ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Некоторые величины, связанные с акустикой помещеЕдиницы электрических и магнитных величин из "Единицы физических величин и их размерности " Субъективное восприятие звука характеризуется рядом величин, которые могут быть в той или иной степени сопоставлены с некоторыми из объективных величин, рассмотренных выше. [c.176] Высота звука. Основная качественная характеристика звука определяется его частотой V. Разные звуки воспринимаются нами как равноотстоящие по высоте, если равны отношения их частот. Таким образом, мы вводим понятие интервала высоты, определяемого отношением крайних частот соответствующих звуков. Так, например, интервал, ограниченный частотами 200 И 500 Гц, равен интервалу с граничными частотами 100 и 250 Гц. [c.176] Соотнощения между интервалами высоты и соответствующие этим интервалам отношения крайних частот приведены в приложении VI (стр. 301). [c.176] Однако для перехода из одной тональности в другую необходимо, чтобы, начиная с любого тона, можно было образовать новую гамму с такими же отношениями частот последовательных ступеней, как и в основной гамме. Согласовать оба требования в рамках обычных музыкальных инструментов и обычной нотной записи представляется совершенно невозможным. Поэтому была установлена темперированная гамма, в которой интервал в одну октаву разделен на 12 полутонов с равными интервалами между ними. [c.177] Согласно сказанному выше интервал между соседними полутонами равен 100 центам. [c.177] На стр. 301 приведены музыкальные интервалы, образующие чистую и темперированную гаммы. На рис. 24 представлена часть клавиатуры рояля, охватывающая одну октаву, с обозначениями промежуточных ступеней. [c.177] Тембр звука. Различные звуки даже одной высоты отличаются друг от друга окраской, или тембром. Тембр звука зависит от относительной интенсивности дополнительных колебаний обычно более высоких частот, чем основная частота, определяющая высоту звука. Непосредственных количественных параметров, которые служили бы однозначной характеристикой тембра, не существует. При анализе музыкальных звуков измеряют относительную интенсивность отдельных составляющих. Иначе можно сказать, что тембр определяется видом функции распределения интенсивности звука по частотам. [c.177] Звуки считаются равноотстоящими по громкости, если разности уровней звуков таких же громкостей, но обладающих частотой 1000 Гц, равны 10 дБ. Поскольку равным интервалам уровня громкости соответствуют разные интервалы уровня интенсивности, для характеристики уровня громкости введена специальная единица — фон. Фон определяется как разность уровней громкости двух звуков данной частоты, равногромкие которым звуки с частотой 1000 Гц отличаются по интенсивности на 10 дБ. Принимая уровень, соответствующий пределу слышимости, за нулевой, мы можем непосредственно измерять уровень громкости звука в фонах как разность между уровнем громкости данного звука и нулевым. [c.179] Все приведенные выше единицы, построенные на логарифмической основе, являются, разумеется, безразмерными. [c.179] Акустическая проницаемость перегородки й есть отношение количества проходящей через перегородку энергии к количеству энергии, падающей за тот же промежуток времени. [c.179] Для характеристики поглощающей способности отдельных тел вводится понятие общего звукового поглощения тела, которое определяется произведением площади тела на его коэффициент поглощения. Общее поглощение измеряется площадью абсолютно поглощающего тела, имеющего такое же поглощение, как и данное. За единицу общего поглощения принимают квадратный метр открытого окна, так как отверстие в стене практически не отражает звука. Эта единица называется также сэбин ). [c.180] Отношение 10 выбрано по той причине, что нормальная речь в помещении среднего размера (жилая комната, небольшая аудитория) воспринимается как звук, интенсивность которого по отношению к порогу слышимости составляет приблизительно 60 дБ. Время реверберации определяет акустические свойства помещения. Если это время слишком мало, звуки получаются глухими, тусклыми . При слишком большом времени реверберации звуки налагаются друг на друга и речь становится неразборчивой. Оптимальные времена стандартной реверберации зависят от назначений помещений и лежат в пределах т нескольких десятых секунды до 1—3 с. [c.181] Системы электрических и магнитных единиц прошли сложный и до некоторой степени противоречивый путь своего образования, обусловленный особенностями развития наших знаний об электрических и магнитных явлениях. До открытия Эрстедом в 1820 г. магнитного действия электрического тока электрические и магнитные явления изучались независимо друг от друга, хотя ими занимались одновременно одни и те же ученые (Гильберт, Кулон). Существенную роль в истории развития наших знаний о магнитных явлениях сыграло то обстоятельство, что человек впервые познакомился с ними еще в глубокой древности благодаря открытию магнитных свойств железа. [c.182] Когда наступила пора количественного изучения электрических и магнитных явлений, то, испольгуя внешнее сходство между взаимодействием постоянных магнитов и взаимодействием электрических зарядов, для описания этих взаимодействий стали применять одинаковую терминологию, которая сохранилась и до настоящего времени, хотя она и не соответствует нашим современным представлениям. Немало ученых, основываясь на указанном сходстве, безуспешно пытались найти общую природу электрических и магнитных явлений. [c.182] Это уравнение с самого начала записывается без коэффициента пропорциональности, поскольку во всех системах он принимается равным единице ). [c.183] Несмотря на внешнее сходство формул (7.1) и (7.3), между взаимодействием электрических зарядов и взаимодействием магнитных полюсов существует принципиальное различие. В то время как не составляет труда иметь изолированные одноименные или разноименные заряды и даже, взяв заряженные тела, достаточно малые по размеру (по сравнению с расстоянием между ними), смоделировать с нужной точностью точечные заряды, получить изолированные магнитные полюсы невозможно, так как любой магнит обладает обоими полюсами—- северным и южным . Практически эта трудность преодолевалась тем, что исследовалось взаимодействие полюсов двух магнитов, длина которых знaч]iтeльнo больше расстояния между ними. [c.184] Как сказано было выше, электростатика и магнитостатика излагались независимо друг от друга. За ними обычно шли законы постоянного тока, и лишь в конце появлялись магнитное действие тока (обычно в виде действия на магнитную стрелку), электромагнитная индукция и т.д. Такой порядок изложения создавал трудности для понимания существа явлений, приводил к путанице основных понятий. В особенности это проявлялось в вопросе о системах единиц. Построенные независимо друг от друга, единицы электрических и магнитных величин образовывали две группы, обе находящиеся в рамках системы СГС. Эти группы не вступали бы друг с другом в противоречие, если бы не существовало магнитного поля тока. Благодаря наличию последнего сила тока входит не только в определяющее соотношение (7.2), но и в выражения для действия тока на магнитную стрелку или для взаимодействия токов. Поскольку в этих выражениях для всех остальных величин существовали ранее установленные единицы СГС, то определялась единица силы тока, отличная от единицы, основанной на формуле (7.2), при измерении заряда электростатическими единицами. Таким образом возникли две СГС системы электрических и магнитных величин — электростатическая (СГСЭ) и электромагнитная (СГСМ), о построении которых сказано будет ниже. [c.185] Магнитные свойства электрического тока могут быть по-разному использованы при изложении электромагнетизма, и в этом направлении нет единого общепризнанного метода, да, пожалуй, указать такой вряд ли представляется возможным. В следующем параграфе будут рассмотрены некоторые варианты и показано, как на основе совокупности выражений, описывающих электрические и электромагнитные взаимодействия, могут быть построены различные системы единиц. [c.186] Вернуться к основной статье