Dzięki tej samej częstotliwości dźwięk odbierzemy jako wysoki lub niski, nawet w wodzie, nawet w powietrzu. W wodzie prędkość dźwięku wynosi 1,5 km/s, czyli prawie 5 razy więcej niż w powietrzu, dlatego długość fali jest znacznie większa. Ale jeśli ciało wibruje z tą samą częstotliwością (powiedzmy 500 Hz) w obu środowiskach, ton będzie taki sam.
Są dźwięki, których nie maton, na przykład dźwięk „cii”. Ich wahania częstotliwości nie są okresowe, ale chaotyczne, dlatego odbieramy je jako szum.
