Kako se mjeri visina tona. Jedinice nagiba

Kao što je spomenuto, budući da je visina tona prikaz frekvencije zvučne vibracije, u pravilu se koriste jedinice frekvencije - Hertz (Hz), gdje je broj Herca broj oscilacija u sekundi:

No, koriste se i alternativni sustavi za mjerenje visine zvuka koji se temelje na fiziološkom (Barky) i psihofiziološkom (Mela) mehanizmu njegove percepcije.

"Kritične trake" i Barks

Kritični pojas (koji se također naziva pojas jednake razumljivosti) je minimalni frekvencijski pojas koji pobuđuje isti dio bazilarne membrane. U frekvencijskom području od 0 do 16 kHz eksperimentalno su određena 24 kritična pojasa:

0-100Hz,
100-200 Hz,
200-300 Hz,
300-400 Hz,
400-510 Hz,
510-630 Hz,
630-770 Hz,
770-920 Hz,
920-1080 Hz,
1080-1270 Hz,
1270-1480 Hz,
1480-1720 Hz,
1720-2000 Hz,
2000-2320 Hz,
2320-2700 Hz,
2700-3150 Hz,
3150-3700 Hz,
3700-4400 Hz,
4400-5300 Hz,
5300-6400 Hz,
6400-7700 Hz,
7700-9500 Hz,
9500-12000 Hz
12 000-15 500 Hz

Zvučni signal unutar istog kritičnog pojasa, takoreći, generalizira mozak, stvarajući bliske slušne osjete. Ako zvučni signal prelazi iz jednog kritičnog pojasa u drugi, tada se slušni osjećaji u trenutku prijelaza zamjetno mijenjaju, jer mozak zasebno analizira informacije primljene iz različitih kritičnih pojaseva. To ne znači da dva tona koja spadaju u isti kritični pojas nisu čujna, međutim, slušni osjećaji unutar jednog pojasa su vrlo bliski, au različitim pojasevima značajno se razlikuju. Dijelovi bazilarne membrane koji odgovaraju kritičnim trakama približno su jednake duljine, što je 1,2 mm po traci.

Za praktičnost rada s kritičnim pojasevima, postoji posebna frekvencijska jedinica - Bark. Tablica prikazuje kritične pojaseve i njihove odgovarajuće parametre:

Mjerenje subjektivnih osjećaja nadmorske visine i mele

Na ovoj ljestvici, jednaka promjena frekvencije u melasu odgovara jednakoj promjeni osjeta visine tona. Frekvencijska ljestvica koja nam je već poznata s mjernom jedinicom "hertz" nema takvo svojstvo. Na primjer, promjene frekvencije od 500 do 1000 Hz i od 1000 do 2000 Hz slušatelj percipira kao nejednake. Istodobno, zvučni signal od 1000 mel slušatelju se čini točno dvostruko "višim" od signala od 500 mel i dvostruko "nižim" od signala od 2000 mel. (Weber-Fechnerov zakon):

Dakle, frekvencijski parametri zvuka mogu se mjeriti u Hertz, Mels i Barks.

Herc- Ovo je mjerna jedinica koja je zgodna za korištenje pri izvođenju spektralne analize.

Kreda i kora su psihofiziološke jedinice akustične visine koje se koriste u psihoakustici pri ocjenjivanju subjektivnog tona.

Kao što se može vidjeti iz grafikona, ljestvice teglenica i kreda približno se poklapaju, iako se uočava neka odstupanja u srednjim frekvencijama:

U glazbi se za procjenu visine tona koriste druge ljestvice – glazbene: polutonovi, tonovi, oktave i drugi glazbeni intervali. Valja napomenuti da je veza s psihofizičkom ljestvicom visine tonova konstruiranom za čiste tonove dvosmislena. Do frekvencije od približno 5000 Hz, povećanje visine tona u oktavi povezano je s udvostručenjem frekvencije. Na primjer, prijelaz s note za prvu oktavu na notu za drugu oktavu odgovara porastu frekvencije s 440 na 880 Hz. Ali iznad frekvencije od 5000 Hz, ova korespondencija je narušena - kako bi se dobio osjećaj povećanja visine za oktavu, potrebno je povećati omjer frekvencija za gotovo 10 puta, što treba imati na umu pri stvaranju računalnih kompozicija . To je nekim znanstvenicima dalo osnove da predlože dvije dimenzije visine tona: psihofizičku u melu, proporcionalnu u određenim granicama logaritmu frekvencije, utvrđenu za čiste tonove (visina tona) i glazbenu, koja odgovara nazivu nota (pitch chroma), koja može se odrediti do oko 5000 Hz. Treba napomenuti da je čak i glazbenicima s apsolutnim sluhom za glazbu teško odrediti note za zvukove s frekvencijom iznad 5000 Hz. To sugerira da su mehanizmi percepcije visine tona do 5000 Hz i više različiti.(I. Aldoshina)

zvučni valovi, kao i druge valove, karakteriziraju takve objektivne veličine kao što su frekvencija, amplituda, faza oscilacija, brzina širenja, intenzitet zvuka i druge. No, osim toga, opisuju ih tri subjektivne karakteristike. To su glasnoća, visina i tembar zvuka.

Osjetljivost ljudskog uha je različita za različite frekvencije. Da bi izazvao zvučni osjećaj, val mora imati određeni minimalni intenzitet, ali ako taj intenzitet prijeđe određenu granicu, tada se zvuk ne čuje i uzrokuje samo bol. Dakle, za svaku frekvenciju titranja postoji najmanja ( prag sluha) i najveći ( prag osjećaj boli ) intenzitet zvuka koji je sposoban proizvesti zvučni osjećaj. Na slici 1 prikazana je ovisnost pragova čujnosti i boli o frekvenciji zvuka. Područje između ove dvije krivulje je područje sluha. Najveći razmak između krivulja pada na frekvencije na koje je uho najosjetljivije (1000-5000 Hz).

Ako je jačina zvuka veličina koja objektivno karakterizira valni proces, onda je subjektivna karakteristika zvuka glasnoća.Glasnost ovisi o intenzitetu zvuka, t.j. određena kvadratom amplitude oscilacija u zvučnom valu i osjetljivošću uha (fiziološke značajke). Budući da je jačina zvuka, što je veća amplituda oscilacija, to je zvuk glasniji.

Nagib- kvaliteta zvuka, koju osoba određuje subjektivno na uho i ovisno o frekvenciji zvuka. Što je viša frekvencija, to je veći ton zvuka.

Zvučne vibracije koje se javljaju prema harmonijskom zakonu, s određenom frekvencijom, osoba percipira kao određenu glazbeni ton. Vibracije visoke frekvencije percipiraju se kao zvukovi visoki ton, zvukovi niske frekvencije - poput zvukova niskog tona. Raspon zvučnih vibracija koji odgovara promjeni frekvencije vibracija za faktor dva naziva se oktava. Tako, na primjer, ton "la" prve oktave odgovara frekvenciji od 440 Hz, ton "la" druge oktave odgovara frekvenciji od 880 Hz.

Glazbeni zvukovi odgovaraju zvukovima koje emitira tijelo koje harmonično vibrira.

Glavni ton Složenim glazbenim zvukom naziva se ton koji odgovara najnižoj frekvenciji koja postoji u skupu frekvencija danog zvuka. Zovu se tonovi koji odgovaraju drugim frekvencijama u sastavu zvuka prizvuci. Ako su frekvencije prizvuka višekratnici osnovne frekvencije, tada se prizvuci nazivaju harmonijski, a temeljni ton s frekvencijom nazivamo prvi harmonik, prizvuk sa sljedećom frekvencijom - drugi harmonik itd.

Glazbeni zvukovi s istim temeljnim tonom razlikuju se po tembru, što je određeno prisutnošću prizvuka - njihovim frekvencijama i amplitudama, prirodom povećanja amplituda na početku zvuka i njihovim opadanjem na kraju zvuka.

Na istoj toni razlikuju se zvukovi koje stvaraju, primjerice, violina i klavir tembra.

Percepcija zvuka od strane slušnih organa ovisi o tome koje su frekvencije uključene u zvučni val.

Šumovi- to su zvukovi koji tvore kontinuirani spektar, koji se sastoji od skupa frekvencija, t.j. Buka sadrži fluktuacije različitih frekvencija.

Zvuk, odnosno broj vibracija medija (obično zraka) u sekundi koje utječu na ljudski bubnjić. Kako se frekvencija vibracije povećava, povećava se i visina zvuka. Kao prva aproksimacija, subjektivna visina je proporcionalna logaritmu frekvencije - prema Weber-Fechnerovom zakonu.

Osnovne informacije

Visina zvuka je subjektivna kvaliteta slušnog osjeta osobe, zajedno s glasnoćom i tembrom, što omogućuje da se svi zvukovi smjeste na ljestvici od niske do visoke. Za čisti ton (što je to?) ovisi uglavnom o frekvenciji (s porastom frekvencije visina tona raste), ali subjektivno - i o njenom intenzitetu (amplitudi?) - s povećanjem intenziteta, visina se čini niža. Visina zvuka složenog spektralnog sastava ovisi o raspodjeli energije duž frekvencijske ljestvice.

Frekvencijski signali složenog spektra bez osnovne frekvencije (prvi harmonik u spektru) nazivaju se zaostalo. Percepcija visine frekvencijskog signala poklapa se s percepcijom visine preostale verzije istog signala.

Napišite recenziju na članak "Pitch"

Bilješke

Književnost

• Haynes B., Cooke P.R. Pitch // The New Grove Dictionary of Music and Musicians. London; New York, 2001.

vidi također

Izvod koji karakterizira teren

5. studenoga bio je prvi dan takozvane Krasnenske bitke. Pred večer, kada su, nakon mnogih sporova i pogrešaka generala, koji su otišli na krivo mjesto; nakon depeša ađutanata s protunaredbama, kada je već postalo jasno da neprijatelj bježi posvuda i da borbe ne može biti i neće biti, Kutuzov je napustio Krasnoje i otišao u Dobroe, gdje je glavni stan prebačen da dan.
Dan je bio vedar i mraz. Kutuzov je s golemom svitom generala koji su njime bili nezadovoljni, šaputajući za njim, jahao na svom debelom bijelom konju do Dobra. Na cijeloj cesti gužva, grijajući se na vatri, mnogo francuskih zarobljenika odvedeno danas (taj dan ih je odvedeno sedam tisuća). Nedaleko od Dobryja, ogromna gomila odrpanih, zavijenih i umotanih zarobljenika zujala je u razgovoru, stajala je na cesti u blizini dugog niza neupregnutih francuskih oružja. Kako se glavnokomandujući približio, razgovor je utihnuo, a sve su se oči zagledale u Kutuzova, koji je u svom bijelom šeširu s crvenom trakom i vatu, sjedeći s grbom na pognutim ramenima, polako kretao cestom. . Jedan od generala javio se Kutuzovu kamo su odvedeni oružje i zarobljenici.
Kutuzov kao da je bio nečim zaokupljen i nije čuo riječi generala. Nezadovoljno je zeznuo oči i pozorno i pozorno zavirio u one likove zatvorenika koji su izgledali posebno jadno. Većina lica francuskih vojnika bila je unakažena promrzlim nosovima i obrazima, a gotovo svi su imali crvene, natečene i gnojne oči.
Jedna grupa Francuza stajala je blizu ceste, a dva vojnika - jednomu od njih lice je bilo prekriveno ranama - kidali su komad sirovo meso. Bilo je nečeg strašnog i životinjskog u tom letimičnom pogledu koji su bacili na prolaznike i u onom zlobnom izrazu lica s kojim se vojnik s ranama, gledajući Kutuzova, odmah okrenuo i nastavio svoj posao.
Kutuzov je dugo gledao ova dva vojnika; Naboravši se još više, suzio je oči i zamišljeno odmahnuo glavom. Na drugom mjestu opazio je ruskog vojnika, koji mu je, smijući se i tapšajući Francuza po ramenu, nešto umiljato rekao. Kutuzov je opet odmahnuo glavom s istim izrazom.
- Što to govoriš? Što? upitao je generala, koji je nastavio javljati i skrenuo pozornost glavnom zapovjedniku na francuske zauzete transparente koji su stajali ispred fronta Preobraženskog puka.
- Ah, transparenti! - rekao je Kutuzov, očito s mukom otrgnuvši se od teme koja mu je zaokupljala misli. Odsutno je pogledao oko sebe. Tisuće očiju sa svih strana, čekajući njegovu riječ, pogledale su ga.
Ispred Preobraženskog puka zastao je, teško uzdahnuo i zatvorio oči. Netko iz pratnje mahnuo je vojnicima koji su držali transparente da se popnu i postave ih oko vrhovnog zapovjednika s jarbolima za zastave. Kutuzov je nekoliko sekundi šutio i, očito nevoljko, povinujući se nužnosti svog položaja, podigao je glavu i počeo govoriti. Mnoštvo časnika ga je okružilo. Oštrim je okom pregledao krug časnika, prepoznavši neke od njih.
- Hvala svima! rekao je obraćajući se vojnicima i opet časnicima. U tišini koja je vladala oko njega jasno su se čule njegove polagano izgovorene riječi. “Hvala svima na vašoj teškoj i vjernoj službi. Pobjeda je savršena, a Rusija vas neće zaboraviti. Slava ti zauvijek! Zastao je gledajući oko sebe.
"Sagni se, sagni glavu", rekao je vojniku koji je držao francuskog orla i slučajno ga spustio ispred zastave Preobraženja. „Niže, niže, to je to. Ura! dečki, - brzim pokretom brade okrenite se vojnicima, rekao je.

Zvučna snaga (intenzitet zvuka, koji određuje njegovu snagu) definira se kao

Gustoća zvučne energije (J / m3) - određuje energiju zvuka po jedinici volumena medija

Zvučna snaga - tok zvučne energije W (W/m2)

Nagib

Jačina zvuka

Zvučni tembar

Zvučni tlak

Zvučni tlak p - promjenjiv nadtlak koji nastaju u mediju tijekom prolaska zvučnog vala. Obično je zvučni tlak mali u usporedbi s konstantnim tlakom u mediju. Zvučni tlak treba razlikovati od zvučnog tlaka (vidi tablicu 1)

stoga je 1 dB razina zvučnog tlaka za koju

Tablica 1. Razine zvučnog tlaka (Murtazov A.K., 2007.)

Nagib

Visina zvuka je odraz u našim umovima frekvencije vibracija elastičnog tijela. Kao istoimeni zvuk percipiramo ne određenu frekvenciju, već niz bliskih frekvencija. Na primjer, kako percipiramo a1 oscilatorna kretanja ne samo pri 440 fps, već i pri 435, 436, 437, 438, 439, 441, 442, 443, 444, 445 fps (približno). Tako se u našim mislima frekvencija obrađuje u visinu.

Osoba može čuti vrlo male promjene u visini. Ljudski slušni aparat bilježi kako promjena visine nije ista u različitim frekvencijskim područjima. Najoštrije primjećujemo promjenu tona u regiji od 500 do 3000 fps. Da bi se primijetila ta razlika, potrebna je promjena od 5 centi (1/40 tona).

U niskom registru taj se interval povećava na 1/10 tona (na primjer, u subkontroktavu). U visokom registru, nakon 3000 fps, interval za razlikovanje zvukova po visini također se lagano povećava. Kada istovremeno slušate dva zvuka, možete primijetiti vrlo malu razliku između njih, zahvaljujući otkucajima koji se jasno čuju ako oba zvuka slušate jednim uhom. Kada slušate dva zvuka, naizmjenično dovedena u različite uši, razlika se, naprotiv, povećava.

Slušamo li kratkotrajne zvukove, postupno smanjujući njihovo trajanje, primijetit ćemo da značajno smanjenje trajanja uzrokuje gubitak osjećaja za visinu tih zvukova.

Neophodan je određeni minimalni broj oscilacija u sekundi da bi osoba mogla procijeniti visinu zvuka. Istraživanja su pokazala da minimalno trajanje zvuka potrebno za određivanje njegove visine ovisi o njegovoj frekvenciji. (vidi tablicu 2).

Tablica 2. Minimalno trajanje zvuka potrebno za određivanje njegove visine

Iz gornje tablice može se vidjeti da su najkraći zvukovi mogući u frekvencijskom području od 700 do 3200 fps, odnosno od f2 do g4.

U niskom registru, u području subkontroktave i kontraoktave, trajanje zvuka bi trebalo biti prilično dugo.

Sposobnost osobe da odredi zadane glazbene intervale i reproducira ih svojim glasom, kao i sposobnost određivanja apsolutna visina zadane zvukove i reproducirati ih glasom svojstva su glazbenog uha.

U prvom slučaju, kada omjer između visina zvukova osoba procjenjuje kao glazbeni interval, kao neki određene kvalitete, sluh se naziva relativnim.

Budući da uz određene promjene frekvencija zvukova glazbeni interval između njih zadržava svoju kvalitativnu sigurnost, svaki interval može imati nekoliko kvantitativnih izraza.

Prisutnost relativne visine je apsolutno neophodna za glazbenika. Njegov razvoj je osiguran nastavni planovi i programi glazbene škole, fakulteti i konzervatoriji.

U drugom slučaju, tj. ako imate sposobnost odrediti apsolutnu visinu zadanih zvukova (koraka) ili ih reproducirati svojim glasom, sluh se naziva apsolutnim.

Obično osoba koja ima apsolutnu visinu ima i relativnu visinu, ali postoje slučajevi kada osoba s apsolutnom tonom ne percipira glazbene intervale kao neku specifičnu kvalitetu, već samo kao zbroj nepovezanih zvukova.

Apsolutni sluh je dvije vrste - istinit i lažan. Za prvi tip, osoba mora imati posebne fiziološke sklonosti. Druga vrsta apsolutnog tona zahtijeva stalnu i dugotrajnu praksu.

Dakle, ako se pravi sluh očituje iz samog rano djetinjstvo, onda se lažna glasina može razviti samo u više odrasloj dobi. Kriterij za dobar, pravi apsolutni ton je sposobnost brzog određivanja visine zadanog zvuka. Osoba s lažnom apsolutnom tonom obično pamti bilo koji zvuk, na primjer, b, kroz vježbe, a ostale glasove određuje uspoređujući ih po visini s tim zvukom. Osim toga, postoje ljudi koji imaju apsolutnu visinu samo u odnosu na instrument koji sviraju. Ali u svim slučajevima apsolutna visina je sposobna odrediti i reproducirati ne frekvenciju zvuka, već njegovu visinu, tj. njegovu pripadnost jednom ili drugom stupnju.

Neki ljudi koji nemaju apsolutnu visinu mogu odrediti visinu zvukova pomoću nekih dodatnih metoda. Na primjer, neki pjevači određuju visinu koristeći osjećaj napetosti u glasnicama.

Praksom je svakako moguće razviti relativni sluh. Što se tiče transformacije lažnog apsolutnog tona u blizak pravom tonu, to još nije dokazano eksperimentima.

Za glazbenika veliku važnost ima prisutnost unutarnjeg sluha - sposobnost zamišljanja visine zvukova i (osobito) konsonancija. Unutarnji sluh omogućuje izvođaču da stvori ideju o glazbenom djelu prije slušanja, a kompozitoru daje priliku da stvori djelo bez pomoći instrumenta.

Različiti instrumenti i metode koriste se za točno određivanje frekvencije vibracija tijela koje sondira.

Najjednostavnija i najstarija metoda je slušna usporedba određenog zvuka s drugim zvukom koji mu je blizak po visini, čija je frekvencija točno poznata, te naknadno brojanje otkucaja koji se javljaju između ta dva zvuka. Tako, na primjer, ako proučavani zvuk daje jedan i pol otkucaja u sekundi s usporednim zvukom frekvencije od 440 fps, a s drugim usporednim zvukom frekvencije od 444 fps, dva i pol otkucaja u sekundi, tada frekvencija njegovih oscilacija bit će jednaka 141,5 fps, itd.

No, slušna metoda usporedbe je teška, jer zahtijeva posebnu obuku sluha istraživača. A ako zvuk koji se testira daje osoba (na primjer, glas, na violini, itd., na puhačkom instrumentu), tada se obično instinktivno prilagođava drugom zvuku koji čuje instrument za mjerenje. Stoga su rezultati usporedbe netočni.

Točnije određivanje frekvencije titranja sondirajućih tijela omogućuje se stroboskopskom metodom usporedbe. U tom se slučaju proučavani zvuk pretvara u svjetlosne impulse (bljeskove svjetiljke s užarenim pražnjenjem), osvjetljavajući sustav rotirajućih diskova s ​​naizmjeničnim crnim i bijelim sektorima, čiji su omjeri brzina proporcionalni omjerima između broja oscilacija glazbeni sustav. Ako se broj vibracija proučavanog zvuka podudara s brojem prolaznih sektora na bilo kojem od mjernih diskova, čini se da je slika na potonjem stala. Ovo je trenutak sjedinjenja dvaju oscilatornih procesa.

U postojećim najčešćim stroboskopskim frekventnim mjeračima koriste se setovi od 12 mjernih diskova čije su brzine podešene na jednako temperiranu glazbenu ljestvicu. Poseban uređaj omogućuje vam da glatko mijenjate brzinu rotacije svih diskova istovremeno unutar ± 3%, što odgovara promjeni visine tona unutar ± pola polutona. Pokazivač na ljestvici uređaja omogućuje, u trenutku postizanja unisona s proučavanim zvukom, da se odmah očita visina potonjeg u odnosu na najbliži, normalno temperirani zvuk, s točnošću od 0,01 polutona (tj. do jednog centa).

Uređaj je vrlo osjetljiv, ne zahtijeva posebnu obuku uha od operatera i ne ispušta nikakve zvukove na koje bi se izvođač mogao prilagoditi.

Zvukovi primljeni na njemu u glazbenim (logaritamskim) jedinicama visine mogu se, ako je potrebno, prevesti u odgovarajuće frekvencije oscilacija (hertz) pomoću posebnih tablica.