Psihoacustica, un domeniu al științei la granița dintre fizică și psihologie, studiază datele despre senzația auditivă a unei persoane atunci când un stimul fizic - sunet - este aplicat urechii. S-a acumulat o cantitate mare de date despre reacțiile umane la stimulii auditivi. Fără aceste date, este dificil să se obțină o înțelegere corectă a funcționării sistemelor de transmisie audio. Să luăm în considerare cele mai importante caracteristici ale percepției umane a sunetului.
O persoană simte modificări ale presiunii sonore care apar la o frecvență de 20-20.000 Hz.
Sunetele cu frecvențe sub 40 Hz sunt relativ rare în muzică și nu există în limbajul vorbit.
La frecvențe foarte înalte, percepția muzicală dispare și apare o anumită senzație sonoră vagă, în funcție de individualitatea ascultătorului și de vârsta acestuia. Odată cu vârsta, sensibilitatea auditivă a unei persoane scade, în primul rând în frecvențele superioare ale intervalului de sunet.
Dar ar fi greșit să concluzionăm pe această bază că transmiterea unei benzi largi de frecvență de către o instalație de reproducere a sunetului este lipsită de importanță pentru persoanele în vârstă. Experimentele au arătat că oamenii, chiar dacă abia pot percepe semnale de peste 12 kHz, recunosc foarte ușor lipsa frecvențelor înalte într-o transmisie muzicală.
Caracteristicile de frecvență ale senzațiilor auditive
Gama de sunete audibile de om în intervalul 20-20.000 Hz este limitată ca intensitate de praguri: sub - audibilitate și deasupra - durere.
Pragul de auz este estimat prin presiunea minimă, sau mai precis, creșterea minimă a presiunii față de limită este sensibilă la frecvențe de 1000-5000 Hz - aici pragul de auz este cel mai scăzut (presiunea sonoră aproximativ 2-10 Pa). Spre frecvențe de sunet mai mici și mai mari, sensibilitatea auzului scade brusc.
Deoarece intervalul de modificare a intensității este de 130 dB, saltul elementar al senzațiilor în medie pe intervalul de amplitudine este de 0,8 dB, ceea ce corespunde unei modificări a intensității sunetului de 1,2 ori.
La niveluri scăzute de auz aceste salturi ajung la 2-3 dB la niveluri ridicate scad la 0,5 dB (1,1 ori). O creștere a puterii căii de amplificare de mai puțin de 1,44 ori nu este practic detectată de urechea umană. Cu o presiune sonoră mai scăzută dezvoltată de difuzor, chiar și dublarea puterii etajului de ieșire poate să nu producă un rezultat vizibil.
Caracteristicile subiective ale sunetului
Calitatea transmisiei sunetului este evaluată pe baza percepției auditive. Prin urmare, este posibil să se determine corect cerințele tehnice pentru calea de transmisie a sunetului sau legăturile sale individuale numai prin studierea tiparelor care leagă senzația de sunet percepută subiectiv și caracteristicile obiective ale sunetului sunt înălțimea, volumul și timbrul.
Conceptul de înălțime implică o evaluare subiectivă a percepției sunetului în intervalul de frecvență. Sunetul este de obicei caracterizat nu de frecvență, ci de înălțime.
Un ton este un semnal cu o anumită înălțime care are un spectru discret (sunete muzicale, sunete vocale ale vorbirii). Un semnal care are un spectru larg continuu, ale cărui componente de frecvență au aceeași putere medie, se numește zgomot alb.
O creștere treptată a frecvenței vibrațiilor sonore de la 20 la 20.000 Hz este percepută ca o schimbare treptată a tonului de la cel mai scăzut (bas) la cel mai înalt.
Gradul de acuratețe cu care o persoană determină înălțimea unui sunet după ureche depinde de acuitatea, muzicalitatea și pregătirea urechii sale. Trebuie remarcat faptul că înălțimea unui sunet depinde într-o oarecare măsură de intensitatea sunetului (la niveluri ridicate, sunetele de intensitate mai mare apar mai mici decât cele mai slabe.
Urechea umană poate distinge clar două tonuri apropiate în ton. De exemplu, în intervalul de frecvență de aproximativ 2000 Hz, o persoană poate distinge între două tonuri care diferă unul de celălalt ca frecvență cu 3-6 Hz.
O octava este un interval destul de mare de schimbare a tonului; o persoană distinge intervale semnificativ mai mici. Astfel, în zece octave percepute de ureche, se pot distinge mai mult de o mie de gradații de înălțime. Muzica folosește intervale mai mici numite semitonuri, care corespund unei schimbări de frecvență de aproximativ 1.054 ori.
O octava este impartita in jumatate de octave si o treime de octava. Pentru acesta din urmă este standardizat următorul interval de frecvențe: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3; 3,15; 4; 5; 6,3:8; 10, care sunt limitele de o treime de octave. Dacă aceste frecvențe sunt plasate la distanțe egale de-a lungul axei frecvenței, obțineți o scară logaritmică. Pe baza acestui fapt, toate caracteristicile de frecvență ale dispozitivelor de transmisie a sunetului sunt reprezentate pe o scară logaritmică.
Intensitatea transmisiei depinde nu numai de intensitatea sunetului, ci și de compoziția spectrală, de condițiile de percepție și de durata expunerii. Astfel, două tonuri sonore de frecvență medie și joasă, având aceeași intensitate (sau aceeași presiune sonoră), nu sunt percepute de o persoană ca fiind la fel de puternice. Prin urmare, conceptul de nivel de sonoritate în fundal a fost introdus pentru a desemna sunete de aceeași intensitate.
Nivelul volumului sunetului în fundal este considerat nivelul presiunii sonore în decibeli a aceluiași volum al unui ton pur cu o frecvență de 1000 Hz, adică pentru o frecvență de 1000 Hz nivelurile de volum din fundal și decibeli sunt aceleași.
La alte frecvențe, sunetele pot apărea mai puternice sau mai silențioase la aceeași presiune sonoră.
Un nivel semnificativ de volum și durata expunerii acestuia provoacă fenomene ireversibile în organul auditiv. S-a remarcat că pragurile de auz ale tinerilor au crescut brusc în ultimii ani.
Motivul pentru aceasta a fost pasiunea pentru muzica pop, caracterizată prin niveluri ridicate ale volumului sonor.
Nivelul volumului este măsurat folosind un dispozitiv electroacustic - un sonometru. Sunetul măsurat este mai întâi convertit în vibrații electrice de către microfon. După amplificare cu un amplificator special de tensiune, aceste oscilații sunt măsurate cu un instrument indicator reglat în decibeli. Pentru a se asigura că citirile instrumentului corespund cât mai aproape cu percepția subiectivă a sonorității, instrumentul este echipat cu filtre speciale care își modifică sensibilitatea la percepția sunetului de diferite frecvențe în conformitate cu caracteristicile sensibilității auditive.
O caracteristică importantă a sunetului este timbrul. Capacitatea auzului de a-l distinge vă permite să percepeți semnale cu o mare varietate de nuanțe. Sunetul fiecăruia dintre instrumente și voci, datorită nuanțelor lor caracteristice, devine multicolor și bine recunoscut.
Timbre, fiind o reflectare subiectivă a complexității sunetului perceput, nu are evaluare cantitativă și se caracterizează prin termeni calitativi (frumos, moale, suculent etc.).
La transmiterea unui semnal de-a lungul unei căi electroacustice, distorsiunile rezultate afectează în primul rând timbrul sunetului reprodus. Condiția pentru transmiterea corectă a timbrului sunetelor muzicale este transmiterea nedistorsionată a spectrului de semnal. Spectrul de semnal este o colecție de componente sinusoidale ale unui sunet complex.
Cel mai simplu spectru este așa-numitul ton pur, care conține o singură frecvență. Sunetul unui instrument muzical este mai interesant: spectrul său este alcătuit din frecvența tonului fundamental și mai multe frecvențe „impurate” numite harmonici (tonurile mai înalte sunt un multiplu al frecvenței tonului fundamental și sunt de obicei mai mici ca amplitudine). .
Diferențele de timbru se datorează în principal componentelor de frecvență joasă-medie ale semnalului, prin urmare, o mare varietate de timbre este asociată cu semnalele aflate în partea inferioară a intervalului de frecvență. Semnalele aparținând părții sale superioare, pe măsură ce cresc, își pierd din ce în ce mai mult culoarea timbrală, ceea ce se datorează plecării treptate a componentelor lor armonice dincolo de limitele frecvențelor audibile. Acest lucru poate fi explicat prin faptul că până la 20 sau mai multe armonice sunt implicate activ în formarea timbrului sunetelor joase, medii 8 - 10, înalte 2 - 3, deoarece restul sunt fie slabe, fie se încadrează în afara intervalului sonor. frecvente.
Prin urmare, sunetele înalte, de regulă, sunt mai sărace ca timbru.
Aproape toate sursele naturale de sunet, inclusiv sursele de sunete muzicale, au o dependență specifică a timbrului de nivelul volumului. Auzul este de asemenea adaptat acestei dependențe – este firesc ca acesta să determine intensitatea unei surse după culoarea sunetului. Sunetele mai puternice sunt de obicei mai dure.
Surse de sunet muzical
O serie de factori care caracterizează sursele primare de sunet au o mare influență asupra calității sunetului sistemelor electroacustice.
Parametrii acustici ai surselor muzicale depind de compoziția interpreților (orchestră, ansamblu, grup, solist și tip de muzică: simfonică, folk, pop etc.).
Originea și formarea sunetului pe fiecare instrument muzical are propriile sale specificități asociate cu caracteristicile acustice ale producției de sunet într-un anumit instrument muzical.
Una dintre caracteristicile oricărui instrument muzical este gama sa de frecvență.
Pe lângă frecvențele fundamentale, fiecare instrument este caracterizat de componente suplimentare de înaltă calitate - armături (sau, după cum este obișnuit în electroacustică, armonici superioare), care determină timbrul său specific.
Se știe că energia sonoră este distribuită neuniform pe întregul spectru de frecvențe sonore emise de o sursă.
Majoritatea instrumentelor se caracterizează prin amplificarea frecvențelor fundamentale, precum și a tonurilor individuale, în anumite (una sau mai multe) benzi de frecvență (formanți) relativ înguste, diferite pentru fiecare instrument. Frecvențele de rezonanță (în herți) ale regiunii formanților sunt: pentru trompetă 100-200, corn 200-400, trombon 300-900, trompetă 800-1750, saxofon 350-900, oboi 800-1500, clarin 9 fagot 02, 300 -600 .
O altă proprietate caracteristică a instrumentelor muzicale este puterea sunetului lor, care este determinată de amplitudinea (intervalul) mai mare sau mai mică a corpului lor de sunet sau a coloanei de aer (o amplitudine mai mare corespunde unui sunet mai puternic și invers). Valorile puterii acustice de vârf (în wați) sunt: pentru orchestră mare 70, tobă 25, timpani 20, tobă 12, trombon 6, pian 0,4, trompetă și saxofon 0,3, trompetă 0,2, contrabas 0.( 6, flaut mic 0,08, clarinet, corn și triunghi 0,05.
Raportul dintre puterea sonoră extrasă dintr-un instrument când este cântat „fortissimo” și puterea sunetului când este cântat „pianissimo” este de obicei numit intervalul dinamic al sunetului instrumentelor muzicale.
Gama dinamică a unei surse de sunet muzical depinde de tipul grupului de interpretare și de natura spectacolului.
Să luăm în considerare gama dinamică a surselor individuale de sunet. Gama dinamică a instrumentelor și ansamblurilor muzicale individuale (orchestre și coruri de diferite compoziții), precum și voci, este înțeleasă ca raportul dintre presiunea sonoră maximă creată de o anumită sursă și minimul, exprimat în decibeli.
Intervalul dinamic pentru o anumită sursă de sunet nu este o valoare constantă. Depinde de natura lucrării care se execută și de condițiile acustice ale încăperii în care are loc spectacolul.
Reverberația extinde intervalul dinamic, care de obicei atinge maximul în camere cu volume mari și absorbție minimă a sunetului. Aproape toate instrumentele și vocile umane au o gamă dinamică neuniformă între registrele de sunet. De exemplu, nivelul volumului celui mai scăzut sunet de pe un forte pentru un vocal este egal cu nivelul celui mai ridicat sunet de la un pian.
Gama dinamică a unui anumit program muzical este exprimată în același mod ca și pentru sursele individuale de sunet, dar presiunea maximă a sunetului se notează cu un ton dinamic ff (fortissimo), iar cel minim cu un pp (pianissimo).
Cel mai mare volum, indicat în notele fff (forte, fortissimo), corespunde unui nivel de presiune acustică a sunetului de aproximativ 110 dB, iar cel mai mic volum, indicat în notele ppr (piano-pianissimo), aproximativ 40 dB.
Trebuie remarcat faptul că nuanțele dinamice ale performanței în muzică sunt relative și relația lor cu nivelurile de presiune sonoră corespunzătoare este într-o oarecare măsură condiționată. Gama dinamică a unui anumit program muzical depinde de natura compoziției. Astfel, intervalul dinamic al lucrărilor clasice de Haydn, Mozart, Vivaldi depășește rar 30-35 dB. Gama dinamică a muzicii pop de obicei nu depășește 40 dB, în timp ce cea a muzicii dance și jazz este de doar aproximativ 20 dB. Majoritatea lucrărilor pentru orchestra de instrumente populare rusești au și un interval dinamic mic (25-30 dB). Acest lucru este valabil și pentru o fanfară. Cu toate acestea, nivelul maxim de sunet al unei benzi într-o cameră poate atinge un nivel destul de ridicat (până la 110 dB).
Efect de mascare
Experimentele pentru a determina gradul de mascare a unui semnal sonor de către altul arată că un ton de orice frecvență este mascat de tonuri mai joase mult mai eficient decât de cele mai înalte. De exemplu, dacă două diapazon (1200 și 440 Hz) emit sunete cu aceeași intensitate, atunci încetăm să auzim primul ton, acesta este mascat de al doilea (prin stingerea vibrației celui de-al doilea diapazon, îl vom auzi pe primul din nou).
Dacă două semnale sonore complexe constând din anumite spectre de frecvență sonoră există simultan, atunci apare un efect de mascare reciprocă. Mai mult, dacă energia principală a ambelor semnale se află în aceeași regiune a intervalului de frecvență audio, atunci efectul de mascare va fi cel mai puternic. Astfel, la transmiterea unei piese orchestrale, din cauza mascării de către acompaniament, rolul solistului poate deveni slab. inteligibilă și nedeslușită.
Obținerea clarității sau, după cum se spune, a „transparenței” sunetului în transmisia sonoră a orchestrelor sau ansamblurilor pop devine foarte dificilă dacă un instrument sau grupuri individuale de instrumente de orchestră cântă în unul sau în registre similare în același timp.
Regizorul, atunci când înregistrează o orchestră, trebuie să țină cont de caracteristicile camuflajului.
La repetiții, cu ajutorul dirijorului, stabilește un echilibru între puterea sonoră a instrumentelor unui grup, precum și între grupurile întregii orchestre. Claritatea liniilor melodice principale și a părților muzicale individuale este obținută în aceste cazuri prin amplasarea strânsă a microfoanelor pentru interpreți, selectarea deliberată de către inginerul de sunet a celor mai importante instrumente dintr-un anumit loc al lucrării și alte sunet speciale. tehnici de inginerie.
Fenomenului de mascare i se opune capacitatea psihofiziologică a organelor auditive de a distinge din masa generală de sunete unul sau mai multe care poartă cele mai importante informații. De exemplu, când cântă o orchestră, dirijorul observă cele mai mici inexactități în interpretarea unei părți pe orice instrument.
Caracteristicile temporale ale percepției auditive
Aparatul auditiv, ca orice alt sistem oscilator, este inerțial. Când sunetul dispare, senzația auditivă nu dispare imediat, ci treptat, scăzând la zero. Timpul în care nivelul de zgomot scade cu 8-10 fundaluri se numește constantă de timp de auz. Această constantă depinde de o serie de circumstanțe, precum și de parametrii sunetului perceput. Dacă la ascultător ajung două impulsuri sonore scurte, identice ca compoziție de frecvență și nivel, dar unul dintre ele este întârziat, atunci ele vor fi percepute împreună cu o întârziere care nu depășește 50 ms. La intervale mari de întârziere, ambele impulsuri sunt percepute separat și apare un ecou.
Această caracteristică a auzului este luată în considerare la proiectarea unor dispozitive de procesare a semnalului, de exemplu, linii electronice de întârziere, reverbere etc.
Trebuie remarcat faptul că, datorită proprietății speciale a auzului, senzația de volum a unui puls sonor pe termen scurt depinde nu numai de nivelul acestuia, ci și de durata impactului pulsului asupra urechii. Astfel, un sunet de scurtă durată, care durează doar 10-12 ms, este perceput de ureche mai liniștit decât un sunet de același nivel, dar afectând auzul pentru, de exemplu, 150-400 ms. Prin urmare, atunci când ascultați o emisiune, volumul este rezultatul mediei energiei undei sonore pe un anumit interval. În plus, auzul uman are inerție, în special, atunci când percepe distorsiuni neliniare, nu le simte dacă durata pulsului sonor este mai mică de 10-20 ms. De aceea, în indicatorii de nivel ai echipamentelor radio-electronice de uz casnic de înregistrare a sunetului, valorile semnalului instantaneu sunt mediate pe o perioadă selectată în funcție de caracteristicile temporale ale organelor auditive.
Reprezentarea spațială a sunetului
Una dintre abilitățile umane importante este capacitatea de a determina direcția unei surse de sunet. Această abilitate se numește efect binaural și se explică prin faptul că o persoană are două urechi. Datele experimentale arată de unde provine sunetul: unul pentru tonuri de înaltă frecvență, unul pentru tonuri de joasă frecvență.
Sunetul parcurge o distanță mai mică până la urechea îndreptată spre sursă decât către cealaltă ureche. Ca urmare, presiunea undelor sonore în canalele urechii variază în fază și amplitudine.
Diferențele de amplitudine sunt semnificative doar la frecvențe înalte, când lungimea de undă a sunetului devine comparabilă cu dimensiunea capului. Când diferența de amplitudine depășește o valoare de prag de 1 dB, sursa de sunet pare să fie pe partea în care amplitudinea este mai mare. Unghiul de abatere al sursei de sunet de la linia centrală (linia de simetrie) este aproximativ proporțional cu logaritmul raportului de amplitudine.
Pentru a determina direcția unei surse de sunet cu frecvențe sub 1500-2000 Hz, diferențele de fază sunt semnificative. O persoană i se pare că sunetul vine din partea din care valul, care este înainte în fază, ajunge la ureche. Unghiul de abatere al sunetului de la linia mediană este proporțional cu diferența de timp de sosire a undelor sonore la ambele urechi. O persoană instruită poate observa o diferență de fază cu o diferență de timp de 100 ms.
Capacitatea de a determina direcția sunetului în plan vertical este mult mai puțin dezvoltată (de aproximativ 10 ori). Această caracteristică fiziologică este asociată cu orientarea organelor auditive în plan orizontal.
O caracteristică specifică a percepției spațiale a sunetului de către o persoană se manifestă în faptul că organele auditive sunt capabile să simtă localizarea totală, integrală, creată cu ajutorul mijloacelor artificiale de influență. De exemplu, într-o cameră, două difuzoare sunt instalate de-a lungul față, la o distanță de 2-3 m una de cealaltă. Ascultătorul este situat la aceeași distanță de axa sistemului de conectare, strict în centru. Într-o cameră, prin difuzoare sunt emise două sunete de fază, frecvență și intensitate egale. Ca urmare a identității sunetelor care trec în organul auzului, o persoană nu le poate separa senzațiile sale de a da idei despre o singură sursă de sunet aparentă (virtuală), care este situată strict în centru pe axa de simetrie.
Pentru a ilustra localizarea integrală, dăm un exemplu. Distanța dintre difuzoare este de 2 m, distanța de la linia din față până la ascultător este de 2 m; pentru ca sursa să se deplaseze cu 40 cm la stânga sau la dreapta este necesar să se transmită două semnale cu o diferență de nivel de intensitate de 5 dB sau cu o întârziere de 0,3 ms. Cu o diferență de nivel de 10 dB sau o întârziere de 0,6 ms, sursa se va „deplasa” la 70 cm de centru.
Astfel, dacă modificați presiunea sonoră creată de difuzor, apare iluzia de a muta sursa sonoră. Acest fenomen se numește localizare sumară. Pentru a crea localizarea rezumată, se folosește un sistem de transmisie a sunetului stereofonic cu două canale.
În camera principală sunt instalate două microfoane, fiecare dintre ele funcționând pe propriul canal. Secundarul are două difuzoare. Microfoanele sunt situate la o anumită distanță unul de celălalt de-a lungul unei linii paralele cu plasarea emițătorului de sunet. La mutarea emițătorului de sunet, presiunea sonoră diferită va acționa asupra microfonului, iar ora de sosire a undei sonore va fi diferită din cauza distanței inegale dintre emițătorul de sunet și microfoane. Această diferență creează un efect de localizare totală în camera secundară, în urma căruia sursa aparentă este localizată într-un anumit punct din spațiu situat între două difuzoare.
Ar trebui spus despre sistemul de transmisie binaurală a sunetului. Cu acest sistem, numit sistem de cap artificial, două microfoane separate sunt plasate în camera primară, distanțate unul de celălalt egală cu distanța dintre urechile unei persoane. Fiecare dintre microfoane are un canal independent de transmisie a sunetului, a cărui ieșire în camera secundară include telefoane pentru urechea stângă și dreaptă. Dacă canalele de transmisie a sunetului sunt identice, un astfel de sistem transmite cu acuratețe efectul binaural creat lângă urechile „capului artificial” în camera principală. A avea căști și a fi nevoit să le folosești pentru o perioadă lungă de timp este un dezavantaj.
Organul auzului determină distanța până la sursa sonoră folosind un număr de semne indirecte și cu unele erori. În funcție de faptul că distanța până la sursa semnalului este mică sau mare, evaluarea subiectivă a acesteia se modifică sub influența diverșilor factori. S-a constatat că, dacă distanțele determinate sunt mici (până la 3 m), atunci evaluarea subiectivă a acestora este aproape liniar legată de modificarea volumului sursei de sunet care se deplasează de-a lungul adâncimii. Un factor suplimentar pentru un semnal complex este timbrul acestuia, care devine din ce în ce mai „greu” pe măsură ce sursa se apropie de ascultător. Acest lucru se datorează amplificării în creștere a tonurilor joase în comparație cu tonurile înalte, cauzată de creșterea rezultată a nivelului de volum.
Pentru distanțe medii de 3-10 m, îndepărtarea sursei de ascultător va fi însoțită de o scădere proporțională a volumului, iar această modificare se va aplica în mod egal frecvenței fundamentale și componentelor armonice. Ca rezultat, există o întărire relativă a părții de înaltă frecvență a spectrului și timbrul devine mai luminos.
Pe măsură ce distanța crește, pierderile de energie din aer vor crește proporțional cu pătratul frecvenței. Pierderea crescută a tonurilor înalte de registru va duce la scăderea luminozității timbrale. Astfel, evaluarea subiectivă a distanțelor este asociată cu modificări ale volumului și timbrului acestuia.
Într-o încăpere închisă, semnalele primelor reflexii, întârziate față de reflexia directă cu 20-40 ms, sunt percepute de organul auditiv ca venind din direcții diferite. În același timp, întârzierea lor crescândă creează impresia unei distanțe semnificative față de punctele din care apar aceste reflexii. Astfel, după timpul de întârziere se poate aprecia distanța relativă a surselor secundare sau, ceea ce este la fel, dimensiunea încăperii.
Câteva caracteristici ale percepției subiective a emisiunilor stereofonice.
Un sistem de transmisie a sunetului stereofonic are o serie de caracteristici semnificative în comparație cu unul monofonic convențional.
Calitatea care distinge sunetul stereofonic, volumul, i.e. perspectiva acustică naturală poate fi evaluată folosind niște indicatori suplimentari care nu au sens cu o tehnică de transmisie monofonică a sunetului. Astfel de indicatori suplimentari includ: unghiul de auz, i.e. unghiul în care ascultătorul percepe imaginea sonoră stereofonică; rezoluție stereo, adică localizarea determinată subiectiv a elementelor individuale ale imaginii sonore în anumite puncte din spațiu în unghiul de audibilitate; atmosferă acustică, adică efectul de a oferi ascultătorului un sentiment de prezență în camera primară în care are loc evenimentul sonor transmis.
Despre rolul acusticii camerei
Sunetul colorat se realizează nu numai cu ajutorul echipamentelor de reproducere a sunetului. Chiar și cu un echipament destul de bun, calitatea sunetului poate fi slabă dacă camera de ascultare nu are anumite proprietăți. Se știe că într-o încăpere închisă are loc un fenomen sonor nazal numit reverberație. Afectând organele auzului, reverberația (în funcție de durata sa) poate îmbunătăți sau înrăutăți calitatea sunetului.
O persoană dintr-o cameră percepe nu numai unde sonore directe create direct de sursa de sunet, ci și unde reflectate de tavanul și pereții camerei. Undele reflectate se aud o perioadă de timp după ce sursa de sunet sa oprit.
Uneori se crede că semnalele reflectate joacă doar un rol negativ, interferând cu percepția semnalului principal. Cu toate acestea, această idee este incorectă. O anumită parte a energiei semnalelor inițiale de ecou reflectate, ajungând la urechile umane cu întârzieri scurte, amplifică semnalul principal și îi îmbogățește sunetul. În schimb, ecouri reflectate mai târziu. al căror timp de întârziere depășește o anumită valoare critică, formează un fundal sonor care face dificilă perceperea semnalului principal.
Camera de ascultare nu ar trebui să aibă un timp lung de reverberație. Camerele de zi, de regulă, au o reverberație redusă din cauza dimensiunilor limitate și a prezenței suprafețelor fonoabsorbante, a mobilierului tapițat, a covoarelor, a draperiilor etc.
Obstacolele de natură și proprietăți diferite sunt caracterizate de un coeficient de absorbție a sunetului, care este raportul dintre energia absorbită și energia totală a undei sonore incidente.
Pentru a crește proprietățile de absorbție fonică ale covorului (și a reduce zgomotul în camera de zi), este indicat să atârnați covorul nu aproape de perete, dar cu un spațiu de 30-50 mm).
Principiile acustice nu sunt adesea interpretate corect și, prin urmare, aplicate incorect în practică.
O mare parte din ceea ce ar trebui să fie considerate cunoștințe și experiență în acest domeniu se dovedește adesea a fi incompetență. Abordarea tradițională a majorității constructorilor de a rezolva problemele de izolare fonică și de corectare a acusticii încăperii se bazează pe practică și experiență, care adesea limitează sau chiar reduc efectul acustic general. Proiectele acustice de succes tind să fie lipsite de concepții greșite și concluzii pseudoștiințifice, iar conținutul lor are ca scop asigurarea faptului că banii și efortul investit vor produce rezultate benefice și previzibile.
Mai jos sunt câteva dintre cele mai comune mituri acustice pe care le întâlnim constant atunci când comunicăm cu clienții noștri.
Mitul #1: Izolarea fonică și absorbția fonică sunt același lucru
Fapte: Absorbția sunetului este o reducere a energiei unei unde sonore reflectate atunci când interacționează cu un obstacol, de exemplu un perete, un perete despărțitor, podea, tavan. Se realizează prin disiparea energiei, transformarea acesteia în căldură și vibrații excitante. Absorbția sunetului este evaluată folosind coeficientul de absorbție acustică adimensională αw în domeniul de frecvență 125-4000 Hz. Acest coeficient poate lua o valoare de la 0 la 1 (cu cât este mai aproape de 1, cu atât absorbția sunetului este mai mare). Cu ajutorul materialelor fonoabsorbante, condițiile de auz din interiorul încăperii sunt îmbunătățite.
Izolarea fonică - reducerea nivelului de sunet atunci când sunetul trece prin gard dintr-o cameră în alta. Eficacitatea izolației fonice este evaluată prin indicele de izolare a zgomotului aerian Rw (mediat în intervalul celor mai tipice frecvențe pentru locuințe - de la 100 până la 3000 Hz), iar a plafoanelor între podea și prin indicele nivelului redus de zgomot de impact sub plafonul Lnw. Cu cât Rw este mai mare și cu cât Lnw este mai mic, cu atât izolarea fonică este mai mare. Ambele mărimi sunt măsurate în dB (decibeli).
Sfat: Pentru a crește izolarea fonică, se recomandă utilizarea celor mai masive și groase structuri de închidere. Finisarea unei încăperi numai cu materiale fonoabsorbante este ineficientă și nu duce la o creștere semnificativă a izolației fonice între camere.
Mitul nr. 2: Cu cât valoarea indicelui de izolare a zgomotului aerian Rw este mai mare, cu atât este mai mare izolarea fonică a gardului
Fapte: Indicele de izolare fonică aeropurtată Rw este o caracteristică integrală utilizată numai pentru intervalul de frecvență 100-3000 Hz și este conceput pentru a evalua zgomotul de origine casnică (vorbire, radio, TV). Cu cât valoarea Rw este mai mare, cu atât izolarea fonică este mai mare exact acest tip.
În procesul de elaborare a metodologiei de calculare a indicelui Rw, nu a fost luată în considerare apariția sistemelor home theater și a echipamentelor de inginerie zgomotoase (ventilatoare, aparate de aer condiționat, pompe etc.) în clădirile rezidențiale moderne.
Este posibilă o situație când un despărțitor cu cadru ușor din gips-carton are un indice Rw mai mare decât cel al unui perete de cărămidă de aceeași grosime. În acest caz, partiția cadrului izolează mult mai bine sunetele unei voci, ale unui televizor care funcționează, ale unui telefon care sună sau ale unui ceas cu alarmă, dar un zid de cărămidă va reduce mai eficient sunetul unui subwoofer home theater.
Sfat:Înainte de a ridica pereții despărțitori într-o cameră, analizați caracteristicile de frecvență ale surselor de zgomot existente sau potențiale. Atunci când alegeți opțiunile de proiectare pentru partiții, vă recomandăm să comparați izolarea fonică a acestora în benzi de frecvență de a treia octava, mai degrabă decât indicii Rw. Pentru izolarea fonică a surselor de zgomot de joasă frecvență (home theater, echipamente mecanice), se recomandă utilizarea unor structuri de închidere din materiale solide dense.
Mitul nr. 3: Echipamentele de inginerie zgomotoase pot fi amplasate în orice parte a clădirii, deoarece pot fi întotdeauna izolate fonic cu materiale speciale
Fapte: Amplasarea corectă a echipamentelor de inginerie zgomotoase este o sarcină de o importanță capitală atunci când se dezvoltă o soluție arhitecturală și de planificare pentru o clădire și măsuri pentru a crea un mediu confortabil acustic. Structurile de izolare fonică și materialele de izolare la vibrații pot fi foarte scumpe. În ciuda acestui fapt, utilizarea tehnologiilor de izolare fonică nu poate reduce întotdeauna impactul acustic al echipamentelor de inginerie la valori standard pe întregul interval de frecvență audio.
Sfat: Echipamentele de inginerie zgomotoase trebuie amplasate departe de spațiile protejate. Multe materiale și tehnologii de izolare a vibrațiilor au limitări în eficacitatea lor în funcție de combinația de caracteristici de greutate și dimensiune ale echipamentelor și structurilor clădirii. Multe tipuri de echipamente de inginerie au caracteristici pronunțate de frecvență joasă, care sunt greu de izolat.
Mitul nr. 4: Ferestrele cu geam termopan (3 geamuri) au caracteristici de izolare fonica mai ridicate comparativ cu ferestrele cu geam termopan cu o singură cameră (2 geamuri)
Fapte: Datorită conexiunii acustice dintre ochelari și apariției fenomenelor de rezonanță în golurile subțiri de aer (de obicei sunt de 8-10 mm), ferestrele cu geam dublu, de regulă, nu asigură o izolare fonică semnificativă de zgomotul extern în comparație cu un singur geam. geam termopan camera de aceeasi latime si grosime totala a sticlei. Cu aceeași grosime a geamurilor termopan și grosimea totală a geamului din acestea, o fereastră termopan cu o singură cameră va avea întotdeauna o valoare mai mare a indicelui de izolare fonică aeropurtată Rw comparativ cu una cu două camere.
Sfat: Pentru a spori izolarea fonică a unei ferestre, se recomandă utilizarea geamurilor termopan cu lățimea maximă posibilă (cel puțin 36 mm), formate din două geamuri masive, de preferință de grosimi diferite (de exemplu, 6 și 8 mm) și cea mai mare bandă de distanță posibilă. Dacă se folosește o fereastră cu geam dublu cu cameră dublă, atunci se recomandă utilizarea de sticlă de diferite grosimi și goluri de aer de diferite lățimi. Sistemul de profil trebuie să asigure o etanșare cu trei circuite a cercevelei în jurul perimetrului ferestrei. În condiții reale, calitatea cercevelei afectează izolarea fonică a unei ferestre chiar mai mult decât formula geamului termopan. Trebuie avut în vedere faptul că izolarea fonică este o caracteristică dependentă de frecvență. Uneori, o unitate de sticlă cu o valoare mai mare a indicelui Rw poate fi mai puțin eficientă în comparație cu o unitate de sticlă cu o valoare mai mică a indicelui Rw în anumite intervale de frecvență.
Mitul nr. 5: Utilizarea covorașelor din vată minerală în pereții despărțitori este suficientă pentru a asigura o izolare fonică ridicată între camere
Fapte: Vata minerala nu este un material de izolare fonica poate fi doar unul dintre elementele unei structuri de izolare fonica. De exemplu, plăcile speciale fonoabsorbante din vată minerală acustică pot crește izolarea fonică a pereților despărțitori din gips-carton, în funcție de proiectarea acestora, cu 5-8 dB. Pe de altă parte, acoperirea unui cadru despărțitor cu un singur strat cu un al doilea strat de gips-carton poate crește izolarea fonică a acestuia cu 5-6 dB.
Cu toate acestea, trebuie amintit că utilizarea unor materiale izolante arbitrare în structurile de izolare fonică duce la un efect mult mai mic sau nu are deloc efect asupra izolației fonice.
Sfat: Pentru a spori izolarea fonică a structurilor de închidere, se recomandă cu tărie folosirea plăcilor speciale din vată minerală acustică datorită ratelor ridicate de absorbție a sunetului. Dar vata minerală acustică trebuie utilizată în combinație cu metode de izolare fonică, cum ar fi construcția de structuri de închidere masive și/sau decuplate acustic, utilizarea elementelor de fixare speciale de izolare fonică etc.
Mitul nr. 6: Izolarea fonică între două încăperi poate fi întotdeauna crescută prin ridicarea unui perete despărțitor cu o valoare ridicată a indicelui de izolare fonică
Fapte: Sunetul se propagă dintr-o cameră în alta nu numai prin peretele despărțitor, ci și prin toate structurile și utilitățile adiacente ale clădirii (compartimentări, tavan, podea, ferestre, uși, conducte de aer, alimentare cu apă, încălzire și conducte de canalizare). Acest fenomen se numește transmisie indirectă a sunetului. Toate elementele de construcție necesită măsuri de izolare fonică. De exemplu, dacă construiți o partiție cu un indice de izolare fonică de Rw = 60 dB și apoi instalați o ușă fără prag în ea, atunci izolarea fonică totală a gardului va fi practic determinată de izolarea fonică a ușii și nu va fi mai mare de Rw = 20-25 dB. Același lucru se va întâmpla dacă conectați ambele încăperi izolate cu o conductă de ventilație comună așezată printr-un despărțitor izolat fonic.
Sfat: La construirea structurilor de clădiri, este necesar să se asigure un „echilibru” între proprietățile lor de izolare fonică, astfel încât fiecare dintre canalele de propagare a sunetului să aibă aproximativ același efect asupra izolației fonice totale. O atenție deosebită trebuie acordată sistemului de ventilație, ferestrelor și ușilor.
Mitul nr. 7: Pereții despărțitori cu cadru multistrat au caracteristici mai mari de izolare fonică în comparație cu cele convenționale cu 2 straturi
Fapte: Intuitiv, se pare că, cu cât straturile de gips-carton și vată minerală sunt mai alternante, cu atât izolarea fonică a gardului este mai mare. De fapt, izolarea fonică a pereților despărțitori a cadrului depinde nu numai de masa placajului și de grosimea spațiului de aer dintre ele.
În Fig. 1 sunt prezentate diferite modele de pereți despărțitori ai cadrui și sunt aranjate în ordinea creșterii capacității de izolare fonică. Ca proiect inițial, luați în considerare un compartiment despărțitor cu placare dublă din gips-carton pe ambele părți.
Dacă redistribuim straturile de gips-carton în compartimentul original, făcându-le alternante, vom împărți spațiul de aer existent în mai multe segmente mai subțiri. Reducerea golurilor de aer duce la o creștere a frecvenței de rezonanță a structurii, ceea ce reduce semnificativ izolarea fonică, în special la frecvențe joase.
Cu același număr de plăci de gips-carton, un compartiment cu un spațiu de aer are cea mai mare izolare fonică.
Astfel, utilizarea soluției tehnice potrivite la proiectarea pereților despărțitori de izolare fonică și combinarea optimă a materialelor de construcție fonoabsorbante și generale are un impact mult mai mare asupra rezultatului final de izolare fonică decât o simplă alegere a materialelor acustice speciale.
Sfat: Pentru a crește izolarea fonică a pereților despărțitori ai cadru, se recomandă utilizarea structurilor pe cadre independente, placare dublă sau chiar triplă din gips carton, umplerea spațiului interior al ramelor cu material special fonoabsorbant, folosirea garniturii elastice între profilele de ghidare și structurile clădirii. și etanșați cu grijă îmbinările.
Nu se recomandă utilizarea structurilor multistrat cu straturi dense și elastice alternante.
Mitul nr. 8: Spuma de polistiren este un material eficient de izolare fonică și de absorbție a sunetului.
Faptul A: Spuma de polistiren este disponibilă în foi de diferite grosimi și densități în vrac. Diferiți producători își numesc produsele în mod diferit, dar esența nu se schimbă - este polistirenul expandat. Acesta este un material excelent termoizolant, dar nu are nimic de-a face cu izolarea fonică a zgomotului aerian. Singurul design în care utilizarea spumei de polistiren poate avea un efect pozitiv asupra reducerii zgomotului este atunci când este așezată sub o șapă într-o structură de podea plutitoare. Și chiar și atunci acest lucru se aplică doar pentru reducerea zgomotului de impact. În același timp, eficacitatea unui strat de spumă de plastic cu grosimea de 40-50 mm sub șapă nu depășește eficiența majorității materialelor de izolare fonică de amortizare cu o grosime de numai 3-5 mm. Majoritatea covârșitoare a constructorilor recomandă lipirea foilor de spumă de plastic pe pereți sau tavane și apoi tencuirea lor pentru a crește izolarea fonică. De fapt, o astfel de „structură de izolare fonică” nu va crește și, în majoritatea cazurilor, chiar va reduce (!!!) izolarea fonică a gardului. Faptul este că, în fața unui perete sau tavan masiv, cu un strat de gips-carton sau ipsos, folosind un material acustic rigid, cum ar fi spuma de polistiren, duce la deteriorarea izolației fonice a unei astfel de structuri cu două straturi. Acest lucru se datorează fenomenelor de rezonanță în regiunea de frecvență medie. De exemplu, dacă o astfel de placare este montată pe ambele părți ale unui perete greu (Fig. 3), atunci reducerea izolației fonice poate fi catastrofală! În acest caz, se obține un sistem oscilator simplu (Fig. 2) „masa m1-arvor-masa m2-arvor-masa m1”, unde: masa m1 este un strat de tencuială, masa m2 este un perete de beton, arcul este un strat de plastic spumă.
|
|
|
|
|
Orez. 2 ÷ 4 Deteriorarea izolarii zgomotului aerian de catre perete la montarea unor placari suplimentare (tencuiala) pe un strat elastic (plastic spuma).
a - fără placare suplimentară (R’w=53 dB);
b - cu căptușeală suplimentară (R’w=42 dB).
Ca orice sistem oscilator, acest design are o frecvență de rezonanță Fo. În funcție de grosimea spumei și a tencuielii, frecvența de rezonanță a acestei structuri va fi în domeniul de frecvență 200÷500 Hz, adică. se încadrează în mijlocul intervalului de vorbire. În apropierea frecvenței de rezonanță se va observa o scădere a izolației fonice (Fig. 4), care poate atinge o valoare de 10-15 dB!
Trebuie remarcat faptul că același rezultat dezastruos poate fi obținut prin utilizarea materialelor precum spumă de polietilenă, spumă de polipropilenă, unele tipuri de poliuretani rigidi, plută și plăci din fibre moale în loc de polistiren într-o astfel de construcție și, în loc de ipsos, plăci de gips-carton lipite. , foi de placaj, PAL, OSB .
Faptul B: Pentru ca un material să absoarbă bine energia sonoră, acesta trebuie să fie poros sau fibros, adică ventilat. Polistirenul expandat este un material rezistent la vânt cu o structură cu celule închise (cu bule de aer în interior). Un strat de spumă de plastic montat pe o suprafață tare a unui perete sau tavan are un coeficient de absorbție a sunetului extrem de scăzut.
Sfat: La instalarea unor căptușeli suplimentare de izolare fonică, se recomandă utilizarea ca strat de amortizare a materialelor fonoabsorbante moi din punct de vedere acustic, de exemplu, pe bază de fibră de bazalt subțire. Este important să folosiți materiale speciale care absorb sunetul și nu izolație aleatorie.
Și, în sfârșit, probabil cea mai importantă concepție greșită, a cărei expunere rezultă din toate faptele prezentate mai sus:
Mitul nr. 9: Puteți izola fonic o cameră de zgomotul aerian prin lipirea sau atașarea materialelor de izolare fonică subțiri, dar „eficiente” pe suprafața pereților și a tavanului
Fapte: Principalul factor care expune acest mit este prezența problemei de izolare fonică în sine. Dacă în natură ar exista astfel de materiale de izolare fonică subțiri, atunci problema protecției fonice ar fi rezolvată în faza de proiectare a clădirilor și structurilor și s-ar reduce doar la alegerea aspectului și prețului acestor materiale.
S-a spus mai sus că pentru a izola zgomotul aerian este necesar să se utilizeze structuri fonoizolante de tip „masă-elasticitate-masă”, în care între straturile fono-reflectorizante ar exista un strat de „moale” acustic. material, suficient de gros și având valori ridicate ale coeficientului de absorbție a sunetului. Este imposibil de îndeplinit toate aceste cerințe în cadrul grosimii totale a structurii de 10-20 mm. Grosimea minimă a placajului de izolare fonică, al cărei efect ar fi evident și tangibil, este de cel puțin 50 mm. În practică, se folosesc placaje cu o grosime de 75 mm sau mai mult. Cu cât este mai mare adâncimea cadrului, cu atât izolarea fonică este mai mare.
Uneori, „experții” citează exemplul tehnologiei de izolare fonică pentru caroserii auto care utilizează materiale subțiri. În acest caz, funcționează un mecanism complet diferit de izolare fonică - amortizarea vibrațiilor, eficientă numai pentru plăci subțiri (în cazul unei mașini - metal). Materialul de amortizare a vibrațiilor trebuie să fie vâscoelastic, să aibă pierderi interne mari și să aibă o grosime mai mare decât cea a plăcii izolate. Într-adevăr, de fapt, deși izolația fonică a mașinii are o grosime de numai 5-10 mm, este de 5-10 ori mai groasă decât metalul în sine din care este realizată caroseria mașinii. Dacă ne imaginăm un perete inter-apartament ca o placă izolată, devine evident că nu va fi posibilă izolarea fonică a unui perete masiv și gros de cărămidă folosind metoda de amortizare a vibrațiilor „auto”.
Sfat: Efectuarea lucrărilor de izolare fonică necesită în orice caz o anumită pierdere a suprafeței utile și a înălțimii încăperii. Este recomandat sa contactati un specialist in acustica in faza de proiectare pentru a minimiza aceste pierderi si pentru a alege cea mai ieftina si eficienta varianta de izolare fonica a camerei dumneavoastra.
Concluzie
Există mult mai multe concepții greșite în practica acusticii clădirii decât cele descrise mai sus. Exemplele date vă vor ajuta să evitați unele greșeli grave în timpul lucrărilor de construcție sau reparații în apartamentul, casa, studioul de înregistrare sau home theater. Aceste exemple servesc pentru a ilustra faptul că nu ar trebui să crezi necondiționat articolele de reparații din reviste lucioase sau cuvintele unui constructor „experimentat” - „...Și o facem întotdeauna așa...”, care nu se bazează întotdeauna pe acustica științifică. principii.
O garanție de încredere a implementării corecte a unui set de măsuri de izolare fonică care asigură un efect acustic maxim poate fi oferită prin recomandări elaborate cu competență de un inginer acustic pentru izolarea fonică a pereților, podelelor și tavanelor.
Andrei Smirnov, 2008
Referințe
SNiP II-12-77 „Protecție împotriva zgomotului” / M.: „Stroyizdat”, 1978.
„Manual pentru MGSN 2.04-97. Proiectarea izolației fonice a structurilor de închidere a clădirilor rezidențiale și publice”/- M.: Întreprinderea Unitară de Stat „NIAC”, 1998.
„Manual pentru protecția împotriva zgomotului și vibrațiilor clădirilor rezidențiale și publice” / ed. V.I. Zaborov. - Kiev: ed. „Budevelnik”, 1989.
„Manualul designerului. Protecție împotriva zgomotului” / ed. Yudina E.Ya - M.: „Stroyizdat”, 1974.
„Ghid pentru calculul și proiectarea izolației fonice a anvelopelor clădirilor” / NISF Gosstroy URSS. - M.: Stroyizdat, 1983.
„Reducerea zgomotului în clădiri și zone rezidențiale” / ed. G.L. Osipova / M.: Stroyizdat, 1987.
8417 0
Indiferent de metoda de cercetare folosită în studiul audiologic al funcției auditive, ideile despre caracteristicile fizice de bază ale semnalelor sonore sunt esențiale. Mai jos vom prezenta doar cele mai de bază concepte de acustică și electroacustică.
Valorile vitezei de propagare a undei sonore la diferite temperaturi
Sunetul în natură se propagă sub forma unei perturbări variabile în timp a unui mediu elastic. Mișcările oscilatorii ale particulelor unui astfel de mediu elastic, care apar sub influența sunetului, se numesc vibrații sonore, iar spațiul de propagare a vibrațiilor sonore creează un câmp sonor. Dacă mediul în care se propagă vibrațiile sonore este lichid sau gazos, atunci particulele din aceste medii vibrează de-a lungul liniei de propagare a sunetului și, prin urmare, sunt considerate de obicei vibrații longitudinale.
Când sunetul se propagă în solide, împreună cu vibrațiile longitudinale, se observă și vibrații sonore transversale. Desigur, propagarea vibrațiilor într-un mediu trebuie să aibă o anumită direcție. Această direcție se numește fascicul de sunet, iar suprafața care conectează toate punctele adiacente ale unei unde sonore cu aceeași fază de vibrație se numește fața unei unde sonore. În plus, undele sonore se deplasează la viteze diferite în medii diferite. Este necesar să se țină cont de faptul că valoarea vitezei este determinată de densitatea mediului în care se propagă unda sonoră.
Informațiile despre valorile densității mediului sonor sunt foarte semnificative, deoarece această densitate creează o anumită rezistență acustică la propagarea undei sonore. Viteza de propagare a unei unde sonore este afectată și de temperatura mediului: pe măsură ce temperatura mediului crește, viteza de propagare a undei sonore crește.
Principalele caracteristici fizice ale sunetului pentru un examen audiologic sunt intensitatea și frecvența acestuia. De aceea vor fi luate în considerare mai detaliat.
Pentru a trece la caracteristica fizică a intensității sunetului, este mai întâi necesar să luăm în considerare o serie de alți parametri ai semnalelor sonore legate de intensitatea acestora.
Presiunea sonoră - p(t) - caracterizează forța care acționează asupra unei zone situate perpendicular pe mișcarea particulelor. În sistemul SI, presiunea acustică se măsoară în Newtoni. Newton este forța care conferă o accelerație de 1 m/s unei mase de 1 kg în 1 s și acționează pe 1 metru pătrat, prescurtat N/m2.
În literatura de specialitate sunt date și alte unități de măsură a presiunii sonore. Mai jos este raportul dintre principalele unități utilizate:
1N/m2-10 dină/cm2=10 µbar (microbar)
Energia vibrațiilor acustice (E) caracterizează energia particulelor care se deplasează sub influența presiunii sonore (măsurată în jouli - J).
Energia pe unitatea de suprafață caracterizează densitatea acustică, măsurată în J/m2. Intensitatea reală a vibrațiilor sonore este definită ca puterea sau densitatea fluxului acustic pe unitatea de timp, adică J/m2/s sau W/m2.
Oamenii și animalele percep o gamă foarte largă de presiuni sonore (de la 0,0002 la 200 μbar). Prin urmare, pentru comoditatea măsurării, se obișnuiește să se utilizeze valori relative, și anume scale zecimale sau logaritmice naturale. Presiunea sonoră se măsoară în decibeli și beli (1B = 10 dB) atunci când se folosesc logaritmi cu o bază zecimală. Uneori (mai degrabă rar) presiunea sonoră este măsurată în nener (1Нн = 8,67 dB); în acest caz se folosesc logaritmi naturali, i.e. logaritmii nu sunt cu baze zecimale (cum este cazul cu B și dB), ci cu baze binare.
Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că evaluarea în belși și decibeli a fost luată ca o măsură logaritmică a raportului de putere. Între timp, puterea și intensitatea sunt proporționale cu pătratul presiunii sonore. Prin urmare, în ziua trecerii la intensitatea sunetului, se stabilesc următoarele relații:
unde N este intensitatea sau presiunea sonoră (P) în beli (B) sau decibeli (dB), I0 și P0 sunt niveluri de citire acceptate în mod convențional de intensitate și presiune sonoră. În mod obișnuit, nivelul de citire a presiunii sonore (abrevierea „SPL” este adesea folosită în literatură, de la literele inițiale ale cuvintelor „sound pressure level”, iar în engleză se folosește abrevierea „SPL” (din expresia identică „Sound Nivelul de presiune”) este considerat a fi 2x10-5 N/m2 Relația dintre ultrasunete și alte unități de intensitate a sunetului este următoarea:
2x10-5 N/m2=2x10-4din/cm2=2x10-4 µbar
Să luăm acum în considerare caracteristicile acustice ale frecvenței semnalelor sonore. În cele mai multe cazuri, semnalele sonore armonice sunt folosite pentru a examina funcția auditivă.
Un semnal sonor armonic (altfel un semnal sinusoidal sau un ton pur), care are și o fază inițială de pornire a unui semnal de ton, pe lângă presiunea sonoră, este caracterizat de o caracteristică fizică atât de importantă precum lungimea de undă. Toate semnalele audio armonice (sau tonurile pure) au periodicitate (adică, perioada T). În acest caz, lungimea de undă a sunetului este definită ca distanța dintre fronturile de undă adiacente cu aceeași fază de oscilație și se calculează prin formula:
J = c x T
Unde c este viteza de propagare a vibrațiilor sonore (de obicei m/s), I este periodicitatea acestora. În acest caz, frecvența vibrațiilor sonore (f) corespunde formulei:
f = J/T
Frecvența unui ton este estimată prin numărul de vibrații ale sunetului pe secundă și este exprimată în Herți (abreviat ca Hz). Pe baza intervalului de frecvențe ale vibrațiilor sonore percepute de oameni, frecvențele în intervalul 20 - 20.000 Hz se numesc frecvențe sonore, frecvențe inferioare (f< 20 Гц) называют инфразвуками, а более высокие (f >20000 Hz) - ultrasunete.
La rândul său, din motive pur practice, gama de frecvențe sonore este uneori împărțită în mod convențional în joasă - sub 500 Hz, medie - 500-4000 Hz și înaltă - 4000 Hz și peste. Rețineți că pentru a desemna vibrațiile sonore de la 1000 Hz și mai sus, este adesea folosită denumirea kilohertz, abreviată kHz.
Reprezentarea schematică a formei și spectrului unui număr de semnale sonore utilizate în cercetarea audiologică:
1 - semnal de ton; 2 - puls sonor scurt (click); 3 - semnal de zgomot; 4 - explozie de ton scurt; 5 - semnal modulat în amplitudine (T - perioada de modulare în amplitudine); 6 - semnal modulat în frecvență.
Dacă un semnal sonor conține multe frecvențe diferite (ideal toate frecvențele spectrului sonor), atunci apare un așa-numit semnal de zgomot.
Una dintre metodele de examinare audiologică a pacienților este măsurarea impedanței acustice. Prin urmare, să luăm în considerare mai detaliat o altă caracteristică fizică a semnalelor sonore.
Este bine cunoscut faptul că atunci când se propagă în medii, diferite tipuri de energie întâmpină o anumită rezistență. S-a indicat mai sus că aceeași rezistență o întâlnește energia acustică în timpul propagării undelor sonore în sistemele acustice. Din prezentarea următoare va deveni evident că părțile periferice ale sistemului auditiv, i.e. Urechea exterioară și urechea medie sunt, din punct de vedere fizic, sisteme acustice tipice și anume receptoare acustice de sunet. Prin urmare, este necesar să se ia în considerare esența și caracteristicile rezistenței acustice, ținând cont de trecerea semnalelor sonore prin părțile periferice ale sistemului auditiv.
Impedanța acustică complexă sau impedanța acustică este definită ca rezistența totală la trecerea energiei acustice în sistemele de difuzoare. Impedanța acustică este raportul dintre amplitudinile complexe ale presiunii sonore și viteza volumetrică vibrațională și este descrisă prin formula:
Za = ReZa + ilmZa
În această ecuație, ReZa reprezintă impedanța acustică activă (cunoscută și ca impedanță adevărată sau rezistivă), care este legată de disiparea energiei în sistemul acustic însuși. Disiparea energiei este înțeleasă ca disiparea ei în tranziția energiei proceselor ordonate (cum ar fi energia cinetică a undelor sonore) în energia proceselor dezordonate (în cele din urmă în căldură). A doua parte a ecuației ilmZa (partea sa imaginară) se numește rezistență acustică reactivă, care este cauzată de forțe de inerție sau forțe de elasticitate, complianță sau flexibilitate.
Mai jos vom descrie în detaliu procedura de studiu a impedanței acustice a urechii medii cu o serie de măsurători esențiale pentru un examen audiologic (timpanometrie, măsurarea impedanței).
Da.A. Altman, G. A. Tavartkiladze
După ce a lansat plăcile video din seria RX 400, AMD a decis la un moment dat să facă procesul de overclocking mai ușor, mai convenabil, mai fiabil și oferind oportunitatea renunțând la OverDrive în favoarea WattMan, creat de la zero. Puteți ajunge la acest utilitar rulând „Setări Radeon”, apoi faceți clic pe mouse unul câte unul „Jocuri (găsesc în meniul de mai sus)” -> „Setări globale (primul element din partea stângă)” -> „WattMan global”.
Aici trebuie să vă opriți asupra fiecărui punct în detaliu. Cred că vă puteți da seama singur cu graficele, nu este nimic complicat acolo, dezvoltatorii au făcut posibile doar puncte inutile. Iată tot ce este foarte util pentru overclocking, cu excepția a câteva puncte de neînțeles.
GPU
Această secțiune conține tot ce este responsabil pentru funcționarea cipului grafic.
"Frecvenţă"– vă permite să schimbați frecvența cipului grafic.
Puteți modifica frecvența ca procent față de cele specificate de producător în BIOS, cu 30% plus sau minus, trăgând cursorul cu mouse-ul. În același timp, se schimbă în toate cele șapte moduri de operare ale cipului. Acesta nu este cel mai convenabil mod de a face overclock, mai întâi va trebui să aflați frecvențele de operare programate în BIOS de către producător pentru fiecare dintre stări și apoi să utilizați un calculator pentru a calcula care va fi rezultatul. În plus, ne interesează doar frecvențele maxime posibile la care funcționează de obicei cipul grafic în jocuri, adică doar starea 6 și 7.
Prin comutarea comutatorului până când apare inscripția „Dinamic„, puteți introduce manual valoarea dorită în fiecare dintre cele șapte moduri de funcționare a procesorului, care ar trebui să fie un multiplu de 10. Aici ar trebui să experimentați cu overclockarea procesorului, folosind o metodă de forță brută pentru a găsi frecvența la care videoclipul dvs. cardul va funcționa stabil. Vă rugăm să rețineți, dacă intenționați să schimbați frecvențele, „Controlul tensiunii” trebuie să fie comutat în modul manual, astfel încât BIOS-ul inteligent să nu ridice automat tensiunea, crescând serios consumul de energie al plăcii video.
"Controlul tensiunii"– vă va permite să schimbați tensiunea de funcționare a procesorului. Placa video poate funcționa în două moduri, care sunt numite „Automat„Și "Manual". Nu ne interesează în mod special primul; tensiunea este reglată de BIOS într-un mod complet automat. Al doilea este ceea ce avem nevoie, unde pentru fiecare dintre stările procesorului putem introduce tensiunea de alimentare. Dacă overclockăm cardul, atunci creștem tensiunea, în limitele rezonabile, desigur, deoarece consumul de energie al plăcii video, încălzirea procesorului și subsistemul de alimentare vor crește brusc. Nu uitați că, implicit, în BIOS-ul din fabrică nemodificat, tensiunea poate fi crescută doar la 1,175 volți.
Memorie
În Memorie puteți modifica memoria de pe placa grafică. Setările sunt complet identice cu procesorul grafic, adică puteți modifica frecvența de funcționare și tensiunea de alimentare, care pot fi modificate prin deplasarea glisoarelor în termeni procentuali sau prin deplasarea comutatoarelor și introducerea manuală a valorilor exacte. Dar, spre deosebire de GPU, memoria are doar două stări, iar overclockarea frecvenței din BIOS-ul din fabrică este limitată la 2200 MHz. În plus, tensiunea de alimentare nu schimbă cipurile de memorie, ci controlerul de memorie. Adesea, când tensiunea controlerului de memorie de pe plăcile video din seriile RX 480 și RX 470 este scăzută, memoria overclockează mai bine.
Ventilator
Această secțiune vă permite să configurați funcționarea ventilatoarelor de pe placa video, unde "Min" aceasta este viteza minimă și "Ţintă" numărul maxim posibil de rotații.
Prin mișcarea comutatorului "Viteză"înainte să apară inscripţia "Manual» avem posibilitatea de a regla viteza ventilatoarelor. Vom putea modifica viteza minimă și maximă de rotație a rotorului, care se va schimba liniar în funcție de temperatura procesorului. Adică, cu cât temperatura crește mai mult, cu atât ventilatoarele se vor învârti mai mult.
Asemenea „Min. limita acustica" Aceasta este frecvența GPU-ului, când este coborâtă la care, ventilatoarele de pe placa video încep să încetinească fără probleme dacă temperatura chipului nu este mai mare decât „țintă” (puteți afla ce este aceasta mai jos). Adică, cu cât valoarea este setată aici, cu atât viteza ventilatoarelor sistemului de răcire va fi mai mare, cu atât este mai rapidă.
Temperatură
În secțiunea Temperatură, puteți configura temperatura de prag a cipului grafic. "Ţintă" placa video va încerca să nu se ridice mai sus decât ea, rotind ventilatoarele la maximum dacă este necesar. "Max."— temperatura maximă admisă, la atingerea căreia frecvența cipului grafic va fi resetată astfel încât să nu se ridice deasupra acesteia.
„Limitarea consumului de energie”– stabilim nivelul maxim posibil de consum de energie daca acesta este depasit se reseteaza frecventele;
Chill
Începând cu driverele Radeon Software Crimson ReLive Edition AMD 16.12.1, există un nou Chill unde utilizatorii au acces la noua funcție inteligentă de gestionare a energiei cu același nume. În linii mari, driverul schimbă automat rata de cadre (citește încărcarea pe GPU), crescând-o în scenele dinamice și scăzând-o în scenele statice. În acest moment, aceasta este o caracteristică experimentală care este susținută de câteva zeci de jocuri și o puteți dezactiva în siguranță.
"Chill"— aici dezactivăm această funcție.
Înainte de a începe să experimentați cu o placă video, rețineți că cipurile grafice proiectate de Polaris, RX 480 și RX 470 se încălzesc mai mult atunci când tensiunea de alimentare crește decât frecvența. De asemenea, tensiunea de alimentare a memoriei și, de fapt, a controlerului de memorie, nu poate fi mai mică decât tensiunea de alimentare a cipului grafic, adică din stările 5 la 7 ale procesorului, tensiunea de pe cip nu va scădea sub 1. volt. În plus, așa cum s-a scris deja mai sus, dacă intenționați să creșteți frecvența procesorului, trebuie să comutați „Controlul tensiunii” în modul manual, altfel placa video va crește automat tensiunea, iar acest lucru va duce la un consum și mai mare de energie.
Înainte de a începe să modificăm ceva, rulăm teste folosind MSI Afterburner și HWiNFO pentru a monitoriza frecvența GPU-ului. Dacă sunt resetate în mod constant la sarcini mari, aceasta înseamnă că, cel mai probabil, placa video depășește constant limita permisă de consum de energie. Mulți producători, jucând în siguranță, subestimează inițial foarte mult consumul de energie. În acest caz, trebuie „Limitarea consumului de energie” măriți această limită trăgând glisoarele spre dreapta. Tabelul de mai jos prezintă valorile aproximative ale consumului maxim de energie programat în BIOS de către producători, pe baza cărora puteți estima cât de mult ați crescut limita.
placi video RX 470:
Asus Strix -95W
MSI Gaming X - 150W
Sapphire Nitro+ - 130W
Sapphire Nitro+OC - 130W
Gigabyte G1 Gaming – 105 W
PowerColor Red Devil – 110 W
XFX - 92W/89W/92W/87W
placi video RX 480:
Asus Dual - 99W
Asus Strix – 130W
MSI Gaming X - 180W
Sapphire Nitro+ OC- 145W/140W/150W
Gigabyte G1 Gaming – 127W
Red Devil - 110W/150W/165W
XFX - 110W/115W
Dacă placa video are un conector de alimentare cu 8 pini, atunci, teoretic, sarcina poate ajunge până la 255 de wați. Dar acesta este un maxim teoretic o limită de 180 de wați va fi suficientă.
După aceasta, este indicat să jucați jocuri (rețineți că nu trebuie să vă limitați la rularea benchmark-urilor și a tot felul de programe de testare, și anume reale jocuri) solicitant pe placa video cu monitorizarea frecventei GPU. Dacă frecvența nu este resetată și nu există microînghețari, atunci puteți începe să faceți overclock. În caz contrar, este mai bine pentru dvs. să obțineți o funcționare stabilă a plăcii video, unde, pe lângă creșterea consumului de energie, puteți face și un downvolt (puteți citi mai jos ce este acesta), iar în cazurile mai ales clinice, sacrificați performanța prin reducerea frecvența maximă de funcționare a procesorului grafic.
La overclocking în secțiunea GPU, creștem treptat frecvența, verificând cu teste de stabilitate. De obicei, cu o tensiune de alimentare standard de 1.500 volți, RX 480 atinge cu ușurință o frecvență de 1.360 megaherți, iar prin creșterea tensiunii la 1.750, ajunge la 1.400 megaherți. Facem același lucru cu memoria, analizând numărul de erori în HWiNFO la un moment dat. În medie, memoria poate funcționa la o frecvență de 2150 - 2200 megaherți. Dar rețineți că atunci când frecvența crește, timpul crește automat, ca urmare, memoria poate funcționa și mai lent decât la frecvența standard; Puteți modifica timpul doar prin editarea BIOS-ului plăcii video, dar acesta este un subiect separat de discuție.
În ceea ce privește RX 470, situația cu overclockarea cipului este similară cu RX 480, dar potențialul de overclocking al memoriei depinde de producător. Cea mai bună memorie Samsung este considerată a fi Sapphire RX 470 Nitro+, care atinge cu ușurință o frecvență de 2000 megaherți.
Pentru downvoltage, sau mai simplu spus, reducerea tensiunii, pentru a reduce încălzirea și consumul de energie al plăcii grafice, reducem tensiunea pe cipul grafic și pe memorie, facem teste, găsim valoarea minimă la care totul va funcționa stabil, fără artefacte și accidente de șofer. În cazul meu, RX 480 la o frecvență de 1290 MHz funcționează excelent cu o tensiune de alimentare de 1,090 volți, iar în medie tensiunea de alimentare a memoriei poate fi redusă cu 0,1-0,05 volți.
După ce ați selectat frecvențele optime pentru cipul grafic și tensiune, merită să aveți grijă de ventilatoare. Adică, trebuie să selectați o viteză de rotație, astfel încât totul să nu facă mult zgomot, în timp ce temperatura chipului grafic și a sistemului de alimentare să fie la o valoare acceptabilă. Procesorul grafic poate funcționa în siguranță la 80 de grade Celsius, iar sursa de alimentare la 95-100 de grade Celsius, dar este mai bine să setați temperatura țintă a cipului la 70-75 de grade, la care, pe plăcile video de la majoritatea producătorilor, nu veți auzi sistemul de răcire, chiar și la sarcini foarte mari. În ceea ce privește încălzirea circuitelor de putere, găsiți experimental o valoare a vitezei ventilatorului, astfel încât temperatura să nu depășească 80-85 de grade.
Înainte de a începe să experimentați cu overclockarea unei plăci video folosind WattMan, trebuie să închideți (sau cel puțin să resetați totul la valorile implicite) utilități terță parte, cum ar fi MSI Afterburner, cu puterea cărora puteți modifica tensiunea și frecvența cipului grafic. dacă nu doriți ca programul să nu se închidă cu o eroare sau tensiunea, frecvența sau viteza ventilatorului plăcii video au fost setate incorect.
PS Articolul este în continuă schimbare și editat, dacă găsiți erori, scrieți despre ele în comentarii.
În viața de zi cu zi, descriem sunetul prin, printre altele, volumul și înălțimea acestuia. Dar din punct de vedere al fizicii, o undă sonoră este o vibrație periodică a moleculelor mediului, care se propagă în spațiu. Ca orice undă, sunetul se caracterizează prin amplitudinea, frecvența, lungimea de undă etc. Amplitudinea arată cât de puternic se abate un mediu vibrant de la starea sa „liniștită”; Ea este cea care este responsabilă pentru volumul sunetului. Frecvența ne spune de câte ori pe secundă are loc vibrația și cu cât frecvența este mai mare, cu atât înălțimea sunetului pe care îl auzim este mai mare.
Valorile tipice ale volumului și frecvenței sunetului, care se găsesc, de exemplu, în standardele tehnice și caracteristicile dispozitivelor audio, sunt adaptate la urechea umană, ele sunt în intervalul de volum și frecvență care este confortabil pentru oameni. Astfel, un sunet cu un volum peste 130 dB (decibeli) provoacă durere, iar o persoană nu va auzi deloc o undă sonoră cu o frecvență de 30 kHz. Cu toate acestea, pe lângă aceste limitări „umane”, există și limite pur fizice ale volumului și frecvenței undei sonore.
Sarcină
Estimați volumul maxim și frecvența maximă a unei unde sonore care se poate propaga în aer și apă în condiții normale. Descrieți în termeni generali ce se va întâmpla dacă încercați să emiteți sunet peste aceste limite.
Cheie
Amintiți-vă că volumul, măsurat în decibeli, este o scară logaritmică care arată de câte ori presiunea dintr-o undă sonoră (P) este mai puternică decât o presiune de prag fixă P 0 . Formula de conversie a presiunii în volum este următoarea: volum în decibeli = 20 lg(P/P 0), unde lg este logaritmul zecimal. Se obișnuiește să se ia P0 = 20 μPa ca presiune de prag în acustică (în apă, este acceptată o valoare de prag diferită: P0 = 1 μPa). De exemplu, sunetul cu o presiune P = 0,2 Pa depășește P 0 de zece mii de ori, ceea ce corespunde unui volum de 20 lg(10000) = 80 dB. Astfel, limita sonore rezultă din presiunea maximă posibilă pe care o poate crea o undă sonoră.
Pentru a rezolva problema, trebuie să încercați să vă imaginați o undă sonoră cu o presiune foarte mare sau o frecvență foarte mare și să încercați să înțelegeți ce limitări fizice apar.
Soluţie
Să găsim mai întâi limita de volum. În aer calm (fără sunet), moleculele zboară haotic, dar în medie densitatea aerului rămâne constantă. Când sunetul se propagă, pe lângă mișcarea haotică rapidă, moleculele experimentează și o deplasare lină înainte și înapoi cu o anumită perioadă. Din această cauză, apar zone alternante de condensare și rarefiere a aerului, adică zone de înaltă și joasă presiune. Această abatere a presiunii de la normă este presiunea acustică (presiunea într-o undă sonoră).
În regiunea rarefării, presiunea scade la P atm - P. Este clar că într-un gaz trebuie să rămână pozitivă: presiunea zero înseamnă că în această regiune la un moment dat nu există particule deloc și nu poate. fi mai puțin decât asta. Prin urmare, presiunea acustică maximă P pe care o poate crea o undă sonoră în timp ce sunetul rămâne este exact egală cu presiunea atmosferică. P = P atm = 100 kPa. Ea corespunde unei limite teoretice de volum egală cu 20 lg (5 10 9), care dă aproximativ 195 dB.
Situația se schimbă ușor dacă vorbim despre propagarea sunetului nu într-un gaz, ci într-un lichid. Acolo presiunea poate deveni negativă - asta înseamnă pur și simplu că încearcă să întindă și să rupă mediul continuu, dar datorită forțelor intermoleculare poate rezista la o astfel de întindere. Totuși, în ceea ce privește ordinul de mărime, această presiune negativă este mică, de ordinul unei atmosfere. Luând în considerare o valoare diferită pentru P 0, aceasta oferă o limită teoretică pentru zgomotul în apă de aproximativ 225 dB.
Acum primim limita de frecvență a sunetului. (De fapt, aceasta este doar una dintre limitele posibile ale frecvenței; vom menționa altele în postfață.)
Una dintre proprietățile cheie ale sunetului (spre deosebire de multe alte unde mai complexe) este că viteza acestuia este practic independentă de frecvență. Dar viteza undei leagă frecvența ν (adică timpul la a-a periodicitate) cu lungimea de undă λ (periodicitatea spațială): c = ν·λ. Prin urmare, cu cât frecvența este mai mare, cu atât lungimea de undă a sunetului este mai scurtă.
Frecvența undei este limitată de caracterul discret al substanței. Lungimea unei unde sonore nu poate fi mai mică decât distanța tipică dintre molecule: la urma urmei, o undă sonoră este o descărcare de condensare a particulelor și nu poate exista fără ele. Mai mult, lungimea de undă trebuie să fie de cel puțin două sau trei dintre aceste distanțe: la urma urmei, trebuie să includă atât zone de condensare, cât și zone de rarefacție. Pentru aer în condiții normale, distanța medie dintre molecule este de aproximativ 100 nm, viteza sunetului este de 300 m/s, deci frecvența maximă este aproximativ 2 GHz. În apă, scara discretității este mai mică, aproximativ 0,3 nm, iar viteza sunetului este de 1500 m/s. Aceasta dă o limită de frecvență de aproximativ o mie de ori mai mare, de ordinul a câțiva teraherți.
Să discutăm acum ce se întâmplă dacă încercăm să emitem un sunet care depășește limitele găsite. O placă solidă scufundată într-un mediu, pe care un motor o mișcă înainte și înapoi, este potrivită ca emițător de unde sonore. Din punct de vedere tehnic, este posibil să se creeze un emițător cu o amplitudine atât de mare încât la maximum să creeze o presiune mult mai mare decât presiunea atmosferică - pentru aceasta este suficient să miști placa rapid și cu o amplitudine mare. Totuși, atunci în faza de vid (când placa se mișcă înapoi) va exista pur și simplu un vid. Astfel, în loc de un sunet foarte puternic, o astfel de placă va fi „tăiată O„respirați aerul” în straturi subțiri și dense și aruncați-le înainte. Nu se vor putea propaga prin mediu - atunci când se ciocnesc cu aerul nemișcat, îl vor încălzi brusc, vor genera unde de șoc și se vor prăbuși ei înșiși.
Se poate imagina o altă situație, când un emițător acustic oscilează cu o frecvență care depășește limita găsită a frecvenței sunetului. Un astfel de emițător va împinge moleculele mediului, dar atât de des încât nu le va oferi șansa de a forma o vibrație sincronă. Ca rezultat, placa va transfera pur și simplu aleatoriu energie către moleculele care se apropie, adică va încălzi pur și simplu mediul.
Postfaţă
Considerarea noastră a fost, desigur, foarte simplă și nu a ținut cont de numeroasele procese care au loc în materie, care limitează și propagarea sunetului. De exemplu, vâscozitatea face ca o undă sonoră să se atenueze, iar rata acestei atenuări crește rapid cu frecvența. Cu cât frecvența este mai mare, cu atât gazul se mișcă mai repede înainte și înapoi, ceea ce înseamnă că energia este transformată mai repede în căldură din cauza vâscozității. Prin urmare, într-un mediu prea vâscos, ultrasunetele de înaltă frecvență pur și simplu nu vor avea timp să zboare nicio distanță macroscopică.
Un alt efect joacă, de asemenea, un rol în atenuarea sunetului. Din termodinamică rezultă că prin compresie rapidă gazul se încălzește, iar cu expansiune rapidă se răcește. Acest lucru se întâmplă și într-o undă sonoră. Dar dacă gazul are o conductivitate termică mare, atunci cu fiecare oscilație, căldura va curge din zona fierbinte în zona rece, slăbind astfel contrastul termic și, în cele din urmă, amplitudinea undei sonore.
De asemenea, merită subliniat faptul că toate restricțiile găsite se aplică lichidelor și gazelor în condiții normale; se vor schimba dacă condițiile se schimbă semnificativ. De exemplu, volumul maxim teoretic depinde în mod evident de presiune. Prin urmare, în atmosfera planetelor gigantice, unde presiunea este semnificativ mai mare decât presiunea atmosferică, este posibil un sunet și mai puternic; invers, într-o atmosferă foarte rarefiată, toate sunetele sunt inevitabil tăcute.
În sfârșit, să menționăm încă o proprietate interesantă a ultrasunetelor de foarte înaltă frecvență atunci când se propagă în apă. Se pare că atunci când frecvența sunetului depășește semnificativ 10 GHz, viteza sa în apă se dublează aproximativ și este aproximativ comparabilă cu viteza sunetului în gheață. Aceasta înseamnă că unele procese rapide de interacțiune între moleculele de apă încep să joace un rol semnificativ atunci când oscilează cu o perioadă mai mică de 100 de picoseconde. Relativ vorbind, apa capătă o oarecare elasticitate suplimentară la astfel de intervale de timp, ceea ce accelerează propagarea undelor sonore. Motivele microscopice ale acestui așa-numit „sunet rapid”, totuși, au fost înțelese