Физика звука

[Buba Kastorskii]

День добрый господа творцы :buba:
Вышел у нас на днях с приятилем спор о том что такое музыка как звуковая волна. С точки зрения физики, звук - упругие волны, распространяющиеся в среде и создающие в ней механические колебания (wiki.ru).
Колебания чего? Колебания (или изменения) плотности вещества.
Нам интересны изменения плотности вещества под названием воздух, ибо живем мы с вами в воздушном пространстве и изменения плотности именно этого вещ-ва нами воспринимаются как звук (ну можно и воде тоже слышать, даже в серной кислоте можно, но это не так распостранено).
Дык вот переходя к конкретике.
Как эти самые волны мы можем воспроизвести? С помощью динамков. Как работает динамик? Колеблет воздух. Подали плюс диффузор пошел вперед, убрали плюс - пошел назад. Кратенько, не вдаваясь в детали.
Что такое громкость? Плотность воздуха. Как ее увеличить? Качнуть диффузор посильнее.
Тепрь внимание вопрос.
Открываем SoundForge, загружаем наш любимый трэк. Смотрим.
Что мы видим? Изменения амплитуды во времени. Вопрос вот в чем. Этого достаточно для воспроизведения? Это вся необходимая информация ?
Я думаю да.
А раз так, значит звук, музыка - не более чем ИЗМЕНЕНИЕ АМПЛИТУДЫ (напряжения, хода диффузора ) во времени. Я прав?
Т.е. когда мы воспроизводим синус с частотой 50Гц и амплитудой 10Дб это говорит вот очем:
50 раз в секунду диффузор совершает колебательные движения вперед-назад, причем то место где сейчас находится диффузор вычисляется по формуле: место=sin(время)*максимальную амплитуду.
если брать квадратный сигнал, то мы имеем следующую картину: в каждый момент времени диффузор находится или на максимуме или на минимуме своего хода (зависит от амплитуды).
Т.е. музыка это просто изменение плотности воздуха во времени.
Я прав?

 

[supersonic]

В целом верно.

 

[moksha]

Вышел у нас на днях с приятилем спор

а в чём спор то? друг что утверждал?

 

[Izia Katzman]

С таким же успехом человека можно назвать кучкой органических молекул, состоящих из соединённых в цепочку пептидной связью аминокислот :umnik2:

 

[DonPedro]

Только колебания не плотности а давления :to_pick_ones_nose2:

 

[Buba Kastorskii]

а в чём спор то? друг что утверждал?

друг утверждал что нифига это не колебания амплитуды. что амплитуда постоянная. А я говорю что постоянная громкость - т.е. размах амплитуды и то если говорить о периодическом сигнале... он на звук с точки зрения схемотехники смотрит - он паяет всякие штуки )
Вот мы с ним поспорим )

В целом верно.

А не в целом? мне интересно чисто для себя... некое открытие для себя сделал - что мы реагируем лишь на изменение давления, а наши мозги, анализируя этот процесс во времени создают такие картины что просто п....

С таким же успехом человека можно назвать кучкой органических молекул, состоящих из соединённых в цепочку пептидной связью аминокислот

Я не биолог... к сожалению :girl_crazy: но согласитесь когда сложный процесс ОДНОЗНАЧО сводится к очень простым вещам - это безумно красиво. не даром ведь люди ищут формулу описывающую все? :declare:

Только колебания не плотности а давления

Упс, точно. плотность ведь постоянна?

Плотность — отношение массы вещества к занимаемому им объёму.
Как правило, при уменьшении температуры плотность увеличивается.

Значит на холоде теже колонки будут играть громче?

Давле́ние в физике — отношение силы, нормальной к поверхности взаимодействия между телами, к площади этой поверхности

А ведь эта сила должна зависить от плотности вещества?
звук одной и той же громкости(одна и таже колонка с одинаковыми установками громкости) в воде и в воздухе должен отличатся по уровню?

все взято из вички.ру

 

[pROFI]

Только колебания не плотности а давления :to_pick_ones_nose2:

Ещё и влияющие необъяснимо на звук,"колебания" энергетики исполнителя,его божьего дара...
У одних то в руках звук летучий,певучий,обертонный,а у других звук из этого же источника скрипучий да непотребный.
Тут не только физика,колебания,плотность...
Магия тут...метафизики законы непонятые,необъяснимые..
И не могут объяснить полно циферки да графики что такое ЗВУК,отчего это ЗВУК настоящей великой музыки,иль молитвы искренней электролизует,гипнотизирует людей,перестраивает структуру воды ("колебаниями давления" что ли?)......

p.s.
Опыты проводились по присоединению источника звука к нервным окончаниям внутреннего уха у глухих...
так люди,минуя воздушную среду,этот звук слышали...иль когда "в каком ухе пищит?"
Как с этим то?

 

[Buba Kastorskii]

Магия тут...метафизики законы непонятые,необъяснимые..

Ну тем не менее из мониторов я получаю вполне так ничего себе самый реальный звук. без волшебства и магии. только законы природы.
Другое дело концертный зал и настоящая скрипка в руках умелого человека.
Это сложнейший физический (химический, математический, эмоциональный и т.д.) процесс. Я рассматриваю упрощения которые приняты в науке. Некая упрощенная модель реального мира (кстати довольно точно описывающая реальность).

одних то в руках звук летучий,певучий,обертонный,а у других звук из этого же источника скрипучий да непотребный.

При желании это можно объяснить техникой исполнения, акустикой зала, позицей слушателя и т.д. Результат - элементарные изменения давления производимые исполнителем, которые не производит или производит подругому другой исполнитель. Нравятся мне простые варианты :declare:

И не могут объяснить полно циферки да графики что такое ЗВУК,отчего это ЗВУК настоящей великой музыки электролизует,гипнотизирует людей,перестраивает структуру воды ("колебаниями давления" что ли?)......

Думаю звук как и свет да и вообще любое колебание распостраняется не только в там где мы уже знаем но и там где мы еще не знаем. почему эти колебания воздействуют на эмоции? эмоции это уже не физический план, а связь прямая и не постредственная.
Вообще когда вопрос касается самого процесса творчества, лучше не пытатся применять всякие упрощения и модели. творчество это полет души, соединение с миром. полное слияние. какие тут модели? :girl_crazy: но опыт полученный в результате этого слияния... я испытываю ДИКОЕ желание его как то структурировать.

 

[Ortseam]

Только колебания не плотности а давления :to_pick_ones_nose2:

Как это колебания давления без колебания плотности? Так не бывает. Другое дело, что при помощи микрофона мы регистрируем именно давление. Но, если не ошибаюсь, есть лазерные устройства, способные регистрировать звук по изменению коэффициента преломления воздуха, связанного с измененим плотности в волне.

 

[Ortseam]

так люди,минуя воздушную среду,этот звук слышали...иль когда "в каком ухе пищит?"
Как с этим то?

Если к микрофону близко поднести источник электромагнитного излучения, он тоже будет "ловить звук, минуя воздушную среду". И что в этом то?

А если хорошо стукнуться лбом, увидишь вспышку, которой нет... По моему, копать в этом направлении неконструктивно
Уши воспринимают изменение давления. В этом изменении может содержаться бесконечное (теоретически) количество информации. Не вижу нужды привлекать сюда какие-то "потусторонности".

 

[Ortseam]

эмоции это уже не физический план

А это зависит от того, в каком контексте их рассматривать.
Тут возможен и физический план, и биохимичесий, и историко-культурный, и психиатрический, и искусствоведческий, и какой холчешь еще. Все произвольно.

...а связь прямая и непостредственная.

А вот, что сие такое есть, мне непонятно.
Если бы для передачи эмоций существовала "прямая" связь, к чему было бы все многобразие форм искусства? Любопытно, какие эмоции ты бы воспринял от музыканта, играющего за непрозрачной звукоизолированной перегородкой?

 

[Phone Cuts]

так, народ. тут топик для электронщиков, а не для физиков ядерщиков.
хотите обсуждать физику - во флейм.

 

[supersonic]

Давление и плотность те же яйца, только в профиль. Зависти с какой стороны смотреть. С точки зрения поверхности, с которой взаимодействует воздух, мембрана уха или микрофона, звук это колебание давления. Если рассматривать отдельную точку пространства, заполненного воздухом - звук это колебания плотности среды.

 

[Pavlius]

Электронная музыка - это хорошо.
Кто-нибудь занимается ядерной музыкой?

 

[moksha]

Я как-то наблюдал за своими крысами… интересное дело… во сколько раз у них меньше барабанная перепонка? Низкие они вообще не принимают… Крысы реагируют в основном на шшшипящие и ссссвистящие… наверное слышат где-то от 4 КГц… то есть «низкие» для них начинаются на несколько КГц выше…
Одно время мои «узники» жили в старом аквариуме, объёмом более 100 литров. При этом вели они себя, в моём присутствии, абсолютно раскованно… Мне кажется, если сравнивать с человеческими ощущениями, крысы чувствовали себя в «спортзале». Ну и это можно попытаться объяснить… Ведь стекло сможет пропустить через себя только низкие частоты… точный диапазон назвать не смогу, но до порога слышимости крыс остаётся далеко… то есть, крысы могут меня видеть, но я для них абсолютно беззвучен и следовательно не опасен…
Собсно к чему я это… Недавно посмотрел мультфильм 73-го года по роману Стефана Вула, под названием «Дикая Планета». Там, якобы, великаны Драги с планеты Игам поработили человечество, нацию омсов (людей)… скриншот:

Так вот, эти Драги свободно могли общаться с человеком и соответственно слышать человеческую речь тоже. В общем мультфильм мне не понравился тем, что у меня никак не выходило из головы что это не возможно… Если посмотреть на пропорции одного и другого вида, станет понятным то, что у Драгов голосовые связки в десятки раз превосходят наши по размерам. По идеи они должны общаться в инфразвуковом диапазоне, для нас. А человек для них – в ультразвуковом.
Я конечно не должен был воспринимать всё буквально, но ничего с собой сделать не мог.)))
Ну это что касается другой планеты и фантасктики, придуманными Стефаном Вулам…
А если спуститься на нашу планету. Динозавры.
Почему во всех фильмах их преподносят как рычащих монстров? Это как-то подтверждено наукой?
Самый крупный динозавр, останки которого найдены нами – аргентинозавр. Масса более 100 тонн, рост около 35 метров. Это где-то 14 этажей!
Смог бы человек услышать такое чудище? Или он смог бы только ощутить эти колебания давления и плотности телом? Быть может он только лишь смог бы ощутить ветер?
Слон. Трубу слона человеку прекрасно слышно. Но относительно недавно выяснилось, что у слонов есть свой язык общения состоящий из 12 слов. Просто мы этого не слышим – инфраниз. А вот слоны слышат друг друга на приличном, по человеческим меркам, расстоянии. Ведь низ - он всегда летит далеко…
Вопрос в чем… Смог бы я себя почувствовать крысой в аквариуме, находясь в «стеклянном» спортзале перед динозавром, рост которого 14 этажей? :laugh2:

Уж простите за ламерность, я как всегда!:laugh4::lol2:

псы. FON, чтоб тема относилась к Саунд Дизайну, а ты не нервничал, расскажи... Если мои ничем не обоснованные предположения верны, как рулить звук рыыыка такого чудища, а? ))))))))))))))))

 

[RomanD]

Во-первых - правильно друг утверждал, что амплитуда постоянна (ну допустим в электро) - амплитуда это величина колебательных волн, то есть их сила, а колеблется тело - т.е. струна, диффузор, воздух и т.д. Во-вторых - эмоционально мы воспринимаем звуковысотность и тембральный окрас (ну и гармонические и ритмические сочетания). Да, наш мозг умеет посредством звуковысотности составлять законченные рисунки, выражающие определённые эмоции, которые (при некоторых обстоятельствах) могут быть весьма схожим образом интерпритированы другими личностями (мозгами) - вот примерно на этом механизме и живём. :yes:

 

[Pellucid]

ну уж динозавров ты услышал бы явно))....если бы попал в то время.....к примеру гудок парохода большого мы же слышим

 

[Phone Cuts]

Если мои ничем не обоснованные предположения верны, как рулить звук рыыыка такого чудища, а?

я думаю, это будет звук по всему диапазону с перегрузом децебел этак в 30-40 =)))

 

[Buba Kastorskii]

круто ) не успеваю - надо работать. вечерком обязательно отпишусь. всем огромное спасибо

 

[moksha]

Человек получается в 20 раз меньше выше озвученного динозавра. То есть, если представить нас, с ростом около 35 метров, микрофон NEUMANN U87 будет следующих размеров:
Длина: 4.12 м
Диаметр диафрагмы: 1,1536 м
Такую диафрагмочку ещё и раскачать нужно :umnik2: :laugh1:

 

[Phone Cuts]

почему же тогда, сабаки и коты, да много разных животных, которые в разы меньше нас, а слышат и нас и мы их полностью....

 

[Phone Cuts]

Т.е. музыка это просто изменение плотности воздуха во времени.

ты хотел сказать, звук.

 

[moksha]

почему же тогда, сабаки и коты, да много разных животных, которые в разы меньше нас, а слышат и нас и мы их полностью....

Елси представим, что размер аргентинозавра 170 см (средний рост человека?), то наши размеры не будут превышать 8 см.
То есть, животное нужно брать тех же 8 см - крыса, отличный пример.

Многое конечно зависит от формы и размеров ушной раковины... да много ещё факторов...
эт так, рассуждения...:search:

 

[Испанский ГалстоГ]

не так все просто. коты слышал ультразвуки, летучие мыши воспроизводят ультразвуки. Дельфины, киты там всякие.

Притом те же коты разговаривают друг с другом (да и с человеком) в полне человеческом диапазоне ))

Голуби например.."воркуют" довольно низко для такого размера

 

[moksha]

Хм… Не сочтите меня за сумасшедшего, давайте просто по рассуждаем. Время – это ведь понятие относительное?
Возьмём среднестатистического человека – рост 170 см, скорость этого пешехода 5 км/ч=1.39м/с, шаг 0.8 м, продолжительность жизни 60 лет.
Наш пешеход готов прошлёпать за день 12*5=60 км, после чего смертельно уставши, захочет спать.
При этом он сделает 60 000/0.8=75 000 шагов.
Теперь уменьшим нашего подопытного в 20 раз – рост 9 см, шаг 4 см.
75 000*0.04 = 3000 м – расстояние которое сможет преодолеть наш уменьшенный человек, после чего смертельно уставши, он захочет спать. По его ощущениям он будет идти 12 часов, хотя для большого человека пройдёт всего 36 минут (время за которое большой преодолеет расстояние в 3 км).
То есть время также для маленького сожмётся в 20 раз. Продолжительность жизни его составит 3 года (абсолютно нормальное время жизни для животных тех же размеров).
И так, что нас интересует:
1 с для большого, это 50 млс для маленького. Человек способен уловить ухом на нижнем пороге 20 колебаний за секунду.
Соответственно маленький сможет уловить 20 колебаний за 50 млс или 400 за "нашу" секунду. И это будет его нижний порог слышимости.
Теперь, что это будет за голос.
Если гортань резонирует на 160 Гц для большого, то для маленько это будет 3360 Гц. Если шипящие у большого в районе 6000 Гц, то для девятисантиметрового это будет уже 120 000 Гц.
Уверен такие же результаты будут получены и при расчётах сделанных с помощью величин объёма гортани, площади отверстия горловины и т.д.

Сейчас уже доказано, что слух земноводного позволяет различать ЗВУКИ ЧАСТОТОЙ ДО 128 КИЛОГЕРЦ.

(регистр автора сохранён)
с интенсивностью речи не ясно, что делать... громкость - это ж величина тоже относительная, и за 0 принят наш порог слышимости. Нужно к звуковому давлению обращаться, к паскалям…
Где я не прав?

 

[moksha]

К примеру:

Птица может пропеть четыре различные ноты так быстро, что человеческое ухо не в состоянии уловить отдельные звуки. Обыкновенный крапивник поет одну песню сотни раз, а длится она всего 7 секунд. В каждой такой песенке с помощью специальной магнитофонной записи можно различить 120-130 звуков.

Это для нас всего 7 секунд, для певца же пройдёт не меньше 3 минут - а это уже действительно песня. :umnik2:

:crazy::wacko:

 

[basik]

Да, наш мозг умеет посредством звуковысотности составлять законченные рисунки, выражающие определённые эмоции, которые (при некоторых обстоятельствах) могут быть весьма схожим образом интерпритированы другими личностями (мозгами) - вот примерно на этом механизме и живём.

и не только мозг
многие элементы анализа производится в самом наборе ушных нервов
ухо в принципе нелинейно
порождает обертоны

кстати могу завтра процитировать суть простых и доступных для музыкантов-электронщиков
физических опытов - доказывающих это утверждение

кстати почемуто снесли мое сообщение о математическом аспекте поняти музыки - вспомните о акустико-математических исследованиях Пифагора

он вместе с физическим по моему мнению позволяет отличить музыку
от от звука вобще
изменение плотности воздуха во времени. - это определение не музыки звука
ведь не любой звук можно считать музыкой

или я не прав:dash2::dash2:

 

[Ortseam]

во сколько раз у них меньше барабанная перепонка?

Для приемника давления это абсолютно все равно. За счет меньшей массы мембраны эффективнее воспринимаются ВЧ - это да. За счет меньшей площади страдает общая эффективность - это да. Но никакого специфического завала низов нет. Так что теоретически могут они слышать, как и мы. Другое дело, как оно в реале. Но тут я не спец (не крысовед).

 

[basik]

это ведь понятие относительное?

относительное только в философском плане
а так есть единица измерения - секунда
и секунда в минус первой степени - герц

все остальные рассуждения базируются на предположении
о линейной зависимости высоты тона и размеров объекта

увы во многих случаях это не так

 

[Phone Cuts]

moksha,
ты делаешь сравнения прямо прапорциональные. такое сравнение может быть только в слчае, если сравниваемые абсолютно идентичны. у нас с животными совсем не такое строение ни ушей ни голова и, что очень важно, мозг и его работа вроде как происходят по другому.....нет ?
это только доказывает, как правильно подметил Галстог, что голуби воркуют очень в низком для себя биапазоне)))
я помню, как кто-то даже делал бас с воркутания голубя)))) во как)))
на примере голубя, вся твоя теория рассыпается как карточный домик.