AUGSTAS SKAŅAS: RAKSTURLIELUMI UN PIEMĒRI - FIZISKĀ - 2025

Augstas skaņas ir tās augstas frekvences skaņas, kuras cilvēka auss uztver kā skaļākas, pretstatā basu skaņām, kuras sauc arī par basām. Akustikā kvalitāte, kas izšķir abus skaņas veidus, ir tās skaļums vai augstums.

Īpašība, kas rada skaņu zemāku vai augstāku, ir skaņas viļņa frekvence. To definē kā ciklu skaitu, kas ietverti laika vienībā, parasti svārstības sekundē vai hercos (Hz) Starptautiskajā mērījumu sistēmā. Jo augstāks ir hercu skaits, jo augstāka ir skaņa.

Putnu zvani ir augstas skaņas. Avots: MaxPixel.

Papildus frekvencei skaņas intensitāte iejaucas tajā, kā smadzenes interpretē, vai noteikta skaņa ir augstāka par citu. Kāpēc spēcīgāka skaņa šķiet asāka nekā vājāka, pat ja tās ir vienādas frekvences?

Saskaņā ar veiktajiem pētījumiem cilvēka auss ir paredzēts uztvert plašu frekvenču diapazonu no 20 līdz 20 000 Hz (20 KHz), un tas ir jutīgāks no 500 Hz līdz 5 KHz - akustiskais logs. psihoakustikas jomā - zinātne, kas pēta to, kā smadzenes uztver un interpretē skaņas.

Skaņas frekvences diapazons un cilvēka dzirde

Attiecībā uz piķi vai augstumu dzirdamo frekvenču diapazonu cilvēkiem iedala:

- zemas frekvences, kas atbilst basu skaņām: 16 Hz - 256 Hz.

- Vidējas skaņas: 256 Hz - 2 KHz.

- augstas frekvences, kas atbilst asām skaņām: 2 KHz - 16 KHz.

Zem 20 Hz ir infraskaņas un virs 20 000 Hz - ultraskaņa. Ar vecumu dzirdes uztveres diapazonam ir tendence sašaurināties, zaudējot spēju uztvert dažas frekvences.

Skaņas noteikšana cilvēkiem

Cilvēka dzirde ir ārkārtīgi sarežģīta un prasa labu mijiedarbību starp auss-smadzeņu duo, jo skaņu uztvere sākas ausī, kur ir specializētas šūnas, kas darbojas kā sensori, līdz tā nonāk smadzenēs, kur notiek sensācija. galīgā dzirde.

Skaņas apstrādes secība cilvēkiem. Avots: Wikimedia Commons.

Skaņa sastāv no spiediena izmaiņām gaisā, kas tiek savākti auss kanālā līdz bungādiņa sasniegšanai, kuru vibrācijas tiek pārnestas uz ossikām, kas atrodas vidusauss.

Ossikli, savukārt, ir atbildīgi par šķidruma, kas piepilda gliemenes, gliemeža formas orgānu, kas atrodams iekšējā ausī, nonākšanu kustībā. Šis kustībā esošais šķidrums sāk matu šūnas, kas pārveido skaņas enerģiju elektriskajā enerģijā, ko uztver dzirdes nervs un pārnēsā smadzenēs.

Matu šūnas ir īsti skaņas sensori. Tie, kas atrodas košļātāja iekšējā daļā, labāk uztver zemās frekvences, kas saistītas ar basa skaņām, bet visattālākās - ar augstu skaņu.

Tieši visattālākajam apgabalam ir tendence pasliktināties ar vecumu, jo tas ir vairāk pakļauts, un tāpēc laika gaitā samazinās augstas frekvences dzirde.

Augstas skaņas piemēri

Augstas skaņas ir visur, taču jāpaskaidro, ka tās nav tīras skaņas ar vienu frekvenci, bet gan ar pamatfrekvenci, kas izceļas starp tām.

Ikdienā dzirdamo cilvēku balsu augstumam ir īpaša simbolika. Piemēram, augstas balsis var saistīt ar prieku un smiekliem, kā arī ar jaunību. Bērnu balsis ir augstas, savukārt zemās balsis ir saistītas ar briedumu. Īpaši dziļa balss var būt pat drūma.

Augstām frekvencēm ir arī tikpat liela nozīme, ka tiek modināts, klausoties vai pat izraisot starta darbību, tāpēc ātrās palīdzības un policijas sirēnas ir augstas skaņas, kas norāda uz kaut kādu ārkārtas situāciju.

Kad cilvēki kāda iemesla dēļ ir sajukumā, viņi mēdz asināt savas balss toni. Kliedzieni ir augstas skaņas, kas apzīmē bailes, sašutumu vai sāpes.

Bet papildus sieviešu un jauniešu balsīm augstās skaņas nāk arī no daudziem citiem avotiem:

- Putnu dziesma.

- svilpes un svilpes.

- Mūzikas instrumenti, piemēram, akustiskā un elektriskā ģitāra, vijole, trompete un flauta.

- vilcienu un ātrās palīdzības sirēnas.

- viļņu skaņa okeānā (parasti vienāda ar vai lielāka par 20 KHz)

- skaņas ir sastopamas tādās nozarēs kā metalurģija, celtniecība, lauksaimniecība, koksne un elektronika.

- zvani

- dažu dzīvnieku skaņas, piemēram, kaķu pļaušana.

Augstas skaņas un dzirdes zudums

Pētījumi norāda uz faktu, ka pastāvīga augstas frekvences skaņu iedarbība var izraisīt dzirdes zudumu un citas veselības problēmas, piemēram, hipertensiju un nogurumu. Nemaz nerunājot par ar to saistītajām komunikācijas problēmām.

Paaugstināta desensibilizācija apgrūtina tādu vārdu izpratni, kas satur līdzskaņus, piemēram, F, T vai S, it īpaši vidēs ar lielu fona troksni. Putnu dziesmas zaudēšana un nespēja pareizi baudīt mūziku ir citas iespējamās sekas.

Šī iemesla dēļ īpaši trokšņainā darba vidē ieteicams izmantot dzirdes aizsardzības līdzekļus.

Protams, dzirdes zudums var rasties pēkšņi arī citu iemeslu dēļ, piemēram, infekciju, negadījumu dēļ vai ļoti augstas intensitātes skaņu, piemēram, eksplozijas, dēļ. Tomēr, lai izvairītos no ļoti trokšņainas vides augstās frekvencēs, ir labs veids, kā novērst dzirdes asuma samazināšanos, kas dabiski notiek, pieaugot vecumam.

Izklausās dzīvnieku valstībā

Interesanti zināt, ka dzirdes diapazons dzīvnieku valstībā ir ārkārtīgi daudzveidīgs. Daudzi dzīvnieki dzird skaņas, kuras cilvēki pat no attāluma nesapņo dzirdēt.

Piemēram, ziloņi saziņai izmanto infraskaņu, jo zemo frekvenču skaņas var pārvietoties lielos attālumos šo inteliģento zīdītāju dzīvesvietā.

Iemesls ir tas, ka skaņas viļņi piedzīvo difrakciju, īpašību, kas ļauj tiem izvairīties no visa veida šķēršļiem - dabas negadījumiem, ēkām, atverēm - un turpina izplatīties. Jo zemāka viļņa frekvence, jo lielāka iespējamība, ka tas difrakcija un ceļot tālāk.

Augstām skaņām - augstām frekvencēm - ir grūtāka laika difrakcija, un tieši tāpēc tās pazūd. Bet tas neliedz dzīvniekiem, piemēram, sikspārņiem, attīstīt spēju noteikt frekvences, kas pārsniedz 100 000 Hz, un izmantot šīs skaņas, lai atrastu sevi vidē un medītu pilnīgā tumsā. Un vai augstās frekvences ir virziena virzienā, bet zemās - deformējas stūros.

Gan infraskaņa, gan ultraskaņa tiek izmantota dzīvnieku valstībā dažādiem izdzīvošanas mērķiem, sākot no navigācijas, sakariem, plēsīgo dzīvnieku paralizēšanas un pat plēsēju izvairīšanās. Vaļi, tīģeri, kaķi, suņi un citi dzīvnieki arī cilvēkiem izmanto skaņas, kas atrodas ārpus dzirdamās zonas, šiem vairākiem mērķiem.

Atsauces

1. Figueroa, D. 2005. Viļņu un kvantu fizika. Fizikas sērija zinātnei un inženierijai. 7. sējums. Rediģējis Douglas Figueroa. Simona Bolivāra universitāte. 1-58.
2. Skaņas, uztveres un dziesmas fizika. Atgūts no: sottovoce.hypotheses.org.
3. Infraskaņas un ultraskaņa. Atgūts no: lpi.tel.uva.es
4. Ultraskaņas un infraskaņas. Atgūts no: elbibliote.com.
5. Merino, J. Akustiskā uztvere: signāls un tembrs. Atgūts no: dialnet.unirioja.es
6. Reinhold, K. 2014. Augstas vai zemas frekvences trokšņa iedarbība darbavietās: atšķirības starp novērtējumu, veselības sūdzībām un atbilstošu individuālo aizsardzības līdzekļu ieviešanu. Atgūts no: agronomy.emu.ee.
7. Sančess, Edīte. Kāda ir mūsu balss toni saziņa? Atgūts no: lamenteesmaravillosa.com.