ჩვენი აღქმა ბგერის სიმაღლისა და მისი სხვა თვისებების შესახებ განისაზღვრება აკუსტიკური ტალღის მახასიათებლებით. ეს არის იგივე მახასიათებლები, რომლებიც თან ახლავს ნებისმიერ მექანიკურ ტალღას, კერძოდ, რხევების პერიოდს, სიხშირეს, ამპლიტუდას. ხმის სუბიექტური შეგრძნებები არ არის დამოკიდებული ტალღის სიგრძეზე და სიჩქარეზე. სტატიაში გავაანალიზებთ ხმის ფიზიკას. სიმაღლე და ტემბრი - როგორ განისაზღვრება ისინი? რატომ აღვიქვამთ ზოგიერთ ხმას ხმამაღლა და ზოგს ჩუმად? ამ და სხვა კითხვებზე პასუხები მოცემულია სტატიაში.
Pitch
რა განსაზღვრავს სიმაღლეს? ამის გასაგებად, მოდით გავაკეთოთ მარტივი ექსპერიმენტი. ავიღოთ მოქნილი გრძელი სახაზავი, სასურველია ალუმინის.
მოდით, დავაჭიროთ მაგიდას, ძლიერად მივაწექით კიდეს. თითი სახაზავს თავისუფალ კიდეს დავარტყით - ის კანკალებს, მაგრამ მოძრაობა ჩუმად იქნება. ახლა სახაზავი უფრო ახლოს მივიტანოთ ჩვენთან ისე, რომ მისი პატარა ნაწილი გამოვიდეს დახლის კიდეს მიღმა. მოდი ისევ დავარტყითმმართველი. მისი კიდე გაცილებით სწრაფად და მცირე ამპლიტუდით ვიბრირებს და ჩვენ დამახასიათებელ ხმას გავიგებთ. ჩვენ ვასკვნით, რომ იმისათვის, რომ ხმა წარმოიქმნას, რხევის სიხშირე უნდა იყოს მინიმუმ გარკვეული მნიშვნელობა. აუდიო სიხშირის დიაპაზონის ქვედა ზღვარი არის 20 ჰც, ხოლო ზედა ზღვარი 20000 ჰც.
მოდით გავაგრძელოთ ექსპერიმენტი. სახაზავის თავისუფალი კიდე კიდევ უფრო დაამოკლეთ, ისევ ამოქმედეთ. შესამჩნევია, რომ ხმა შეიცვალა, უფრო მაღალი გახდა. რას აჩვენებს ექსპერიმენტი? ის ამტკიცებს ბგერის სიმაღლის დამოკიდებულებას მისი წყაროს რხევების სიხშირეზე და ამპლიტუდაზე.
ხმის მოცულობა
ხმამაღლობის შესასწავლად გამოვიყენებთ მარეგულირებელ ჩანგლს - სპეციალურ ხელსაწყოს ხმის თვისებების შესასწავლად. არსებობს ტიუნინგები ფეხის სხვადასხვა სიგრძით. ჩაქუჩით დარტყმისას ისინი ვიბრირებენ. დიდი მარეგულირებელი ჩანგლები უფრო ნელა ირხევა და დაბალ ხმას გამოსცემს. პატარები ხშირად ვიბრირებენ და განსხვავდებიან ხმაურით.
მოდით, დავაჭიროთ ტინინგს და მოვუსმინოთ. ხმა დროთა განმავლობაში სუსტდება. Რატომ ხდება ეს? ხმის მოცულობა შესუსტებულია მოწყობილობის ფეხების რხევის ამპლიტუდის შემცირების გამო. ისინი ასე ძლიერად არ ვიბრირებენ, რაც იმას ნიშნავს, რომ ჰაერის მოლეკულების ვიბრაციის ამპლიტუდაც მცირდება. რაც უფრო დაბალია ის, მით უფრო მშვიდი იქნება ხმა. ეს განცხადება მართალია იმავე სიხშირის ბგერებისთვის. გამოდის, რომ ბგერის სიმაღლეც და მოცულობაც დამოკიდებულია ტალღის ამპლიტუდაზე.
სხვადასხვა მოცულობის ბგერების აღქმა
ზემოთ მოყვანილიდან ჩანს, რომ რაც უფრო მაღალია ხმა, მით უფრო მკაფიო ვართჩვენ გვესმის, უფრო დახვეწილი ცვლილებები ჩვენ შეგვიძლია აღვიქვათ. Ეს არ არის სიმართლე. თუ სხეული რხევა ძალიან დიდი ამპლიტუდით, მაგრამ დაბალი სიხშირით, მაშინ ასეთი ხმა ცუდად გამორჩეული იქნება. ფაქტია, რომ მოსმენის მთელ დიაპაზონში (20-20 ათასი ჰც) ჩვენი ყური საუკეთესოდ განასხვავებს ბგერებს დაახლოებით 1 კჰც. ადამიანის სმენა ყველაზე მგრძნობიარეა ამ სიხშირეების მიმართ. ასეთი ხმები ყველაზე ხმამაღალი გვეჩვენება. გამაფრთხილებელი სიგნალები, სირენები დაყენებულია ზუსტად 1 kHz-ზე.
სხვადასხვა ბგერების ხმის დონე
ცხრილი აჩვენებს საერთო ხმებს და მათ სიძლიერეს დეციბელებში.
| ხმაურის ტიპი | ხმის დონე, dB |
| მშვიდი სუნთქვა | 0 |
| ჩურჩული, ფოთლების შრიალი | 10 |
| საათის ტაქტიკა 1 მ დაშორებით | 30 |
| რეგულარული საუბარი | 45 |
| ხმაური მაღაზიაში, საუბარი ოფისში | 55 |
| ქუჩის ხმა | 60 |
| ხმამაღლა საუბარი | 65 |
| ბეჭდვის მაღაზიის ხმაური | 74 |
| მანქანა | 77 |
| ავტობუსი | 80 |
| საინჟინრო მანქანა ხელსაწყო | 80 |
| ხმამაღალი ყვირილი | 85 |
| მოტოციკლი მაყუჩით | 85 |
| კრანი | 90 |
| მეტალურგიული ქარხანა | 99 |
| ორკესტრი, მეტროს ვაგონი | 100 |
| კომპრესორის სადგური | 100 |
| ჯაჭვის ხერხი | 105 |
| ვერტმფრენი | 110 |
| ჭექა-ქუხილი | 120 |
| რეაქტიული ძრავა | 120 |
| მოქლონები, ფოლადის ჭრა (ეს მოცულობა უდრის ტკივილის ზღურბლს) | 130 |
| თვითმფრინავი გაშვებისას | 130 |
| რაკეტის გაშვება (იწვევს ჭურვის დარტყმას) | 145 |
| საშუალო კალიბრის თოფის ხმა მჭიდთან (იწვევს დაზიანებას) | 150 |
| ზებგერითი თვითმფრინავი (ეს მოცულობა იწვევს დაზიანებას და ტკივილგამაყუჩებელ შოკს) | 160 |
ტემბრი
ხმის სიმაღლე და სიძლიერე განისაზღვრება, როგორც გავარკვიეთ, ტალღის სიხშირითა და ამპლიტუდით. ტემბრი დამოუკიდებელია ამ მახასიათებლებისგან. ავიღოთ ერთი და იგივე სიმაღლის ორი ხმის წყარო, რათა გავიგოთ, რატომ აქვთ მათ განსხვავებული ტემბრი.
პირველი ინსტრუმენტი იქნება ტინინგის ჩანგალი, რომელიც ჟღერს 440 ჰც სიხშირეზე (ეს არის ნოტი პირველი ოქტავისთვის), მეორე - ფლეიტა, მესამე - გიტარა. მუსიკალური ინსტრუმენტებით ჩვენ ვიმეორებთ იმავე ნოტს, რომელზედაც ჟღერს ჩანგალი. სამივეს ერთი და იგივე ხმა აქვს, მაგრამ მაინც განსხვავებულად ჟღერს, განსხვავდება ტემბრით. Რა არის მიზეზი? ეს ყველაფერი ხმის ტალღის ვიბრაციაზეა. მოძრაობას, რომელსაც რთული ბგერების აკუსტიკური ტალღა გამოსცემს, არაჰარმონიული რხევა ეწოდება. ტალღა სხვადასხვა ზონაში რხევა სხვადასხვა სიძლიერით და სიხშირით. ამ დამატებით ოვერტონებს, რომლებიც განსხვავდებიან მოცულობითა და სიმაღლით, ეწოდება ოვერტონები.
არ აურიოთ ხმა და ტემბრი. ხმის ფიზიკა ისეთია, რომ თუ"აურიეთ" დამატებითი, უფრო მაღალი ძირითადი ბგერა, ვიღებთ იმას, რასაც ტემბრი ჰქვია. იგი განისაზღვრება მოცულობითა და ოვერტონების რაოდენობით. ოვერტონების სიხშირე არის ყველაზე დაბალი ბგერის სიხშირის ჯერადი, ანუ ის არის მთელი რიცხვი ჯერ მეტი - 2, 3, 4 და ა.შ. ყველაზე დაბალ ტონს მთავარი ბგერა ეწოდება, სწორედ ის განსაზღვრავს სიმაღლეს., და ოვერტონები გავლენას ახდენს ტემბრზე.
არის ხმები, რომლებიც საერთოდ არ შეიცავს ზედმეტ ტონებს, მაგალითად, მარეგულირებელი ჩანგალი. თუ მისი ხმის ტალღის მოძრაობას ასახავთ გრაფიკზე, მიიღებთ სინუსურ ტალღას. ასეთ ვიბრაციას ჰარმონიული ეწოდება. ჩანგალი გამოსცემს მხოლოდ ფუნდამენტურ ტონს. ამ ხმას ხშირად უწოდებენ მოსაწყენს, უფერულს.
როდესაც ხმას აქვს ბევრი მაღალი სიხშირის ტონი, ის უხეში ხდება. დაბალი ტონები ბგერას ანიჭებს რბილობას, ხავერდოვანს. თითოეულ მუსიკალურ ინსტრუმენტს, ხმას აქვს საკუთარი ელფერები. ეს არის ფუნდამენტური ბგერისა და ოვერტონების ერთობლიობა, რომელიც აძლევს უნიკალურ ბგერას, ანიჭებს ბგერას გარკვეული ტემბრით.
