Akustika. Tovushninf fizik xususiyatlari Tovush va tovushning fizik va psixofizik xarakteristikasi

Akustika. Tovushninf fizik xususiyatlari

Tovush va tovushning fizik va psixofizik xarakteristikasi.

Tovush tebranishlari va to‘lqinlari – mexanik tebranish va to‘lqinlarning xususiy holidir. Biroq eshituv orqali sezishni baholashda akustik tushunchalarning muhimligini, shu bilan birga uning meditsinadagi tatbiqlarini nazarda tutib, ayrim masalalarni maxsus ko‘rib chiqish maqsadga muvofiqdir. Quyidagi tovushlarni bir-biridan farqlash qabul qilingan:
1) tonlar yoki musiqiy tovushlar;
2) shovqinlar;
3) tovush zarbalari.
Davriy jarayondan iborat bo‘lgan tovush ton deb aytiladi. Agar bu jarayon garmonik bo‘lsa, unda tok oddiy yoki sof deb aytiladi, unga mos yassi tovush to‘lqini esa quyidagi tenglama yordamida ifodalanadi.

Sof tonning asosiy fizik xarakteristikasi uning chastotasidir. Angarmonik¹ tebranishlarga murakkab ton mos keladi. Sodda tonli tovushni, masalan, kamerton chiqaradi, murakkab tonli tovushni musiqa asboblari, nutq apparati (unli tovushlar) va hokazolar hosil qiladi.
Murakkab ton oddiy tonlarga ajratilishi mumkin. Ajratilgan tonlarning eng kichik v₀ chastotasi asosiy tonga mos keladi, qolgan garmonikalar (obertonlar), 2v₀ va 2γ₀ hokazo chastotalarga ega bo‘ladi. Nisbiy intensivliklarini ko‘rsatuvchi chastotalar to‘plamini (amplitudaning) akustik spektr deyiladi (6.4- §ga qarang). Murakkab ton spektri chiziqlidir; 16 - rasmda royalda (a) va klametda (b) olingan ayni bir xil notaning γ = 100 Gs akustik spektri ko‘rsatilgan. Shunday qilib, akustik spektr – murakkab tonning muhim fizik xarakteristikasi ekan.
Vaqt o‘tishi bilan takrorlanmaydigan, o‘zining murakkabligi bilan farq qiluvchi tovushga shovqin deb aytiladi.
Mashinalarning vibratsiyasi, qarsaklar, gorelka alangasining shovqini, sharpa, g‘ichillash, so‘zlashganda chiqadigan undosh tovushlar va hokazolar shovqinga taalluqlidir.

Shovqinni tartibsiz o‘zgarib turuvchi murakkab tonlar birikmasidan iborat deb qarash mumkin. Agar shovqinni biror shartlilik darajasida spektrga yoyishga harakat qilib ko‘rilsa, unda bu spektr uzluksiz bo`ladi, masalan, bunzen gaz koryelkasining (17 - rasm) yonishi paytida shovqindan hosil bo‘ladigan spektr.
Tovush zarba – bu tovushning qisqa muddatli ta’siridir: chapak chalinganda, portlash yuz berganda va hokazolarda hosil bo‘ladi.
Zarba to‘lqinlar bilan tovush zarblarini bir – biri bilan chalkashtirib yuborish yaramaydi (7.10- §ga qarang).
Tovushning energetik xarakteristikasi mexanik to‘lqin kabi uning intensivligi hisoblangani uchun (7.9- §ga qarang) Umov vektori ko‘rinishida ham ifodalanishi mumkin.
Amalda tovushni baholashda uning intensivligidan emas, balki tovush to‘lqini suyuqlik va gaz muhitidan o‘tayotganda hosil bo‘ladigan qo‘shimcha tovush bosimidan foydalanish qulayroq. Yassi to‘lqin intensivligi, tovush to‘lqini bosimi bilan quyidagi ko‘rinishda bog‘langan:
I = p²/(2ρc)²
bu yerda ρ — muhitning zichligi; c — tovushning tezligi. Odamning normal qulog‘i yetarlicha keng diapazondagi tovush intensivliklarini qabul qiladi: masalan, l kGs chastotada, I₀= 10 ¹² Vt/m² yoki ρ₀ = 2 10^-5 Pa (eshitish bo‘sag‘asi) dan to I_max = 10 Vt/m² yoki ρ_max =G₀ Pa (og‘riq sezish bo‘sag‘asi) gacha bo‘lgan tovush intensivliklarini qabul qila oladi. Bu intensivliklarning nisbati 10¹³ ga teng, shu sababli tovush intensivliklarini xarakterlashda logarifmik birliklardan (1.1- §ga qarang) va logarifmik shkalalardan foydalanish qulaydir. Tovush intensivligi darajalarining shkalasi quyidagi ko‘rinishda tuziladi: I₀ ning qiymatini shkalaning boshlang‘ich darajasi qilib, boshqa har qanday I intensivlikni esa uning I₀ ga nisbatining o‘nli logarifmi orqali ifodalanadi:
L_B = lg(I / I₀)
tovush bosimi uchun esa
λ_B = 2 lg (p/p₀)
Yuqoridagi ifodalarni ularga mos bo‘lgan detsibellarda ifodalab, quyidagi ko‘rinishda yozamiz:
L_dB = 10 lg(I / I₀) va α_dB =20 lg (P/P₁)

Gazlardagi tovush bosimini o‘lchash akkustik kattalikni elektr signaliga aylantirib beruvchi datchikdan, elektron kuchaytirgichdan va elektr o‘lchov asbobidan iborat o‘lchov mikrofoni (18 - rasm) yordamida o‘lchanadi. Bu sxema gazlarda tovush bosimini aniqlovchi qurilma umumiy tuzilishi sxemasining xususiy holidir (21.1- §ga qarang).