Как возникает и формируется звук кратко

Обновлено: 05.07.2024

Кажется, совсем не нужно пояснять, что такое звук. Это то, что мы слышим. Это и нежная мелодия скрипки, и тревожный звон колокола, и грохот грома или водопада, и слова, произносимые человеком. Все это звуки, и потому мы их слышим. Но само физичесое явление — звук — существует на Земле помимо человека. В те далекие времена, когда на Земле не было не только людей, но и простейших живых организмов, гремели грозовые раскаты грома, грохотали водопады, земную кору потрясали невиданные землетрясения. Но эти звуки никто не слышал, потому что некому было их слышать. Природа щедра, но ничего она не делает даром, без нужды. И если почти всем животным на Земле природа подарила способность воспринимать звуки, значит, им это было необходимо, без этого они не могли бы выжить в борьбе за существование

С точки зрения физики звук — это возникновение и распространение колебаний в каком-либо веществе, будь то воздух, жидкость или твердое тело. Если бы на Луне были живые существа, слух им не понадобился бы: на Луне нет атмосферы, и в безвоздушном пространстве нечему колебаться, там нет и звука.

В твердых телах тоже возникают и распространяются колебания. Землетрясение ощущается не только в том месте, где оно возникло, но за десятки, сотни и даже тысячи километров.

Наш орган слуха — ухо — устроен так, что непосредственно слышит звуки, распространяющиеся не только в воздухе, но и в воде. Если вы приставите к своей голове камертон, звучащий так слабо, что ухо не улавливает его звук, то явственно услышите этот звук через кость: органы внутреннего уха уловят колебания, распространяющиеся в твердом теле.

Как возникают звуки?

Звуки возникают в тех случаях, когда крохотные частицы, образующие воздух, совершают очень быстрые и короткие движения вперед-назад. Такие движения называются колебательными.

Когда вы ударяете по барабану, его поверхность колеблется и сталкивается с частицами воздуха. Частицы воздуха, в свою очередь, сталкиваются с другими такими же частицами, находящимися рядом с ними. Звук распространяется в виде воля колеблющегося воздуха. Эти волны расходятся широкими кругами. Сильные колебания вызывают громкие звуки, а слабые, соответственно, тихие. Излучают звук колеблющиеся тела: струна, камертон (если по ним ударить), колебания воздуха в прорези свистка, колебания голосовых связок и т. п.

Воздух — это смесь газов. Молекулы газов, составляющие воздух, находятся в беспорядочном тепловом движении, беспрерывно сталкиваются друг с другом и разлетаются. За 1 секунду каждая молекула сталкивается с другими миллиарды раз. Скорость их движения достигает 1000 м/сек. Атмосфера существует на Земле только благодаря притяжению планеты; если бы оно исчезло, все молекулы воздуха немедленно улетели бы в межзвездное пространство. Притяжение Земли создает и атмосферное давление. Но молекулы воздуха не падают на Землю, подобно камню, так как они обладают кинетической энергией, беспрерывно обмениваются ею друг с другом, противодействуют сжимающему их давлению. Это значит, что газ обладает упругостью: он сопротивляется сжатию, а когда давление снято, расширяется, занимая весь предоставленный ему объем. Упругостью обладают и жидкости и твердые тела.

В твердых телах и в жидкостях действуют большие силы межмолекулярного притяжения. Их молекулы не могут разойтись на расстояние большее, чем позволяют эти силы. В газах же такие силы очень слабы и их молекулы сближает только внешнее давление.
Упругость воздуха выражается в том, что любое давление на воздух передается им равномерно во все стороны. Поэтому и возможна в воздухе передача упругих волн, т. е. сжатий и разрежений газа, созданных любым посторонним телом.

Из всего многообразия упругих волн звуковыми называют лишь те из них, которые способен воспринимать наш орган слуха. Возникновение, распространение и свойства звуковых волн изучаются специальным разделом физики — акустикой.

Почему звуки отличаются друг от друга?

Когда частицы воздуха колеблются очень быстро, звуковые волны следуют вплотную одна за другой. В таких случаях вы слышите высокий звук, вроде птичьего чирикания.

Если же частицы воздуха колеблются медленно, то расстояние между звуковыми волнами увеличивается. Тогда вы слышите низкий звук, вроде пыхтения грузовика. Скорость колебаний называется звуковой частотой.

Что такое эхо?

Когда звуковые волны встречают на пути твердую преграду, например утес, часть из них проходит сквозь нее. Другие же отскакивают назад, подобно морским волнам, разбивающимся об утес.

При этом звуковые волны устремляются через воздух обратно к первоначальному источнику звука. В таких случаях вы вновь слышите тот же звук, на этот раз в виде эха. Лучшее эхо бывает от коротких и громких звуков.

Рыболовные суда обнаруживают косяки рыб при помощи высоких звуков, распространяемых ими в толще воды. Натыкаясь на скопление рыб, эти звуки отражаются от них, а бортовой компьютер фиксирует эхо и по нему определяет местонахождение косяка.

Огромное количество различных звуков мы слышим каждую секунду - шум машин, голоса людей, шелест листвы. Даже те, на которые не обращаем внимания. Сейчас мы расскажем вам, как появляется звук.

Все звуки образуются в результате колебаний (вибраций), т.е. очень быстрых движений частиц предметов туда-сюда. В воздухе звук распространяется в виде волн (нет, не морских, а воздушных). Наши уши воспринимают звуковые волны, проходящие через окружающий нас воздух. Звук может распространяться и в других газах, а также в жидкостях и твердых телах. Поэтому звуки слышны и под водой.

А вот в космосе, где воздуха нет, космонавты не могут общаться без рации. Хотя если они соприкоснутся шлемами, то могут услышать друг друга. Так как воздух внутри шлема вместе с прикосновением твердых тел создают плотную среду, через которую могут проходить звуковые волны.

Иногда звуковые волны отражаются от твердых поверхностей и возвращаются обратно. Это явление, наблюдаемое, например, в пещерах, длинных коридорах и в горах, называется эхо.

Если ущипнуть гитарную струну, она начинает очень быстро вибрировать, производя звуковые волны. Слегка притронувшись пальцем к звучащей струне, ты ощутишь ее колебания. А если прижмешь палец посильнее, вибрация прекратится и звук смолкнет. Колебания струн гитары, распространяясь в виде звуковых волн, заставляют вибрировать и воздух, издавая таким образом звук.

Скорость движения звука составляет около 1225 км/час. Это в 30 раз быстрее, чем скорость бегуна на дистанции, но почти в миллион раз медленнее скорости света! Звуки бывают громкие и тихие. Чем сильнее колебания, тем больше звуковые волны и громче звук. Громкость измеряется в децибелах. Лист, тихо опустившийся на землю, производит шелест в 10 децибелов. Рев двигателя взлетающего реактивного самолета достигает 120 децибелов.

Кроме того, звуки делятся на высокие и низкие. Большая труба (имеется в виду музыкальный инструмент) звучит ниже, чем маленький свисток. Огромный тигр низко басит, а мышка тонко и высоко пищит. Это связано с тем, что они производят различные вибрации. Чем больше скорость колебаний, тем выше звук.

Собаки слышат и более высокие, и более низкие звуки, чем люди. Летучие мыши и дельфины могут воспроизводить и слышать очень высокие звуки – ультразвук – и пользуются этой способностью для ориентации в пространстве.Человек не имеет способности слышать ультразвуки.

На шумном производстве например, люди носят наушники, чтобы ослабить действие звука. Это связано с тем, что громкий шум может причинить боль и даже привести к глухоте, если он продолжается очень долго.

Как появляется радуга Как появляется радуга. Радуга - волшебной красоты природное явление! Особенный восторг и радость ее появление вызывает у детей. Она всегда возникает внезапно, как будто по мановению чьей-то волшебной .

Что такое роса и как она появляется Что такое роса и как она появляется. Крохотные капельки в траве, сверкающие в лучах утреннего солнца. Их много, они повсюду! Как будто рассыпавшиеся хрустальные шарики переливаются всеми цветами радуг.

Почему появляется туман? Туман представляет собой скопление мельчайших частичек воды. По своей сути, он является облаком. Облака также состоят из маленьких (мельчайших) водяных капелек. Разница лишь в том, что туман располагается в .

Возникновение речи у человека, формирование звуков возможно благодаря речевому аппарату. Речевой аппарат является совокупностью согласованно действующих органов, помогающих образовывать голос, регулировать его и формировать в осмысленные выражения. Таким образом речевой аппарат человека подразумевает под собой все элементы, прямо включенные в работу создания звуков – артикуляционный аппарат, в том числе ЦНС, органы дыхания – легкие и бронхи, горло и гортань, полости рта и носовые полости.

Строение речевого аппарата человека, то есть его структура, разделена на два отделения — центральный и периферический отдел. Центральным звеном выступает человеческий мозг с его синапсами и нервами. К центральному речевому аппарату также относятся высшие отделы центральной нервной системы. Периферическим отделом, он же исполнительный является целая общность элементов организма, обеспечивающих формирование голоса и речи. Далее согласно структуры периферический отдел речевого аппарата разделяется на три подотдела:

Формирование голоса

В каждом языке на нашей планете существует конкретное число звуков, создающих акустический образ языка. Звучание находит смысл только в схеме предложений, помогает различать одни буквы от других. Такое звучание называется фонемой языка. Все звуки языка отличаются по артикуляционным признакам, то есть их различие происходит от образования звуков в речевом аппарате человека. И по акустическим признакам — по различиям в звуке.

дыхательный, иначе энергетический – включает в себя легкие, бронхи, трахею и горло;
голосообразовательный отдел, иначе генераторный – гортань вместе со звуковыми связками и мышцами;
звукообразовательный, иначе резонаторный – полость ротоглотки и носа.

Работа данных отделов речевого аппарата в полном симбиозе может происходить только через центральное управление речевыми и голосообразовательными процессами. Это говорит о том, что дыхательный процесс, артикуляционный механизм и формирование звука, полностью контролируются нервной системой человека. Ее воздействие распространяется и на периферийные процессы:

функционирование дыхательных органов регулирует мощность звучания голоса;
функционирование ротовой полости отвечает за формирование гласных и согласных звуков и за различие артикуляционного процесса при их формировании;
носовая часть обеспечивает регулировку обертонов звука.

В образовании голоса занимает ключевое место центральный речевой аппарат. Челюсть и губы человека, небо и надгортанная доля, глотка и легкие – все вовлечены в процесс. Воздушный поток, выходящий из организма, идущий далее сквозь гортань и проходящий через рот и нос, является источником звука. На своем пути воздух проходит через голосовые связки. Если они расслаблены, то звук не образовывается и проходит свободно. Если они приближены и напряжены - воздух, при прохождении создает вибрацию. Итогом этого процесса и является звук. А далее при работе подвижных органов ротовой полости происходит непосредственное формирование букв и слов.

Структурные компоненты речи

Центр сенсорной речи — восприятие звуков речи, базирующееся на звукоразличительной системе языка, за данный процесс отвечает зона Вернике в левом полушарии мозга.
Центр моторной речи — за него отвечает зона Брока, благодаря ей возможно воспроизведение звуков, слов и фраз.

В связи с этим, в клинической психологии существует понятие импрессивной речи, иначе говоря, понимание и представление устной и письменной речи. Также существует понятие экспрессивной речи - та, которая произносится вслух с сопровождением определенного темпа, ритма, эмоций.

В процессе формирования речи каждый человек должен иметь четкое представление о следующих подсистемах родного языка:

фонетика (какие могут быть слоги, звукосочетания, правильное их строение и сочетание);
синтаксис (понимание того как именно происходит взаимосвязи и комбинаций между словами);
лексика (знание словарного состава языка)
семантика (способность понимать смыл слов задолго до получения навыков произношения);
прагматика (отношения между знаковыми системами и теми, кто их использует).

Под фонологической составляющей языка подразумевается знание смыслоразличительных единиц языка(фонем). Физически звуки речи можно разделить на шумы (согласные) и тоны (гласные). В основе любого языка лежит определенный различительный признак, если изменить один из них, то смысл слова кардинально изменится. К основным смыслоразличительным признакам следует отнести глухость и звонкость, мягкость и твердость, а также ударность и безударность. Именно эти признаки выступают основой фонем системы языка. Каждый язык предполагает разное количество смыслоразличительных единиц, как правило, от 11 до 141.

Русский язык предполагает использование 42 фонем, в частности, 6 гласных и 36 согласных.

Научно доказано, что любой здоровый грудной ребенок в первый год жизни имеет способность к воспроизведению 75 различных кратчайших звуковых единиц, иными словами может усвоить любой язык. Но, чаще всего, дети, на начальных этапах своего развития находятся только в одной языковой среде, поэтому со временем они утрачивают способность воспроизводить звуки, не принадлежащие к родному русскому языку.

Диагностика проблем с речевым аппаратом

Усвоение норм родного языка происходит путем копирования того, что человек слышит. И все родители по-разному относятся к проблемам развития речи у своих детей. Одни — начинают бить тревогу, когда ребенок в возрасте двух лет не использует для общения развернутые фразы, другие – более беспечны, и могут упорно не замечать, что у ребенка нарушено функционирование речевого аппарата.

Наличие проблем во многом зависит от того насколько правильно сформирован речевой аппарат человека. Важно чтобы каждый отдел, принимающий участие в формировании голоса, полноценно и точно функционировал.

Основаниями нарушений могут являться множество факторов, так как строение речевого аппарата человека очень структурно сложная схема. Но основных причин всего три:

неверное использование органов речи;
структурные нарушения речевых органов или тканей;
проблемы с отделами нервной системы, обеспечивающими процесс воспроизведения звуков и голоса.

Под задержкой речевого развития (ЗРР) подразумевается количественное недоразвитие словарного запаса, несформированность экспрессивной речи либо отсутствие фразовой речи к 2 годам и связной речи к 3 годам у детей. При дефиците голосовых функций общение ограничивается, объем получаемой из внешнего мира информации речевого характера уменьшается, что далее может привести к серьезным проблемам с чтением и письмом.

Такие дети нуждаются в консультации детского невропатолога, детского отоларинголога, логопеда, а также психолога для подбора объема коррекционной помощи.

Знание строения речевого аппарата и его функций поможет вам вовремя обратить внимание на отклонения от нормы и увеличивает шанс на быстрое и полное исправление патологии.

Звук — вид энергии, которую воспринимает слух. Он возникает из-за колебаний в твердой, жидкой и газообразной среде, который распространяются в виде волн.

Мы привыкли считать, что звук распространяется только в воздухе, но в действительности он воспринимается и через другую среду. Например, погрузив голову в ванну, мы будем слышать, что происходит в комнате, потому что вода и другие жидкости хорошо проводят звук. А шумные соседи мешают нам из-за того, что их громкие голоса доносятся сквозь пол и стены — твердые вещества.

Извлечь звук несложно, ударив двумя предметами — например, крышками от кастрюль. Они начинают звучать, так при ударе мы передаем им энергию, заставляя их вибрировать (быстро колебаться). Вибрируя, предмет поочередно — то сжимает, то разжижает окружающий воздух. Поэтому давление воздуха вокруг него — то растет, то падает. Эти слабые колебания воздуха создают звуковые волны. Они достигают наших барабанных перепонок, и мы слышим звук.

Звук образуется едва уловимого перепадами давления воздуха. Когда кто-то разговаривает рядом с нами, он заставляет давление воздуха может повышаться, то снижаться примерно на 0,01 процента от нормального. Такое же давление мы ощущаем, положив на ладонь лист бумаги. Воздух, колеблется, заставляя вибрировать тонкую мембрану в ухе, которая называется барабанной перепонкой. Вот почему мы воспринимаем колебания воздуха как звук. Но наш слух улавливает не все колебания. Во-первых, колебание должно быть достаточно сильным, чтобы мы могли уловить, а во-вторых, не слишком быстрым и не слишком медленным — иначе говоря, оно должно иметь определенную частоту.

Звуковые волны распространяются от вибрирующего объекта стороны. Чем дальше от нас находится источник звука, тем больше энергии тратят волны на своем пути, и поэтому звук становится тише. От твердых поверхностей — например, от стекла и каменных стен волны отражаются, порождая эхо. Если человек, который разговаривает, находится в одной комнате с нами, звук ее голоса доходит до нашего слуха и прямо и отразившись от стен, пола и потолка. Если помещение большое, возникает громкое эхо, это явление называется реверберацией.

Чем сильнее мы ударим по предмету, то энергичнее он колебаться, создавая ощутимые изменения давления воздуха, а значит, звук становится громче. Наше ухо может воспринимать перепады давления в очень широком диапазоне. Люди с острым слухом могут почувствовать перепад, который в миллионы раз меньше атмосферного давления; звук такой громкости создает шпилька, которая упала на пол. Другую крайность представляет перепад в одну пятую от атмосферного давления — такой грохот создает отбойный молоток.

Частоту измеряют в герцах (Гц). Наше ухо воспринимает только звуки в диапазоне от 16 до 20 000 Гц. Сигнал автомобиля имеет частоту 200 Гц, высокий женский голос берет ноты частотой до 1200 Гц, а низкий мужской бас может достичь частоты 60 Гц. Звуки с частотами до 16 Гц называются инфразвуком, а частотой 2 х 10 ^ 4 — 10 ^ 9 — ультразвуком.

28.01.2017 17:18 2869

Как появляется звук.

– Это известный физический закон, – пояснил он неожиданно. Явление резонанса. – И он, не переводя дыхания, изложил мне соответствующий анекдот из школьной физики, как через мост шла в ногу колонна солдат, и мост рухнул. Потом он объяснил мне, что стаканы и блюдца тоже можно дробить резонансом, если подобрать звуковые колебания соответствующих частот. Должен сказать, что именно с тех пор я начал отчетливо понимать, что звук – это тоже колебания.

Наш мир наполнен звуками. Шорох листвы в парке, стук падающих с деревьев яблок, пение птиц и грохот океанского прибоя, все это – звуки природы. Человечество тоже очень шумит, многократно перекрывая лязгом своих машин звуки природы. Но кроме способности создавать шумные механизмы, люди наделены даром речи, а некоторые способны сочинять музыку. Речь и музыка – это тоже звуки, только очень сложные.

Значение музыки в жизни человека люди поняли очень давно. В античной Греции музыка входила в семерку обязательных для изучения дисциплин, наравне с математикой, логикой и риторикой. Греки считали, что музыка должна строиться по простым и логичным законам, так же как речь на судебном процессе или решение математической задачи. Интересно, что бы они сказали, если бы услышали музыку Шнитке или Губайдуллиной…

Потом, в Средневековье, музыка надолго стала военной и церковной, и только в эпоху Возрождения вновь обрела светский характер, дав мировой культуре плеяду великих композиторов.

Не менее важно для человечества – уметь записывать и сохранять для потомков речь и музыку великих актеров и музыкантов, причем не в книгах и нотах, а в подлинном, живом звучании. Даже примитивные патефонные записи начала XX века позволяют нам насладиться шаляпинским басом или грассирующим тенором Вертинского, а вот голоса Пушкина, читающего свои стихи, мы никогда не услышим…

Звук – это волны, возникающие в воздухе (или другой упругой среде, например, в воде) под действием каких-либо колеблющихся предметов. Человек воспринимает эти волны с помощью органов слуха.

Под звуком в акустике понимается распространение колебаний, т. е. волн, в упругой среде. Поскольку мы будем говорить о пении и речи, а человек говорит и поет в воздушной среде, то можно сказать, что звук голоса — это колебание частиц воздуха, распространяющееся в виде волн сгущения и разряжения. Иточником возникновения этих волн в музыкальных инструментах обычно являются какие-либо колеблющиеся упругие тела: струны, деки, напряженные губы. От них звуковые волны бегут во всех направлениях.
Звук может распространяться по разным средам. Когда человек говорит, его голос не только проходит по воздушным путям в наружное пространство, но и распространяется по внутренним тканям организма, вызывая дрожание груди, головы. Звук проникает и через твердые среды: через стены и потолки, закрытые окна и двери и. т. п.

Рис. 1. Схема колебания струны и образования волн. Пунктирная линия — графическое
изображение образующихся волн: а) струна оттянута, но воздушная среда еще спокойна; б) струна отпущена, появилась первая волна сгущения, на месте, где она была, образовалось разрежение; в) образование второй волны; идущей в обратном направлении, и второго разрежения; г) и д) образование последующих волн сгущения и разрежения. График дает периодическую кривую — синусоиду.

Источником певческого голоса являются голосовые связки человека, которые, будучи сближены и напряжены, начинают колебаться. Это и является причиной возникновения периодических сгущений и разряжений, проходящей между ними вследствие повышенного подсзязочного давления воздушной струи. Звуковые волны, родившись в гортани, распространяются во все стороны: и по тканям, окружающим гортань, и вниз и вверх по воздухоносным путям. Рис. 2. Таким образом, они лишь частично выходят в наружное пространство через ротовое отверстие. Значит, только часть звуковой энергии, возникшей в гортани, выходит через ротовое отверстие и, распространяясь в окружающей поющего «ли говорящего человека среде, достигает в конце концов уха слушателя.
Говоря о распространении звука голоса, нам надо будет остановиться на двух моментах: на поведении звука в голосовой трубке певца, т. е. внутри организма, и на явлениях, связанных с поведением звука, вышедшим из ротового отверстия или, как говорят в акустике, со звуком, излучающимся из ротового отверстия в наружное пространство.

Рис. 2. Схема распространения звука, возникшего в гортани. Звук распространяется во все стороны по тканям и (воздушным полостям. Белыми линиями на черном силуэте изображены звуковые волны, распространяющиеся внутри организма и практически не достигающие наружного пространства. Черными сплошными линиями изображена та часть звуковой энергии, те волны, которые идут по воздушным путям и излучаются в наружную среду. Именно эти волны доходят до уха слушателя.

Как мы уже упомянули, волны сгущения и разряжения .распространяются в упругой среде, разбегаясь во все стороны от источника колебаний. Рис. 3. При этом частицы среды не бегут вместе’ с волной, а лишь колеблются, передавая колебание

Рис. 3. Схема образования волн на воде и их графическое изображение. Длина волны — расстояние между соседними волнами. Амплитуда —размах колебания от нейтрального положения (уровня).
своим соседям. Когда звук, например, проникает через стену, ее частицы передают колебания, не сдвигаясь с места. Плавающий на воде лист, поднятый и опущенный проходящей волной, не бежит вместе с ней, а лишь колеблется. То же самое происходит и в воздухе —его частицы не бегут вместе с волной.
Движение воздушной среды, если оно не чрезмерно быстрое и при небольших расстояниях, порядка 10—20 метров, не влияет существенным образом на распространение бегущих волн. Небольшой ветер, даже если он дует в направлении обратном к говорящему человеку, не помешает звуковым волнам достичь уха собеседника. Только очень сильный ветер относит звуки в сторону. Таким образом, воздух является лишь передатчиком звуковых колебаний и звук бежит по нему мало завися от направления его движения.

Рис. 4. Схема распределения звуковой энергии на площадь, вчетверо большую при удалении от источника звука в два раза

Читайте также: