Ses


"Ses oradayken oradadır"
|( Giovanni Piana , Müzik Felsefesi )|
Ses ( Latince sonus'tan gelir ) , salınan bir cismin titreşiminin verdiği duyumdur . Havada veya başka bir elastik ortamda yayılan bu titreşim, karmaşık bir iç mekanizma yoluyla kulağın işitsel aparatına ulaşır ve titreşimin doğası ile ilgili bir "işitsel duyum" yaratır; özellikle basınç değişimlerine uğrayan kulak zarı titreşime girer.
Açıklama
Salınımlar, parçacıkların dinlenme pozisyonu etrafındaki ve dalganın yayılma yönü boyunca hareketleridir ; yer değiştirmelere, ortamın mekanik özellikleri sayesinde hareketini komşu parçacıklara ileten ses kaynağı adı verilen belirli bir nesneden gelen titreşimli hareketler neden olur; parçacıklar sırayla, salınmaya başlar, hareketi yakındaki diğer parçacıklara ve bunlar da yine diğerlerine iletir, bu da basınçta yerel bir değişime neden olur; bu şekilde, basit bir titreşim hareketi mekanik olarak yayılır ve bu nedenle uzunlamasına bir dalga olan bir ses dalgası (veya akustik dalga) oluşturur . Boyuna bir dalga, dalganın yayıldığı ortamın parçacıkları yayılma yönü boyunca salındığında meydana gelir. Boyuna mekanik dalgalara ayrıca basınç dalgaları da denir . Ses, aşağıdaki özelliklere sahip bir dalgadır: yansıma , kırılma ve kırınım , ancak polarizasyon değil ( elektromanyetik bir dalga olan ışığın aksine ). Bir dalga , aşağıdaki formülle ilişkilendirilebilecek frekansa ve dalga boyuna sahiptir:
nerede:
- ses dalgasını takip eden bir noktanın yer değiştirmesidir;
- dikkate alınan noktanın dalga kaynağından olan uzaklığıdır;
- geçen süredir;
- salınımların genliğidir ,
- dalganın hızıdır;
- dalganın açısal hızıdır .
Miktar , dalganın mesafe kat etmesi için geçen süredir .
Ses dalgaları için dalga genliği, bozulmamış ortamın basıncı ile dalganın neden olduğu maksimum basınç arasındaki farktır.
Ses dalgalarının yayılma hızı, yayıldıkları ortamın sıcaklığına ve basıncına bağlıdır.
Tüm dalgalar gibi , ses dalgaları da bir frekans (ses durumunda doğrudandır, ancak dışlayıcı değil, yükseklik algısıyla ilişkilidir ) ve bir yoğunluk (bu, doğrudan, ancak dışlayıcı olmayan ilişki ile ilgilidir) ile karakterize edilir. sözde "ses" hacmi). Ayrıca, ses dalgalarının göze çarpan bir özelliği , farklı türlerdeki sesler arasında algılanan tınıdaki sözde farklılıkları büyük ölçüde açıklayan dalga biçiminin kendisidir .
İnsan işitme aralığı, yaklaşık olarak (yani ) bir frekansa kadar uzanır. Dalga boyu, ses dalgasının tam bir salınım periyodunda kat ettiği alanı temsil eder. Periyot (tam bir salınımın gerçekleşmesi için gereken süre), frekans ve dalga boyu arasındaki ilişkiler şu şekilde verilir:
sesin havadaki hızı nerededir ( ; havada, deniz seviyesinde sıcaklık ve atmosfer basıncında).
Sesin hızı büyük ölçüde ortamın yoğunluğuna bağlıdır: yaklaşık olarak suda ve yaklaşık olarak demirdedir. Maddenin bir hareketi olduğundan, salınacak bir madde olmadığı için boşlukta iletilmez.
Bir sesin hızını ve frekansını bilerek, dalga boyunu hesaplayabiliriz; frekansında , dalga boyu eşittir , a ise yalnızca eşittir .
Sesin yayılma hızı ortamın özelliklerine, özellikle esnekliğine ve yoğunluğuna bağlıdır. Aşağıdaki ilişkiye göre elastikiyetle doğru orantılı ve yoğunlukla ters orantılıdır:
- = dikkate alınan ortamdaki sesin hızı
- = sabit
- = Young'ın elastisite modülü
- = ortamın yoğunluğu
Genellikle yüksek yoğunluklu malzemeler de yüksek elastikiyet modülüne sahiptir ve bu, ses hızının yüksek yoğunluklu bir ortamda daha düşük yoğunluklu başka bir ortama göre daha yüksek olduğu inancının yayılmasına katkıda bulunmuştur.
Yükseklik
Perde, yüksek perdeli sesi düşük perdeli sesten ayıran kalitedir. Büyük ölçüde frekansa ama aynı zamanda yoğunluğa da bağlıdır . İnsan kulağı sadece saniyede 16 ila 20.000 salınım arasında değişen sesleri algılar . Aşağıda, ultrasonların üstünde kızılötesi seslere sahibiz . Sonar , aynı zamanda yunuslar ve yarasalar ultrasonları algılarken filler , balıklar ve deniz memelileri infrasonu algılar.
Müzikal uygulama, temelleri saniyede yaklaşık 65 basit salınım olan düşük C'den 8276 basit salınım olan yüksek C'ye kadar değişen bir dizi sesi kapsar. İnsan sesinin daha da sınırlı bir kaydı vardır. Seslerin perdesini hesaplamak için diapazon veya koro dediğimiz referans noktası olarak A4 (=piyanonun merkezi oktavı) seçilmiştir . 19. yüzyıla kadar ülkeden ülkeye ve icra edilecek müzik türüne (kutsal, oda, vb.) göre değişen diyapazonun frekansı çeşitli kongreler tarafından belirlendi: 1885 yılında Avusturya hükümeti, La4, 870 basit salınımlara karşılık geldi ve bu da 435 çift salınımlara karşılık geldi. Ancak şimdi, 1939 Londra Konferansı tarafından belirlenen referans değer, 440 çift titreşimdir, dolayısıyla 880 basittir.
Hacim ve basınç
Halk dilinde ve hatalı olarak basınç olarak da adlandırılan ses seviyesi [1] , bir sesin gücünün algılanmasıyla ilişkili ses kalitesidir ve ses dalgasının kulak zarına uyguladığı basınç [2] tarafından belirlenir : ikincisi ise titreşimin genliği ve algı noktasının sesin yayıldığı noktadan uzaklığı tarafından belirlenir. [3] Özellikle, bir nokta kaynak tarafından yayılan küresel bir ses dalgasının basıncı, mesafenin tersi ile orantılıdır:
= basınç
formülde ortalama kare basıncı gösterirken, genel olarak havada ve havada bulunan bir referans ses basıncı (sessizlik veya duyulabilirlik eşiği. İnsan kulağının algılayabildiği en küçük basınç değişimidir [5] ) ve su içinde. Desibel ölçümü, algılanan ses seviyesini belirtmek için daha uygundur, çünkü insan kulağının tepkisi yaklaşık olarak logaritmiktir. [6]
Bir ses dalgasının yoğunluğu , birim alan biriminden birim zaman aralığında geçen enerji miktarı olarak tanımlanır . Yani enerji zaman içinde alandan geçiyorsa , dalganın yoğunluğu , enerjinin geliştiği zaman ile enerji arasındaki oran olarak güç tanımını hesaba kattığımız yerdedir ( ). [7]
Yoğunluk, dalganın basıncından ve hızından başlayarak da ifade edilebilir (T ile dalganın periyodunu gösterir):
Küresel bir dalga (nokta kaynak) durumunda, yoğunluk, mesafenin bir fonksiyonu olarak şu şekilde verilir:
- .
Gördüğünüz gibi yoğunluk , mesafenin karesinin tersi olarak azalır: ve bu nedenle basınçtan çok daha hızlıdır [8]
Ayrıca yoğunluk için logaritmik birimlerde bir seviye tanımı verilmiştir (desibel [9] ):
Bu durumda referans yoğunluğu .
Damga
Tını, aynı frekansta bir sesi diğerinden ayıran kalitedir. Tını, temel sesler ve harmonikleri ile karakterize edilen sinüs dalgalarının üst üste binmesiyle belirlenen ses dalgasının şekline bağlıdır. Ses üretimi açısından, tını, ses kaynağının doğası (şekil ve kompozisyon) ve salınım içinde nasıl yerleştirildiği ile belirlenir.
Bir sesin temel sinüzoidal bileşenlerine ayrıştırılmasına frekans analizi denir . Frekanslar, saniyedeki salınımlar olan Hz cinsinden ölçülür. Bir sesin harmonikleri, ana sesin tam sayı katları olan frekanslara sahip seslerdir. Müzikte, bir ses ne kadar farklı bileşenlerden oluşuyorsa, o kadar karmaşıktır: temel ve çok az harmonikten oluşan bir kaydedicinin sesinden, birçok ikincil harmonik frekanstan oluşan yaylı çalgıların sesine kadar.
Ana frekansla örtüşen ikincil frekanslar ne kadar harmonik değilse (yani, temelin tamsayı katları olmayan frekansları varsa), gürültüye o kadar yaklaşırız.
Sesler ve gürültüler
Ses kavramını gürültü kavramından ayırt edebiliriz. Ses genel olarak insanlarda mekanik bir pertürbasyon elastik bir ortamda yayılarak titreşmesine neden olduğunda ortaya çıkan bir duyumdur. Bu nedenle, akustik uyaranları temel frekansın çoklu frekans bileşenlerine sahip olan seslerle çok sık uğraşmak zorundayız. Gürültü, genellikle hoş olmayan, rahatsız edici veya dayanılmaz bir işitsel duyum olarak tanımlanır. Bununla birlikte, bazı bilim adamları, "ses" ve "gürültü" arasındaki anlam farkının, akustik emisyonun kontrol edilebilirliği ile bağlantılı olduğuna ve hoşluğuna bağlı olmadığına inanmaktadır. İnsan kulağı tüm frekanslara eşit derecede duyarlı değildir, ancak ve aralığında daha hassastır ve aşırı yüksek veya aşırı düşük frekanslara çok daha az duyarlıdır. Bu fenomen, düşük ses basınç seviyelerinde yüksek seviyelere göre çok daha belirgindir. Örneğin, ses basıncı düzeyine sahip bir a sinyali, a sinyaliyle aynı öznel yoğunlukta sonuçlanır . Bu nedenle, gürültü ölçüm cihazının insan kulağıyla aynı şekilde tepki vermesi için, tepkiyi simüle eden bir ağırlık filtresi ile donatılması gerekir. CEI standardı tarafından tanımlanan bu filtreye "A" denir.
Notlar
- ^ Ayrıca bakınız:
- ^ Yani, birim alan başına kuvvet : Uluslararası Birimler Sisteminde basınç, paskal (sembol ) cinsinden ifade edilir, yani Newton metrekaredir .
- ^ Aslında bir aşırı basınçtır, yani ses tarafından belirlenen basınç değişimi.
- ^ Analog yoğunluk seviyesi ölçümünden ayırt etmek için bazen dBspl (dB ses basınç seviyesi) olarak anılır.
- ^ Sessizlik eşiğine ek olarak, çok daha öznel bir tanımı olan sözde ağrı eşiğine de göndermeler vardır. Rapor edilen değerler 120 ile 140 dB arasında değişir, 20 ile 200 paskal arasındaki basınçlara karşılık gelir.
- ^ Aslında insan kulağının tepkisinin de sesin frekansına bağlı olduğunu da hesaba katmak gerekir.
- ^ Uluslararası Birimler Sisteminde yoğunluk bu nedenle metrekare başına watt olarak ifade edilir ( )
- ^ İlişkiler de geçerlidir (baskı durumuna benzer şekilde)
- ^ Benzer basınç seviyesi ölçümlerinden ayırt etmek için bazen dB-SIL (dB ses yoğunluğu seviyesi) olarak anılır.
İlgili öğeler
- Akustik
- Schroeder difüzör
- kızılötesi
- ultrason
- ses hızı
- hoparlör
- Ses kuyruğu
- Müzik
- simatik
- Ernst Chladni
Diğer projeler
Diğer projeler
- Vikisöz
- Vikisözlük
- Vikiversite
- Wikiquote sesli alıntılar içeriyor
- Vikisözlük , « ses » sözlük lemmasını içerir
- Vikiversite , sesle ilgili kaynaklar içerir
- ilgili görüntüleri veya diğer dosyaları içerir