Tagad internetā ir daudz iespēju pārbaudīt dzirdes asumu tiešsaistē. Lai to izdarītu, jāsāk video ar skaņu, kuras frekvence palielinās. Testa veidotāji iesaka testēt ar austiņām, lai netraucē svešs troksnis. Audio frekvenču diapazons videoklipā sākas ar tik augstām vērtībām, kuras var dzirdēt tikai daži. Tālāk skaņas frekvence pakāpeniski samazinās, un video beigās atskan skaņa, ko dzird pat cilvēks ar dzirdes traucējumiem.
Videoklipa laikā lietotājam tiek parādīta atskaņotās skaņas frekvences vērtība. Testa apstākļi liecina, ka video ir jāpārtrauc brīdī, kad cilvēks var dzirdēt skaņu. Tālāk jums vajadzētu redzēt, kurā brīdī frekvence apstājās. Tās vērtība skaidri parādīs, ka dzirde ir normāla, labāka nekā lielākajai daļai cilvēku, vai arī jums ir jāredz ārsts. Daži testi parāda, kāds vecums ir robežfrekvence, ko cilvēks var dzirdēt.
Kas ir skaņa un skaņas vilnis
Skaņa ir subjektīva sajūta, taču mēs to dzirdam, jo mūsu ausī ir kaut kas reāls. Šis ir skaņas vilnis. Fiziķus interesē, kā sajūtas, ko piedzīvojam, ir saistītas ar skaņas viļņa īpašībām.
Skaņas viļņi ir gareniski mehāniski viļņi ar nelielu amplitūdu, kuru frekvenču diapazons ir 20 Hz-20 kHz. Maza amplitūda ir tad, kad spiediena izmaiņas saspiešanas un retināšanas dēļ ir daudz mazākas nekā spiediens šajā vidē. Gaisā, saspiešanas un retināšanas zonās spiediena izmaiņas ir daudz mazākas nekā atmosfēras spiediens. Ja amplitūda ir vienāda vai lielāka par atmosfēras spiedienu, tad tie vairs nav skaņas viļņi, bet gan triecienviļņi, kas izplatās virsskaņas ātrumā.
Skaņu auditorija
Mēs jau esam izdomājuši, kāds ir audio frekvenču diapazons, bet kas atrodas aiz tā robežām? Ja frekvence ir mazāka par 20 Hz, šādus viļņus sauc par infraskaņu. Ja vairāk nekā 20 kHz - tie ir ultraskaņas viļņi. Gan infra, gan ultraskaņa neizraisa dzirdes sajūtas. Robežas ir diezgan izplūdušas: mazuļi dzird 22-23 kHz, vecāki cilvēki var uztvert 21 kHz, kāds dzird 16 Hz. Tas ir, jo jaunāks cilvēks, jo augstāku frekvenci viņš dzird.
Suņi dzird augstākas frekvences. Šo viņu spēju izmanto treneri, dod komandas ultraskaņaisvilpe, ko cilvēki nedzird. Attēlā parādīti frekvenču diapazoni, kas pieejami dažādu dzīvnieku uztverei.
Izklausās pēc policijas ieročiem
Sniegsim gadījuma piemēru, kas parāda, ka cilvēka dzirdamo skaņas frekvenču diapazons ir aptuvens un atkarīgs no individuālajām īpašībām.
Vašingtonā policija atrada veidu, kā nevardarbīgi izklīdināt jauniešus. Zēni un meitenes pastāvīgi pulcējās pie vienas no metro stacijām un sarunājās. Varas iestādes uzskatīja, ka viņu bezmērķīgā laika pavadīšana traucē citiem, jo pie ieejas krājas pārāk daudz cilvēku. Policija uzstādīja Mosquito ierīci, kas raidīja skaņu 17,5 kHz frekvencē. Šī ierīce ir paredzēta kukaiņu atbaidīšanai, taču ražotāji apliecināja, ka šādas frekvences skaņas viļņus uztver tikai pusaudži no 13 gadu vecuma un ne vecāki par 25 gadiem.
Pateicoties ierīcei, izdevās atbrīvoties no jauniešiem, taču 28 gadus vecs vīrietis dzirdējis skaņu un sūdzējies pilsētas vadībai. Vietējām iestādēm bija jāpārtrauc ierīces lietošana.
Viļņa garuma diapazons
Skaņas frekvences viļņiem dažādās vidēs ir dažādas īpašības. Viļņa izplatīšanās garums un ātrums atšķiras. Gaisā (istabas temperatūrā) ātrums ir 340 m/s.
Apsveriet viļņus ar frekvencēm, kas mums ir dzirdamā diapazonā. To minimālais garums ir 17 mm, maksimālais ir 17 m. Skaņa ar mazāko viļņa garumu ir uz ultraskaņas robežas, un ar lielāko -tuvojas infraskaņa.
Skaņas viļņu ātrums
Tiek uzskatīts, ka gaisma izplatās acumirklī, bet skaņai ir nepieciešams zināms laiks. Patiesībā gaismai ir arī ātrums, tā ir tikai robeža, ātrāk par gaismu, nekas nekustas. Kas attiecas uz skaņu, vislielāko interesi rada tās izplatīšanās gaisā, lai gan skaņas viļņa ātrums blīvākā vidē ir daudz lielāks. Apsveriet pērkona negaisu: vispirms mēs redzam zibens uzplaiksnījumu, pēc tam dzirdam pērkona ritējumu. Skaņa tiek aizkavēta, jo tās ātrums ir daudzkārt mazāks par gaismas ātrumu. Pirmo reizi skaņas ātrums tika mērīts, fiksējot laika intervālu starp musketes šāvienu un skaņu. Pēc tam viņi paņēma attālumu starp instrumentu un pētnieku un sadalīja to ar skaņas "aizkavēšanās" laiku.
Šai metodei ir divi trūkumi. Pirmkārt, tā ir hronometra kļūda, it īpaši tiešā attālumā no skaņas avota. Otrkārt, tas ir reakcijas ātrums. Ar šo mērījumu rezultāti nebūs precīzi. Lai aprēķinātu ātrumu, ērtāk ir ņemt zināmo konkrētas skaņas frekvenci. Ir frekvenču ģenerators, ierīce ar audio frekvenču diapazonu no 20 Hz līdz 20 kHz.
Tas tiek ieslēgts vēlamajā frekvencē, eksperimenta laikā tiek mērīts viļņa garums. Reizinot abas vērtības, iegūstiet skaņas ātrumu.
Hipersonisks
Viļņa garums tiek aprēķināts, dalot ātrumu ar frekvenci, tāpēc, frekvencei palielinoties, viļņa garums samazinās. Ir iespējams radīt tik augstas frekvences svārstības, ka viļņa garums būs tādā pašā lieluma secībā kā garumsgāzes molekulu, piemēram, gaisa, brīvais ceļš. Šī ir hiperskaņa. Tas neizplatās labi, jo gaiss vairs netiek uzskatīts par nepārtrauktu vidi, jo viļņa garums ir niecīgs. Normālos apstākļos (pie atmosfēras spiediena) molekulu vidējais brīvais ceļš ir 10-7 m. Kāds ir viļņu frekvenču diapazons? Tās nav skaņas, jo mēs tās nedzirdam. Ja parēķinām hiperskaņas frekvenci, sanāk, ka tā ir 3×109 Hz un lielāka. Hiperskaņa tiek mērīta gigahercos (1 GHz=1 miljards Hz).
Kā skaņas frekvence ietekmē tās augstumu
Audio frekvenču diapazons ietekmē toņa diapazonu. Lai gan tonis ir subjektīva sajūta, to nosaka skaņas objektīvais raksturlielums – frekvence. Augstas frekvences rada augstu skaņu. Vai skaņas augstums ir atkarīgs no viļņa garuma? Protams, ātrums, frekvence un viļņa garums ir saistīti. Tomēr vienādas frekvences skaņai dažādās vidēs būs atšķirīgs viļņa garums, taču tā tiks uztverta vienādi.
Mēs dzirdam skaņu, jo spiediena izmaiņas izraisa mūsu bungādiņas vibrāciju. Spiediens mainās ar tādu pašu frekvenci, tāpēc nav nozīmes tam, ka viļņa garums dažādās vidēs ir atšķirīgs. Tādas pašas frekvences dēļ mēs uztversim skaņu kā augstu vai zemu, pat ūdenī, pat gaisā. Ūdenī skaņas ātrums ir 1,5 km / s, kas ir gandrīz 5 reizes lielāks nekā gaisā, tāpēc viļņa garums ir daudz lielāks. Bet, ja ķermenis vibrē ar tādu pašu frekvenci (teiksim, 500 Hz) abās vidēs, tonis būs vienāds.
Ir skaņas, kuru navtonis, piemēram, skaņa "shhhhh". To frekvences svārstības nav periodiskas, bet haotiskas, tāpēc mēs tās uztveram kā troksni.
