ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 140
Скачиваний: 4
звукового кино, |
оптической, граммофонной и магнитной записи |
звука . |
|
З н а ч и т е л ь н у ю |
роль в развитии электроакустики, к а к самостоя |
тельной отрасли техники, сыграло то обстоятельство, что электро акустические аппараты и методы электроакустики нашли широкое применение в научном эксперименте, в различных технологических процессах в промышленности, мореплавании и в военной технике.
Вот некоторые примеры. В мореплавании |
используется эхолот,, |
с помощью которого с к о р а б л я посылается |
в воду вертикально |
вниз короткий звуковой импульс, измеряется время пробега этого
импульса до дна и возвращения отраженного эха. П о |
известной |
||||
скорости |
распространения звука |
в воде и • измеренному |
времени |
||
определяется |
глубина места. |
|
|
|
|
В шахтах |
и на производствах, |
где могут |
накапливаться вред |
||
ные или |
взрывоопасные газы, применяются |
акустические |
газоана |
лизаторы, определяющие наличие газов благодаря тому, что ско
рость звука |
в газах различного |
состава различна . В установках |
||
по |
обеспыливанию |
применяются |
мощные источники звуков высо |
|
ких |
частот, |
которые |
способствуют |
интенсивной коагуляции (слипа |
нию) частичек пыли и выпадению их из очищаемого газа. В геоло горазведке применяются приборы, создающие звуковые волны низ
ких частот в |
земной коре и у л а в л и в а ю щ и е |
их отражение . |
П о |
этим |
||||||||
о т р а ж е н и я м |
м о ж н о судить о |
расположении |
з а л е г а ю щ и х |
на |
боль |
|||||||
шой глубине |
слоев различных |
пород. Д л я |
|
обнаружения |
отдельных |
|||||||
взрывов большой силы как в |
атмосфере, |
т а к |
и в |
воде |
и |
под |
зем |
|||||
лей с л у ж а т |
электрические сейсмометры |
и |
приемники |
и н ф р а з в у к а |
||||||||
в воздухе и в воде. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
С помощью приемников д л я прослушивания звука в воде — гид |
||||||||||||
рофонов |
(пьезоэлектрический |
гидрофон был |
предложен |
Л а н ж е в е - |
||||||||
ном в 1918 |
г.) |
можно |
вести |
наблюдение |
|
за |
движением |
кораблей |
||||
на больших расстояниях по характерному |
шуму, |
создаваемому в |
||||||||||
воде их |
механизмами |
на ходу. Т а к как |
звук в |
« а д е |
распростра |
|||||||
няется |
с малым |
затуханием, |
с п о м о щ ь ю |
приборов, аналогичных |
радиолокаторам, только использующих |
звуковые излучатели и при |
||
емники, м о ж н о |
о б н а р у ж и т ь под водой |
различного |
рода препят |
ствия (косяки |
рыб, айсберги, подводные л о д к и ) . |
Р а д и о л о к а т о р |
|
для этих целей совершенно непригоден |
из-за сильного поглощения |
||
электромагнитных волн в воде. |
|
|
Существует много разновидностей электроакустических преоб разователей, используемых д л я ультразвуковых и вибрационных
технологических процессов, |
таких к а к ультразвуковая |
пайка, |
свар |
|||||||
ка, резание |
металлов и хрупких материалов, очистка |
поверхностей,, |
||||||||
стирка, обогащение пород и т. п. |
|
|
|
|
|
|
||||
Электроакустические |
а п п а р а т ы — микрофоны |
и |
виброметры — |
|||||||
составляют |
основу измерительных |
приборов, с л у ж а щ и х |
в |
произ |
||||||
водстве, |
на |
транспорте |
и в |
быту д л я контроля шумов |
и |
вибраций, |
||||
вредных |
д л я человеческого |
организма . Миниатюрные |
микрофоны |
|||||||
с усилителями и телефонами (или |
вибраторами, |
п р и с т а в л я е м ы м и |
8
к черепной |
кости |
человека), |
т а к |
н а з ы в а е м ы е |
слуховые |
протезы, |
|||||||||||
помогают восстановить слух у тугоухих людей. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Кварцевые |
пьезоэлектрические |
преобразователи — эталоны |
ча |
||||||||||||||
стоты — широко |
применяются |
д л я |
|
стабилизации |
частоты |
генери |
|||||||||||
руемых электрических |
колебаний в |
|
радиотехнических |
устройствах. |
|||||||||||||
Электромеханические |
|
фильтры, |
в |
которых электрические |
колеба |
||||||||||||
ния преобразуются |
в |
механические |
и, проходя |
через механическую |
|||||||||||||
резонансную |
систему, |
снова преобразуются в электрические, |
пред |
||||||||||||||
с т а в л я ю т |
собой |
очень |
эффективное |
устройство |
д л я |
разделения |
|||||||||||
близких по частоте |
колебаний. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Эти примеры свидетельствуют о том, что развитие и совершен |
|||||||||||||||||
ствование |
методов |
и |
аппаратов |
д л я |
электромеханического |
и элек |
|||||||||||
троакустического |
преобразования |
колебаний |
послужило |
основой |
|||||||||||||
для создания |
новой |
отрасли |
техники — технической акустики, |
тес |
|||||||||||||
но связанной с общим развитием |
|
современной |
промышленности, |
||||||||||||||
транспорта, |
военной |
техники, |
техники научного |
эксперимента. |
|
||||||||||||
З а м е т и м |
в |
заключение, что |
исследования |
в |
области |
физики |
|||||||||||
твердого |
тела |
в |
настоящее |
время |
|
распространились |
на |
в а ж н у ю |
|||||||||
с м е ж н у ю |
область — взаимодействие |
электрических |
и |
тепловых |
(электронных) колебаний, электромагнитных (световых) волн и весьма высокочастотных (101 0 —10" Г ц ) , н а з ы в а е м ы х часто гипер звуковыми, механических колебаний кристаллической решетки в твердых телах .
П о я в и л а с ь область так называемой квантовой акустики. В кван товой акустике рассмотрение коллективных колебаний атомов ре шетки и электронного газа и взаимодействия их с внешними элек тромагнитными полями ведется на основе квантовой теории твер дого тела . Одним из результатов этих исследований является соз дание электроакустических преобразователей гиперзвуковых ча стот и перспектива прямого усиления гиперзвуковых волн в полу
проводниковых |
к р и с т а л л а х |
б л а г о д а р я взаимодействию этих |
волн |
||||
с |
электронами |
проводимости |
в постоянном электрическом |
поле. |
|||
Эта область получила название акустоэлектроники. В данной |
кни |
||||||
ге |
вопросы |
акустоэлектроники |
не |
рассматриваются, т а к к а к |
она |
||
составляет |
самостоятельный |
раздел |
физической акустики. |
|
Глава 1
Краткие |
сведения |
|
по физиологической |
акустике |
|
1.1. У С Т Р О Й С Т В О СЛУХОВОГО |
О Р Г А Н А |
|
Ч Е Л О В Е К А |
|
|
Свойствами |
слухового восприятия человека в |
основном 'определяются требования к широкому классу электро акустических аппаратов: к телефонам, микрофонам, громкогово
рителям, звукоснимателям |
и |
рекордерам |
механической записи, к |
||||
а п п а р а т а м оптической |
и магнитной |
записи |
звука. Естественно, что |
||||
и электронная а п п а р а т у р а |
трактов |
звукоусиления, |
трактов радио |
||||
вещания и звукового сопровождения телевизионных программ |
так |
||||||
ж е проектируется на |
основе |
детального |
изучения |
свойств |
слуха |
||
человека. Исследования этих |
свойств, н а р я д у с исследованием |
ана |
томического строения слухового органа, имеют значительную ис
торию (более 100 лет) и в |
совокупности с исследованиями |
свойств |
|||
других органов |
чувств человека |
(в первую очередь зрения) |
состав |
||
л я ю т предмет |
науки, часто называемой «экспериментальная пси |
||||
хология» или «психофизиология |
восприятия» (слухового, |
зритель |
|||
ного и т. п.). |
|
|
|
|
|
П о существу, цель этих |
исследований — получить |
количествен |
|||
ное в ы р а ж е н и е |
реакций человека на звуковые, световые и другие |
||||
р а з д р а ж и т е л и . |
Только на |
основе количественных |
характеристик |
слуха м о ж н о сформулировать такие технические требования, к а к
диапазон частот громкоговорителей, необходимый |
д л я |
передачи |
музыки и речи, диапазон интенсивности звука, который |
соответст |
|
вовал бы звучанию естественных источников (голоса, |
м у з ы к а л ь н ы х |
инструментов), допустимые уровни интенсивности м е ш а ю щ и х зву ков при слушании концертных программ, лекций, телефонных со общений.
З н а н и е р я д а |
тонких свойств слуха необходимо и |
д л я |
понима |
||||
ния того, |
какие |
составляющие звуков речи я в л я ю т с я |
информатив |
||||
ными, к а к и е искажения сигнала, |
передаваемого электроакустиче |
||||||
скими т р а к т а м и , |
з а м е т н ы на слух |
и |
как это связывается |
с разбор |
|||
чивостью |
или с |
художественностью |
передачи. |
Наконец, |
слуховой |
||
а п п а р а т |
человека в целом с его |
механизмом |
передачи |
акустиче |
ских колебаний к нервным окончаниям слухового нерва, функцио нальной схемой слухового нерва и слуховых центров мозга пред-
10
с т а в л я е т собой некоторую, весьма совершенную, биологическую распознающую систему. Элементы этой системы могут оказаться полезным прототипом при создании искусственных акустических и
электронноакустических распознающих систем. |
|
|
||||
Слуховой орган человека (схематически показан |
на рис. 1.1) — |
|||||
приемник |
звуковых р а з д р а ж е н и й — состоит |
из трех |
частей: внеш |
|||
нее ухо, |
среднее |
ухо и внутреннее ухо. К внешнему |
уху |
относится |
||
у ш н а я раковина |
и слуховой |
проход, з а к а н ч и в а ю щ и й с я у |
б а р а б а н |
|||
ной перепонки. |
Среднее ухо |
представляет |
собой к а н а л , |
располо- |
Рис. 1.1. Орган слуха человека:
/ — ушная раковина; |
2 — слуховой проход; |
3 — молоточек; 4 — наковальня; |
5 |
—стремя; |
|||||
6 — один из полукружных каналов органа |
равновесия; |
7 — барабанная перепонка; |
8— оваль |
||||||
ное окно; 9 — круглое окно; |
10 — рейснерова |
мембрана; 11 — евстахиева |
труба; |
12 |
— вестибу |
||||
лярный ход; 13 — основная |
(базнлярная) |
мембрана; |
14 — средняя |
часть |
спирального хода; |
||||
15 — волосковые клеткн; |
IS — текториальная мембрана; |
17 — кортнев |
орган; IS — барабанный |
ход; 19 — слуховой нерв
11