Высота звука

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Высота звука — свойство звука, определяемое человеком на слух и зависящее в основном от его частоты, т. е. от числа колебаний среды (обычно воздуха) в секунду, которые воздействуют на барабанную перепонку. С увеличением частоты колебаний растёт высота звука.[1] В первом приближении субъективная высота звука пропорциональна логарифму частоты — согласно закону Вебера-Фехнера. Звук, обладающий определённой высотой, в музыке называется тоном.[2]

Основные сведения[править | править вики-текст]

Высота звука — субъективное качество слухового ощущения, наряду с громкостью и тембром, позволяющее располагать все звуки по шкале от низких к высоким. Для чистого тона она зависит главным образом от частоты (с ростом частоты высота звука повышается), но при субъективном восприятии также и от его интенсивности — при возрастании интенсивности высота звука кажется ниже[3]. Высота звука со сложным спектральным составом зависит от распределения энергии по шкале частот.

Единицами измерения высоты звука в музыке являются тон, полутон, цент.

Также высоту звука измеряют в мелах — шкале высот, разность между которыми слушатель воспринимает как равную. Тону с частотой 1 кГц и звуковым давлением 2·10−3 Па приписывают высоту 1000 мел; в диапазоне 20 Гц — 9000 Гц укладывается около 3000 мел. Измерение высоты произвольного звука основано на способности человека устанавливать равенство высот двух звуков или их отношение (во сколько раз один звук выше или ниже другого).

Измерение[править | править вики-текст]

Высота звука измеряется по относительной шкале: октавы, внутри октав — ноты. Октава — это музыкальный интервал, соответствующий отношению частот двух звуков, равному 2. (То есть для ноты с тем же названием в следующей октаве частота, выраженная в герцах, будет ровно в 2 раза выше, чем в текущей октаве).

Внутри октавы наименьший музыкальный интервал — полутон (музыкальный интервал между двумя ближайшими нотами в октаве, приблизительно соответствующий отношению частот двух звуков, равному \sqrt[12]{2}. «Приблизительно», потому что в природе ноты внутри октавы расположены неравномерно (см. Пифагорейский строй, комма).

Соответствие нот в октавах конкретным частотам (в герцах) задаётся стандартами.

Интересные факты[править | править вики-текст]

Во всём диапазоне значений высот их получить можно с помощью интервалов между короткими импульсами, например одиночными отсчётами интенсивности в дискретном времени t = ndt, где dt =5,2 мкс, что соответствует частоте дискретизации 192000 Гц. Воздействие на слуховую систему дискретное, а восприятие высоты непрерывное.

В любом тональном звуке можно понижать его высоту путём уменьшения усиления либо в чётных, либо в нечётных периодах. При усилении равном нулю высота звука понизится в два раза. Для дальнейшего понижения высоты можно увеличивать интервал между периодами.

Менять высоту звука в широких пределах можно различными интервалами между моментами изменения фаз давления, то есть между пиками временной функции сигнала.


Звук с кажущейся постоянно повышающейся или понижающейся высотой — один из видов акустических иллюзий — называется тоном Шепарда.

Частотные сигналы сложного спектра без основной частоты (первой гармоники в спектре) называются резидуальными. Восприятие высоты частотного сигнала совпадает с восприятием высоты резидуальной версии такого же сигнала. [4][5]

Сопоставление нот и высоты звука в герцах[править | править вики-текст]

Ноты/Гц Субконтр (0) Контр (1) Большая (2) Малая (3) Первая (4) Вторая (5) Третья (6) Четвертая (7) (Пятая) (8) (Шестая) (9) (Седьмая) (10)
C (До) 16,35 32,70 65,41 130,82 261,63 523,25 1046,5 2093 4186 8372 16744
C♯ (До♯) 17,32 34,65 69,30 138,59 277,18 554,36 1108,7 2217,4 4434,8 8869,6 17739,2
D (Ре) 18,35 36,95 73,91 146,83 293,33 587,32 1174,6 2349,2 4698,4 9396,8 18793,6
D♯ (Ре♯) 19,40 38,88 77,78 155,56 311,13 622,26 1244,5 2489 4978 9956 19912
E (Ми) 20,60 41,21 82,41 164,81 329,63 659,26 1318,5 2637 5274 10548 21096
F (Фа) 21,83 43,65 87,31 174,62 349,23 698,46 1396,9 2793,8 5587,6 11175,2 22350,4
F♯ (Фа♯) 23,12 46,25 92,50 185 369,99 739,98 1480 2960 5920 11840 23680
G (Соль) 24,50 49 98 196 392 784 1568 3136 6272 12544 25088
G♯ (Соль♯) 25,96 51,90 103,80 207 415,30 830,60 1661,2 3322,4 6644,8 13289,6 26579,2
A (Ля) 27,50 55 110 220 440 880 1760 3520 7040 14080 28160
A♯ (Ля♯) 29,14 58,26 116,54 233,08 466,16 932,32 1864,6 3729,2 7458,4 14916,8 29833,6
B (Си) 30,87 61,74 123,48 246,96 493,88 987,75 1975,5 3951 7902 15804 31608

Примечания[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  • Газарян С. В мире музыкальных инструментов: Кн. для учащихся ст. классов. — 2-е изд. — М.: Просвещение, 1989. — 192 с.: ил.

См. также[править | править вики-текст]