Как известно, звук возникает под действием колеблю­щихся частей какого-либо тела, вызывающих в свою оче­редь колебания частиц той среды, в которой это тело нахо­дится. Именно поэтому скорость распространения звуковых колебаний прямо пропорциональна плотности среды и ее температуре. Например, в воздухе она равна 340 м/с, в мор­ской воде — 1500 м/с. Одной из характеристик любой про­извольной точки звукового поля является звуковое давле­ние, вызываемое переменной составляющей звуковой волны. По существу — это сила, действующая на единицу площади.

Измеряется она в паскалях (Па).

При средней громкости разговора переменная составляю­щая звукового давления равна 0,1 Па.

Минимальное звуковое давление, на которое реагирует человеческое ухо, составляет приблизительно 2 • 10_Б Па. Максимальное же звуковое давление, воспринимаемое без ощущения боли, равно 102 Па. Следовательно, диапа­зон изменения звуковых давлений, воспринимаемых чело­веческим ухом, равен 107. Так как ухо обладает логариф­мической чувствительностью, то такой широкий диапазон графически можно выразить, используя логарифмическую шкалу. Вот почему в акустике звуковое давление измеря­ется не в абсолютных, а в относительных логарифмических единицах — децибелах, связанных с принятым стандарт­ным нулевым (пороговым), звуковым давлением следующей зависимостью: Р0 = 2 • 10-6 Па.

Кроме мгновенного значения звукового давления, в аку­стике часто измеряется и его эффективное значение РэффВ акустическом поле источника, излучающего чистый тон, давление представляет собой гармоническое синусоидальное колебание. Графически его можно изобразить как функцию времени с (рис. 1),таки функцию частоты б.

Плоскость между порогом слышимости и болевым по­рогом обычно называют плоскостью слышимости. Харак­теризуется она следующими данными: по частоте колеба­ний 20 Гц — 20 кГц, по звуковому давлению 0—130 дБ. На рис. 2 пунктирной линией показан болевой предел, сплошной линией — пороговая кривая слышимости. Гори­зонтальной штриховкой обозначена область разговорной речи, вертикальной — негромкой музыки.

Следует иметь в виду, что чистые тона, представляющие собой гармонические колебания, в обыденной жизни почти

Рис. 1. Звуковое давление чистого тона: а) функция времени: б) функция частоты

Рис. 2. Плоскость слышимости уха

не встречаются. К ним в какой-то мере приближаются лишь голоса певчих птиц.

Звук, состоящий из нескольких тонов, называется со­звучием. В большинстве случаев под созвучием понимают комбинацию основного тона с естественными обертонами.

Рис. 3. Уровень звукового давления созвучия скрипки: с) функция времени; б) функция частоты

т. е. с гармоническими призвуками, возникающими одно­временно от колебания половинных, третьих, четвертных и т. д. частей звучащего тела. Основной тон, получаемый от колебания полного объема звучащего тела (он самый низ­кий), слышен лучше других. Обертоны же дополняют зву­чание основного тона и влияют на образование тембра. Зву­ковое давление созвучия является периодической функцией времени. От временной функции чистого тона оно отличается тем, что не является синусоидальным. По спектру со­звучия можно судить о содержащихся в нем чистых тонах. Так, из временной функции (рис. 3, а) и спектра созвучия скрипки (рис. 3, б) видно, что основной тон для показан­ной ноты имеет частоту 400 Гц, а частоты обертонов дости­гают 10 кГц. Рассмотренное созвучие состоит из дискрет­ных спектральных составляющих