Forma oscilații acustice depinde de proprietățile sursei de sunet. Cele mai simple variații sunt vibrații uniforme sau armonice care pot fi reprezentate ca o curbă sinusoidală (Fig. 1). Astfel de fluctuații caracterizate de frecvență f, perioada T și amplitudine A.
Frecvența de oscilație se numește numărul de cicluri complete pe secundă. Unitatea de măsură a frecvenței adoptate 1 hertz (Hz). 1 corespunde unui hertz complet (una și cealaltă parte a) vibrațiile care apar într-o secundă.
Perioada de timp prevăzută la litera (c), în cursul căreia există o oscilație completă. Mai mare frecvența de oscilație, mai puțin perioada lor, adică f = 1 / T. Astfel, frecvența de oscilație este mai mare decât perioada lor mai mică și vice-versa.
Fig. 1. Program de vibrații sonore în pronunțarea de sunete și, și.
amplitudine a vibrațiilor este cea mai mare valoare a corpului vibratoare din poziția sa inițială (de relaxare). Cu cât amplitudinea vibrațiilor, mai tare sunetul. Sunetele vorbirii umane sunt undele sonore complexe, constând dintr-un anumit număr de oscilații comune de diferite frecvență și amplitudine. Fiecare discurs de sunet are doar combinație caracteristică de oscilații de frecvențe și amplitudini diferite. Prin urmare, sub forma unei vibrații sonore de vorbire este semnificativ diferit de alte forme care pot fi văzute în Fig. 2, care prezintă diagramele formei de undă în pronunțarea de sunete și, și.
Orice persoană care sună caracterizează în funcție de percepția lor asupra nivelului de volum și înălțime.
Volum ton de o înălțime dată determinată de amplitudinea oscilațiilor. Terenul este determinat de fluctuațiile de frecvență. oscilații de înaltă frecvență sunt percepute ca sunete pițigăiat de frecvențe joase - sunete atât tern.
periodica Nonharmonic cu o perioadă T echivalentă acțiunii simultane a forțelor armonice cu diferite frecvențe, și anume frecvențe care sunt multipli de cea mai mică frecvență n = 1 / T.
Această concluzie este un caz special al teoremei matematice generale, care sa dovedit în 1822 Zhan Batist Fure. Teorema lui Fourier afirmă că: fiecare periodic T perioadă de fluctuație poate fi reprezentată ca o sumă de oscilații armonice cu perioade egale cu T, T / 2, T / 3, T / 4, etc. și anume Frecventele de n = (1 / T), 2n, 3n, 4n etc. Cea mai mică frecvență este n se numește frecvența fundamentală. Oscilația cu o frecvență n fundamentală se numește primul ton armonică sau fundamental (ton) și oscilații cu frecvențe 2n, 3n, 4n etc. Ei au numit armonici superioare sau conotatii (primul - 2n, al doilea - 3n, etc.).
Fiecare sunet care vine dintr-o varietate de instrumente muzicale, voci de persoane diferite, etc. Ea are propriile sale caracteristici - un fel de culoare sau nuanță. Aceste caracteristici sunt menționate ca timbrul de sunet. Fig. 4 prezintă sub formă de undă de oscilații acustice produse de pian și clarinet pentru aceleași note. Oscilogramele arată că perioada de oscilație este aceeași în ambele, dar ele sunt foarte diferite una de cealaltă în formă și, prin urmare, diferă în structura lor armonică. Ambele constau dintr-un sunet de același ton, dar fiecare dintre ele, aceste tonuri - de bază și nuanțe - prezentate cu diferite amplitudini și faze.
Fig. 2. Cronograme pian și clarinet sunete.
Pentru urechile noastre sunt importante doar frecvența și amplitudinea sunetelor incluse în sunet, care este, Timbrul este determinată de spectrul armonic. Schimburi de tonuri individuale în timp nu sunt percepute de ureche, deși se poate schimba foarte mult forma de oscilație rezultat.
Fig. 3 prezintă spectrul sunetelor, care forma de undă este prezentată în Fig. 4. Având în vedere că înălțimea același sunet, precum și frecvența tonului - de bază și accente - aceeași. Cu toate acestea, amplitudinile armonicelor individuale din fiecare spectru sunt foarte diferite.