Что такое звук: общий обзор его сути, видов, свойств, применения

Привет, с вами Эд! Здесь мы разберём всё самое важно о том, что такое звук вообще, какие у него есть свойства, разновидности, где он применяется. Это совокупный обзор звука как явления, одного из 3-х главный понятий наряду с музыкой и песней.

Цель страницы – дать новичкам всеобъемлющее представление о звуке, как носителе музыки и природном явлении c высоты птичьего полёта и с разных углов.

Задачи страницы: 1. Разобрать суть звука с точки зрения естествознания и музыки.
2. Рассмотреть все свойства звука и их восприятие человеком.
3. Рассмотреть все виды делений звуков по признакам.
4. Рассмотреть влияние звука на человека его применение в жизни.

Кому полезно прочесть? Всем новичкам в создании музыки и работе над звуком, ибо это главное понятие и сырьё. Но польза будет и обычным слушателям и тем, кто просто хочет понять лучше устройство этого мира.

Уровень сложности: новичок. Про глубокие знания и по предмету здесь нет.

Выгода этой страницы: в сети много записей про звук, но всё как обычно свалено в кучу, что-то недосказано, что-то объяснено заумно. В статье из Википедии куча каких-то уравнений звука, вскольз сказано про свойства, неупорядоченно, а чёткого деления по влиянию и применению и вовсе нет.

Здесь же это всё учтено и пропущено сквозь видение опытного музыканта и звукаря.

Итоги прочтения: 1. Целостное и глубокое понимание звука как явления, 2. ясное представление о его свойствах, видах и влиянии на человека.

1. Что такое звук?

Чтобы умело использовать звук в музыке, производстве и обычной жизни, нужно понимать что он есть, как работает и как обретает значение для человека.

Его мы слышим целый день от пробуждения и до отхода ко сну: будь это пение птиц, шум бытового прибора, звучание музыки или голосов людей. Шум среды естественнен, как и солнечный свет, магнитное поле и т.д.

Если зрением мы воспринимаем 80% сведений из окружающего мира, то слухом 15% — это 2-ой по значимости способ связи с внешней средой.

Обобщённо, звук – это 6-ая из 7 стихий: земля, вода, огонь, воздух, звук, свет и мысль. Это главное средство 6-ой чакры вишудхи для нашего самовыражения. Именно через речь взрослый и через смех, плач ребёнок выражают свои мысли, чувства, состояние.

Звук можно описать с 3-х точек зрения: естествознания (физики), душеведения (психологии) и музыки.

1. звук как природное явление – повторяющиеся упругие колебания воздуха в виде его разряжений и уплотнений, у которых есть свои источники, свойства, поведение в среде.

2. звук как восприятие человеком – слуховое ощущение в голове от воздействия колебаний воздуха на уши и слух и его толкование мозгом. Это то, что слышится.

3. звуки как основа музыки – сырьё или набор кирпичиков, упорядоченные и согласованные друг с другом по высоте для составления осмысленных линий нот для озвучивания их на музыкальных орудиях или «звучаниях» — дудки, скрипки и т.д.

Ещё звуки — это членораздельные составляющие речи: гласные и согласные звуки, глухие и звонкие, губные и носовые, буквы обозначения их на письме.

Звук как природное явление

Всё в этом мире — колебания или сменяемость, чередование: день/ночь, прилив/отлив, работа/отдых, тепло/холод. И звук здесь не исключение.

Звук – это колебания волн в среде, пространстве. Их порождает любой предмет, который может колебаться: струна, голосовые связки, громкоговоритель. Он колеблется от внешнего воздействия: удара, трения, потока воздуха, электротока.

Звуковые волны распространяются от него в пространстве во всех направлениях. Наши уши улавливают их и мозг их толкует определенным образом.

Итоговая цепочка: источник — среда — приёмник.

Пространство может быть твёрдым, жидким и газообразным. Последнее в виде воздуха самое привычное для человека при восприятии и создании музыки, обработке звука.

Для существования звука нужно 2 условия:

1. Наличие частиц среды. От их количества и плотности зависит скорость и дальность переноса звуковых колебаний в пространстве.

Например, в пустоте (вакууме), где нет никаких носителей-частиц, звука тоже нет.

Наоборот, если их много и они рядом и плотно друг с другом, как в твердом теле, то и звук распространяется легче и быстрее. Благодаря этому можно прильнуть к железнодорожным путям ухом и узнать издали, едет ли поезд или нет.

Если же частицы менее плотные как в воде, особенно в воздухе, то звуку перемещаться сложнее. И скорость его меньше, и он быстрее затухает. 

Это как толпа людей: толкнёшь одного – он толкнёт другого и так по цепочке. Если же вокруг свободнее, то передать толчок соседям сложнее: они дальше и их меньше.

2. Упругость колеблющегося тела. Когда оно упругое, то и волны упругие: частицы среды отклоняются и возвращаются в исходное положение, двигаются «туда-сюда». Звук при этом поддерживается и длительный, но главное — имеет явно выраженную частоту.

Если же тело жёсткое и сразу приходит в исходное состояние после удара, то звук короткий. И чаще это будет шумом, а не протяжным и особенно музыкальным звуком.

Вообще, колебания есть 2-х видов в зависимости от вида среды:

1. поперечные – в твёрдых телах: их частицы колеблются поперёк направлению распространения волн. Внешний вид их понятный: представьте, что вы перемещаете верх-вниз один конец верёвки, а другой при этом закреплён на опоре.

Независимо от среды именно поперечные волны в основе любого электромагнитного колебания в том числе обычного света. И в отличие от продольных волн им не нужны частицы среды: они перемещаются в пустоте, например, от Солнца до Земли.

2. продольные – в жидких и газовых средах: частицы колеблются вдоль перемещения волн. Внешний вид их как игра на баяне: его меха сжимаются и разжимаются в стороны куда и движутся руки. В отличие от поперечных им как воздух нужны частицы среды.

Кстати, в газах только продольные волны и человек может слышать только их, а поперечных в них нет и не слышимы.

Звук в воздухе – это продольные волны, а суть их в изменении его давления.

Когда поверхность громкоговорителя отклоняется вперёд или к нам, он уплотняет воздух перед собой. Так соседние слои воздуха давят друг на друга по цепочке и образуют уплотнения: области повышенного давления.

Когда же громкоговоритель отклоняется назад или от нас, он разряжает воздух перед собой, тянет его назад. Как следствие, разряжения: области пониженного давления.

Когда давление обычное (атмосферное), то частицы распределены равномерно: нет уплотнений и разряжений. Поэтому и звука тоже нет: есть лишь тишина.

Двигаясь в воздухе, звуковые волны встречают на своём пути препятствия: поверхности, предметы. Смотря какие у них сырье, облик, размеры звук может вести себя 4 путями:

1. отражение – волны меняют направление от ровных и гладких поверхностей.
2. рассеивание – волны разбиваются на мелкие неровными и твёрдыми телами.
3. поглощение – волны затухают, впитываются мягкими и пористыми телами.
4. проникновение — волны частично проходят сквозь поверхность, ослабляясь.

Звуковая волна может быть 2-х видов:

1. прямая — от источника к приёмнику без препятствий;
2. обратная — отражённая от препятствий к приёмнику.

Звук как природное явление изучает наука звуковедение (акустика). Особенно она важна при строительств и отделке помещения для звукозаписи и обработке звука.

Звук как ощущение

Человек может чувствовать звук через осязание: поднесите руку к громкоговорителю и вы ощутите лёгкое давление. А лучше возьмите листок бумаги: так будет явнее.

Звук может явно отдавать в грудь, когда он громкий и низкий, басовый как удар барабана. Но таким способом из звука не извлечь понятных и полезных сведений.

Слух человека

Основное русло восприятия звука – слух. Благодаря ему, человек воспринимает разные качества звука: громкость, высоту, окраску, положение источника, смысл слов речи.

Слух состоит из 3-х частей или видов уха:

1. наружное – ушная раковина и слуховой проход до барабанной перепонки. Его задача – улавливать и сосредотачивать звуковые волны на перепонке. В итоге она колеблется сообразно очертанию (форме) колебаний звуковой волны.

2. среднее – небольшой отсек с воздухом внутри головы с цепочкой из 3-х косточек: молоточек, наковальня, стремечко. Его задача – передавать колебания от перепонки к внутреннему уху, защищать его от повреждения и управлять чувствительностью слуха.

3. внутреннее – улиткообразный отсек с жидкостью и чувствительными волосками разной длины. Каждый волосок настроен и колеблется от волны с определённой соусилительной (резонансной) частотой. Благодаря этому мы можем отличать звуки по частоте и по окраске (тембру).

Его задача – превращать колебания от среднего уха в !электрический поток данных. Он в свою очередь по слуховому нерву передаётся в мозг. В итоге мозг оценивает данные на основе опыта и мы можем судить о звуке через прилагательные-описания: тихий/громкий, низкий/высокий, источник близко/далеко, окрас звонкий/глухой и т.д.

Ощущаемые качества звука

О свойствах звука будет чуть позже. Они внутри мозга преобразуются в качества:

1. Громкость – уровень, сила звука. Звук может быть тихий, средний, громкий.

Для ясности есть разметка (шкала) восприятия громкости. Она условно разделена на 12 уровней от тихого шелеста листьев и до громкого взлёта самолёта или взрыва.

По громкости у слуха есть 2 границы:

• порог слышимости – звуки ниже него мы не слышим, а выше – да;
• болевой порог – звуки выше него нам слушать больно, и мы можем оглохнуть.

По восприятию громкость есть 2-х видов:

1. мгновенная (peak) — её значение в отдельный короткий миг времени, всплеск;
2. средняя (RMS) — её усредённое значение за 300 мс или 0,3 секунды.

Важно! Мы воспринимаем именно среднюю громкость. Если будет звучать 2 звука: у 1-ого больше мгновенная, а у 2-ого — средняя, по 2-ой будет громче.

2. Высота – плотность и чистота звука. Звук может быть низкий, средний, высокий.
Низкий звук как земля: плотная и грязная, а высокий как воздух: тонкий и чистый, 

Ухо человека способно воспринимать звуки от 20 до 20 000 Гц.

Для ясности есть разметка с делением звуков: низкие до 200 Гц, средние 200-5000 Гц, высокие выше 5000 Гц. Они делятся ещё на 2-3 более узких участка. Звукари это знают.

Каждый участок даёт ощущениям от звука что-то своё: низкие — глубину и силу, средние — полноту и ясность, высокие — яркость и сыпучесть.

По высоте у слуха разная чувствительность. Так из 2-х одинаковых по уровню звуков один частотой 50 Гц, а второй 1 кГц — второй будет казаться громче. Эта зависимость громкости от высоты звука описана кривыми Флетчера-Мэнсона.  

3. Длительность – время звучания звука. Звук может быть коротким и длинным, как, соответственно щелчок и раскат грома.

2 звука, звучащие очень быстро друг за другом, для уха сливаются в один звук. Нужен некий промежуток между ними, чтобы слух их слышал как 2 отдельных.

Ещё любопытная вещь о связи длительности и громкости: более длинный, но меньший по уровню звук будет казаться нам громче, чем короткий, но большой по уровню.

В обычной жизни время измеряется в секундах, как в звукопостановке: у приборов обработки есть иногда настройки времени в миллисекундах: задержки, повторы.

А в музыке длительность звуков измеряется условными отрезками: целые, половинные, четвертные и т.д. Целая — это образец, а другие — короче в сравнивении ним в N раз.

4. Окраска (тембр) – отличительный склад звука, как одежда или лицо. Звук может быть звонкий/глухой, толстый/тонкий, тусклый/яркий и т.д. Это как разные цвета: волны со своей частотой. Также и в звуке: определённые сочетания частот.

Окраска влияет на плотность или ткань звука: один звук или наслоение разных. Она зависит от состава или очертания (формы) колебаний.

А ещё окраска влияет на наше настроение. Так звучание скрипки кажется жалобным и вызывает грусть, а звучание трубы кажется призывным и вдохновляет. Искусственные звуки могут звучать волшебно и отстранённо, вызывать сказочные образы.

Многие звуки связаны с жизненным опытом: звук церковного воздуя (органа) сразу вызывает в голове образ церкви и богослужения. А деревянная дудка (флейта) своей мягкостью создаёт образ леса, природы.

Это красочное свойство восприятия звука основа создания музыки в кинопроизодстве.

5. Местоположение – точка, в которой находится источник звука. Он может располагаться по 3-м измерениями — близко/далеко, слево/справо, выше/ниже.

Положение лево и право легко определяется благодаря положению ушей и их числу – 2. Если звук громче или раньше долетает до левого уха, то и источник его кажется слева и наоборот. А если в обоих ушах он равный по уровню и времени прихода, то источник прямо перед нами. Поэтому нам нужно лишь 2 колонки или наушника, а не 3.

У низких частот с большой длиной волны труднее определить источник. Если длина волны больше, чем расстояние между ушами, равное ширине головы, то 2 уха работают как одно. Поэтому низкочастотники (сабвуферы) обычно стоят ниже основных колонок и звук нам кажется всё равно приходящем из точки прямо перед нами, а не где-то с пола.

Наоборот, источники высокочастотного звуки мы чётко находим по местоположению.

Ещё чем больше в звуке сопутствующих отзвуков и отражений, тем более далёким и в более большом окружающем пространстве нам кажется местоположение источника.

Отдельные звуковые явления

Кроме того, в восприятии звука есть много отдельных явлений. Вот пример 3-х из них:

1. Сокрытие (маскировка) – если при одновременном звучании 2-х схожих по окраске звуков из одного и того же места в пространстве, один из них громче, то он перекрывает другой. В итоге слух не слышит другой звук, будто его и вовсе нет. Поэтому в толпе говорящих людей труднее услышать голос и различить слова собеседника.

2. Явление Доплера – когда источник звука приближается к слуху, его высота увеличивается. И, наоборот, когда отдаляется – уменьшается. Это слышно на улице в виде звучания тревоги (сирены) машины, когда она подъезжает к вам и отъезжает.

Причина этого: изменение частоты воспринимаемых колебаний, так как при перемещении источника каждое следующее колебание возникает в точке более близкой (приближение) или далёкой (отдаление) от приёмника — ушей.

3. Явление Хааса – если взять звук и воспроизвести его из одной колонки, например, левой, а его копию из другой справа, то звук будет звучать узкий и будто из середины между колонками. Но если между ними добавить задержку около 30-50 мс, то звук будет широким и будто из боков. Это применяется при сведении для размещения звучаний.

Звук как ощущение изучает наука звуковосприятие (психоакустика).

Звук как основа музыки

Музыка – это упорядоченные звуки, её плоть, как кирпичи у здания. Как в строительстве применяется разное сырьё: бетон, сталь, дерево, так и в музыке разные звуки.

Музыкальные звуки соотносятся друг с другом по высоте и обретают смысл внутри лада. Одни звуки устойчивые и спокойные, а другие неустойчивые и напряжённые. Это позволяет строить музыку как и речь с разными оттенками, смысловыми ударениями...

Звуки определённым строем располагаются на разных музыкальных орудиях: струнных, клавишных, духовых. Например, струнница (гитара) имеет 6 струн: ми-ля-ре-соль-си-ми.

Звуки намеренно выбираются, прописываются их узоры из нот и совмещаются в едином звучании музыки. И ею можно управлять через такие качества звука как высота, громкость, окрас, длительности.

• высота – это управляемая частота через смену длины трубы, натяжения струны;
• громкость – разные оттенки силы и плотности звучания;
• окраска – это цвет или ткань звука, что отличает одни звучания от других;
• длительности – рисунок из череды звуков во времени и затиший м/у ними.

Основные источники звука в музыке это: струна, столб воздуха, поверхность, токовая цепь. Они основа таких музыкальных орудий как, соответственно, скрипка, труба, барабан, звукодел (синтезатор).

Есть 2 основных вида звуков в музыке:

1. шумовые – без высоты и как шум, для создания движения в виде игре на ударных;

2. музыкальные – с явной высотой, как и голос человека, участвуют в создании разных линий из нот по высоте в составе созвучий, напевов и т.д.

Низкие звуки большого барабана и баса создают плотную основу, а высокие звуки тарелок, бубнов и прочего расцвечивают и заполняют верхние области частот.

Остальные звучания вместе с голосом заполняют середину. Вместе это создаёт равномерное заполнение музыкой всего слышимого охвата частот.

Звуки музыкальных орудий и образуют 4 главные звена песен:

• напевницу (мелодию) – главный голос, череда звуков разной высоты;
• созвучницу (гармонию) – глубина, сочетание разных по высоте звуков вместе;
• черед (ритм) – движение и кач, сочетание разных шумовых звуков во времени;
• слова (текст) – смесь языка и звуков, сочетание разных слов в голосе.

Даже в музыке без слов звук проводит слушателя через определённые чувства, обстановки и образы. Вспомните хотя бы полёт шмеля у Римского-Корсакого.

Звук как природное явление изучает наука музыкальное звуковедение (акустика).

2. Свойства звука

В зависимости от свойств источника: его сырья, размера, очертаний, строения и способа воздействия на него извлекаются звуки с разными свойствами.

То есть у звуковых волн разные их значения. И каждое из них связано с качествами восприятия слухом человека, которые мы уже рассмотрели выше.

Звук – это совокупность волн разных частот. И волны описываются 5-ью свойствами:

1. Размах звука (амплитуда)

Размах колебаний (амплитуда) – это величина её отклонения от нулевой точки до предельной: всплеска или впадины. Или разница между самой высокой/низкой точкой волны и осью.

А сам размах зависит от силы воздействия, приложенного к источнику. Ударили барабан слегка – звук слабый и тихий, а сильно с размаху – сильный и громкий.

То есть сила воздействия на источник сообразна силе давления или плотности звуковой волны. И с этой точки зрения размах — это предельная величина отклонения давления воздуха от обычного (атмосферного). Чем она больше, тем больше сила, давление звука. Наоборот, чем она меньше, тем слабее звук.

Мощность звука, переносимая через единицу площади измеряется в Вт/м², сила давления звука — в паскалях (Па), а громкость — в сонах. 1 сон = давление звука 1 кГц, равное 2 мПа.

Но привычней для слуха относительная единица – децибел или наименьшая величина изменения громкости, различимая слухом человека. А вот болевой порог слышимости соответствует мощности 101 Вт/м² у звука частотой 1 кГц.

Размах колебаний сообразен воспринимаемой громкости звука. Но она также зависит от частоты, очертания колебаний, длительности и чувствительности слуха человека.

Тише кажутся самые низкие и высокие звуки, с простым колебанием как плавной кривой (синусоиды), короткие звуки. Громче же звуки в области 1-3 кГц при прочих равных, со сложными и богатыми частотами колебаниями и длинные звуки.

2. Частота звука

Частота колебаний – это количество полных колебаний за единицу времени: 1 секунду. Она измеряется в герцах (Гц). Полное колебание — это промежуток «нулевая точка – гребень/верхний – впадина/нижний предел отклонения – нулевая точка».

Обратно частоте волны (f) понятие длина волны (λ) — расстояние между 2-мя соседними и одинаковыми точками волны: гребнями, впадинами, нулевыми точками. Чем меньше частота, тем больше длина. У низких звуков волна длинная, а у высоких — короткая. Длина волны измеряется в метрах, сантиметрах и миллиметрах.

С длиной волны связано понятие промежуток (период). Это время одного полного колебания. Чтобы его определить, нужно единицу поделить на частоту: T = 1/f.

Частота звука определяет и сообразна высоте звука. Чем чаще колебание, тем выше кажется звук: свист и наоборот: гул. Но также частота зависит и от силы воздействия. Чем оно больше, тем более высокие частоты в звуке возбуждаются.

Человек слышит звуки от 20 Гц до 20 кГц. Колебания ниже 20 Гц называется нижезвук (инфразвук), а свыше 20 000 Гц – сверхзвук (ультразвук). За этими границами слух человека не воспринимает колебания. Хотя нижезвук сопровождает землетрясения и вызывает у живых существ и человека чувство тревоги.

В музыке за образец для отстройки всех звуков взята нота Ля с частотой 440 Гц. Хотя изначально строй был 432 Гц – естественный для человека. Это сатанисты его намеренно сменили, чтобы музыка действовала на человека разрушительно.

3. Длительность звука

Длительность колебаний – промежуток времени от мига возникновения до пропадания. Она зависит от упругости и продолжительности двигательных колебаний источника. Она основа для создания движения в музыке и разграничении оборотов в напевнице.  

Перепонка барабана жесткая и колеблется не долго, поэтому и удар по нему короткий. А вот натянутая струна гибкая, поэтому может колебаться продолжительно, как и звучать.

Короткие звуки: хлопок, щелчок, отрывистое извлечение нот.
Длинные звуки: раскат грома, гудение воздуя (органа) при удержании клавиши.

Длительность измеряется в секундах для долгих звуков и миллисекундах для коротких. Она тесно связана с огибающей или видом кривой колебаний ADSR – как звук ведёт себя во времени от начала и до конца:

• A – Attack – начало звука или как быстро он начинается;
• D – Decay – спад после начального всплеска или как быстро он спадает;
• S – Sustain – удержание звука или как долго он длится в основной поре;
• R – Release – затухание звука или как быстро он затухает после прекращения воздействия: удержания клавиши.

Каждый из этих участков может быть разным. Начало – резкое и плавное, спад – значительный и незначительный, удержание и затухание – короткое и долгое.

Огибающая разная у разных музыкальных орудий и их источников:

• перепонка в барабане при ударе – все 4 участка звука короткие, как и сам звук;
• струна в скрипке при трении смычком – начало плавное, спад малый, удержание долгое: сколько движется смычок. Такой звук хорош для подложки из созвучий.
• струна в струннице (гитаре) при щипке – начало резкое, спад значительный, удержание краткое, затухание долгое: хорошо для обыгрывания, перебора нот.
• трубка в трубе при дутье ртом – начало резкое, спад малый, удержание долгое, затухание резкое. Такой звук пробивной и хорош для главных линий нот.

4. Состав звука (спектр)

Состав или очертание (форма) колебаний – количество и соотношение в звуке волн разных частот. Любое сложное колебание – это слияние простых плавных (синусов). Взаимодействуя друг с другом, они влияют на общий внешний вид колебаний звука.

Это и определяет окраску (тембр), цвет и отличие одного звучания от другого. Благодаря ему звуки с одной и той же силой и высотой звучат по-разному.

В звуке есть основная частота – самая низкая, громкая и несущая высоту звука. Но кроме неё есть и сверхчастоты (обертона) – выше её, тише, кратные в целое число раз или некратные и подкрашивающие звук.

Распределения частот по силе может быть плавным, непрерывным, равномерным как в скрипке или с выраженными всплесками, неравномерным как в трубе.

Всего есть 4 главных или основных очертаний колебаний:

1. плавная (sinus) – звучит мягко и тускло, присуща дудке (флейте).
2. треугольная (triangle) – звучит схоже с плавной, присущ гнусаку (гобою).
3. прямоугольная (square) – звучит чисто и пусто, присуща чистецу (кларнету).
4. пилообразная (saw) – звучит резко и сочно, присуща скрипке, трубе.

Речь выше шла о музыкальных звуках с высотой. Но в быту и на природе обычно слышны шумы. У них нет понятия основной и сверх частот, а состав колебаний в звуке не упорядоченный: не подчинён повторяющемуся закону. Про них мы поговорим ниже.

5. Скорость звука

Скорость звука – быстрота распространения звуковых волн в среде. Она зависит от упругости и плотности среды. Чем плотнее среда, тем быстрее в ней распространяется звук. Она измеряется в метрах в секунду, как и любая.

В твердых телах скорость звука 4000—5000 м/с, в воде 1500 м/с, а в воздухе 340 м/с.

Скорость не зависит от частоты и размаха колебаний. То есть низкие и высокие, громкие и тихие звуки распространяются с одной и той же скоростью.

Единственно, чем больше звук пройдёт расстояние и больше в нём будет препятствий, тем в нём будет меньше высоких частот и он будет более тусклым, менее слышным. У низких частот больше мощность, чем у высоких. Поэтому снаружи мы слышим гул или бубнение из машины при игре музыки внутри неё, а не всю музыку.

При создании музыки свойство скорости не используется, а при обработке звука – косвенно. В основном, её учитывают при расчёте и продумывании помещений для звукозаписи, чтобы не было стоячих волн: излишних усилений отдельных частот в отдельных точках пространства при их взаимном наложении.

Здесь помогает уравнение: скорость звука (v) = длина волны (λ) * частота волны (f).

Так как скорость звука в воздуухе постоянна и равная 340 м/с, то поделив её на частоту волны в герцах, можно узнать её длину в метрах. А точнее, в санти и мили метрах. И чтобы эту длину поглотить нужен звукопоглотитель той же толщины.

А подробный разбор свойств звука у разных звучаний песни и их влияние на неё читайте в этом обзоре.

Отдельные звуковые явления

С точки зрения распространения волн есть особые явления, что их видоизменяют.

1. Огибание (дифракция) — когда размер волны равен или больше размера препятствия, она может его обойти или обтекать. Это свойственно больше низким звукам с большой длиной волны.

2. Наложение (интерференция) — когда 2 отдельные волны, чаще прямая и отражённая от поверхности совпадают друг с другом по частоте и положению в пространстве. В итоге в отдельных участках комнаты звучание разное: в одних громче, а в других тише. Это и есть стоячие волны.

3. Соусиление (резонанс) — резкое увеличение размаха колебаний на определённой частоте звука. Оно возникает, когда частота внешнего воздействий совпадает с собственной или внутренней, отзывчивой частотой предмета. Может привести к разрушению или повреждению предмета.

Пример — гудение стакана под действием звука и его разбиение им.

Важно! Остов (корпусы) музыкальных орудий слушат именно для соусиления. Если дёрнуть струну саму по себе, не привязанную к полому телу, то она будет звучать тихо. Но вот на струннице (гитаре) звучание громкое и сочное именно благодаря её телу.

Действия со звуком

В целом человек со звуком может выполнять следующее:

1. Создавать — быть источником колебаний с помощью своего тела: голос, руки (щелчки, хлопки), а также сторонних предметов и установок, музыкальных орудий.

2. Записывать — сохранять на носителе с помощью звуколова (микрофона) и устройства записи. Здесь звук из воздушного вида преобразуется в токовый (электрический) и цифровой.

3. Измерять — определять его свойства через измерительные приборы:

• указатель (индикатор) уровня — показывает громкость;
• разборщик состава (анализатор спектра) — показывает частоты;
• волнописец (осциллограф) — показывает вид (форму) волны звука;
• соотномер (кореллометр) — показывает соотношение положений (фаз) 2-х волн из левой и правой звуковых колонок при совместном звучании;

4. Обрабатывать — изменять его свойства через приборы обработки:

• сжиматель (компрессор) — меняет громкость и огибающую волны;
• выравниватель (эквалайзер) — меняет частотный состав звука;
• отражатель (ревербератор) — добавляет отражение в прямой звук;
• насытитель (сатуратор) — добавляет новые частоты в исходный звук;
• и множество других приборов.

5. Оценивать — определять качество звучания через показатели: громкостной охват, частотный охват, уровень искажений и шумов, соотношение положений (фаз) и т.д.

6. Передавать — переносить звуковые данные на расстояние от источника к потребителю с помощью 2-х способов:

1. проводной — через металлический провод. Это даёт более чистое и устойчивое звучание без помех + дешевле и проще в использовании: не нужен накопитель (аккумулятор) и сопряжение устройств в виде проигрывателя и наушников.

2. безпроводной — через воздух с помощью высокочастотных электромагнитных волн: Wi-Fi, Bluetooth. Звучание здесь подвержено воздействию помех и разрыву связи между устройствами воспроизведения и озвучивания. Кроме того, этот вид передачи вредно влияет на мозг и тело человека.

3. Виды звуков

Все звуки для удобства пользования и порядка можно поделить по 5 признакам:

Признак 1 – по природе или происхождению

1. Естественные – созданы природой без вмешательства человека.

• от погодных явлений – дождь, гром, ветер, журчание реки;
• от живых существ – крики животных, пение птиц, стрекот насекомых и т.д.
• от человека – его голос и звуки им издаваемые: крик, смех, плач…

В музыке эти звуки кроме голоса человека используются редко: больше как украшательства. А в кинопроизводстве часто: для передачи обстановки на изображении. Звуки природы большей частью действуют на человека положительно: успокаивают.

2. Искусcтвенные – созданы человеком в ходе своей деятельности:

• от производственных устройств – станки, машины, бытовые приборы;
• от цифровых устройств – звонки сотовых, будильник, тревоги и т.д.
• от предметов – скрип двери, звон разбитого стекла, хлопок лопнувшего колеса…
• от музыкальных орудий – барабанов, струнных, духовых и т.д.;

В музыке как раз используются звуки музыкальных орудий. Без них её бы и не было.
Случай 1 выше – это побочные звуки: вредят слуху и желательно их уменьшать, а случай 2 — целевые звуки: нужны, чтобы предупредить, указать, разбудить.

Признак 2 – по благозвучности или музыкальности

1. Музыкальные – благозвучные и могут применяться для создании музыки. Им свойственны признаки: явная высота звука, изменяемая длительность, согласованность в совместном звучании и укладывание в звукоряд в виде лада, настройности.

Они такие потому что в них есть главная или основная частота, а остальные более высокие частотные составляющие – кратные ей. Про это было выше об окраске (тембре).

Их создают все музыкальные орудия с высотой: струнные, клавишные, духовые. Также они есть у отдельных ударных, например, древозвона (ксилофона), небесни (челесты). Голос человека тоже музыкальный и самый сложный из всех.

2. Не музыкальные – шумовые и в целом для создания музыки не подходят. Их состав частот случайный, без порядка. Никакой выраженной высоты у них нет.

Ими могут быть и естественные, и природные звуки. Из природы: гром, шелест, журчание. Из быта: хлопки, кашель, гул толпы, скрежет по металлу и т.д.

Хотя некоторые направления музыки, такие как промышленный метал, обволак (эмбиент) и прочие испытательные (экспериментальные) их используют.

В народе эти звуки называют просто шумами. Они есть 2-х видов:

1. продолжительные или постоянные: гул, гудение, потрескивание, шипение;
2. кратковременные или переменные: хлопки, щелчки, перегрузы.

Ещё в общем шум как совокупность разных частот различается условно по цвету:

• белый – все частоты в равном количестве, яркий на слух, шум перерыва вещания;
• розовый – с ослаблением верхних частот, мягкий на слух, шум водопада;
• коричневый – с резким провалом верхних частот, гулкий, шум грома вдали.

Признак 3 – по сложности колебаний волны

1. Простые  — это плавные кривые (синусоиды). Они кирпичики для построение сложных звуков любого очертания (формы). Это как цвета радуги, что смешиваясь дают другие.

Их часто применяют в создании звука в звукоделе (синтезаторе), смешивая друг с другом в разных соотношениях. Если смешивать чётные кратные волны (гармоники), то итоговая волна будет близкой к прямоугольной, а если нечётные – к пилообразной.

Простой звук в жизни услышать можно очень редко. Ближе всего к нему звучание настройщика (камертона), отчасти дудки (флейты).

2. Сложные – это всё кроме плавных кривых. Выше уже было о них: треугольные, прямоугольные, пилообразные волны. Любой шум по определению всегда сложный звук.

Звуки всех музыкальных орудий – тоже сложные. А голос человека – самый сложный.
И всё, что мы в жизни слышим, это сложные звуки.

Признак 4 – по виду музыкального орудия

Здесь уже речь про музыкальные звуки и вид их источника. Хотя производственные и шумовые звуки также можно получить не только естественно – записать их из жизни, но и искусственно – воссоздать.

1. Живые звучания – создаются настоящими музыкальными орудиями (инструментами) из разного сырья: дерева, пластика, железа и т.д. при воздействии на них. Их главное отличие – звук создаётся без участие тока (электричества): чисто естественным путём.

По виду источника звука живые звуки делятся на 4:

1. струнные (кордофон) – колебание струны ударом, щипком: струнница (гитара);
2. воздушные (аэрофон) – колебание потока воздуха в трубе дутьём: дудка, труба;
3. перепонные (мембранофон) – колебание перепонки ударом: барабаны;
4. самозвучные (идиофон) – колебания цельного тела ударом: треугольник, щелкалки (кастаньеты), древозвон (ксилофон), трещотки, погремушки, колокола.

Эти звучания основа живой музыки и исполнения. Примеры: жиз (джаз), народные песни.

2. Искусственные звучания – создаются с помощью смешивания токовых колебаний в звукоделах (синтезаторах), расширениях озвучки на вычислителе (компьютере). У этих устройства 4 звена в своём составе:

1. источник (генератор) – создаёт колебание нужного вида: плавная, треугольная;
2. огибатель – придаёт звучанию нужный вид или облик ADSR: про это было ранее;
3. пропускатель (фильтр) – срезает/усиливает частоты для смены окраски;
4. усилитель – придаёт звуку выходной мощности для громкости.

Так можно получить звук, которого нет в природе: волшебный, звёздный, потусторонний.

Эти звучания основа искусственной (электронной) музыки: попляс (диско), домец (хаус).

Признак 5 – по наличию или степени обработки

1. Сухой или необработанный – звук просто записан или создан без дополнительных украшений, видоизменений. Обычно он постоянный – не меняется и не развивается во времени: его состав частот и свойства не меняются в течение всего звучания.

Его получить легко – извлечь на нужном средстве и записать для музыкальных целей.

Пример 1 – постоянное звучание плавной кривой (синуса) или пиканье будильника.
Пример 2 – записанный голос без обработки, звучащий просто как при обычной речи.

2. Мокрый или обработанный – звук прошёл через прибор обработки и претерпел изменения, снабжён украшениями. Он уже может быть переменным – меняться в ходе звучания своими свойствами: громкость, частоты.

Пример – голос с обработкой задержками и отражениями, так что он звучит будто в зале или пещере. Или токострунница (электрогитара) с перегрузом: звучит с искажениями.

Более сложный пример – раскрывающийся пропускатель частот, когда весь их набор постепенно добавляется в звучание от низких к высоким.

Яркий пример – гребень частот (флэнжер), что создаёт полётное звучание, будто двигателя самолёта. Здесь звук и его копия постоянно смещаются друг относительно друга по высоте и времени. Поэтому звучание будто развивается.

3 вида представления слышимых звуков

Но без разницы какой звук по признакам выше есть, он может быть представлен в 3-х разных видах в зависимости от того, какой носитель или устройство запоминания:

1. воздушный – самый обычный вид: колеблющиеся волны в воздухе. Именно в таком виде наше ухо способно его слышать. Его свойства мы подробно уже обсудили. Но, к сожалению, в таком виде его не записать. Здесь помогают следующие 2 вида.

2. токовый (аналоговый) – звук в виде тока в проводе. Таким его делает звуколов (микрофон) и устройство записи: проигрыватель магнитный (магнитофон) и пластинный (граммофон). Такой звук в виде намагниченностей на ленте или канавок на пластинке. Его можно воспроизвести, перезаписать.

Суть в том, что перепонка любого звукоснимателя колеблется по образу в точности колебаниям звука в воздухе. Это позволяет записать звук таким, какой он есть. И далее обработать его с помощью различных токоустройств в виде приборов обработки.

И в таком виде звук – это колебания НЕ воздуха, а тока в проводе. И его свойства описываются токовыми (электро) величинами: сила тока, напряжение, частота.

Именно из такого вида его преобразуют громкоговорители в обычный, воздушный вид.
Недостаток – порча качества со временем из-за старения носителя, его большие размеры. Этого недостатка лишён следующий 3-ий вид представления звука.

3. цифровой (дискретный) — звук в виде цифр на накопителе. Таким его делает токо-цифровой преобразователь и вычислительное устройство. Такой звук – это не что иное как сочетание цифр 0 и 1 в длинных цепочках.

Суть в том, что звук из тока измеряется множество раз в секунду и записывается в виде последовательности цифр в виде сводки (таблицы).

Его свойства описываются, а качество записи зависят от 2-х цифровых величин:

1. частота замеров (дискретизации) – сколько раз в сек. измеряется размах колебания;
2. разрядность замеров (квантования) – как точно значение измерения записывается.

В основном вся музыка, которую мы слушаем на цифровых устройствах имеет свойства: 44 кГц, 16 двучей (бит), mp3 – расширение.

Достоинство – сохранение качества и возможность неограниченно править и копировать без потери качества. Недостаток – точность записи ограничена разрешающей способностью устройств.

2 вида неслышимых звуков

Человек слышит звуки в узком охвате частот — 20 Гц — 20 кГц. Но за его пределами есть звуки, которые хоть и не слышны уху человека, но воспринимаемы другими существами и так или иначе влияющие на человека и применяемые им в жизни.

Это 2 вида звуков: сверхнизкий (инфра) звук и сверхвысокий (ультра) звук.

Сверхнизкий (инфра) звук

Это звук частотой условно до 16-20 Гц. У него есть 2 источника происхождения:

1. Природа — стийхиные бедствия, особенно связанные колебаниям в земле. Это землетрясения, взрывы, волны цунами, обвалы + разряды молний, бури.
2. Производство — промышленные станки и котельное оборудование, ветровые токоустановки, средства перевоза (транспорт): поезда, самолёты.

Так как у него длинные и мощные волны, он поглощается слабо и распространяется очень далеко в разных средах: земной коре, воде, воздухе. Благодаря этому свойству, его можно измерить приборами и распознать место источника землетрясения.

Сверхвысокий (ультра) звук

Это звук частотой условно от 20 тысяч или кГц до 10⁹ или 1 миллиарда Гц. У него есть 3 участка по частоте: низкий — 10⁴-10⁵ Гц, средний — 10⁵-10⁷Гц и высокий — 10⁷-10⁹ Гц.

Он создаётся человеком искусственно с помощью устройств с двиго (пьезо), магнито и токо (электро) сжимающими преобразователями и некоторыми животными: летучие мыши, киты, дельфины и т.д. Кошки и собаки его улавливают, но не издают.

Есть 2 вида источников сверхзвука:

1. излучатели (генераторы) — колебания появляются от взаимодействия постоянного потока или струи жидкости и газа с препятствием;
2. преобразователи — переводят колебания тока в двигательные у твёрдого тела.

Так как у него короткие и слабые волны, чуть ли не частицы, он сильно поглощается воздухом и затухает. Поэтому он из среднего и высокого участка по частотам применим только при распространении в жидкостях и твёрдостях, где частицы плотнее и затухание его меньше. А из низкого участка — в воздухе и прочих газах.

4. Влияние звука на человека

Знать свойства и виды звука без того, как он влияет на человека: его тело, мысли, чувства нет смысла. Звук сильно влияет на нас, осознаём мы это или нет, и затрагивает все 5 областей нашей сути: тело, чувства, действия, мысли, душу.

Важно! У звука есть отрицательное и положительное влияние. И речь здесь не только о слышимом, обычном звуке, но и о сверхнизком (инфра) и сверхвысоком (ультра) звуке.

На тело

1. Телесная область – силы и состояние тела. Оно чувствует звук осязательно, если он громкий и низкочастотный. Но в основном звук действует на слух и мозг.

Положительное:

• лечение: сверхвысокий (ультр) звук может исследовать тело и лечить болезни;
• расслабление: приятные звуки снижают кровяное давление, улучшают сон;
• движение: звучание музыки или игра ударных может усилить согласованность движений, выносливость в течение силовых упражнений;
• рост количества молока: у кормящих матерей от слушания старинной (классической) музыки.

Она же положительно действует на растения: они быстрее растут и дают больше урожая, чем обычно.

Отрицательное:

• вред слуху: слишком громкий звук вызывает повреждение слуха вплоть до глухоты;
• упадок сил: головокружение, обморок, тошнота от сверхнизкого (инфра) звука;
• вред зрению: сужение его поля и остроты от сверхнизкого (инфра) звука;
• нарушение сна: громкие случайные звуки могут разбудить и не давать спать;
• повреждения тела: ударная звуковая волна от взрыва может отбросить человека;

Сверхнизкий звук по частотам соразмерен с частотой работы внутренних частей (органов) тела. Поэтому они могут от него начать сильно колебаться и повреждаться.

На чувства

2. Чувственная область – ощущения и настроение. Разные звуки отклоняют его в разную сторону.

Положительное:

• развлечение: весёлая музыка или набор звуков могут вызывать улыбку и смех;
• расслабление: звуки природы, шёпота помогают успокоиться и отдохнуть;
• ободрение: звуки быстрых ударов или труб могут взбодрить нас;

Отрицательное:

• раздражение: неприятные звуки как скрежет по стеклу действует на нервы;
• испуг: внезапный и резкий звук может вызвать страх и безпокойство;
• тревога: сверхнизкий (инфра) звук повышает напряжённость, ухудшает сон;

На поведение

3. Поведение – действия. Да, звуки могут влиять на наши решения и поступки.

Положительное:

• вдохновение: удары барабанов, мощная музыка может побудить к действиям;
• привычки: звучание музыки может помогать укоренять привычки;

Отрицательное:

• буйство: громкая и злостная музыка может побудить к драке и разрушению;
• траты: умело выбранная звуковая обстановка и музыка в торговых заведениях могут заставить нас потратить больше денег, чем нужно: купить лишнее;

На мышление

4. Умственная область – мысли и работа мозга.

Положительное:

• сосредоточение: тиканье часов и прочие повторяющиеся звуки могут помочь сосредоточиться и настроиться на обучение;
• предупреждение: звук тревоги, счётчика времени сообщает о неисправности или напоминает сделать важное дело;
• воспоминания: определённые звуки и звучание музыки может заставить вспомнить приятные события из прошлого, из детства;
• улучшение мозга: побуждение к работе правого и левого полушарий, из-за чего растёт число связей мозговых клеток.

Отрицательное:

• отвлекание: левые звуки и шумы могут мешать обучению или деятельности;
• отупение: неприятные, громкие однообразные звуки или пустая музыка притупляют наши умственные способности.

На духовность

5. Духовная область – совесть и состояние души.

Положительное:

• прокачка чакр: у каждой чакры своя частота. И звуками извне или своего голоса можно входить с ними в соусиление (резонанс). Вы наверняка видели, что монахи сидят и тянут: «Оммм…»;
• самонастройка: частое прослушивание голоса с положительными утверждениями влияет на подсознание и мировоззрение, укореняет новые установки;

Отрицательное:

• помехи: нежелательные звуки могут мешать созерцанию (медитации), духовным упражнениям;
• внушение и морок (гипноз): в сектах звуки и музыка нередко служат для мировоззренческой (идеологической) обработки и оболванивания людей;

5. Применение звука

Звук – это не просто явление: это средство, орудие, способ для деятельности. Зная влияние звука на человека и не только, его можно использовать во благо и для защиты от его отрицательных воздействий.

У звука много разных областей применения не только в быту, но и в искусстве, на производстве, в научных и лечебных целях и т.д.

Рассмотрим, где и как применяется звук с точки зрения 7 областей жизни человека. Кроме того, звук также важен для животных, что мы также отметим.

Здоровье и безопасность

1. Здоровье – лечение и заживление, телесное и чувственное:

• лечение звуками и музыкой: прослушивание приятных и снятие напряжения;
• лечение сверх (ультра) звуком: болезней суставов, нервной службы, недугов пищеварительной, мочеполовой служб, кожи, глаз, зубов + заживление ран.

2. Безопасность – службы предупреждения, звуки тревоги:

• рёв тревоги и похожие звуки говорят об опасности или привлекают внимание;
• гул машин пожарных, скорой помощи помогают расчистить дорогу: важно для жизни;
• сверхнизкий (инфра) звук служит предвестником бурь, землетрясений, наводнений (цунами);

Любопытная вещь: в цунами 2004 года в Тайланде почти не было погибших животных. Причина – они почувствовали !инфразвук и убежали подальше от источника до начала громадных волн. Увы, человек таким точным предчувствием не обладает: ему просто становится нехорошо.

Отрицательная сторона: сверхнизкий звук как оружие, ибо он способен проникать сквозь толстые стены и вызывать страх, нарушать работу внутренней среды тела человека.

Развлечение и производство

3. Развлечение – сопровождение кино, игры, мероприятий:

• смешные звуки часто встраивают в детские игрушки на радость ребёнку;
• звуки сопровождения в видеоиграх: обратная связь, погружение в события;
• звуки в киноплёнках, что делают происходящее на экране более убедительным;

4. Производство – выполнение действий, влияние на продажи.

• сверхвысокий (ультра) звук:
  • сверление и резание твёрдых веществ, например, металла;
  • подготовка однородных смесей как красок;
  • обеззараживание и очистка мелких изделий;
  • поиск изъянов сварных швов;
• сверхнизкий звук применим для разрушения и дробление крупных предметов;
• особые звуковые заставки и оттенки голоса применяют для узнаваемости предприятия (бренда);
• звуковая обстановка в торговых заведениях влияет на настрой и поведение покупателя.

Общение и творчество

5. Общение – передача и приём сведений:

• благодаря звукам речи люди могут общаться между собой и понимать;
• оттенок голоса показывает настроение, намерение, срочность даже без слов;
• животные общаются звуками: щебет птиц, лай собак и т.д. И люди дают указания собакам и другим обученным (дрессированным) животным с помощью звуков.

6. Творчество – самовыражение и передача чувств:

• звуки – это основа для создания музыки через свойства: высота, окраска и т.д.
• оттенки голоса и звуки – главное средство для лицедеев (актёров) при игре в постановках (театр);
• определённые звуки, музыкальные орудия – часть укладности (культуры) народностей;

Образование и наука

7. Образование – создание условий и помощь в обучении:

• улучшенное усвоение знаний через музыку: детская песенка про буквы азбуки;
• люди слушают озвученные (аудио) книги, что удобно;
• звуки, напевы, отрывки музыки помогают вспомнить связанные с ними вещи;
• прокачка мозга и навыков через звуковые упражнения: чувства времени (ритма), высотный слух;

8. Наука – помощь в исследовании окружающего пространства.

• люди по звуку могут определять положение, перемещение, расстояние до тел:
• указатели пути в машинах направляют людей через звуковые подсказки;
• голосовое распознавание, создание голоса в искусственном уме (интеллект);
• отзвукопоиск (эхолокация) – сбор сведений и поиск предметов в разных средах, в частности живых существ под водой:
• сверхнизкий (инфра) звук – изучение плотности подземных слоёв в недрах земли, а также исследования верхних слоёв воздуха;

Любопытная вещь: отзвукопоиском пользуются киты и летучие мыши для перемещения в пространстве.

Духовная область

9. Духовность – церковные обряды и работа с тонкими уровнями.

• распевы (мантры), звуки колоколов на духовных обрядах, упражнениях;
• таинственные и спокойные звуки настраивают

Заключение

На этом всё. Из этой заметки вы узнали, что такое звук, какие у него есть свойства и качества, как он влияет на человека и где применяется. Надеюсь, эта заметка расширила ваше представление о звуке и была полезной.

Благодарю вас за вложение времени и усилий в чтение. Желаю, чтобы вас окружали только приятные звуки, хорошая музыка и добрая речь.

А перед уходом у меня к вам небольшая просьба: сделать 1 или пару вещей на выбор:
1. добавить в закладки — эту страницу, если вы получили ответ на свой вопрос.
2. оставить отзыв — дополнить, обсудить содержимое, если есть знания и опыт по сути.
3. поставить оценку — высокую, если содержимое качественное и низкую, если нет.
4. поделиться заметкой — с друзьями в общесетях, если понравилось и было полезно.

Составитель обзора

Эдвард Бедарев

Музыкант, звукарь, преподаватель.
Руководитель обучплощадки по музыке.
Опыт в создании песен: с 2015 года.
Опыт в преподавании: с 2016 года.

Задать вопрос