Rentang frekuensi audio. Hubungan antara frekuensi gelombang suara, panjang dan kecepatannya

Daftar Isi:

Rentang frekuensi audio. Hubungan antara frekuensi gelombang suara, panjang dan kecepatannya
Rentang frekuensi audio. Hubungan antara frekuensi gelombang suara, panjang dan kecepatannya
Anonim

Sekarang ada banyak peluang di Internet untuk menguji ketajaman pendengaran Anda secara online. Untuk melakukan ini, Anda perlu memulai video dengan suara, yang frekuensinya meningkat. Pembuat tes merekomendasikan pengujian dengan headphone sehingga suara asing tidak mengganggu. Rentang frekuensi audio dalam video dimulai dengan nilai tinggi yang hanya dapat didengar oleh sedikit orang. Selanjutnya, frekuensi suara secara bertahap berkurang, dan di akhir video terdengar suara yang bahkan dapat didengar oleh orang dengan gangguan pendengaran.

Selama video, pengguna diperlihatkan nilai frekuensi suara yang sedang diputar. Kondisi pengujian menunjukkan bahwa video harus dihentikan pada saat seseorang dapat mendengar suaranya. Selanjutnya, Anda akan melihat pada titik mana frekuensi berhenti. Nilainya akan memperjelas bahwa pendengarannya normal, lebih baik daripada kebanyakan orang, atau Anda harus menemui dokter. Beberapa tes menunjukkan pada usia berapa frekuensi batas yang dapat didengar seseorang.

Tes pendengaran online
Tes pendengaran online

Apa itu gelombang bunyi dan bunyi

Suara adalah sensasi subjektif, tetapi kita mendengarnya karena sesuatu yang nyata ada di telinga kita. Ini adalah gelombang suara. Fisikawan tertarik pada bagaimana sensasi yang kita alami terkait dengan karakteristik gelombang suara.

Suara yang sangat keras
Suara yang sangat keras

Gelombang suara adalah gelombang mekanik longitudinal dengan amplitudo kecil, rentang frekuensinya adalah 20 Hz-20 kHz. Amplitudo kecil adalah ketika perubahan tekanan karena penguraian kompresi jauh lebih kecil daripada tekanan dalam media ini. Di udara, di daerah peleburan kompresi, perubahan tekanan jauh lebih kecil daripada tekanan atmosfer. Jika amplitudonya sama atau lebih besar dari tekanan atmosfer, maka ini bukan lagi gelombang suara, tetapi gelombang kejut, mereka merambat dengan kecepatan supersonik.

Audiens suara

Kami telah mengetahui kisaran frekuensi audio, tetapi apa yang ada di luar batasnya? Jika frekuensinya kurang dari 20 Hz, gelombang tersebut disebut infrasonik. Jika lebih dari 20 kHz - ini adalah gelombang ultrasonik. Baik infra dan ultrasound tidak menyebabkan sensasi pendengaran. Batasnya cukup kabur: bayi mendengar 22-23 kHz, orang tua dapat merasakan 21 kHz, seseorang mendengar 16 Hz. Artinya, semakin muda seseorang, semakin tinggi frekuensi yang bisa dia dengar.

Anjing mendengar frekuensi yang lebih tinggi. Kemampuan mereka ini digunakan oleh pelatih, mereka memberikan perintah ke ultrasonikpeluit yang tidak bisa didengar orang. Gambar menunjukkan rentang frekuensi yang tersedia untuk persepsi oleh hewan yang berbeda.

Rentang frekuensi yang dirasakan dari hewan yang berbeda
Rentang frekuensi yang dirasakan dari hewan yang berbeda

Kedengarannya seperti senjata polisi

Mari kita beri contoh kasus yang menunjukkan bahwa rentang frekuensi suara yang didengar seseorang adalah perkiraan dan tergantung pada karakteristik individu.

Di Washington, polisi menemukan cara untuk membubarkan pemuda tanpa kekerasan. Anak laki-laki dan perempuan terus-menerus berkumpul di dekat salah satu stasiun metro dan berbicara. Pihak berwenang merasa bahwa hiburan tanpa tujuan mereka mengganggu orang lain, karena terlalu banyak orang berkumpul di pintu masuk. Polisi memasang alat Nyamuk yang mengeluarkan suara pada frekuensi 17,5 kHz. Perangkat ini dirancang untuk mengusir serangga, tetapi produsen meyakinkan bahwa gelombang suara frekuensi ini hanya dirasakan oleh remaja berusia 13 tahun ke atas dan tidak lebih dari 25 tahun.

penolak ultrasonik
penolak ultrasonik

Berkat perangkat itu, dimungkinkan untuk menyingkirkan orang-orang muda, tetapi seorang pria berusia 28 tahun mendengar suara dan mengeluh kepada pemerintah kota. Otoritas setempat harus berhenti menggunakan perangkat.

Rentang panjang gelombang

Gelombang frekuensi suara di lingkungan yang berbeda memiliki karakteristik yang berbeda. Panjang dan kecepatan rambat gelombang berbeda. Di udara (pada suhu kamar) kecepatannya adalah 340 m/s.

Pertimbangkan gelombang dengan frekuensi yang berada dalam jangkauan yang dapat kita dengar. Panjang minimumnya adalah 17 mm, maksimumnya 17 m. Suara dengan panjang gelombang terkecil berada di ambang ultrasound, dan dengan yang terbesar -mendekati infrasonik.

Kecepatan gelombang suara

Dipercayai bahwa cahaya merambat secara instan, tetapi dibutuhkan waktu tertentu agar suara dapat merambat. Sebenarnya cahaya juga memiliki kecepatan, hanya saja batasnya, lebih cepat dari cahaya, tidak ada yang bergerak. Sejauh menyangkut suara, perambatannya di udara adalah yang paling menarik, meskipun kecepatan gelombang suara di media yang lebih padat jauh lebih tinggi. Pertimbangkan badai petir: pertama kita melihat kilatan petir, kemudian kita mendengar guntur. Suara tertunda karena kecepatannya berkali-kali lebih lambat dari kecepatan cahaya. Untuk pertama kalinya, kecepatan suara diukur dengan menetapkan interval waktu antara tembakan senapan dan suara. Kemudian mereka mengambil jarak antara alat dan peneliti dan membaginya dengan waktu "tunda" suara.

Metode ini memiliki dua kelemahan. Pertama, ini adalah kesalahan stopwatch, terutama pada jarak yang dekat dengan sumber suara. Kedua, kecepatan reaksi. Dengan pengukuran ini, hasilnya tidak akan akurat. Untuk menghitung kecepatan, akan lebih mudah untuk mengambil frekuensi yang diketahui dari suara tertentu. Ada generator frekuensi, perangkat dengan rentang frekuensi audio dari 20 Hz hingga 20 kHz.

Generator Frekuensi Audio
Generator Frekuensi Audio

Dinyalakan pada frekuensi yang diinginkan, selama percobaan panjang gelombang diukur. Kalikan kedua nilai, dapatkan kecepatan suara.

Hipersonik

Panjang gelombang dihitung dengan membagi kecepatan dengan frekuensi, sehingga frekuensi meningkat, panjang gelombang berkurang. Dimungkinkan untuk membuat osilasi dengan frekuensi tinggi sehingga panjang gelombang akan memiliki urutan besarnya yang sama dengan panjangnya.jalur bebas molekul gas, seperti udara. Ini adalah hipersonik. Itu tidak merambat dengan baik, karena udara tidak lagi dianggap sebagai media kontinu, karena panjang gelombang dapat diabaikan. Dalam kondisi normal (pada tekanan atmosfer), jalur bebas rata-rata molekul adalah 10-7 m. Berapakah rentang frekuensi gelombang? Mereka tidak terdengar, karena kita tidak mendengarnya. Jika kita menghitung frekuensi hypersound, ternyata 3×109 Hz dan lebih tinggi. Hypersound diukur dalam gigahertz (1 GHz=1 miliar Hz).

Bagaimana frekuensi suara memengaruhi nadanya

Rentang frekuensi audio memengaruhi rentang nada. Meskipun nada adalah sensasi subjektif, itu ditentukan oleh karakteristik objektif dari suara, frekuensi. Frekuensi tinggi menghasilkan suara yang tinggi. Apakah tinggi nada bunyi bergantung pada panjang gelombang? Tentu saja, kecepatan, frekuensi, dan panjang gelombang semuanya terkait. Namun, suara dengan frekuensi yang sama akan memiliki panjang gelombang yang berbeda di lingkungan yang berbeda, tetapi akan dirasakan dengan cara yang sama.

Kita mendengar suara karena perubahan tekanan menyebabkan gendang telinga kita bergetar. Tekanan berubah dengan frekuensi yang sama, jadi tidak masalah bahwa panjang gelombangnya berbeda di media yang berbeda. Karena frekuensi yang sama, kita akan merasakan suara tinggi atau rendah, bahkan di air, bahkan di udara. Di dalam air, kecepatan suara adalah 1,5 km / s, yang hampir 5 kali lebih besar daripada di udara, oleh karena itu, panjang gelombangnya jauh lebih besar. Tetapi jika tubuh bergetar pada frekuensi yang sama (misalnya, 500 Hz) di kedua lingkungan, nadanya akan sama.

Ada suara yang tidak adanada, misalnya, suara "ssst". Fluktuasi frekuensinya tidak periodik, tetapi kacau, jadi kami menganggapnya sebagai noise.

Direkomendasikan: