Реферати

Реферат: Коливальні рухи. Сприйняття звукових коливань

Національні лики духовного. зміст зміст 2 уведення 3 Національна приналежність індивіда як фактор формування національного характеру. 5 II. з історії становлення духовності. 7

Облік касових операцій. Московський Державний Університет Сервісу КУРСОВА РОБОТА З дисципліни: "Фінансовий Облік" Тема роботи: "Облік касових операцій" Форма навчання: Очно-заочная

Дослідження з ефективності реклами в метро. Рекламна ситуація в метро міняється досить часто. Це зв'язано з економічним становищем у країні, і з постійним розвитком метрореклами. Зокрема, з появою в столичній "підземці" усі нових рекламоносителей.

Мистецтво древньої Греції, Крит. Скульптура, вазопись і декоративно-прикладне мистецтво періоду нових і пізніх палаців.

Психоаналіз. Психоаналіз - розроблене Зиґмундом Фрейдом на початку ХХ в. психологічне навчання, що зробило одну із самих серйозних наукових революцій (див. парадигма) і величезний вплив, що зробив, на всю наступну культуру ХХ в.

.

Розділ 1. Поняття про коливальний рух

Наші звукові відчуття (звуки, шуми) викликаються впливом різних коливальних рухів на орган слуху.

На прикладі маятника розглянемо найпростіші коливальні рухи.

Кулька, укріплена на нитці в точці А (мал. 1), буде висіти нерухомо, якщо на нього діє тільки сила земного тяжіння.

Але варто лише відвести кульку з положення рівноваги (точка В) в точку З і потім відпустити його, як рівновага порушиться і маятник почне здійснювати коливальні рухи. З зростаючою швидкістю кулька спрямується по дузі СВ, через інерцію пройде точку В і, вповільнюючи рух, дійде до точки Д. Остановівшись на мить, кулька почне зворотний рух під впливом тієї ж сили тяжіння, пройде через інерцію точку В і досягне точки С. Совершилось повний коливальний рух.

Надалі цей рух буде продовжуватися доти, поки сила тертя і опір повітря поступово не зупинять маятник. Такий коливальний рух називається затухаючим.

У маятнику годин, в яких сила тертя і опори повітря долається пружиною або гирею, має місце інший вигляд коливального руху, який називається незгасаючим або автоколебательним.

Найбільше відхилення маятника від положення рівноваги, що вимірюється дугою ВР (або BD), називається амплітудою. У разі незгасаючих коливань амплітуда СВ рівна амплітуді BD, т. е. залишається постійною, а при затухаючому коливальному русі амплітуда поступово меншає і в кінці перетворюється в нуль.

Сума двох амплітуд називається розмахом коливання, а час, необхідний для здійснення повного коливального руху, називається періодом.

У незгасаючому і затухаючому коливальному русі період залишається постійним (в затухаючому коливальному русі постійність періоду пояснюється зменшенням швидкості коливального руху). Такі коливальні рухи називаються періодичними або гармонічними.

Кількість повних коливань, що здійснюється маятником в одиницю часу (звичайно в хвилину), називається частотою.

Маятник коливається під впливом сили земного тяжіння. Коливання звучних тіл відбуваються під впливом або їх власної пружності (повітряний стовп, металева пластинка, дерев'яний брусок), або під впливом пружності, отриманої шляхом натягнення тіла (струна, мембрана).

Наприклад, якщо натягнуту струну відвести з положення рівноваги (мал. 2) і відпустити, то вона почне здійснювати коливальні рухи, які можуть бути затухаючими (фортепиано, арфа, - коли струна збуджується ударом, або щипком) і незгасаючими (скрипка, віолончель, - коли струна збуджується смичком).

Амплітуда струни CD (мал. 2) - мала, а тому і розмах в порівнянні з амплітудою і розмахом маятника незначний. Період коливання струни вимірюється частками секунди. Частота коливань звучних пружних тіл незрівнянно довше, ніж частота коливань маятника. Чутна частота змінюється від 16 коливань в секунду (до/з) до 20000 до/з (приблизно), в той час як частота коливань маятника вимірюється декількома коливаннями в хвилину. Ми розбирали коливання маятника, щоб познайомитися з елементами коливального руху. Звісно, коливання маятника не мають ніякого музичного значення. Лише при значному збільшенні частоти (при коливаннях пружних тіл) ці окремі коливання зливаються в нашій свідомості, і ми сприймаємо їх як нову якість - звук.

При коливанні пружних тіл в повітряному середовищі в ній виникають хвилі, які являють собою періодичну сгущения і розрідження повітря. Цього типу хвилі носять назву подовжніх, оскільки напрям руху частинок повітря співпадає з напрямом поширення всього процесу. Якщо звукові хвилі виникають у відкритому місці, то такі хвилі називаються що біжать. Якщо ж вони виникають в закритому приміщенні, де мають місце прямі і відображені хвилі, то внаслідок інтерференції (взаємодії) прямих і відображених хвиль іноді можуть виникнути так звані стоячі хвилі. У залежності від фази, т. е. взаємного розташування интерферирующих хвиль, може возникнугь або посилення звуку або його ослаблення, або, при різній довжині хвиль (при різній частоті коливань), періодичне чергування посилень і ослаблений звуку (так зване биття). Якщо звукова хвиля зустрічає на своєму шляху перешкоду, то вона як би обтікає його. Таке явище називається дифракцією. Від форми предмета, гладкості його поверхні залежить міра дифракції. Дифракція дозволяє чути звуки, виникаючі за перешкодою, наприклад, за круглою полірованою колоною.

Як вже сказано було вище, ми сприймаємо як звуки різної висоти коливання пружних тіл з частотою від 16 до/з до 20 000 до/з. Однак в музичному мистецтві застосовуються звуки від 16 до/з (орган) до 4300 до/з (флейта пікколо або флажолети скрипки). Більш високі звуки не застосовуються тому, що вони дуже схожі по тембру і, крім того, їх важко розрізнити по висоті. Але з цієї кількості звуків в музиці застосовуються не всі, а тільки ті з них, які об'єднуються між собою в певні музичні системи, т. е. знаходяться в певних ясно помітних звуковисотних відносинах.

Звичайно музичними звуками називають ті звуки, які відтворюються певческими голосами або на музичних інструментах. Ці звуки володіють цілком певними властивостями: певною висотою, визначеною гучністю і тембром (в залежності від історичних і суспільних умов, існуючих у даного народу або нації). Крім того, в музиці вживаються і деякі шуми (складні звуки з невизначеною висотою, але з певним тембром і гучністю).

Розділ 2. Висота звуку.

з 1. Висотою звуку називається відображення в нашій свідомості частоти коливання пружного тіла. Ми сприймаємо як звук однієї і тієї ж назви не певну частоту, а ряд близьких частот. Наприклад, як а1 ми сприймаємо коливальні рухи не тільки з частотою 440 до/з, але і з частотами 435, 436, 437, 438, 439, 441, 442, 443, 444, 445 до/з (приблизно). Таким чином, в нашій свідомості частота переробляється у висоту.

Людина здатна чути вельми малі зміни висоти звуку. Слуховий апарат людини відмічає зміну висоти не однаково в різних областях частот. Найбільш гостро ми помічаємо зміну висоти тонів в області від 500 до З 000 до/з. Для того, щоб помітити цю різницю, потрібно зміна в 5 центів (1/40 тони).

У низькому регістрі цей інтервал збільшується до 1/10 тону (наприклад, в субконтроктаве). У високому регістрі, після З 000 до/з, інтервал розрізнення звуків по висоті також трохи збільшується. При одночасному слуханні двох звуків можна помітити дуже невелику різницю між ними, завдяки биттю, яке виразно чутне, якщо слухати обидва звуки одним вухом. При слуханні двох звуків, що по черзі підводяться до різних вух, різниця, навпаки, збільшується.

з 2. Якщо ми будемо слухати короткі за часом звуки, поступово зменшуючи їх тривалість, то помітимо, що значне зменшення тривалості викликає втрату відчуття висоти цих звуків.

Необхідна деяка мінімальна кількість коливань в секунду для того, щоб людина могла судити про висоту звуку. Дослідження показали, що мінімальна тривалість звуку, необхідна для визначення його висоти, залежить від його частоти.

Для G1, (контроктави) потрібно 0,080 сік.

» g (малої октави), 0,035,

» h2 (другої октави), 0,015

» h3 (третьої октави), 0,013

» h4 (п'ятої октави), 0,018

» es6 (шостої октави), 0,030

З приведеної таблиці видно, що найбільш короткі звуки можливі в області частот від 700 до 3 200 до/з, т. е. від f2 до g4.

У низькому регістрі, в області субконтроктави і контроктави, тривалість звуку повинна бути досить великою.

з 3. Здатність людини визначати задані музичні інтервали і відтворювати їх голосом, а також здатність визначати абсолютну висоту заданих звуків і відтворювати їх голосом є властивостями музичного слуху.

У першому випадку, коли відносини між висотами звуків оцінюються людиною як музичний інтервал, як деяка певна якість, слух називається відносним.

Оскільки при деяких змінах між частотами звуків музичний інтервал між ними зберігає свою якісну визначеність, то кожний інтервал може мати декілька кількісних виразів.

Наявність відносного слуху абсолютно необхідна для музиканта. Розвиток його передбачений учбовими планами музичних шкіл, училищ і консерваторій.

У другому випадку, т. е. при наявності здатності визначати абсолютну висоту заданих звуків (рівнів) або відтворювати їх голосом, слух називається абсолютним.

Звичайно людина, що володіє абсолютним слухом, має також і відносний, але бувають випадки, коли при абсолютному слуху людина сприймає музичні інтервали не як деяку певну якість, а лише як суму не пов'язаних між собою звуків.

Абсолютний слух буває двох типів - істинний і помилковий. Для першого типу необхідна наявність у людини особливих фізіологічних задатків. Другий тип абсолютного слуху вимагає постійних і тривалих вправ.

Так, якщо істинний слух виявляється вже з самого раннього дитинства, то помилковий слух можна виробити тільки в більш зрілому віці. Критерієм хорошого, істинного абсолютного слуху є здатність швидко визначати висоту заданого звуку. Людина, що володіє помилковим абсолютним слухом, звичайно шляхом вправ запам'ятовує який-небудь один звук, наприклад, би, а інші звуки, він визначає, порівнюючи їх по висоті з цим звуком. Крім того, зустрічаються обличчя, у яких абсолютний слух існує лише по відношенню до того інструмента, на якому вони грають. Але у всіх випадках абсолютний слух здатний визначати і відтворювати не частоту звуку, а його висоту, т. е. його приналежність до того або інакшого рівня..

Деякі обличчя, що не володіють абсолютним слухом, можуть визначати висоту звуків, користуючись якими-небудь додатковими способами. Наприклад, деякі співаки визначають висоту звуку, користуючись відчуттям напруження голосових зв'язок.

Шляхом вправ можна, безумовно, розвинути відносний слух. Що ж до перетворення помилкового абсолютного слуху в близький до істинного, то це поки ще не доведене дослідами.

Для музиканта велике значення має наявність внутрішнього слуху - здатність уявляти висоту звуків і (зокрема ) співзвуччя. Внутрішній слух дозволяє виконавцю скласти уявлення про музичний твір до його прослуховування, а композитору дає можливість створювати твір без допомоги інструмента.

з 4. Для точного визначення частоти коливань звучного тіла застосовуються різноманітні прилади і методи.

НайПростішим і найбільш старим методом є слухове порівняння даного звуку з іншим, близьким до нього по висоті звуком, частота коливань якого точно відома, і подальший рахунок биття, виникаючого між цими двома звуками. Так наприклад, якщо досліджуваний звук дає з порівняльним звуком частоти 440 до/з півтори биття в секунду, а з іншим порівняльним звуком частоти 444 до/с-два з половиною биття в секунду, то частота його коливань буде рівна 141,5 до/з, і так далі.

Однак слуховий спосіб порівняння важкий, оскільки вимагає спеціального тренування слуху дослідника. А якщо випробуваний звук дається людиною (наприклад, голосом, на скрипці і т. п., на духовому інструменті), то він звичайно інстинктивно підстроюється до другого, чутного ним звуку вимірювального приладу. Тому результати порівняння виходять неточними.

Більш точне визначення частоти коливань звучних тіл дає стробоскопічний метод порівняння. При цьому досліджуваний звук перетворюється в світлові імпульси (спалахи лампи з тліючим розрядом), освітлюючі систему дисків, що обертаються з чорними і білими секторами, що чергуються, співвідношення швидкостей яких пропорційні співвідношенням між числами коливань якої-небудь музичної системи. При збігу числа коливань досліджуваного звуку з числом минаючих секторів на якому-небудь з вимірювальних дисків, зображення на останньому покажеться що зупинився. Це є момент унісону двох коливальних процесів.

У існуючих найбільш поширених стробоскопічний частотомерах застосовані комплекти з 12 вимірювальних дисків, швидкості яких настроєні по равномерно-темперированной музичній скелі. Особливе пристосування дозволяє плавно змінювати швидкість обертання всіх дисків одночасно в межах ±3%, що відповідає зміні висоти звуків в межах ± половини півтону. Покажчик на шкалі приладу дає можливість, в момент досягнення унісону з досліджуваним звуком, відразу прочитати висоту останнього відносно найближчого, нормального темперированного звуку, з точністю до 0,01 півтону (т. е. до одного цента).

Прилад дуже чутливий, не вимагає від оператора спеціального тренування слуху, і не видає ніяких звуків, до яких марнотратник би підстроюватися виконавець.

Висоти звуків, що Отримуються на йому в музичних (логарифмічних) одиницях можливо, при потребі, переведені у відповідні частоти коливань (герци), за допомогою спеціальних таблиць.

Розділ 3. Гучність звуку.

з 1. Силою або інтенсивністю звуку називається кількість звукової енергії, що проходить через одиницю поверхні в одиницю часу, а гучністю звуку називається відображення в нашій свідомості сили звуку.

Гучність, яка є нашим відчуттям, змінюється непропорційно силі звуку. Збільшуючи силу якого-небудь звуку в 2, 3, 4 рази, ми помічаємо, що наше звукове відчуття (гучність звуку) не зростає у вказаних відносинах. Якщо, наприклад, збільшити силу звуку в мільйон разів, то його гучність не зросте також в мільйон разів.

У 1846 р. фізіолог Вебер встановив кількісний зв'язок між відчуттям і роздратуванням, зухвалим це відчуття. У подальшому (1860 р.) Фехнер піддав закон Вебера математичній обробці, внаслідок якої був сформульований загальний психофизический закон Вебера - Фехнера, згідно з яким відчуття змінюється пропорціонально логарифму роздратування. Згідно з цим законом, при збільшенні сили звуку в 100, 1 000 і т. д. раз відчуття збільшується відповідно в 2,3 і т. д. разу.

Нові дослідження залежності гучності від сили звуку показали великі розходження із законом Вебера - Фехнера. Але для порівняння звуків по їх силі, виявилося, дуже зручно користуватися цим законом.

Людське вухо здібно сприймати звуки, сила яких може змінюватися в мільярди разів. Від порога чутності до болевого порога звук збільшується по силі (в середній області частот) в 100 000 000 000 000 раз. Природно, що при оперуванні такими величинами зручніше користуватися їх логарифмами.

Логарифмічною одиницею вимірювання при цьому служить «фон», або «білий» (в честь винахідника телефону Г. Белла).

Зручніше користуватися «децибел» - одиницею вимірювання в десять разів меншої біла. Децибел означається знаками db або дб. Таким чином, децибел є одиниця вимірювання, що виражає ледве помітний приріст гучності звуку над рівнем шуму в приміщенні або порогом чутності. (Існує спеціальний прилад - шумомер для визначення рівня гучності в дб)

Рівень гучності кількісно може виражатися в дб. У цьому випадку за початкову величину приймається сила звуку при піанісімо.

Наприклад (приблизно):

піанісімо оркестру = 55 дб

фортиссимо оркестру (поблизу) = 100 дб

шум пропелера (поблизу) = 120 дб

Децибел є зручною величиною для визначення динамічного діапазону музичних інструментів і певческих голосів. У цьому випадку за початкову величину приймається сила звуку при піанісімо. Так, динамічний діапазон рояля = 44 дб, віолончелі = 38 дб.

з 2. Якщо ми будемо слухати звуки різних частот, але однакової сили, то ці звуки виявляться для нас різній гучності.

Для того, щоб з'ясовувати рівень гучності звуків різної частоти, були проведені експерименти. Випробуваним давалися два звуки: один в 1 000 до/з, інший - довільної частоти, і пропонувалося відрегулювати силу звуку в 1 000 до/з так, щоб ці два звуки були рівній гучності. Внаслідок великого числа такого роду експериментів склалося представлення об равногромкости різних звуків зі звуком в 1 000 до/з.

Отже, два звуки рівної гучності, але різної частоти в загальному випадку мають різну силу. Це явище пояснюється різною чутливістю нашого вуха до звуків різної частоти. Людське вухо найбільш чутливо до частот від 500 до 3 000 до/з.

У музичній практиці градації гучності означаються: ррр, рр, р, mр, mf, f, ff, fff.

Зміна гучності на один рівень цієї шкали відповідає, за даними літератури, збільшенню рівня гучності приблизно на десять - дванадцять дб. Отже, градація гучності від ррр до fff обіймає від 70 - 85 дб. Вимірювання діапазону потужності (сили) симфонічного оркестру якраз дало ці числа.

Однак новітні дослідження показали, що приведені вище дані відносно градації громкостей недостатньо повні, оскільки в них не прийняті до уваги гучність окремих інструментів (ff на скрипці не може битъ прирівняне до ff тромбона), рівень шуму в приміщенні (при більшому шумі до приміщенні рр інакше, чому при меншому) і сприйняття динамічних відтінків різними особами, а однією особою - в різний час (у одного випробуваного при дослідах ff відповідає 87 дб, а у іншого - 112 дб; у одного і того ж випробуваного р відповідає в різний час 63 дб і 76 дб).

Bce це говорить про відносність динамічних відтінків, вживаних в музичній практиці, і про зонну природу динамічного слуху.

з 3. Під дією звуків різної сили змінюється чутливість вуха. Наприклад, звуки середньої сили після слухання дуже сильного звуку будуть здаватися тихими. Ті ж звуки в тиші будуть здаватися гучними. Таким чином, чутливість вуха у відносній тиші підвищується, а при відмінності звуків великої сили - знижується. Таке пристосування до звуків різної сили називається адаптацією слуху.

Зміна чутливості вуха відбувається також внаслідок тривалого слухання звуку. Якщо слухати звук великої сили протягом тривалого часу (хвилини і більш), то гучність його буде поступово падати внаслідок пониження чутливості вуха. Якщо раптово знизити силу звуку, то падіння його гучності буде вельми значно. При сприйнятті коротких звукових імпульсів, що повторюються вухо устигає відновити в перервах свою чутливість, тому гучність такого переривистого звуку не падає протягом довгого часу. Мала міра адаптації спостерігається також при сприйнятті звуку з биттям.

з 4. Бинауральним ефектом називається здатність людини визначати напрям, в якому знаходиться від нього джерело звуку. Ця здатність пояснюється наявністю двох вух. Глухі на одне вухо насилу визначають напрям джерела звуку. У горизонтальній площині на відкритому повітрі людина визначає напрям при різких ударних звуках з точністю до 3°. У закритих приміщеннях визначити напрям більш важко внаслідок наявності відображених звуків, що йдуть в різних напрямах. У вертикальній площині бинауральний ефект виявляється дуже слабо, в зв'язку з тим, що вуха розташовані в горизонтальній площині.

Існує припущення, що пояснює бинауральний ефект різницею під часі приходу звукового імпульсу до правого і лівого вуха. Інше, більш вірогідне, припущення пояснює бинауральний ефект різницею в гучності звуку, яке сприймається правим і лівим вухом. Останнє пояснення бинаурального ефекту не застосовне в області низьких частот, в зв'язку з тим, що різниця в силі звуку, що приходить до правого і лівого вуха, з пониженням звуку, внаслідок дифракції у голови, значно меншає; наприклад, при частоті 300 до/з це становить 1 дб.

Точність у визначенні напряму падає в області 2 000 до/з, а потім знов підіймається. Це добре пояснюється наявністю саме двох вказаних чинників бинаурального сприйняття. Точність падає якраз в області частот, в якій здійснюється перехід від одного типу сприйняття до іншого.

При сприйнятті простих звуків (з синусоидальними коливаннями) точність визначення напряму меншає. При слуханні коротких ударних імпульсів точність максимальна. Це пояснюється тим, що при складних звуках діють обидва чинники, що визначають бинауральний ефект.

Думка про відстань, на яку видалене джерело звуку, складається, головним чином, по зміні гучності і тембру зазделегідь знайомого звуку.

При слуханні музики у виконанні великого колективу, наприклад, симфонічного оркестру, ясно відчувається напрям і відстань, на якій знаходяться окремі інструменти або групи інструментів оркестру. Та ж музика, передана по радіо, втрачає в нашому сприйнятті свою «об'ємність», оскільки звуки виходять практично з однієї точки - з репродуктора радіоприймача. Деяке уявлення про відстань, на якій знаходиться виконавець від мікрофона, можна скласти на основі зміни відношення прямих звукових променів, що поступають від виконавця безпосередньо в мікрофон, до променів, відображених поверхнями приміщення. Так, при видаленні виконавця від мікрофона, відсоток прямих променів в загальній звуковій енергії, що поступає в мікрофон, меншає, і слухач ясно це відчуває як видалення джерела звуку.

Розділ 4. Тембр звуку.

з 1. Тембром або забарвленням звуку називається відображення в нашій свідомості складу звуку.

Музичні звуки мають складний склад. Вони складаються з чутного основного тону і обертонів. Обертонами називаються призвуки, виникаючі вище основного тону внаслідок ділення джерела звуку (струни, стовпа повітря і т. д.) на частини і взаємодії його з резонаторами. Обертони, частоти яких знаходяться в кратних відносинах з частотою основного тону (1, 2, 3, 4, 5, 6 і т. д., приймаючи частоту основного тону за одиницю), називаються гармонічними, або «гармоніками». Обертони, частоти яких знаходяться в більш складних відносинах з частотою основного тону (наприклад: 1; 6,26; 17,35 і т. д.), називаються негармонійними.

Якщо розташувати всі гармонічні обертони в порядку зростання їх частоти, то утвориться звукоряд, який носить назву натурального або гармонічного, причому рахунок вхідних в нього часткових тонів ведеться, починаючи з нижнього.

Частота тонів натурального звукоряд не цілком совладает з частотою звуків темперированного ладу, прийнятого в цей час для настройки ф. і інших музичних інструментів з фіксованою висотою звуків. 7, 11, 13 і 14-я гармоніки виражені особливо неточно: 7-ая гармоніка нижче за звук b1 майже на 1/8 цілих тони, 11-я знаходиться майже посередині між f2 і fis2 (ближче до fis2), 13-я також знаходиться майже посередині між as2 і а2 (ближче до as2), 14-я є октавним подвоєнням 7-й гармоніки.

Тембр звуку залежить в основному від кількості обертонів, їх номерів і їх відносної гучності.

При сильних звуках в самому органі слуху - юшці виникають так звані «суб'єктивні» обертони. Тому сприйняття синусоидального коливання можливе лише при малих громкостях. Сильні синусоидальние коливання сприймаються як складні коливання, що мають деякий тембр, зумовлений «суб'єктивними» обертонами.

Тембр звуку змінюється також з відстанню від джерела звуку, оскільки високі обертони поглинаються повітрям сильніше, ніж основний тон і низькі обертони. Описане явище викликає своєрідність зміни тембру віддалених звуків, що дозволяє розпізнавати ці звуки як що йдуть здалеку.

з 3. Покладемо на кришку резонансного ящика звучного камертона невелику металеву кульку. Коливання камертона будуть передаватися кришці ящика, і кулька почне підплигувати на кришці, виробляючи стукоти. Якщо кулька, що підплигнула залишається в повітрі протягом одного періоду коливань, то частота стукотів буде рівна частоті коливань камертона; стукоти дадуть в цьому випадку відчуття звуку однакової висоти зі звуком камертона.

Якщо кулька залишається в повітрі протягом двох періодів коливань камертона, то його стукоти будуть слідувати один за одним через одне коливання, і частота стукотів буде в два рази менше. Звук, вироблюваний кулькою, буде в такому випадку на октаву нижче за звук камертона.

Важкі кульки можуть залишатися в повітрі протягом трьох, чотирьох, п'яти і більш коливань камертона. Частота стукотів гару цьому буде в три, чотири, п'ять і т. д. раз менше і висота звуків відповідно нижче. Ці звуки носять назву «унтертонов». Освіта унтертонов можлива тільки при наявності повторного джерела звуку, резонуючого через одне, два, три або більше коливань основного джерела звуку.

Ряд звуків, з частотами, що відносяться, як числа ряду 1, 1/2, 1/3, 1/4, 1/5... і т. д., називається унтертонним звукоряд. Унтертонний звукоряд є як би дзеркальним відображенням натурального звукоряд. Його тони йдуть по тих же інтервалах, як і тони в натуральному звукоряд, але вниз, а не вгору від основного тону.

У музичній практиці унтертони не мають ніякого значення. Вони спостерігаються тільки у вигляді дребезжания якого-небудь предмета під впливом доходячих до нього звукових коливань. Тому спроба Рімана пояснити мінорне трезвучие унтертонним звукоряд не витримує критики, точно так само як не витримує критики пояснення мажорного трезвучия обертонним звукоряд.

Розділ 5. Сприйняття співзвуччя

з 1. У музиці відношення висот двох звуків виражають музичним інтервалом (секунда, терція, кварта, квінта і м. д.).

У акустиці відношення висот двох звуків виражають відношенням їх частот.

Чим більше відношення частоти верхнього звуку до частоти нижнього, тим більше різниця між ними по висоті. Це відношення частот двох звуків, створюючих музичний інтервал, називається його «интервальним коефіцієнтом». З натурального звукоряд видно, що интервальний коефіцієнт октави рівний 2/1, интервальний коефіцієнт квінти рівний 3/2, интервальний коефіцієнт кварти рівний 4/3 і т. п.

У наступній таблиці дані интервальние коефициенти, виведені з співвідношення між частковими тонами натурального звукоряд:

Прима 1/1 Мала секунда 16/15

Велика секунда 9/8 або 10/9 Мала терція 6/5

Велика терція 5/4 Кварта 4/3

Квінта 3/2 Мала секста 8/5

Велика секста 5/3 Мала септима 9/5 або 16/9

Велика септима 15/8 Октава 2/1

Тритон 7/5 або 10/7

З музичними інтервалами звертаються, як з величинами, що можуть складатися і віднятися, наприклад: квінта + кварта = октава (при складанні квінти з - g з квартою g - c1 ми отримуємо октаву з - с1), квінта - м. терція = велика терція.

При поводженні з интервальними коефіцієнтами складання інтервалів замінюється множенням їх интервальних коефіцієнтів, відніманням - діленням, наприклад:

Квінта + кварта = октава (3/2) Х (4/3) = 2/1

Квінта - мала терція = велика терція 3/2: 6/5 = 5/4

Кварта + мала терція = мала секста (4/3) Х (6/5) = 8/5

Велика секста - велика терція = кварта 5/3: 5/4 = 4/3

Для підвищення або пониження висоти звуку на який-небудь інтервал треба його частоту помножити або розділити на відповідний интервальний коефіцієнт, наприклад, множення частоти тону а 440 до/з на интервальний коефіцієнт квінти 3/2 дає частоту 660 до/з і підвищує тон на квінту (е)

A1 + квінта = е2 440Х3/2 = 660 до/з;

ділення частоти тону а 440 до/з на интервальний коефіцієнт малої сексти 8/5 дає частоту 275 до/з і знижує тон на малу сексту

a1 - малий. секста = cis1 440: 8/5 = 275 до/з

В натуральному звукоряд порядковий номер обертону, віддаленого на октаву вгору від якого-небудь іншого обертону, в два рази більше порядкового номера останнього, тому при звертанні інтервалу, що отримується шляхом перенесення нижнього тону на октаву вгору, знаменник интервального коефіцієнта подвоюється і робиться чисельником відношення.

Наприклад, звертання квінти 3/2 дає кварту 4/3, звертання великої терції 5/4 дає малу сексту 8/5.

При звертанні інтервалу, що отримується шляхом перенесення верхнього тону на октаву вниз, чисельник меншає вдвоє і робиться знаменником.

Наприклад, звертання малої терції 6/5 дає велику сексту 5/3, звертання великої секунди 10/9 дає малу септиму 9/5:

з 2. Всі звуки, вживані в музиці, пов'язані між собою. Одні з них пов'язані більш сильно (безпосередньо родинні звуки), інші - менш сильно (опосредствованно родинні звуки). Міра спорідненості двох звуків визначається чутними загальними частковими тонами.

Наприклад, звуки з і g є безпосередньо родинними, оскільки вони мають чутний загальний частковий тон g1 (3-й частковий тон від з і 2-й частковий тон від g). Також безпосередньо родинними є звуки з і е, оскільки у них є чутний частковий тон е2 (5-й частковий тон від з і 4-й частковий тон від е). У великій секунді з - d звуки знаходяться в слабій безпосередній спорідненості, тому що їх загальний частковий тон d3, внаслідок віддаленості не чутний (9-й частковий тон від з і 8-й від d). Ho звуки з - d можуть бути зроблені більш родинними шляхом додавання третього звуку, у якого є загальні виразно чутні часткові тони зі звуками з і d. Наприклад, таким звуком може бути звук g, який знаходиться в безпосередній спорідненості і зі звуком з і зі звуком d. Така спорідненість між звуками з і d називається опосредствованним[1].

Із сказаного виходить, що всі консонирующие інтервали (прима, октава, квінта, кварта, б. і м. терція, б. і м. секста) освічені звуками безпосередньо родинними, а дисонуючі (тритон, би. і м. септима, б. і м. секунда) - опосредственно родинними[2].

з 3. При сприйнятті двох одночасних звуків різної гучності більш гучний звук, при відомому співвідношенні громкостей, може абсолютно «заглушити», «замаскувати» інший більш слабий звук. Якщо припинити звучання гучного звуку, то другий звук, який до цього не був чутний, стане виразно чутним (через деякий час). Дослідження цього ефекту показали, що найбільш маскуються звуки, лежачі вище маскуючого звуку; що чим більше сила маскуючого звуку, тим більше область маскування і тим далі вона розповсюджується на звуки, що маскуються.

При маскуючому звуці в 200 до/з і в 80 дб ми не почуємо, наприклад, звуку в 800 до/з і 70 дб[3].

Чим ближче по частоті звук, що маскується знаходиться до того, що маскує, того більше ефект маскування. У безпосередній близькості по частоті маскуюча дія меншає внаслідок наявності биття, яке допомагає виявити присутність тону, що маскується. Найбільш сильно маскуються звуки, відповідні обертонам звуку, що маскується.

У творах, написаних для симфонічного оркестру, зустрічаються місця, в яких маскуючу дію надають також обертони, виникаючі при грі на інструментах в низькому регістрі (наприклад, у валторнах) на мелодію, що виконується у високому регістрі (наприклад, гобоєм). Деякі звуки мелодії при цьому для слухача пропадають. У музичній практиці постійно зустрічається ефект маскування, особливо при грі симфонічного оркестру. Диригенти, вирівнюючи звучність оркестру, добре представляють і відчувають міру маскування.

з 4. При одночасному звучанні двох звуків, наприклад, з і g, створюючих інтервал квінти - 3/2, 3-й обертон від з і 2-й обертон від g співпадають по висоті. Тон g1 називається тоном збігу звуків з і g.

У звуків з і а, створюючих інтервал великої сексти - 5/3, співпадають 5-й обертон від з і 3-й обертон від а. Тон е2 називається тоном збігу звуків з і а.

Звуки з і es, створюючі інтервал малої терції - 6/5, мають тон збігу g2 - 6-й обертон від з і 5-й від es.

Тон збігу будь-яких звуків, створюючих який-небудь інтервал, можна визначати побудовою від них натуральних звукоряд.

При цьому тон збігу утвориться обертоном верхнього звуку, номер якого рівний знаменнику интервального коефіцієнта, і обертоном нижнього звуку, номер якого рівний чисельнику того ж интервального коефіцієнта. Наприклад, частоти звуків, створюючих інтервал великої терції, знаходяться у відношенні 5/4 (в натуральному звукоряд). Таким чином, тон збігу цього інтервалу утвориться від злиття 5-го обертону від нижнього звуку і 4-го - від верхнього звуку.

Два звуки можуть мати один, два і більш чутних тонів збігу.

Наприклад, звуки з і е мають один чутний тон збігу: (співпадають: 5-й обертон від з і 4-й-від е)[4].

Звуки з і g мають два тони збігу: (співпадають 3-й обертон від з і 2-й від g і 6-й від з і 4-й від g)[5].

Чутність тонів збігу різна і залежить від інтервалу і регістра створюючих звуків. Чим простіше интервальний коефіцієнт, тим більше низькі обертони співпадають, і тим краще чутність тону збігу. Однак, якщо тон збігу є октавним подвоєнням одного з створюючих його звуків, то він чутний погано. Так, у другому прикладі тон збігу g1 звуків з і g являє собою октавное подвоєння звуку g і маскується останнім. Тому тони збігу хорошої чутності мають: мала терція, велика секста і тритон; краще за весь тони збіг чутні, коли створюючі їх звуки знаходяться в малій або великій октаві.

Тон збігу може бути освічений трьома, чотирма і більш звуками. Наприклад, звуки Fis, з і а мають загальний тон потрійного збігу е2, який є 7-м обертоном від Fis, 5-м від з і 3-м від а.

Звуки D, Fis, з і а мають загальний тон четверного збігу е2.

У музиці тони збіги можуть спотворювати характер гармонії. Так, велика секста в низькому регістрі завжди має трохи мінорний характер, доминантсептаккорд може утворити тон збігу, що додає акорду характер нонаккорда і т. п.

з 5. Збіг двох звуків по частоті сприймається нами як один звук (фізичний унісон). Якщо поступово змінювати частоту одного із звуків, то ми будемо сприймати один звук, що супроводиться биттям - періодичними посиленнями і ослаблениями звуку (фізіологічний унісон). Висота цього звуку являє собою середню висоту між висотами обох становлячих звуків. Припинення звучання більш високого звуку створює враження пониження висоти чутного звуку. Припинення звуку більш низького створює враження підвищення звуку[6].

При збільшенні різниці між звуками, більш ніж на 1/6 цілих тони (в середньому регістрі), їх злиття в один звук не відбувається і наступає расщепление унісону на два окремих звуки. Биття при цьому не зникає, а зберігається до деякої межі.

При наявності декількох звуків, інтервал між крайніми звуками із заповненою серединою може дійти до 1/4 (унісон скрипок) і навіть 1/2 цілих тони (унісон однойменних голосів хору). Як показали дослідження, музиканти симфонічного оркестру, виконуючі одну і ту ж партію, наприклад, перших скрипок, не грають точно в унісон, однак слухачі сприймають один злитий звук з висотою, що займає середнє положення між висотами всіх становлячих звуків.

Частота сумарного, що супроводиться биттям, коливання залежить від співвідношення амплітуд складових коливань. Якщо їх амплітуди рівні між собою, то частота його залишається постійною, що не змінюється, маючи середнє значення між частотами складових коливань.

Якщо амплітуди складових коливань не рівні, то частота сумарного коливання періодично трохи змінюється, спільно з періодичною зміною його амплітуди. При максимумі амплітуди частота лежить між частотами складових звуків. Але при подальшому потім мінімумі амплітуди частота злитого звуку відхиляється у бік частоти звуку з більшою амплітудою і навіть заходить за цю частоту. Якщо з двох звуків, що складаються звук з більшою амплітудою є більш високим, то частота злитого звуку, при мінімумі його амплітуди, більше частот обох звуків. Якщо ж звук з більшою амплітудою є більш низьким, то частота злитого звуку, при мінімумі його амплітуди, менше частот обох звуків.

Однак виявити це відхилення частоти на слух, при, мінімумі амплітуди, дуже важко, і відчуття висоти злитого звуку майже завжди дає деяке серединне її положення між висотами обох звуків.

Частота биття, т. е. їх кількість в одну секунду, рівна різниці між частотами становлячих звуків.

Наприклад, одночасне звучання двох камертонів в 435 до/з і 440 до/з дає 440-435=15 биття в одну секунду.

Всяке переривисте роздратування нервів (мерехтливе світло, переривистий звук) відчувається сильніше, ніж постійне роздратування тієї ж сили, при якій чутливість нервів швидко притупляється. З збільшенням частоти окремих подразнень (або перерв між подразненнями) нерв вже не устигає повністю повертати собі нормальну чутливість, окремі подразнення зливаються між собою і колишньої дії не проводять.

Тому із збільшенням частоти биття вони стають все менш і менш помітними і, нарешті, зовсім зникають.

Найбільш виразно биття чутне при кількості їх, рівному 4-5 в одну секунду. При кількості биття не більше за 2-15 в одну секунду їх можна ще підрахувати. При більшій кількості їх можна тільки чути, підрахувати ж неможливо. Якщо кількість биття стає більше за 30 в одну секунду, то вони починають зливатися, їх безпосередня чутність зникає, і залишається неприємне відчуття «хриплости» або «шорсткості» звучання. При подальшому збільшенні кількості биття зникає і шорсткість. Найбільш неприємне, дратівливе враження биття створюють на межі переходу їх в хриплость і шорсткість, т. е. при кількості биття, рівному 30-60 в одну секунду.

Межа зникнення шорсткості, інакше говорячи, межа сприйняття биття слухом, залежить від регістра звуків. З підвищенням звуків ця межа збільшується. У високому регістрі (кінець третьої октави) биття, у вигляді хриплости звуку, ще помітні при кількості їх, рівному 132 в одну секунду.

У ще більш високому регістрі (середина четвертої і початок п'ятої октави) биття може бути помітне при кількості їх, що доходить до 400 в одну секунду. У низькому регістрі биття перестає бути чутним при значно меншому числі.

У низькому регістрі різниця по частоті між двома створюючими інтервал, менше різниці по частоті між звуками, того ж найменування, але в більш високому регістрі. Наприклад, звуки низького регістра A1 - 55 до/з і З - 66 до/з, створюючі інтервал малої терції (66/55 = 6/5), проводять 66 - 55 = 11. биття в 1 сік., які можна підрахувати на слух. Звуки того ж найменування, але більш високого регістра, а2 - 880 до/з. і с3 - 1 056 до/з, створюючі той же інтервал малої терції (1056/880 = 6/5) проводять 1 056-880=176 биття в сік., - кількість, при якій в даному регістрі вони вже не чутні. Тому максимальна величина музичного інтервалу, при якому ще чутне биття, в низькому регістрі більше, ніж у високому.

У четвертій октаві биття чутне при інтервалі великої секунди. У середині п'ятої октави биття чутне лише при інтервалі малої секунди. У великій октаві биття ясно помітне при інтервалі квінти, освіченому звуками З - 64 і G - 96 до/з.

До биття між основними тонами звуків приєднується биття між їх обертонами.

Биття, супроводжуюче звучання тонів збігу, посилює їх чутність і робить їх більш помітними.

Биття може виникнути також між основним тоном одного звуку і відповідним обертоном іншого звуку.

При декількох звуках змішення биття між основними тонами і їх обертонами утворить деякий безладний комплекс, в якому немає можливості що-небудь розрізнити.

Биття може виникнути і при наявності лише одного джерела звуку, між його обертонами. Наприклад, іржа на стальній струні рояля зменшує її товщину у одного з кінців. При діленні струни пополам в процесі коливання її половини (коливання яких дає другий обертон) коливаються з неоднаковою частотою внаслідок різної їх товщини, чому і виникає биття.

Таке биття негармонійних обертонів особливо добре помітне в дзвонах.

Явищем биття користувалися на практиці для з'ясування обертонного складу звуку, при так званому «аналізі методом звукового зонда». Звуковим зондом служив тон, поступово змінний по висоті.

Такий тон звичайно отримували від «генератора звукових частот». При спільному звучанні досліджуваного звуку і звуку-зонда, по битті останнього дізнаються про наявність на даній частоті обертону досліджуваного звуку.

Биттям користуються також при настройці музичних інструментів, наприклад, рояля, фісгармонії. Присутність биття вказує на неточність настройки в унісон або октаву.

У органі биття іноді використовує для придання звуку особливої виразності. Такий звук носить назву «vox humana» (людський голос), оскільки він є наслідуванням природної вібрації людського голосу.

з 6. При одночасному звучанні двох досить сильних і близьких по висоті звуків, часто з'являється третій, ясно чутний тон.

Цей тон називається різницевим комбінаційним тоном.

Частота різницевого тону рівна різниці частот створюючих його звуків.

Так, наприклад, два звуки, що мають частоту 600 до/з і 500 до/з, дають різницевий тон з частотою 100 до/з.

Положення різницевого комбінаційного тону: по відношенню до створюючих його звуків визначається їх интервальним коефіцієнтом.

Щоб визначити відношення частот різницевого комбінаційного тону до частот створюючих його звуків, треба з чисельника интервального коефіцієнта звуків відняти його знаменник. Отримане число (разом з числами интервального коефіцієнта) показує відношення частот всіх трьох звуків.

1. Визначимо різницевий тон звуків es2 і с2, о6разующих інтервал малої терції, з интервальним коефіцієнтом 6/5. Віднімаючи з чисельника интервального коефіцієнта (6) знаменник (5), знаходимо число 6-5=1, що показує відношення частоти різницевого тону IK частотам створюючих його звуків.

Побудуємо потім натуральну звукоряд, вважаючи звуки es2 н c2 ero шостим і п'ятим частковими тонами:

Тоді перший частковий тон натурального звукоряд As (1) відповідає різницевому тону звуків es2 (6) і с'2 (5).

2. Визначимо різницевий тон звуків f2 і a1, створюючих інтервал малої сексти, з интервальним коефіцієнтом 8/5: 8 - 5 = 3.

Побудуємо натуральну звукоряд, вважаючи f2 і а1 восьмим і п'ятим його тонами:

Тоді третій частковий тон натурального звукоряд с1 (3) відповідає різницевому тону звуків f2 (8) і а1 (5).

Аналогічним образом визначається положення різницевих тонів інших інтервалів з простими интервальними коефіцієнтами.

Нижче приведена приблизна висота (в темперированном ладі) різницевого комбінаційного тону (позначений чорними нотами) в залежності від величини інтервалу створюючих звуків (позначені білими нотами).

Як видно з таблиці, при інтервалі, меншому октави, різницевий тон нижче обох звуків. При інтервалі октави він співпадає з нижнім звуком. При інтервалі, більшому октави, різницевий тон знаходиться між створюючими його звуками. Вище верхнього звуку різницевий тон бути не може, оскільки що зменшується завжди більше різниці.

Різницеві комбінаційні тони утворяться як основними тонами, так і обертонами і можуть в свою чергу утворювати свої різницеві комбінаційні тони.

Кожні два тони натурального звукоряд сусідніх номерів дають різницевий тон 1, співпадаючий з основним тоном звукоряд і що посилює його, наприклад: 2 - 1 = 1, 3 - 2 = 1, 4 - 3 = 1, 7 - 6 = 1, 15 - 14 = 1 і т. д.

Тони звукоряд несусідніх номерів співпадають з іншими тонами і посилюють їх, наприклад: 5 - 3 = 2, 7 - 4 = 3, 11 - 3 = 3, і т. п.

Але посилення окремих тонів натурального звукоряд ще більш посилює різницевий тон 1, що утворюється сусідніми тонами. Цей тон, співпадаючи з першим частковим тоном, звучить значно голосніше інших часткових тонів, і весь натуральний звукоряд сприймається, як один звук з висотою основного тону.

Цим пояснюється сприйняття гармонічних обертонів складного звуку, як його тембру, а не як ряду ясно чутних тонів.

Чутність комбінаційного тону залежить від сили створюючих його звуків, від регістра, в якому виникає комбінаційний тон, і від солодження останнього по відношенню до створюючих звуків.

Сила комбінаційного тону пропорційна твору сил створюючих звуків. Внаслідок цього його гучність зростає і убуває значно швидше за гучність створюючих звуків. Тому комбінаційний тон стає добре чутним лише при досить гучних створюючих звуках.

При одній і тій же силі комбінаційного тону він краще чутний, коли створюючі звуки мають приблизно однакову гучність.

Комбінаційний тон чується краще, коли він знаходиться в області найбільшої чутливості вуха (приблизно в області від 500 до 3 000 до/з, т. е. при високих створюючих звуках).

Крім того, комбінаційний тон може бути погано чутний через його маскування створюючими звуками. Це маскування тим менше, ніж більше відстоїть комбінаційний тон від створюючих його звуків. Тому комбінаційний тон виразно чутний лише при інтервалах, менших октави, оскільки при цьому він завжди знаходиться нижче створюючих звуків. При інтервалі октави комбінаційний тон співпадає з нижнім створюючим звуком і маскується останнім (див. нотний приклад на стор. 28). При інтервалах, великих октави, різницевий комбінаційний тон, знаходячись між створюючими звуками, також сильно маскується і чутний погано.

Все сказане відносно чутності комбінаційних тонів можна прослідити на різних джерелах звуку.

Комбінаційний тон чутний при звучанні камертонів, дерев'яних органних труб і духових музичних інструментів-труб, кларнетів і флейт. Гірше чутний комбінаційний тон при звучанні струнних смичкових інструментів - скрипок і альтів. На рояле комбінаційний тон почути важко, оскільки його гучність швидко убуває.

У музиці виникнення комбінаційних тонів може викликати спотворення гармонії. Наприклад, в мінорному трезвучії e2 - g2 - h2 звуки е2 і g2 можуть утворити гармонічно чужий комбінаційний тон з, який, відстою від них далеко вниз, добре чутний.

Для боротьби з комбінаційними тонами, джерела звуків потрібно розташовувати, по можливості, далі один від одного, а також будувати співзвуччя таким чином, щоб комбінаційні тони не суперечили загальній гармонії.

Комбінаційні тони були відкриті ще в середині XVIII століття німецьким органістом Зорге в Гамбурге і, незалежно від нього, - італійським скрипалем Тартіні в Падує. Однак різні теорії пояснення цього явища з'явилися значно пізніше.

Спочатку вважали, що комбінаційні тони виникають лише в слуховому апараті людини - вусі.

Так, Юнг, засновуючись на тому, що частота різницевого тону, як і частота биття, рівна різниці частот створюючих звуків, вважав, що коли число биття в 1 секунду стане досить великим, то їх поштовх будуть сприйматися вухом як комбінаційний тон.

Гельмгольц, теоретично правильно пояснивши появу комбінаційних тонів, вважав, що вони виникають у вусі внаслідок несиметричність будови барабанної перетинки, яка при своїх коливаннях прогинається в одну сторону більше, ніж в іншу.

Крім того, він допускав можливість, що слухові кісточки середнього вуха при битті можуть виробляти періодичні стукоти, що сприймаються як комбінаційні тони.

Однак пізніші дослідження показали, що обличчя, у яких операцією були видалені барабанна перетинка і слухові кісточки (крім стремена), все ж могли чути комбінаційні тони.

Сучасна теорія засновується на теорії Гельмгольца, що математично довів, що різницеві комбінаційні тони виникають внаслідок так званої «нелинейности коливань» системи. Ця нелинейность складається в тому, що величини зміщення коливальної системи при вимушених коливаннях не пропорційні змушуючій силі. А оскільки практично коливання кожної системи при великих амплітудах стають нелінійними, то комбінаційні тони можуть виникати в кожній коливальній системі, навіть в повітрі, при звукових хвилях дуже великої амплітуди, а не тільки у вусі людини.

Тому, прийнято розрізнювати суб'єктивні комбінаційні тони, виникаючі у вусі, і об'єктивних комбінаційних тони, виникаючих поза вухом в коливальних системах (наприклад, в гучномовці).

Найбільш помітними, звичайно, є суб'єктивні комбінаційні тони.

Розділ 6. Устроиство вуха. Резонансна теорія Гельмгольца

з 1. Людське вухо (мал. 3) являє собою орган що перетворює звукові коливання в нервові імпульси.

У анатомічному відношенні у вусі розрізнюють три відділи: 1) зовнішнє вухо, що складається з вушної раковини і зовнішнього слухового проходу; 2) середнє вухо - так звана барабанна порожнина, яка має додатки - Евстахиєву трубу і сосцевидний паросток; 3) внутрішнє вухо (лабіринт), що складається з равлика (частина слухова), переддня і полукружних каналів (частина вестибулярний).

Якщо до цього приєднати і центральну частину, т. е. той відрізок слухового нерва, який лежить поза внутрішнім слуховим проходом, а також слухові шляхи в довгастому і великому мозку і центральні слухові поля в корі скроневих часткою, то весь комплекс буде називатися слуховим апаратом.

Зовнішній слуховий прохід являє собою трубку, трохи зігнену, що закінчується у внутрішній своїй частині барабанною перетинкою. Барабанна перетинка повністю ізолює зовнішнє вухо від середнього, т. е. барабанної порожнини. Перетинка має вигляд тонкої (0,1 мм товщиною) плівки. Вона складається з фиброзних волокон (радіальних і циркулярних) і за формою своєю нагадує конус, Звернений своєю вершиною в порожнину середнього вуха. У барабанній порожнині знаходяться слухові кісточки (молоточок, ковадло і стремено), сполучені між собою суглобами. Рукоять молоточка врощена в саму барабанну перетинку і доходить приблизно до середини перетинки. На внутрішній стінці барабанної порожнини є два отвори - овальне, закрите пластинкою стремена, і кругле, затягнуте перетинкою (так наз. повторної барабанної). Евстахиева труба з'єднує барабанну порожнину з носоглоткою і служить для урівноваження зовнішнього і внутрішнього тиску повітря при сприйнятті дуже сильних звуків.

Пристрій внутрішнього вуха дуже складний, чому воно і називається лабіринтом. Слухова частина його (равлик) має форму раковини морського равлика, у людини вона утворить 2 завитки. Вестибулярний частина складається з переддня або цистерни і трьох полукружних каналів (вертикальний, горизонтальний і сагиттальний). Весь лабіринт наповнений рідиною. Упоперек просвіту завитка равлика проходить здатна коливатися основна пластинка, а на ній розташований Кортієв орган, вмісний так звані волохаті (слухові) клітки з відповідними до них закінченнями слухового нерва.

У функціональному відношенні вухо можна розділити на дві частини - звукопроводящую (вушна раковина, зовнішній слуховий прохід, барабанна перетинка і барабанна порожнина, рідина, що заповнює лабіринт) і звуковоспринимающую (слухові клітки, закінчення слухового нерва, слухові шляхи в мозку і т. д.).

Вушна раковина не грає великої ролі у людини. її, що знаходяться ближче до входу в слуховий прохід, дещо посилюють звук, завдяки відображенню в прохід падаючих них звукових хвиль. Крім того, вушна раковина, видимо, допомагає орієнтації відносно. джерела звуку в просторі внаслідок деякої зміни тембру. Це має місце, головним чином, при слуханні обома вухами (бинаурально). Зовнішній слуховий прохід є тим основним каналом, по якому йде звук в середнє вухо.

У фізіології слуху барабанна перетинка (так само, як і весь пов'язаний з нею слуховий ланцюг) має велике значення для передачі низьких звуків; при руйнуванні перетинки або слухових кісточок низькі звуки сприймаються або погано, або ж зовсім не сприймаються, середні ж і високі, при інших рівних умовах, чуються задовільно. Функції барабанної порожнини, оскільки остання містить ланцюг слухових кісточок, ясні з попереднього. Повітря, що міститься в ній, сприяє рухливості ланцюга слухових кісточок, що грає роль в проведенні низьких тонів, і крім того, він сам по собі також проводить звук середніх і низьких тонів безпосередньо пластинці стремена, а може бути - і повторній перетинці круглого вікна. Мускули барабанної порожнини служать для регулювання натягнення барабанної перетинки і ланцюга слухових кісточок («акомодація» до звуків різного характеру) в залежності від сили звуку. Роль овального вікна полягає в основній передачі звукових коливань лабіринту (його рідини); кругле ж вікно є регулятором: при відхиленні стремена всередину тиском лабиринтной рідини повторна барабанна перетинка випинається кнаружи (внаслідок нестисливості рідини). Відому роль в передачі звуку грає і сама внутрішня (лабиринтная) стінка середнього вуха.

Величезне значення в фізіології слуху має лабіринт. Звукові хвилі, що йдуть через овальне вікно, передають коливання лабиринтной рідини переддня, яка в свою чергу передає їх рідини равлика. Звукові хвилі, що проходять через лабиринтную рідину, роздратовують закінчення волосків відповідних волохатих (слухових) кліток; це роздратування, передаючись корі головного мозку, спричиняє слухове відчуття.

з 2. Спосіб сприйняття звуку ще не з'ясований. Класична теорія резонансу Гельмгольца визнає існування в лабіринті особливого механічного допоміжного апарату. Еластичні волокна основної перетинки равлика, на якій покояться слухові клітки, по своїй довжині дуже різні. Найбільш короткі волокна, розташовані в початковій частині основного завитка, поступово стають довшими, і в молодикові останнього завитка (верхівки) досягають максимальної довжини (в 12 раз довше таких основного завитка). Це дозволяє вважати, що в лабіринті є волокна (подібні струнам), здатні служити резонаторами для тонів різної висоти, що підтверджується кількістю волокон (біля 20000) основної перетинки равлика, яка відповідає числу тонів, що сприймаються вухом (у людини від 16 до 20 000 до/з).

[1] Тут Н. А. Гарбузов (автор відділу книги, що публікується ) засновується на теорії Ж. Ф. Рамо, вважаючи обертони вище 6-го нечутними. Відповідно до теорії, що викладається на нашій сторінці всі звуки повинні розглядатися не як «родинні» і «неродинні», а як далекої або близької спорідненості (неспорідненість). Тоді в рамках будь-якого співзвуччя нам не обов'язково шукати зв'язуючий звук між будь-якими двома звуками з далекою спорідненістю. Цей звук може виступати тільки як коректуючий або уточнюючий звуковисотние інтонаційний відмінності в інтервалах, що утворюються звуками з далекою спорідненістю, оскільки такі інтервали передбачають більше число чутних інтонаційний варіантів, чим звуки з близькою спорідненістю. (авт. сторінки)

[2] У рамках викладеного в попередньому абзаці цікаво, а яким звуком опосредуется зв'язок між основним тоном і тритоном. Вони утворять інтервал з сімкою в чисельнику або знаменнику интервального коефіцієнта, але у всіх інакших коефіцієнтах інтервалів вона відсутня. Чисто арифметичне непогодження перехідне в принципову помилку. (авт. сторінки)

[3] Почути сам звук або сприйняти його як зміна тембру, якості звуку (співзвуччя) - різні сторони одного і того ж, а саме - сприйняття звукосполучення. (авт. сторінки)

[4] Включаючи їх октавние дублировки. (авт. сторінки)

[5] Яскраво виражене обмеження 6-им обертоном, як і в теорії Ж. Ф. Рамо. (авт. сторінки)

[6] Цікаве зауваження що дозволяє намітити пояснення ефекту нескінченного глиссандо в конкретній музиці. (авт. сторінки)