Предыдущая Следующая
Стоит отметить ещё две
существенные особенности распространения звуковых волн. Первая из них состоит в
том, что звуковая волна создаётся не при движении колеблющейся поверхности с
постоянной скоростью, а в момент изменения её скорости (как сказали бы
математики, звуковое давление пропорционально не скорости или величине
смещения, а ускорению излучающей поверхности). Именно поэтому диффузоры
динамиков, струны и деки струнных инструментов, колебания которых обычно еле
видны, но происходят с большими ускорениями, способны создавать весьма громкие
звуки, тогда как быстро летящий в воздухе планер почти бесшумен.
Вторая особенность состоит в
том, что теоретически существует три типа звуковых волн: плоская,
цилиндрическая и сферическая. Практически же все эти три типа волн существуют
одновременно, но рассматривать их удобнее по отдельности.
Плоская волна напоминает
одновременный удар по всем частицам вблизи колеблющейся поверхности, когда все
частицы начинают двигаться практически в одном направлении. Звук в виде плоской
волны мало ослабевает с расстоянием (как в длинном коридоре, в котором
отсутствует звукопоглощение).
Поведение цилиндрических волн
подобно кругам на воде: они слабеют при удалении от источника звука обратно
пропорционально расстоянию (т. е. каждое удвоение расстояния ослабляет звук на
6 дБ).
Сферические волны ослабевают
ещё быстрее - обратно пропорционально квадрату расстояния, то есть при удвоении
расстояния сферическая волна ослабевает на 12 дБ.
Все три типа волн могут
превращаться друг в друга. Кроме того, на большом (по
сравнению с длиной волны) расстоянии от источника звука маленькие участки
сферической или цилиндрической волны неотличимы от плоской, тогда как вблизи от
источника звука могут сосуществовать все три типа волн. Так, если
размеры излучателя (колеблющегося тела) много больше длины волны и вся
поверхность излучателя колеблется одновременно (синфазно), то вблизи от нее мы
будем иметь почти плоскую
волну. Затем, на расстоянии, примерно равном поперечному (по отношению к
направлению колебаний) размеру излучателя, плоская волна плавно переходит в сферическую. Если же окажется, что излучающая поверхность
больше похожа на струну, нежели на поршень, то есть её размер в одном
направлении, например, по горизонтали, окажется много меньше длины волны, а в
другом направлении - больше, то вблизи от такого излучателя волна будет
цилиндрической. Цилиндрическая волна, как и плоская, с увеличением расстояния
переходит в сферическую. Поэтому волны от оркестра при
прослушивании на обычном расстоянии (7...15 метров) можно считать сферическими.
А вблизи от каждого инструмента это далеко не так, поскольку разные части
инструментов излучают волны разных типов: деки излучают преимущественно плоские
волны, струны - цилиндрические (или им подобные), раструбы духовых -
преимущественно сферические. Но поскольку для волн разного типа степени
убывания с расстоянием различаются, то и тембр, и характер звучания
устанавливаются только на определенном расстоянии от инструмента. Предыдущая Следующая
|