Звукотерапия Природа звука. Физические и информационные характеристики звука

Звук представляет собой результат воздушных колебаний, при этом источник звука приводит к данным колебаниям молекулы воздуха. Со скоростью 330 метров в секунду молекула к молекуле переходят друг от друга, а сами колебания распространяются до того, как доходят до конечного адресата — человеческого уха. Каждый звук можно определить четырьмя параметрами, такими как частота, интенсивность, тембр и продолжительность. Кроме того, звук бывает простым (отдельный тон) или сложным (речь). Человеческое ухо слышит в основном сложные звуки. Во время того, когда звук доходит до нашего уха, возбуждаются колебания его чувствительных участков, воспринимаемые в виде музыки, речи, шума и т. п. В первую очередь это зависит от свойств звука, продиктованных характером его источника.

Для того чтобы получить звук, необходим эластичный материал, к примеру, гитарные струны, или источник энергии, который требуется для того, чтобы привести этот материал в колебательное движение, чем являются пальцы гитариста, а также та среда, в которой полученный звук и распространяется. Это может быть окружающий нас воздух, или ткани тела и воздух, находящийся в его полостях.

Строение слухового аппарата человеа

Количество колебаний воздуха в секунду представляет частоту звука, которая определяет высоту звука. Звуки, такие как басовые с малой частотой, слышатся нами как низкие, а те, которые имеет большую частоту — как высокие. К примеру, в среднем, ухо способно слышать звуки частотой от 20 Гц до 20 кГц. Также существует так называемый порог (уровень) слышимости. Таким образом, когда звуковая волна имеет малую интенсивность, преобладает частота слышимости ниже такого порога и человек ее не воспринимает, хотя на самом деле происходят колебания в воздухе. Звуки большой интенсивности, слышится нами до определенного порога, который называется болевым уровнем, причем, в случае если сила звука больше этого уровня, человек ощущает боль в ушах (болевой порог — 120 дБ). Присутствует также некая субъективная характеристика звука или тембр, который не возможно измерить ни в каких единицах. По причине различия в тембре из множества звуков, возможно, узнать голоса именно тот или иной инструментов или голос. Существование тембра обусловлено тем, что звуки представляют собой созвучия, которые и составляют композицию из нескольких простых звуковых волн, которая определяет индивидуальное звучание / тембр инструмента. Тембр — это окраска звука, по которой возможно определение того, какой инструмент издает данные звуки. Итак, естественные гармонические обертоны определяют различные оттенки звуков и голоса человека.

Те звуки, в которых отсутствуют гармонические обертоны, являются пустыми, тусклыми и холодными, которые практически не встречаются. Однако их можно получить при помощи электронной аппаратуры, если сделать запись звуков различных музыкальных инструментов (фортепиано, флейты и гитары), а затем очистить их от всех естественных гармонических обертонов. После проведения такой процедуры становится невозможно отличить их друг от друга, так как звучание всех инструментов становится одинаковым.

Если детально рассматривать устройство уха, то анатомически оно делится на три части: наружное, среднее и внутреннее.

Причем наружное ухо собирает звуковые волны и следует с ними к внутренним структурам. Колебания барабанной перепонки и трех крошечных связанных с ней костей вызывают колебания звука. А энергия звуковых колебаний преумножается в среднем ухе, а затем передается во внутреннее.

Во внутреннем ухе расположены два очень чувствительных образования: улитка, и находящийся в ней перепончатый лабиринт, то есть один из источников нервных сигналов в центральной нервной системе.

В свою очередь, в улитке размещено огромное множество очень маленьких, напоминающих волосы, ячеек, которые соединены с волокнами слухового нерва. Данные улитки вырабатывают электрохимические сигналы, проходящие непосредственно через акустический нерв к головному мозгу, где он воспринимает нервные импульсы и, в конечном счете, создает звуковой образ.

Звук в виде речи, музыки, голоса представляет совокупность нескольких компонентов с разными амплитудами / громкостью и частотой в диапазоне примерно от 15 Гц до 20 кГц.

Когда же звук вводят в компьютерную систему, он преобразуется в цифровую форму. При применении метола дискретизации звука время от времени измеряются амплитуда сигнала и ее масштабирование. В подобных системах применяется аналого-цифровой преобразователь (АЦП), и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) для его непосредственного воспроизведения.

Отметим, что качество перехода волны звука в цифровую форму происходит по двум причинам: частоты дискретизации и разрядности. В свою очередь, объем памяти, необходимый для хранения звукового файла, зависит от частот, представляющих собой частоты измерения характеристик звукового сигнала. Количество битов памяти, воспроизводимых для записи значений амплитуды звукового сигнала во время его измерения, образуют разрядность записанного звука. Существует определенная закономерность: чем больше разрядность, тем точнее звук выражен в цифровой форме.

Однажды австрийский профессор Арнольд Кейзерлинг открыл ранее неизвестное явление в мире чистых обертонов и резонанса, называемое «первичными звуками». Он представляет музыкальный звукоряд, который никогда не применялся в западной музыке. Затем его ученик усовершенствовал этот звукоряд и написал музыку на его основе. Первичные звуки необычны. Их отличие состоит в том, что они очень точно настроены на базовые энергии человеческого тела, или энергии чакр и многие альфаритмы нашего головного мозга. Они при вхождении в резонанс с музыкой усиливаются, а это приводит к невероятным и мощным ощущениям, то есть вибрации звука в различных частях тела человека.

На самом деле те звуки, которые порождаются источниками различных форм, воспроизводят вибрацию сложным методом. Также волны воздушного давления обладают возможностью отражаться от твердых поверхностей, которые суммируются с волнами основного источника, создавая сложное поле разных направлений.

При более подробном рассмотрении воздушной частицы, находящейся в таком поле видно, что проходящие мимо волны оказывают на нее какое-нибудь давление и приводят к ее гармоничным движениям, которые являются характеристикой проходящих мимо нее звуков. Если посмотреть еще глубже, то размеры такой частицы являются не столько существенными при сопоставлении с интервалом чередующихся волн давления.

Но такие размеры не должны быть очень малыми, потому что нам требуется измерить усредненное движение, которое является довольно большим. Оно представляет собой ту совокупность случайных мельчайших вибраций молекул воздуха, которые воспроизводятся диафрагмой нашего уха.

В природе громкие звуки редки, шум относительно слаб и непродолжителен. Сочетание звуковых раздражителей дает время животным и человеку, необходимое для оценки их характера и формирования ответной реакции. Звуки и шумы большой мощности поражают слуховой аппарат, нервные центры, могут вызвать болевые ощущения и шок. Так действует шумовое загрязнение.

Довольно высоким является уровень промышленных шумов, который на некоторых работах и производствах он достигает 90-100 децибелов. Однако его также можно встретить и у нас дома. Источником выступает обыкновенная бытовая техника.

Сегодня естественные звуки голосов природы стали намного более редкими, они или исчезают совсем, или заглушаются промышленными и транспортными шумами.

Длительный шум способен привести к расстройству работы сердца, печени, нередко к истощению и перенапряжению нервных клеток. В свою очередь, ослабленные клетки нервной системы нечетко координируют работу систем организма, что приводит к нарушениям их жизнедеятельности.

Кроме того, различные шумы вызывают функциональные расстройства сердечно-сосудистой системы, плохо воздействуют на зрительный и вестибулярный анализаторы, снижают рефлекторную деятельность, а это часто становится причиной несчастных травматических ситуаций.

Однако опасными являются и ультразвуки, занимающие определенное место в гамме производственных шумов. Они обладают достаточно многообразными механизмами воздействия на живые организмы, при этом достаточно сильно такому отрицательному воздействию подвержены клетки нервной системы.