8. Звук

Звук нашей речи рождается благодаря воздуху, который выходит из наших легких, проходит, вибрируя, через голосовые связки, расположенные в районе шеи. Каждый звук, будь то голос человека или грохот дерева, упавшего в лесу, возникает благодаря вибрациям. Когда какой-то предмет вибрирует, он двигается туда-сюда в воздухе, создавая волны, идущие изнутри наружу, подобно волнам, создаваемым от прикосновения пальцев к поверхности воды. Главное отличие заключается в том, что если в случае с водой волны двигаются изнутри наружу по горизонтали, то звуковые волны двигаются изнутри наружу во всех направлениях, да еще и сферически.

Барабанная перепонка человека представляет собой тонкую мембрану, вибрирующую, когда ее достигает звуковая волна. Эти вибрации превращаются в нервные импульсы, посылаемые в мозг, где они и «переводятся» в звуки, которые мы слышим.

Микрофоны имитируют наши уши. У каждого микрофона есть своя «барабанная перепонка», называемая диафрагмой, она вибрирует, когда до нее доходят звуковые волны. Затем вибрации превращаются в электрический сигнал, который можно либо транслировать, либо записать. Колонки — это микрофоны, работающие наоборот: электрические сигналы заставляют диафрагму вибрировать, создавая звуковые волны.

И человеческое ухо, и микрофон могут отличать звуки друг от друга исходя из того, насколько близки друг к другу звуковые волны и насколько они большие. Близость волн называют частотой звука, а размер волны – амплитудой, которую мы воспринимаем как громкость.

Частота звука измеряется количеством полных волн (циклов) в секунду. Поскольку формулировка «циклов в секунду» звучит на каждом языке по-своему, было решено обозначать частоту в герцах, сокращенно – Гц (Генрих Рудольф Герц был немецким физиком, открывшим электромагнитные волны). Частота в 60 Гц означает шестьдесят циклов, или звуковых волн, в секунду.

Чем выше частота, количество звуковых волн в секунду, тем пронзительнее звук. Чем частота звука меньше, тем ниже или глубже будет звук. Речь большинства людей рождает вибрации на частоте от 80 до 10 000 Гц, причем наиболее важные звуки попадают в диапазон от 200 до 2 700 Гц. В среднем человек способен слышать звуки частотой от 20 примерно до 20 000 Гц.

Размер звуковой волны, ее амплитуда, определяется мощностью энергии, которая ее создает. Вспомним пример с волнами на воде: чем сильнее ударить по водной поверхности, тем больше будет волна. Так что от крика звуковая волна будет больше, чем от шепота. Наши уши воспринимают амплитуду звуковой волны как громкость.

Мощность (громкость) звука измеряется в децибелах, сокращенно дБ. Для большинства аудиооборудования используются единицы громкости, указывающие на мощность звукового сигнала, измеряемого в дБ. Звук в ноль децибел в переводе на единицы громкости находится на научно установленном уровне звука, близком к отметке, на которой среднестатистический человек уже не может услышать тон в 1000 Гц. С каждым увеличением на 3 дБ мощность звука удваивается. Так что звук в 6 дБ будет в два раза громче звука в 3 дБ, а звук в 9 дБ будет в четыре раза громче звука в 3 дБ.