Schall und seine Eigenschaften

Schall ist ein physikalisch objektives Phänomen. Seine Quelle ist jeder elastische Körper, der produzieren kann mechanisch Vibrationen. Dadurch entstehen Schallwellen, die über die Luft das menschliche Ohr erreichen. Es nimmt Wellen wahr und wandelt sie in Nervenimpulse um, die an das Gehirn weitergeleitet und von dessen Gehirnhälften verarbeitet werden. Als Ergebnis wird sich eine Person eines bestimmten Geräusches bewusst.

Es gibt drei Kategorien von Geräuschen:

1. Musical – eine bestimmte Höhe, Volumen haben, Timbre und andere Eigenschaften; gelten als die am besten organisierten, sie zeichnen sich durch eine Fülle von Dynamik und Dynamik aus Timbre Eigenschaften.
2. Lärm – Klänge, deren Tonhöhe unbestimmt ist. Dazu gehören Meeresrauschen, Windpfeifen, Knarren, Klicken und viele andere mehr.
3. Klänge ohne fokussierte Tonhöhe .

Um Kompositionen zu erstellen, werden nur gelegentlich musikalische Klänge verwendet – Geräusche.

Schallwellen

Dies ist Verdünnung und Verdichtung von Schall in einem elastischen oder schallleitenden Medium. Wenn ein mechanisch Schwingung des Körpers aufgetreten ist, breitet sich die Welle durch ein schallleitendes Medium aus: Luft, Wasser, Gas und verschiedene Flüssigkeiten. Die Ausbreitung erfolgt mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, die vom spezifischen Medium und seiner Elastizität abhängt. In der Luft beträgt dieser Indikator einer Schallwelle 330-340 m / s, im Wasser – 1450 m / s.

Die Schallwelle ist unsichtbar, aber für eine Person hörbar, weil sie ihr Trommelfell beeinflusst. Es braucht ein Medium, um sich auszubreiten. Wissenschaftler haben bewiesen, dass sich in einem Vakuum, also einem Raum ohne Luft, eine Schallwelle bilden, aber nicht ausbreiten kann.

Schallempfänger

Dies ist die Bezeichnung für Geräte, die Schallenergie wahrnehmen, die Eigenschaften einer Schallwelle messen (Druck, Intensität, Geschwindigkeit usw.) und sie in eine andere Energie umwandeln. Um Ton in verschiedenen Umgebungen zu empfangen, wird Folgendes verwendet:

• Mikrofone – für den Luftraum ;
• Geophone – für die Wahrnehmung der Geräusche der Erdkruste;
• Hydrophone – Schall im Wasser zu empfangen.

Es gibt natürliche Schallempfänger – Hörgeräte von Menschen und Tieren – und technische. Wenn ein elastischer Körper schwingt, erreichen die entstehenden Wellen nach einiger Zeit die Hörorgane. Das Trommelfell vibriert mit einer Frequenz, die der der Schallquelle entspricht. Dieses Zittern wird an den Hörnerv weitergeleitet, der Impulse zur weiteren Verarbeitung an das Gehirn sendet. So treten bei Menschen und Tieren bestimmte Klangempfindungen auf.

Technische Schallempfänger wandeln ein akustisches Signal in ein elektrisches um. Dadurch wird der Ton in verschiedenen Entfernungen übertragen, er kann aufgezeichnet, verstärkt, analysiert usw. werden.

Eigenschaften und Merkmale des Klangs

Größe

Dies ist eine Eigenschaft von Schall, abhängig von der Frequenz, mit der der physische Körper schwingt. Seine Maßeinheit ist Hertz ( Hz ): die Anzahl der periodischen Schallschwingungen in 1 Sekunde. Abhängig von der Frequenz der Vibrationen werden Geräusche unterschieden:

• niederfrequenten – mit einer kleinen Anzahl von Schwingungen (nicht höher als 300 Hz );
• Mittel- -Frequenz – Töne, die mit einer Frequenz von 300-3,000 oszillieren Hz ;
• Hochfrequenz – mit einer Schwingzahl von über 3,000 Hz .

Dauer

Um diese Schalleigenschaft zu bestimmen, ist es notwendig, die Dauer der Schwingungen des Körpers zu messen, der den Schall aussendet. Der Musikton dauert 0.015-0.02 s. bis zu mehreren Minuten. Den längsten Ton erzeugt das Orgelpedal.

Volume

Anders ausgedrückt wird diese Eigenschaft als Schallleistung bezeichnet, die durch die Amplitude der Schwingungen bestimmt wird: Je größer sie ist, desto lauter ist der Ton und umgekehrt. Die Lautstärke wird in Dezibel (dB) gemessen. In der Musiktheorie wird Gradation verwendet, um die Klangstärke anzugeben, mit der eine Komposition wiedergegeben werden muss:

• stark;
• Klavier;
• Mezzoforte;
• Mezzoklavier;
• Fortissimo;
• Pianissimo;
• forte-fortissimo;
• Piano-Pianissimo usw.

Ein weiteres Merkmal ist eng mit der Lautstärke des Klangs in der musikalischen Praxis verbunden – die Dynamik. Dank dynamischer Farbtöne können Sie der Komposition eine bestimmte Form geben.

Sie werden durch das Können des Interpreten, die akustischen Eigenschaften des Raums und der Musikinstrumente erreicht.

Andere Eigenschaften

Amplitude

Dies ist eine Eigenschaft, die die Lautstärke des Tons beeinflusst. Die Amplitude ist die Hälfte der Differenz zwischen den maximalen und minimalen Dichtewerten.

Spektrale Zusammensetzung

Das Spektrum ist die Verteilung einer Schallwelle in Frequenz m in harmonische Schwingungen. Das menschliche Ohr nimmt Schall in Abhängigkeit von den Frequenzen wahr, aus denen die Schallwelle besteht. Sie bestimmen die Tonhöhe: Hohe Frequenzen ergeben hohe Töne und umgekehrt. Musikalischer Klang hat mehrere Töne:

1. Grundlegend – ein Ton, der der Mindestfrequenz aus der für einen bestimmten Ton eingestellten Gesamtfrequenz entspricht.
2. Ein Oberton ist ein Ton, der allen anderen entspricht Frequenzen . Es gibt harmonische Obertöne mit Frequenzen das sind Vielfache der Grundfrequenz.

Musikalische Klänge, die den gleichen Grundton haben, werden durch ihre unterschieden Timbre . Sie wird durch die Amplituden und bestimmt Frequenzen der Obertöne sowie durch die Amplitudenzunahme am Anfang und am Ende des Tons.

Intensität

So bezeichnet man die Energie, die von einer Schallwelle über einen bestimmten Zeitraum durch eine beliebige Oberfläche übertragen wird. Ein weiteres Merkmal hängt direkt von der Intensität ab – die Lautstärke. Sie wird durch die Schwingungsamplitude einer Schallwelle bestimmt. Bei der Wahrnehmung durch die menschlichen Hörorgane unterscheidet man die Hörschwelle – die für die menschliche Wahrnehmung minimal verfügbare Intensität. Die Grenze, ab der das Ohr die Intensität einer Schallwelle nicht mehr schmerzfrei wahrnehmen kann, wird als Schmerzschwelle bezeichnet.

Es hängt auch von der Tonfrequenz ab.

Timbre

Ansonsten heißt es Klangfärbung. Das Timbre wird von mehreren Faktoren beeinflusst: dem Gerät der Schallquelle, Material, Größe und Form. Die Klangfarbe Änderungen aufgrund verschiedener musikalischer Effekte. In der musikalischen Praxis wirkt sich diese Eigenschaft auf die Ausdruckskraft des Werkes aus. Die Klangfarbe verleiht der Melodie einen charakteristischen Klang.

Über unhörbare Geräusche

Hinsichtlich der Wahrnehmung durch das menschliche Ohr ist Ultraschall (mit einer Frequenz über 20,000 Hz ) und Infraschall (unter 16 kHz) unterschieden. Sie werden als unhörbar bezeichnet, weil die Hörorgane des Menschen sie nicht wahrnehmen. Ultraschall und Infraschall sind für einige Tiere hörbar; Sie werden von Instrumenten aufgezeichnet.

Ein Merkmal einer Infraschallwelle ist die Fähigkeit, ein anderes Medium zu durchdringen, da die Atmosphäre, das Wasser oder die Erdkruste sie schlecht absorbieren. Daher breitet es sich über große Entfernungen aus. Die Wellenquellen in der Natur sind Erdbeben, starke Winde, Vulkanausbrüche. Dank spezieller Geräte, die solche Wellen erfassen, ist es möglich, das Auftreten eines Tsunamis vorherzusagen und das Epizentrum eines Erdbebens zu bestimmen. Es gibt auch künstliche Quellen von Infraschall: Turbinen, Motoren, unterirdische und Bodenexplosionen, Schüsse.

Ultraschallwellen haben eine einzigartige Eigenschaft: Sie bilden gerichtete Strahlen wie Licht. Sie werden gut von Flüssigkeiten und Feststoffen geleitet, schlecht von Gasen. Je höher die Frequenz des Ultraschalls, desto intensiver breitet er sich aus. In der Natur erscheint es bei Donnerschlägen, im Rauschen eines Wasserfalls, Regens, Windes.

Einige Tiere reproduzieren es selbst – Fledermäuse, Wale, Delfine und Nagetiere.

Klänge im menschlichen Leben

Das menschliche Ohr ist aufgrund der Elastizität des Trommelfells sehr empfindlich. Der Höhepunkt der Hörwahrnehmung der Menschen liegt in jungen Jahren, wenn diese Eigenschaft des Hörorgans noch nicht verloren gegangen ist und eine Person Geräusche mit einer Frequenz von 20 kHz hört. In einem höheren Alter nehmen Menschen, unabhängig vom Geschlecht, Schallwellen schlechter wahr: Sie hören nur eine Frequenz von nicht mehr als 12-14 kHz.

Interessante Fakten

1. Wenn die obere Schwelle der vom menschlichen Ohr wahrgenommenen Frequenzen 20,000 beträgt Hz , dann ist die untere 16 Hz . Infraschall, bei dem die Frequenz weniger als 16 Hz , sowie Ultraschall (über 20,000 Hz ), nehmen die menschlichen Hörorgane nicht wahr.
2. Die WHO hat festgestellt, dass eine Person 85 Stunden lang jeden Ton mit einer Lautstärke von nicht mehr als 8 dB sicher hören kann.
3. Für die Wahrnehmung von Schall durch das menschliche Ohr ist eine Dauer von mindestens 0.015 Sekunden erforderlich.
4. Ultraschall ist nicht zu hören, aber zu spüren. Wenn Sie Ihre Hand in eine Flüssigkeit tauchen, die Ultraschall leitet, treten starke Schmerzen auf. Darüber hinaus ist Ultraschall in der Lage, Metall zu zerstören, die Luft zu reinigen und lebende Zellen zu zerstören.

Statt Ausgabe

Klang ist die Grundlage eines jeden Musikstückes. Die Eigenschaften des Klangs, seine Eigenschaften ermöglichen es, verschiedene Kompositionen zu erstellen. Je nach Tonhöhe, Dauer, Lautstärke, Amplitude bzw Timbre , gibt es verschiedene Geräusche. Zur Erstellung von Werken werden hauptsächlich musikalische Klänge verwendet, für die die Tonhöhe bestimmt wird.