Громкость, высота и тембр звука

ПОСТАВИМ ОПЫТ

Возьмем камертон — прибор, представляющий собой массивную вилку с двумя ножками, укрепленную на деревянном корпусе (рис. 17.3, а). Если ударить по ножке камертона резиновым молоточком, ножки начнут колебаться, и мы услышим звук.

Камертон

Рис. 17.3. Камертон (а) и запись звуковых колебаний (б)

Прикрепим к ножке камертона острие и, ударив по ножке, быстро проведем острием по закопченному стеклу.

Мы увидим знакомый волнообразный след, изображенный на рис. 17.3, б: он похож на песочный след колеблющегося маятника (см. §15. Механические колебания). Это запись звуковых колебаний камертона.

Сопоставляя громкость звучания камертона с амплитудой его колебаний, можно заметить: чем громче звучит камертон, тем больше амплитуда колебаний. Итак,

громкость звука определяется амплитудой¹ звуковых волн.

¹ Воспринимаемая ухом громкость зависит также от высоты звука (см. ниже), так как чувствительность уха к звукам разной частоты различна.

Возьмем теперь два камертона разного размера. Мы заметим, что меньший камертон издает более высокий звук. Повторив описанный выше опыт, мы заметим, что частота колебаний меньшего камертона больше. Значит,

высота звука определяется частотой колебаний звучащего тела: чем больше частота колебаний, тем выше звук.

Человеческое ухо воспринимает звуковые колебания с частотой от 16 до 20 000 Гц.

Но звуки, даже имеющие одинаковую громкость и высоту, могут значительно различаться. Например, звук скрипки легко отличить от звука трубы той же самой громкости и частоты. Качество звука, определяющее его характерную окраску, называют тембром. Тембр звука определяется наличием колебаний с более высокими частотами, кратными основной частоте звука.

Может ли человек слышать звук, если длина звуковой волны равна 1 м?