Акустика
Акустика
— взятое с греческого наименование учения о звуке (см.). Звуком называют ощущение, воспринимаемое нашим органом слуха при ударе о барабанную перепонку его звуковых волн (ряд последовательных сгущений и разрежений воздуха), производимых вибрацией упругих тел; волны эти вызывают соответственные вибрационные колебания слуховых нервов. Строго говоря, звука не существует: он вызывается в самом ухе раздражением окончаний слуховых нервов передающимися ему колебаниями звучащего тела. Музыкальный звук ощущается при правильных, равномерных колебаниях барабанной перепонки уха, неправильные и неравномерные вибрации, равно как и смесь разных коротких звуков, производит впечатление шума. Орган слуха человека различает высокие и низкие звуки. Высокие звуки производятся быстрыми колебаниями, низкие более медленными. Самый низкий звук, или тон, различаемый еще человеческим ухом, обозначаемый тоном субконтра = С(С 2), производится 16 колебаниями в секунду. Верхний предел слышимости звука, неодинаковый для различных индивидуумов, лежит между 16000 и 33000 колебаний в секунду, следовательно, приблизительно между С на седьмой черте и С на восьмой черте (С 7 до С 8). Отношение чисел колебаний двух звуков называется интервалом. Звук или тон, делающий вдвое большее число колебаний, чем другой звук в одинаковый с ним промежуток времени, называется октавой последнего звука. Так, напр., звук, делающий 800 колебаний в секунду, есть следующая, более высокая октава звука, делающего 400 колебаний в секунду. Квинтой называется звук, делающий 3/2 числа колебаний данного звука (около 600 на 400). Большая терц данного тона получается при увеличении числа колебаний его в отношении 4 к 5 и т. д. Тоны, делающие в 2, 3, 4… 10 раз большее число колебаний, чем данный тон, называемый основным, называются обертонами его. Большинство музыкальных инструментов никогда не производит одного основного тона, каждый из них сопровождается рядом обертонов. Музыкальный оттенок инструментов зависит именно от того, какие обертоны сопровождают основной звук, или тон, и насколько они интенсивны (см. это сл.); флейта, напр., дает основной тон без всякой почти примеси обертонов. У фортепиано основной тон сопровождают до семи интенсивных обертонов. У скрипки основной тон сравнительно преобладает, но, тем не менее, его сопровождает ряд более высоких обертонов. Уже Пифагор (в VI веке до Р. Х.) понял верно музыкальное значение интервалов и отношение их к длине струн; но только гораздо позже одному из учеников Галилея, Мерсенне, удалось доказать, что высота звука обусловливается числом колебаний. Над дальнейшей разработкой А. особенно много потрудились Ньютон, Бернулли, Эйлер, Рамо, Хладни, Лаплас, Савар, Каньяр де Латур, Зеебек, Веберг, Гельмгольц, Кениг и др.
Важнейшее старинное сочинение по А. — это труды Хладни «Entdeckungen über die Theorie des Klanges» (Лейпц., 1787); «Akustik» (Лейпц., 1802; 3 изд. 1830); затем нельзя не упомянуть: Биндзейля, «Akustik» (Потсд., 1839); Цамминера, «Die Musik und die musikalischen Instrumente in ihrer Beziehung zu den Gesetzen der A.» (Гисс., 1855). Верную теорию оттенка звука дал Гельмгольц, «Lehre von den Tonempfindungen» (Брауншв., 1863; 4 изд., 1877); из новейших трудов по А. назовем: Маха, «Einleitungin die Helmholtzsche Musiktheorie» (Грац, 1886); Айри, «On sound» (2-е изд. 1871); Тиндаля, «Der Schall» (нем. изд. 2-е 1874); Радау, «Lehre vom Schall» (2-е изд., Мюнх., 1875); Блазерна, «Die Theorie des Schalles in Beziehung zur Musik» (т. 24 der «Intern a t. wissensch. Bibliothek» (Лейпциг, 1876); Писко, «Neuere Apparate der A.» (Вена, 1865).
- В статье воспроизведен материал из Большого энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона.
Акустика (греч.—учение о звуке), отдел физики, изучающий звуковые явления. Является как учение о колебаниях частью механики. А. имеет давнюю историю. Так, Аристотель указал, что звук — это попеременные сжатия и разрежения воздуха, и объяснял эхо отражением. Галилей (16 в.) установил, что высота звука зависит от частоты колебаний. Но полное развитие А. получила только в 19 в.; написанная в конце 19 в. (1877) Релеем «Теория звука» представляет наиболее полное изложение теоретической акустики. А. подразделяется на неск. частей: физическая А., физиологическая А., музыкальная А., атмосферная А., архитектурная А. и техническая А.
1) Физическая акустика, или общая, изучает законы колебаний тела—источника звука (струны, стержни, пластинки, столбы газа в трубах и т. д.) и законы распространения колебаний в среде (твердой, жидкой или газообразной), передающей звук (см.). Сюда входят вопросы о характере колебаний, о скоростях звука в разных средах, о звукопроводности разных тел, о переходе звука из одного вещества в другое, об ослаблении звука с расстоянием, законы отражения звука, интерференции (см.) и дифракции звуковых волн.
К физич. А. относятся также вопросы о качествах звука, то есть о его силе, высоте и тембре, и об акустическом резонансе (см.). Физич. А., кроме самостоятельного значения, играет в физике еще вспомогательную роль (напр. для показа некоторых явлений оптики, электромагнитных колебаний и т. д.).
2) Физиологическая акустика занимается вопросами о восприятии звука органом слуха и создании звука голосовым аппаратом. Главные работы в ней принадлежат Гельмгольцу (19 век), который указал на роль резонирующих органов в ухе, произвел анализ звука с помощью резонаторов и доказал, что гласные звуки обусловливаются входящими в состав звука обертонами (см.); им же искусственно получены от камертонов почти все гласные звуки. В последние годы, в связи с развитием телефонии, появилось много новых работ в этой области.
3) Музыкальная акустика изучает музыкальные интервалы (см.) и разбирает в художественных целях соотношения между звуками. К ней же относятся учение о муз. системах и теория муз. инструментов.
4) Атмосферная акустика гл. обр. изучает распространение звука в свободной атмосфере. Неоднородность атмосферы, изменение температуры с высотою и различие в скоростях ветра на разных высотах искривляют прямолинейное распространение звука; благодаря этому иногда возникают «зоны молчания».
5) Архитектурная акустика разбирает вопросы об устройстве помещений, где хорошо передается музыка и речь. В наст. время имеется много теоретических и опытных работ, устанавливающих условия, при которых звук, отражаясь от стен и потолка, равномерно распределяется по всему помещению и продолжает раздаваться в нем после прекращения дрожаний звучащего тела определенное время, необходимое для художественности впечатления.
6) Техническая акустика развилась в последние годы; разделяется на воздушную и подводную. К воздушной А. относятся воспроизведение и передача музыки и речи (граммофон, фонограф, микрофоны, громкоговорители) и звуковая сигнализация, имеющая особое значение в навигации. Подводная акустика отделилась от воздушной и особенно развилась за последние 10—15 лет. Имеет практическое значение — передачу подводных сигналов. Подводная А. дает возможность кораблям сноситься друг с другом, определять свое положение по специальным акустическим маякам и быстро, на ходу корабля, определять глубину моря по времени, прошедшему между моментом создания звука и моментом прихода звука, отраженного от дна (эхо—лот).
Такой же метод применяется для определения высоты полета аэроплана. Кроме того технической А. разработан основанный на восприятии звука двумя ушами метод точного определения прихода звуковых волн; этим методом стали особенно широко пользоваться в военном деле для определения положения стреляющих батарей, положения корабля в море и т. п.
Лит.:
- Тиндаль Д., Звук, 3 изд., М., 1922;
- Ирисов А. С., Звук и музыка, М.—Л., 1926;
- Беликов П. Н., Речь и слух, М.—Л., 1927;
- Брэгг У. Г., Мир звука, М.—Л., 1927.
П. Беликов.
- В статье воспроизведен текст из Малой советской энциклопедии.
Литература
- Лепендин Л. Ф. Акустика. — 1978. — 448 с Аннотация
- Алдошина И., Приттс Р. Музыкальная акустика. Учебник. — СПб.: Композитор, 2006. — 720 с, ил. ISBN 5-7379-0298-6
