Звуковые весы - regentjob.ru

Звуковые весы
Звук голоса человека, как известно, представляет со бой одну из форм энергии.
Энергия эта, порождаемая голосовым аппаратом певца, заставляет периодически ко
лебаться молекулы воздуха с определенной частотой и силой: чем чаще колебл ются
молекулы — тем звук выше, а чем амплитуда их колебаний больше — тем звук сильнее.
Звуковые колебания в воздухе распространяются, как волны на поверхности воды, только
во много раз быстрее: со скоростью 340 м в секунду. Достигнув нашего уха, они
заставляют колебаться барабанную перепонку, а та пере дает эти колебания через среднее
ухо в так называемый кортиев орган во внутреннем ухе, где звуковая энергия
превращается из одной формы (механические колебания) в другую (биоэлектрические
потенциалы слухового нерва). Добравшись до высших нервных центров голов ного мозга,
биопотенциалы слухового нерва, порожден ные звуком, трансформируются в нашем
сознании в ощущение всех основных физических особенностей звука: его силы, высоты,
тембра, продолжительности и т. д.
Энергия голоса может приводить в колебание не только воздух и чуткую
барабанную перепонку, но и бо лее твердые предметы. Благодаря этому свойству оказа лось
возможным записать голос на пластинку.
Редкая фотография изображает Шаляпина в студии механической звукозаписи.
Шаляпин поет в рупор, кото рый колеблется от звука голоса певца. С рупором жестко
связана игла, которая и вычерчивает на движущейся во сковой ленте извилистую звуковую
дорожку. Не рука искусного гравера рисует затейливые узоры звука, «ри сует» их сам
голос! Голос обладает энергией, голос рабо тает.
Рис. 1. Запись голоса Ф. И. Шаляпина на
граммофонную пластинку (фотография 1913 г . ) .
Когда-то в такой рупор говорил великий трибун и вождь революции В. И. Л енин.
Звуковые дорожки хранят следы энергии его голоса. «Слышал» также звукозаписы вающий
рупор и голоса многих выдающихся деятелей науки и искусства.
Одним из первых, кто измерил энергию певческого голоса, был русский ученый В.
Д. Зернов. В 1909 г. он создал специальный прибор — фонометр, применив для этой цели
так называемый диск Рэлея.
Рис. 2. Шумомер типа Ш-63 конструкции Ленинградского
института
радиовещательного приема и акустики им. А. А. Попова.
Объяснение в тексте
Диск Рэлея — это маленькая круглая и легкая пла стинка, которая под действием
энергии звуковых волн стремится обязательно повернуться так, чтобы ее пло скость была
параллельна плоскости звуковой волны. Чем сильнее звук, тем сильне е поворачивается
диск. Если этот диск подвесить на ниточке и измерить силу кручения ни точки под
действием звука, то мы и измерим силу звука, Так и поступил В. Д. Зернов. Энергию звука
он выражал в эргах па кубический см (эрг/см3). В свое й работе он приводит данные
о силе голоса известных оперных певцов, или, как автор их называет, ученых певцов, в том
числе и Ф. И. Шаляпина.
Для измерения
звука
в
настоящее
время
приме няются специальные
переносные
портативные
приборы - шумомеры (рис. 2), состоящие из микрофона (/),
усилителя на лампах или транзисторах (2) и стрелочного ука зателя (3), по шкале которого
и отсчитывается уровень звуковой энергии непосредственно в общепринятых еди ницах ее
измерения. Чтобы изме рить звук при помощи такого шумомера, достаточно взглянуть на
его шкалу со стрелкой.
Тем не менее измерять силу голоса певцов при по мощи шумомера не всегда удобно,
особенно если певец поет ноты в быстром темпе. В этом случае трудно усле дить за
стрелкой шумомера и записать число единиц. Поэтому шумомеры чаще всего
употребляются для из мерения сравнительно медленно меняющихся по силе звуков,
например производственных шумов, чистых тонов и т. д. Для измерения же быстро
меняющихся звуков, та ких, как речь или пение, применяются более сложные
автоматические
записывающие
приборы.
Один
из
таких приборов — самописец
уровня электрических колебаний типа Н -110 отечественного производства — изображен
на рис. 3. В сущности, это тот же шумомер, только стрелка его снабжена пишущим пером
(/), непрерывно регистрирующим на движущейся бумажной ленте (2) изменяю щийся во
времени уровень звуковой энергии (бумага са мописца заранее проградуирована и
разграфлена через равное число единиц).
Рис. 3. Самописец уровня электрических колебаний типа Н-110, отечественного производства.
Объяснение в тексте.