Курсовая: Звук: физика, химия, биология - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Звук: физика, химия, биология

Банк рефератов / Музыка

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 31 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Содержание: Введение История 1. Биологические основы звука 2. Физические основы звука 2.1 Уравнение малых поперечных колебаний струны 2.2 Метод Ферье для уравнения колебаний ограниченной струны 3. Звуковые явления 3.1 Музыкальные источники 3.2 Виды музыкальных источников Введение В настоящее время многими исследователями наблюдается тенденция к сбл ижению гуманитарных и точных дисциплин. Музыка и математика. Так ли дале ки эти сферы, как кажется на первый взгляд? Этот вопрос имеет продолжител ьную историю. Интересно отметить, что существует некое явление, которое связывает муз ыку и математику независимо от того, обращается ли композитор в своей ра боте к математике или нет. В геометрии есть такое понятие - золотое сечени е, это разделение отрезка на две неравные части таким образом, что меньша я относится к большей так, как большая к целому. Величина большего отрезк а - 0,618, меньшего - 0,382. Их отношение 0,618:0,382=1,618 - золотое сечение. Впервые оно встречае тся в «Началах» Эвклида. Однако золотое сечение обнаруживается не тольк о в геометрии. Многие исследователи, желая раскрыть секреты гармонии, на ходили золотую пропорцию в архитектуре, живописи, скульптуре, литератур е. Золотое сечение обнаруживается также в пропорциях человеческого тел а, работа здорового сердца и мозга также содержит золотую пропорцию. Инт ересно отметить, что это явление обнаруживается и в музыке. Композиция м ногих музыкальных произведений содержит высшую точку, кульминацию. И ра змещается эта кульминация чаще не в середине произведения, она смещена, и находится как раз в точке золотого сечения. Эту особенность заметил со ветский музыковед Л. Мазель. Причём такое построение характерно не тольк о для всего произведения в целом, но и для его частей. И встречается оно чр езвычайно часто. Специально занимался исследованием этой проблемы Л. Са банеев, который изучил множество музыкальных произведений различных к омпозиторов. Чаще всего золотое сечение встречается в произведениях Ар енского, Бетховена, Гайдна, Моцарта, Скрябина, Шопена, Шуберта. Такое распо ложение кульминации придаёт особую выразительность и гармоничность ко мпозиции произведения, а также облегчает восприятие. Хотелось бы также заметить, что математика может восприниматься с эстет ической точки зрения. Хорошо решённая задача, верное доказательство, изо бражение геометрической фигуры доставляют наслаждение как гармоничны е явления. Представляется целесообразным включать в курс математики в гуманитарн ом вузе то, что сближает математику с искусством, музыкой, филологией. Вкл ючение такой информации позволит взглянуть на математику с другой, непр ивычной точки зрения и вызвать интерес к этому предмету. История Началось всё ещё в древности, когда не было разделения на гуманитарные и естественные науки. Наука рассматривалась как одно целое. Например, древ негреческий учёный Пифагор и его последователи занимались изучением а рифметики, геометрии, астрономии, музыки. Каждая дисциплина исследовала число в разных аспектах: математика - число само по себе, геометрия - число в пространстве, музыка - число во времени, а астрономия - число в пространс тве и времени. И всё это учение называлось «математа», что значит науки. Пи фагор считал число сущностью вещей. И именно числа, по его мнению, управля ют гармониями в музыке. Таким образом, он утвердил музыку как точную наук у. Обычно имя Пифагора связывается с исследованиями в области арифметики и геометрии. Но музыканты знают, что именно Пифагор открыл математически е отношения, которые лежат в основе музыкальных интервалов, и создал муз ыкальный строй, оказавший сильнейшее влияние на развитие европейской м узыки. Строй этот так и назывался «пифагоров строй», и создавался он внач але опытным путём, а потом с помощью математических расчётов. (Правда, стр ой этот оказался несовершенным. Современный, так называемый темпериров анный музыкальный строй существует с XVII века.) Но учение пифагорейцев принимали не все. Например, Аристотель критикова л пифагорейцев. Он считал их представления о роли чисел неверными и всё у чение слишком упрощённым. Многие древнегреческие учёные наряду с изучением математики, астроном ии, философии занимались изучением музыки: Клавдий Птолемей, Эратосфен, Архит. Другим представителем пифагорейского направления был античный учёный Никомах. Он также признавал числовые закономерности основой муз ыкальных созвучий. Однако он интерпретировал учение Пифагора в мистиче ском духе, называя число божественной основой музыки. В эпоху средневековья музыка также воспринималась в первую очередь как наука, а уже потом как искусство. Вообще средневековые авторы многое взя ли от пифагорейской идеи. Вслед за Пифагором они считали музыку наряду с арифметикой, геометрией и астрономией наукой о числах. Мистика чисел, ка к традиция поздней античности, была очень распространена среди теорети ков и композиторов Средневековья. Например, единица была символом Бога, церкви и олицетворяла музыку в целом; число три выражало триединство Бог а (очень часто музыкальные произведения состоят из трёх частей), число се мь выражало связь музыки со вселенной и ему соответствуют семь тонов в м узыке. Значительным музыкальным теоретиком средневековья является христиан ский теолог Аврелий Августин. Для него также музыка в первую очередь нау ка. Он считал, что число лежит в основе всякого искусства: «Прекрасные вещ и нравятся нам благодаря числу, в котором, как мы уже показали, обнаружива ется стремление к равенству. Ведь сказанное обнаруживается не только в к расоте, относящейся к слуху, или в движении тел, но также и в зримых формах, где оно уже чаще обозначается как красота». Большое внимание Августин уд елял понятию «пропорции», которое лежит в основе красоты. До начала XVIII века музыка продолжала считаться наукой. Французский композ итор и музыкальный теоретик Жан Филипп Рамо в своём «Трактате о гармонии », написанном в 1722 году, говорил о том, что «музыка подчинена арифметике», у делял много внимания физико-математическим исследованиям. Правда, фран цузский математик д'Аламбер, современник Рамо, считал его математически е исследования в области музыки бесполезными, признавая, однако, что Рам о «навеки останется первым, кто превратил музыку в науку». Иоганн Маттесон - представитель немецкого Просвещения считал, что матем атические отношения хоть и присутствуют в музыке, но не столь важны, что н еобязательно обладать основательными познаниями в математике, для тог о чтобы быть хорошим музыкантом и создавать музыкальные произведения. « Искусство чисел - лишь слуга красоты», математика не может быть душой муз ыки - таковы были его идеи. Впоследствии проблема взаимоотношения математики и музыки уже не обсу ждалась так остро и конкретно. Но если проанализировать историю музыки, можно сделать вывод о том, что музыка и математика то сближаются, то отдал яются друг от друга - периодически происходит смещение акцента на строго е, математическое начало в создании музыки, которое впоследствии сменяе тся отказом от него. Например, полифония, в особенности полифония строго го стиля эпохи Возрождения отличается математической выверенностью. К лассическая музыка Моцарта, Гайдна также подчиняется строгим правилам, правда, уже не таким строгим, как в полифонии. А вот романтики стремятся к большей свободе в музыкальных средствах. А в музыке начала XX века происходит возврат к математическому композито рскому мышлению. Игорь Стравинский, хорошо знавший музыку мастеров эпох и Ренессанса, также находил много общего между математикой и музыкой. «С пособ композиторского мышления - способ, которым я мыслю, - мне кажется, не очень отличается от математического», «музыкальная форма математична хотя бы потому, что она идеальна» - эти слова Стравинского ярко выражают е го убеждения. В серийной музыке представителей нововенской школы (Шёнбе рг, Веберн) отчётливо проявляется математическое начало. Современные ко мпозиторы С. Губайдулина, Э. Денисов, К. Штокхаузен использовали при напис ании музыки такие математические закономерности как ряд Эратосфена (пр остые числа, делящиеся на единицу и на самих себя), числа Фиббоначи (ряд чи сел, каждое последующее является суммой двух предыдущих), арифметическу ю и геометрическую прогрессии. Но со временем многие композиторы отходят от такого прямого обращения к математике, которая в процессе сочинения музыкального произведения ух одит на второй план. А. Шнитке так сказал об этом: «Я всё-таки писал музыку, к оторую слышу, а не ту, которую по серийным законам вырисовывалась и вычис лялась на бумаге». 1. Биологические основы звука: Поскольку нас интересуют не колебания вообще, а лишь воспринимаемые слу хом человека, то следует ввести здесь определенные ограничения. Во-первых, слухом воспринимаются не любые частоты, а лишь лежащие внутри определенного диапазона. Человек слышит звуки от 10-20 Hz до 20 KHz. В музыке исполь зуется лишь часть этого диапазона. Во-вторых, способность человека различать звуки разной частоты составл яет Дf/f = 0,003…0,004. Это будет, например, на 1000 Гц при уровне 80 дБ порядка 3 Гц. Полутон ( который будет введён позже) - это и есть минимальный интервал, ещё различи мый человеком (или лишь минимально превышающий такой интервал). В некото рых культурах используется, правда, еще более мелкое дробление. В-третьих, лишь меньшинство людей обладают абсолютным слухом, т.е. способ ны различать звуки по их частоте. Большинство же способны различать лишь интервалы между звуками, т.е. обладают относительным слухом. И, наконец, в-четвертых, связь ощущаемой высоты звука с частотой является функцией нелинейной и воспринимается пропорционально логарифму часто ты (закон Вебера-Фехнера). Это означает, что характеристикой интервала яв ляется не разность частот, а их частное. К примеру, звуки с частотами 440, 880 и 1760 Гц кажутся равноудаленными. В музыке принято говорить не о частоте звука, а о его высоте, которая являе тся логарифмом частоты колебаний. На биологическом уровне можно поделить уже введенные интервалы на конс онансы и диссонансы. Консонансом называется слитное, согласное звучани е двух тонов. В противовес этому диссонанс - это звучание тонов, «не сливаю щихся» друг с другом, неблагозвучный интервал. Наименование Интервальный Степень интервала коэффициент консонансности Прима 1/1 вполне совершенный Октава 2/1 вполне совершенный Квинта 3/2 совершенный Кварта 4/3 совершенный Большая секста 5/3 несовершенный Большая терция 5/4 несовершенный Малая терция 6/5 несовершенный Малая секста 8/5 несовершенный Консонанс выражается математически простыми численными соотношениям и звучащих частот, а физически - лучшим совпадением обертонов обоих звук ов. В этом смысле, однако, различие между консонансом и диссонансом лишь к ачественное. А человеческое восприятие делит интервалы на «хорошие» и « плохие». 2. Физические основы звука: Звук есть воспринимаемые человеческим слухом колебания воздуха. Музык альные звуки порождаются музыкальными инструментами (в этом смысле чел овеческий голос тоже условно причисляется к музыкальным инструментам). Традиционной моделью для изучения музыкальных звуков является колеблю щаяся струна. Струны лежат в основе большого числа инструментов (не толь ко струнных, но и, например, клавишных). Рассмотрим колеблющуюся струну, чт обы узнать, что же за колебания воздуха она порождает. Колебания струны изучали ещё пифагорейцы. Они использовали для этого не сложный прибор под названием монохорд, представляющий из себя единстве нную струну, закрепленную в двух точках над резонатором. Значительно позже, в XVIII веке, после работ Ньютона и Лейбница в области физи ки и дифференциального исчисления, было выведено уравнение колебания с труны - так называемое волновое уравнение (породившее новую область в на уке - математическую физику): Здесь t - время; x - координаты некой точки на струне в момент времени t; u=f(x,t) - функция отклонения точки x в момент времени t от положения равновесия; - коэффициент пропорциональности, характеризующий упругие свойства стр уны; T - сила натяжения струны; - плотность однородной струны. Предполагает ся, что струна совершает малые колебания в одной плоскости. Волновое уравнение есть не что иное, как следствие второго закона Ньютон а. Левая часть - ускорение струны в точке x, а правая часть - отнесенная к мас се струны сила, вызывающая это ускорение, которая тем больше, чем больше в огнутость струны Рассмотрим подробнее уравнение колебаний струны. 2.1 Уравнение малых поперечных колебани й струны. Каждую точку струны l можно охарактеризовать значение её абсциссы x . Описание процесса колебания струны может быть проведено при помощи задания поло жения точек струны в момент времени t достаточно задать компоненты вектора с мещения u 1 (x,t), u 2 (x,t), u 3 (x,t) точки x в момент t . Будем предполагать, что смещения струны лежат в одной плоскости ( x,u ) и что вектор с мещения u перпендикулярен в любой момент к оси x ; тогда процесс ко лебания можно описать одной функцией u ( x,t ), характеризующей вертикальное перемещени е струны. Будем рассматривать струну как гибкую упругую нить. Математиче ской выражение понятия гибкости заключается в том, что напряжения, возни кающие в струне, всегда направлены по касательной к ее мгновенному профи лю (рис. 1). Это условие выражает собой то, что струне не сопротивляется изги бу. Величина натяжения, возникающего в струне вследствие упругости, может б ыть вычислена по закону Гука. Будем рассматривать малые колебания струн ы и пренебрегать квадратом u x по сравнению с единицей. Пользуясь этим условием, подсчитаем удлинение, испытываемое участком с труны ( x 1 ,x 2 ). Длина дуги этог о участка равна Таким образом, в пределах принятой нами точности удлинения участков стр уны в процессе колебания не происходит; отсюда в силу закона Гука следуе т, что величина натяжения T в каждой точке не меняется со временем. Покажем так же, что натяжение не зависит и от x , т. е. Найдем проекции натяжения на оси x и u (обозначим их T x и T u ): где б - угол касательной к кривой u ( x,t ) с осью x . На участок ( x 1 , x 2 ) дейс твуют силы натяжения, внешние силы и силы инерции. Сумма проекции всех си л на ось x должна быть равна нулю (мы рассматриваем только по перечные колебания). Так как силы инерции и внешние силы по предположени ю направлены вдоль оси u , то (1) Отсюда в силу произвольности x 1 и x 2 следует, что нат яжение не зависит от x , т. е. для всех значений x и t (2) Перейдем к выводу уравнения поперечных колебаний струны. Воспользуемс я вторым законом Ньютона. Составляющая количества движения участка стр уны ( x 1 , x 2 ) по оси u равна где с - линейная плотность струны. Приравняем изменение количества движе ния за промежуток времени ? t = t 2 - t 1 импульсу действующих сил, складывающихся из натяжения в точках x 1 и x 2 и внешней силы, ко торую будем считать непрерывно распределенной с плотностью (нагрузкой) F ( x, t ), рассчит анной на единицу длины. В результате получим уравнение поперечных колеб аний элемента струны в интегральной форме (3) Для перехода к дифференциальному уравнению предположим существование и непрерывность вторых производных от u ( x, t ). Тогда фотмула (3) после двукратного применения теоремы о среднем примет вид где Сократим на ? x ? t и переходя к пределу при x 2 >x 1 , t 2 >t 1 , получим дифференциальное уравнение поперечных к олебаний струны (4) В случае постоянной плотности с = const этому уравнению обычно придают вид (5) где (6) есть плотность силы, отнесенная к единице массы. При отсутствии внешней силы получим однородное уравнение или описывающее свободные колебания струны. Это уравнение является просте йшим примером уравнения гиперболического типа. Если в точке x 0 ( x 1 x 0 и x 2 >x 0 интегралы в лево й части этого равенства стремятся к нулю, и равенство (3) принимает вид (7) Пользуясь теоремой о среднем, сокращая обе части равенства на ? t и переходя к п ределу при t2>t1 получим: Отсюда видно, что в точке приложения сосредоточенной силы первые произв одные претерпевают разрыв и дифференциальное уравнение теряет смысл. В этой точке должны выполняться два условия сопряжения (8) второе из которых выражает непрерывность струны, второе определяет вел ичину излома струны в точке x 0 , зависящую от f 0 ( t ) и натяжения T0 . Теперь рассмотрим задачу о поперечных колебаниях струны, закрепленной на концах. В этой задаче u ( x, t ) дает отклонение струны от оси x . Если концы струн ы 0 ? x ? l з акреплены, то должны выполняться «граничные условия» u (0, t ) = 0, u ( l, t ) = 0. Так как процесс колебания струны зависит от её начальной формы и распред еления скоростей, то следует задать «начальные условия»: Таким образом, дополнительные условия состоят из граничных и начальных условий, где ц( x ) и ш( x ) - заданные функции точки. Эти условия вполне определяют решение уравнения колебания струны 2.2 Метод Фурье для уравнения колебаний ограниченной струны. Начальные условия: Граничные условия: Решение: где Каждая функция представляет собой гармоническое колебание с частотой щ n = kрa / l . Амплитуда колебаний для разных точек р азная. На концах струна неподвижна. Все точки струны одновременно достиг ают своего максимального отклонения в ту или другую сторону и одновреме нно проходят положения равновесия. Такие колебания называются стоячим и волнами. Неподвижные точки называются узлами стоячей волны. Посредине между узлами расположены точки, в которых отклонения достигают максиму ма. Эти точки назывются пучностями стоячей волны. Т. е. колебание конечной струны представляет собой бесконечную сумму сто ячих волн, каждая из которых имеет постоянную частоту колебания и изменя ющуюся по длине струны амплитуду. В -й стоячей волне имеется пучностей и у злов. Вернёмся к музыкальной интерпретации: Мы видим, что звуки состоят из суммы гармонических колебаний. Назовём эт и отдельные гармоники идеальными звуками, тонами или просто звуками (нем . Ton). Такие звуки хоть и не существуют в природе в чистом виде, представляют однако полезную абстракцию, упрощённую модель. Такие звуки можно характ еризовать частотой (f). Реальный звук струны состоит из звука основной частоты , а также обертон ов (верхних тонов, гармоник) - Такой сложный звук, состоящий из основного тона и обертонов, называется в немецком языке Klang. Основной тон иногда для удобства называют первым обе ртоном. Соотношение частот обертонов к основному тону даёт нам ряд натур альных чисел: 1, 2, 3, ... Звуки, не имеющие основной частоты вовсе (и не описывающиеся волновым ур авнением) назовем шумами и не будем рассматривать вовсе. Именно сочетание обертонов даёт музыкальную окраску звуку - его тембр. Е сли слегка прикоснуться к струне в некоторой точке, то все гармоники, име ющие в этой точке пучность, будут погашены и не будут слышны. Так можно явн о услышать вклад обертонов в общий тембр звука. 3. Звук. Звуковые явления. Первоначально слуховая система использовалась, вероятно, как система б езопасности. В отличие от зрения область чувствительности слуха состав ляет полный телесный угол. И сегодня система оповещения гражданской обо роны основана именно на звуковом информировании: сирены и пр. В дальнейшем на основе звуковых взаимодействий развилась речь - вторая с игнальная система. Это то, что сделало человека человеком. Репрезентативная система - система восприятия через органы чувств и вну треннего моделирования окружающей действительности. В репрезентативной системе выделяются подсистемы, соответствующие осн овным органам чувств: -визуальная; -аудиальная; -кинестетическая (тактильные ощущения); -рациональная (дигитальная). Прочие органы чувств несущественны. Подсистема, доминирующая при воспр иятии человеком окружающей действительности, называется ключевой репр езентативной системой. Подсистема, доминирующая при построении внутре нних моделей действительности, называется ведущей репрезентативной си стемой. На рис. 1.1 представлено распределение людей по группам в зависимости от кл ючевой репрезентативной системы [1]. Аудиальная система здесь только на т ретьем месте, но это распределение характеризует в основном объем, а не к ачество, информации, поступающей по данному информационному каналу. Бол ее адекватно важность информации отображает распределение по ведущим системам (рис. 1.2). Рис. 1.1. Распределение людей по группам в зависимости от ключевой репрезен тативной системы Рис. 1.2. Распределение людей по группам в зависимости от ведущей репрезент ативной системы Можно видеть, что аудиальная система входит в состав ведущей репрезента тивной системы у примерно 36-и процентов людей. До того, как аудио канал стал использоваться в качестве второй сигнально й системы, он также использовался для передачи чувств и настроения посре дством высоты, громкости и тембра звука. Это и стало, вероятно, объективно й предпосылкой для возникновения музыки. Никакое искусство ко времени появления звукозаписи так не нуждалось в т ехнических средствах воплощения. Звук в отличие от масляных красок, брон зы и гранита вещь эфемерная и существует только в момент извлечения. В но тах может быть зафиксирована только мелодия, а часть музыки, связанная с непосредственной красотой звука и особенностями исполнительской инте рпретации существует только в момент ее исполнения. Таким образом, запис ь можно рассматривать не только как "музыкальные консервы", но и как оконч ательно оформленное музыкальное произведение. Первая электроакустическая система это, конечно, телефон. Изобретен Але ксандром Беллом в 1876 г. В его честь названа универсальная единица измерен ия в логарифмических шкалах (и, в частности, силы звука) - Белл. В 1877 г. появилась первая система звукозаписи - фонограф - и с этого момента н ачалась новая жизнь музыкального искусства. Фонограф считается изобре тенным Томасом Эдисоном. Он не был электроакустической системой, но быст ро выяснилось, что чисто механическая запись очень неудобная и неточная . Надо было очень близко садится музыкантам к раструбу рекордера, с молот очков пианино снимали смягчающие удар подушечки, в студии создавалась н еестественно большая реверберация (стены обивали железом). И вот в 1898 году Вальдемар Паульсен (Дания) придумал переводить звуковые колебания в эле ктрический ток, намагничивать стальную проволоку. Также в начале ХХ века происходил переход от чисто механической грамзаписи к записи с промежу точным преобразованием сигнала в электрический ток: механические коле бания воздуха переводились в электрический сигнал, который затем усили вался вакуумными лампами и управлял электромагнитом, смещающим резец р екордера. Изобретения телефона и устройств записи звука привели к возникновению новой отрасли науки и техники - электроакустики. Электроакустика - изуча ет технические средства перевода звуковых колебаний в электрический с игнал и обратного перевода электрического сигнала в максимально похож ие звуковые колебания. Основные области применения электроакустики эт о: 1) звукоусиление; 2) передача звука на большие расстояния (радиовещание, составляющая теле визионного вещания); 3) запись звука с целью хранения и последующего воспроизведения. Звукоза писью чаще называют процесс, а результат звукозаписи называется фоногр аммой. Исходя из определения электроакустики, курс делится на два больших разд ела. Изучение объекта воспроизведения (первоначальных звуков) и условий его похожего воспроизведения (специфика распространения звука и особеннос тей слуха человека). Методы перевода звукового поля в электрическую форму и возбуждения пох ожего звукового поля в другом помещении. Дадим несколько определений. Звук. Слово "звук" определяет два понятия: первое - звук как физическое явл ение; второе - звук как ощущение. 1. В результате вибрации (колебания) какого-либо упругого тела, например ст руны, возникает волнообразное распространение колебаний воздушной сре ды. Источником звука является колеблющееся тело. Оно приводит в колебате льное движение прилегающие к нему частицы упругой среды (как правило, во здуха), которые заставляют колебаться соседние частицы и т.д. Процесс рас пространения колебаний частиц упругой среды называют звуковой волной. 2. Звуковые волны улавливаются слуховым органом и вызывают в нем раздраж ение, которое передается по нервным волокнам в головной мозг, возбуждая ощущение звука. Звуковое поле - одна из форм существования материи, проявляется в виде ки нетической энергии колеблющихся материальных тел, а также звуковых вол н в твердой, жидкой и газообразной средах, обладающих упругой структурой . Естественные источники звука, парамет ры, виды. Музыкальные источники. Речевые источники. Звук как таковой (например, в охранных системах). 3.1. Музыкальные источники Для начала определим некоторые из используемых музыкальных терминов. С ложность в том, что нельзя рассматривать характеристики источников в от рыве от свойств слуха и наоборот. Но с чего-то надо начинать, поэтому рассм отрим характеристики источников звука, полагаясь пока на Ваше обыденно е знание о свойствах слуха. Все звуки, используемые в музыке, по периодичности спектра можно раздели ть на: 1) тональные (имеющие выраженную периодичность со слышимой частотой); 2) нетональные (шумовые). Основные слышимые свойства установившегося тонального звука следующи е: высота, громкость, тембр. При организации звуков в систему большое знач ение имеет также длительность. Высота звука определяется частотой колебаний издающего тональный звук тела. Громкость - слуховая оценка мощности источника звука. Наиболее близким п о смыслу физическим параметром является огибающая звукового сигнала. Р еально же ощущение громкости складывается из оценки дальности до источ ника звука (из двух источников, создающих одинаковое звуковое давление у барабанной перепонки, более громким ощущается более удаленный), спектра льного состава (более звонкий звук оценивается более громким; это связан о с учетом априорной информации о меньшей линейности процессов большей амплитуды), а также наличия и характера реверберации. Спектр периодического сигнала (представление его в виде суперпозиции с инусоидальных колебаний) является линейчатым, т.е. в суперпозиции участв уют только кратные частоты (поскольку закончить период все синусоиды до лжны в той же фазе, что и начинали, иначе следующий период будет другим по форме). Наиболее глухим, без призвуков, слышится звук, максимально близки й к синусоиде. Чисто синусоидальный звук называется чистым тоном. А под с обственно тоном (основным тоном) понимается наименьшая по частоте соста вляющая в ряду кратных частот спектра тонального звука, имеющая определ енную высоту и обозначаемая определенной нотой. Остальные составляющие спектра тонального звука с частотами, кратными тону, называемые обертонами (нем. obertone - высшие тона), частичными тонами, приз вуками, гармониками, определяют тембр (слышимый характер) звука. В отличие от громкости и высоты, тембр не является одномерной характерис тикой и не ощущается параметрически, например, в виде слуховой оценки ур овней обертонов, поэтому его аналитическое описание (в виде совокупност и частных характеристик) чрезвычайно затруднительно. В лучшем случае дл я его характеристики используются слова из слуховой области ощущений, н апример: 1. Глухой / звонкий - физически означает низкий / высокий уровень обертонов. Причем нечетные гармоники и гармоники высших порядков способствуют ощ ущению звонкого тембра в большей степени. 2. Бубнящий - физически означает наличие низкочастотного сигнала значите льной амплитуды с малым уровнем обертонов и медленно изменяющейся гром костью. 2. Рокочущий - физически означает небольшое периодическое изменение гром кости и (или) высоты звука. В спектральной области означает возникновени е боковых полос вокруг тона и гармоник. 3. Шепелявый, свистящий, шипящий, шумящий (для нетональных звуков) - означае т наличие в звуке непериодических, случайных колебаний с достаточно шир оким непрерывным спектром. Первые три характеристики используются в ос новном по отношению к высокочастотным шумам. Неплохим вариантом является также использование для описания тембра о бщих характеристик динамических процессов: отрывистый, резкий, слитный, вибрирующий. Но этого часто недостаточно и тогда используется множеств о слов из других областей ощущений - густой, мягкий, жесткий, прозрачный. Э то следствие попытки передать непараметрическое ощущение тембра путем его ассоциации с другими явлениями. Такие описания желательно использо вать только по необходимости, т.к. велика вероятность отличия ассоциаций собеседника от Ваших собственных. Все три характеристики (высота, громкость, тембр) являются весьма парадо ксальными. Вот некоторые (далеко не все) признаки этого. 1. Кривая огибающей, которая определяет громкость, может быть построена н е единственным образом. Точный способ и параметры, которыми руководству ется слуховой аппарат, неизвестны. 2.Частота, определяющая ощущение высоты, и спектр, определяющий тембр, тре бует для своего определения некоторого времени. Однако высота, громкост ь и тембр слишком длительного тона на слух воспринимаются с большими пог решностями. Ряд кратных частот, включающий основной тон и обертоны, называется натур альным звукорядом. Звукорядом вообще называется расположение звуков п о высоте. Полный звукоряд современной музыкальной системы состоит из 88 з вуков с частотами от 16 до 4176 Гц. Такой шаг сетки приблизительно соответству ет разрешающей способности слуха по частоте (хотя существуют и мнения о значительно большей разрешающей способности слуха). Звуки, входящие в зв укоряд называются ступенями. Ступени, частоты которых укладываются в ря д 1,2,4,8,16..., при одновременном воспроизведении сливаются, поэтому все ступени этого ряда имеют одинаковые наименования. Интервал между ними называет ся октавой (от лат. octava - восьмая), потому что этот интервал разбит на семь час тей, и каждый восьмой звук образует интервал в 1 октаву. Так что термин "окт ава" - музыкальный и в технику пришел, вероятно, через электроакустику. Семь ступеней, образующие октаву, называются до, ре, ми, фа, соль, ля, си. Весь звукоряд состоит из 7 полных и двух неполных октав: -субконтроктава (3 звука); -контроктава; -большая октава; -малая октава; -1-4 октавы; -5 октава (1 звук). Музыкальный строй - ряд абсолютных частот ступеней. Современный музыкал ьный строй делит каждую октаву на 12 частей (называемых полутонами), причем ля 1-й октавы имеет частоту 440 Гц. Расстояние в два полутона называется целы м тоном. Полутона определяют все основные ступени звукоряда (рис. 2.1, белые клавиши) и 5 дополнительных частот (черные клавиши). Рис. 2.1. Фрагмент клавиатуры фортепиано Промежуточные 5 ступеней считаются образуемыми от основных (альтерация) и называются так же, но с добавлениями: если повышать основную ступень на 0,5 тона, то добавляется "диез", если понижать, то "бемоль". Повышение / понижен ие на тон называется "дубль-диез" / "дубль-бемоль". При этом образуется ситуа ция, когда один звук может называться по-разному (энгармонизм звуков). Диапазон музыкального инструмента - диапазон частот его тонов. Форманта - область частот (не зависящая от высоты звука), в которой заметно усиливается звучание попадающих в нее обертонов или основного тона. Это своеобразное описание "амплитудно-частотной характеристики" музыкаль ного инструмента. Вибрато - небольшое периодическое изменение высоты (частотное вибрато) и ли амплитуды (амплитудное вибрато) музыкального звука. Периодичность ви брато находится в пределах от 5 до 7 Гц. Вероятно, красота вибрато связана с погрешностями слухового восприятия монохроматического звука. Фазы музыкального звука Атака. Стабильная фаза. Затухание. Атака - переходный процесс, характеризующий установление музыкального звука. Это короткий (от долей до десятков мс), но важнейший этап звучания, в большой степени определяющий узнаваемость и натуральность звучания му зыкальных инструментов (эффект присутствия). Попробуйте воспроизвести фонограмму "задом-наперед", при этом атака и затухание меняются местами. О пределить вид музыкального инструмента оказывается практически невоз можным. Чередованием стабильных фаз создается мелодия. Затухание определяет пространственность и глубину звука. В значительн ой степени характер затухания зависит от акустических свойств помещен ия. 3.2 Виды музыкальных источников Совет: сопоставьте приводимые частотные диапазоны со стремлением обес печить воспроизведение электроакустической аппаратурой диапазона от 20 Гц до 20 кГц. Певческий голос - диапазон от 80 до 1000 Гц для мужского голоса и от 160 до 1300 Г ц для женского. Основные характеристики качества: 1) тональный баланс между нижней (около 500 Гц) и верхней (около 3000 Гц) формантам и. Нижняя форманта отвечает за теплоту и округлость звучания голоса, вер хняя - за его блеск; 2) живость (изменчивость), динамические оттенки; 3) чистота вибрато и интонации; 4) разборчивость артикуляции. Смычковые инструменты. 1) скрипка - диапазон от 136 до 2000 Гц; 2) альт - от 131 до 1100 Гц; 3) виолончель - от 65 до 700 Гц; 4) контрабас - от 41 до 240 Гц. Все перечисленные инструменты занимают разные частотные диапазоны, од нако имеют сходные признаки звучания. Характеристики качества (и собственно инструмента, и исполнения): 1) тональный баланс между тремя ее формантами: первая - на частотах от 220 до 300 Гц (отвечает за полноту и звучность инструмента), вторая - в диапазоне част от от 600 до 800 Гц (у скрипок Страдивари она на частоте 630 Гц) и третья - в диапазон е от 1400 до 4500 Гц. Последняя форманта отвечает за сочность, "светлоту" и "полетн ость" звука. 2) пропорции между первыми ее шестью обертонами. Как и в случае певческого голоса, главным для достижения натуральности з вучания скрипки является передача живости (изменчивости) ее "голоса", чис тоты интонации и вибрато, а также яркость воспроизведения штрихов. Все э ти особенности звучания описываются критерием "ясность". В противоположность описанному встречается очень детальное, ясное вос произведение звучания смычковых инструментов, но звук при этом может во сприниматься как "резкий" и "рваный", исчезает ощущение "пения". Такое звуча ние вызывает чувство дискомфорта и утомляет. Опыт показывает, что очень трудно добиться такой передачи звука смычковых, при которой в той или ин ой мере не наблюдался бы один из указанных дефектов. Щипковые инструменты. Все щипковые инструменты характеризуются быстро й атакой (от 1 до 5 мс) и длительным затуханием звука (от 1 до 5с). 1) клавесин - диапазон от 87 до 1400 Гц; Звук клавесина чрезвычайно богат обертонами, которые заполняют практи чески весь средневысокочастотный диапазон слухового восприятия. Характеристики качества: нежность, тонкость и очень высокая детальност ь звука. 2) акустическая гитара - от 81 до 1300 Гц. Ее значение в экспертизе качества звучания электроакустической аппара туры заключается в ее распространенности и общеизвестности тембра и ха рактера звукоизвлечения. При воспроизведении через аудиосистему звуча ния гитары нужно обратить внимание на то, как звучит щипок - следует добив аться сходства с натуральным его звучанием. 3) арфа - от 34,6 до 3320 Гц. "Глиссандо" - быстрое проведение пальца одной руки (или п альцев обеих рук) по струнам инструмента. 4) контрабас щипковый - от 41 до 240 Гц. Клавишные инструменты Рояль - диапазон от 27,5 до 4186 Гц. Относительно глухой слабоокрашенный звук. На илучшим образом подходит для проявленного воспроизведения мелодии. Характеристики качества: 1) специфики тембров нижнего регистра (с присутствием легкого рокотания); 2) звучность среднего регистра; 3) яркость верхнего регистра; 4) разделенность звуков при игре staccato; 5) динамические оттенки. Дефекты, наиболее часто встречающиеся при воспроизведении через аудио систему звучания рояля: это неотчетливая или "надтреснутая" атака, а такж е неестественный или окрашенный тембр звучания его регистров. Невысоки й уровень обертонов позволяет осуществлять слуховую оценку коэффициен та гармоник аппаратуры. Деревянные духовые инструменты. 1) флейта поперечная - диапазон от 261 до 2093 Гц; 2) кларнет - от 139 до 1500 Гц; 3) гобой - от 233 до 1568 Гц; 4) английский рожок - от 165 до 1800 Гц; 5) фагот - от 58 до 622 Гц. Благодаря различию частот формант и специфическому распределению обер тонов каждый инструмент этой группы имеет ярко выраженную индивидуаль ность. Характеристики качества. 1) гладкость" и "текучесть" звучания (объясняется быстрым спадом к высоким частотам энергии обертонов); 2) плавность и чистота интонации. Медные духовые инструменты 1) концертная труба - диапазон от 185 до 1046 Гц; 2) валторна - от 61 до 700 Гц; 3) тромбон - от 81 до 520 Гц. Характеристики: яркое, выразительное звучание, особенно в области атаки . Атака длится от 20 до 100 мс и характеризуется быстрой и очень сложной перес тройкой обертонального состава. Ударные инструменты 1) кастаньеты - спектр в диапазоне от 0,6 до 16 кГц; 2) ксилофон - спектр распространяется до 9 кГц; 3) тарелка (большая оркестровая) - от 800 Гц до 18 кГц; 4) тарелка джазовая - от 500 Гц до 18 кГц; 5) малый барабан - спектр распространяется до 4 кГц. Сухой трескучий звук. 6) литавра большая - от 87 до 800 Гц. Чистый, звонкий и глубокий бас. Все ударные инструменты характеризуются резкой атакой (меньше 1 мс у кас таньет и ксилофона и около 16 мс у большой литавры) и слабо выраженным тона льным характером их звучания. Характеристики качества: 1) динамика, 2) ясность передачи атаки, 3) отсутствие "окраски".
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Элладу окружали варвары. Их так прозвали за их непонятный говор: "вар-вар-вар". Сейчас Россию окружают "гыргыры"...
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по музыке "Звук: физика, химия, биология", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru