Thế giới âm thanh

Thế giới âm thanh

Âm thanh ở đó để được nghe. Có thể nhìn thấy anh ấy được không? Hóa ra là có thể. Điều này được mô tả đầy đủ chi tiết trong một trong các chương của cuốn sách “Âm thanh” của G. Chadd.

Gần đây, đã xuất hiện các thiết bị có khả năng phân tách bất kỳ âm thanh nào, kể cả lời nói của con người, thành các thành phần cấu thành của chúng và sau đó ghi lại chúng theo một cách nào đó (trên giấy ảnh, trên màn hình của ống tia âm cực, v.v.). Kết quả là một quang phổ âm thanh, một loại mô hình giọng nói của con người.

Nhưng tại sao lại sử dụng một mô hình khi công nghệ ghi âm hiện đại có thể lưu giữ giọng nói của bất kỳ người nào trong nhiều năm và tái tạo theo ý muốn? Chưa hết, chúng ta không thể thiếu mô hình hóa nếu muốn học cách phân tích lời nói của con người và sau đó tổng hợp nó. Ví dụ, điều này là cần thiết để đưa một máy tính điện tử, vốn đã trở thành một thuộc tính quen thuộc trong cuộc sống của chúng ta, vào ngôn ngữ của con người.

Máy tính hiện đại có thể làm được nhiều việc nhưng chúng không thể nói chuyện. Họ phải viết các nhiệm vụ bằng một mã đặc biệt và nhập chúng vào máy bằng bàn phím, thẻ đục lỗ hoặc băng từ; Họ cũng cung cấp kết quả dưới dạng văn bản. Và sẽ đơn giản hơn, thuận tiện hơn và hiệu quả hơn biết bao khi nói chuyện với một cỗ máy bằng ngôn ngữ bình thường của con người!

Một cái gì đó theo hướng này đã được thực hiện. Đã xuất hiện các thiết bị có thể “nhận dạng” một số lượng nhỏ các từ đơn âm tiết riêng lẻ được nói bởi một người. Hãy xem có bao nhiêu hạn chế: các từ phải đơn âm tiết, được phân tách bằng dấu ngắt; giọng nói phải thuộc về một người nào đó, và quan trọng nhất là chỉ có một vài từ. Năm 1950, một trong những thiết bị đầu tiên như vậy được sản xuất ở Mỹ; nó “nhận ra” mười con số mà “chủ nhân” đã nói với anh qua điện thoại với độ chính xác gần như một trăm phần trăm. Tuy nhiên, khi một người khác thực hiện tất cả những điều này theo các quy tắc tương tự, độ chính xác của thiết bị giảm xuống 50%. Tất nhiên, trong một phần tư thế kỷ qua, máy nhận dạng giọng nói đã tiếp tục được cải thiện, nhưng vấn đề vẫn còn lâu mới đạt được lời giải.

Dải tần mà tai chúng ta cảm nhận được (từ khoảng 20 hertz đến 20 kilohertz) không bao phủ toàn bộ phạm vi rung động âm thanh. Phía trên dải này là vùng siêu âm, bên dưới là vùng hạ âm. Rất nhiều điều thú vị được nói về những âm thanh “không nghe được” trong cuốn sách của G. Chadd.

Những người yêu thích xiếc - cả người lớn và đặc biệt là trẻ em - thường ngạc nhiên trước những chú chó toán học có thể đếm, cộng số và thực hiện các phép tính số học khác. Tôi nghĩ mình sẽ không nản lòng khi đến thăm rạp xiếc nếu tiết lộ một bí mật (tuy nhiên, đây không còn là bí mật nữa): không phải con chó có khả năng toán học mà là người huấn luyện nó. Anh ta ra lệnh cho con chó bằng cách sử dụng một chiếc còi siêu âm giấu trong túi, âm thanh của nó nằm ngoài phạm vi nhạy cảm của tai người, nhưng những con chó có thể nghe rõ. Lĩnh vực ứng dụng của còi siêu âm đầu tiên, do Galton người Anh phát minh ra cách đây gần một trăm năm, vào năm 1883, hóa ra lại rất bất thường. Ngày nay, siêu âm được sử dụng trong nhiều ngành khoa học và công nghệ cũng như trong y học. Hãy chỉ đưa ra một vài ví dụ.

Siêu âm là một máy rửa chén tuyệt vời và không gặp sự cố, nó không chỉ rửa trái cây và đĩa mà còn loại bỏ bụi bẩn công nghệ khỏi các bộ phận thu nhỏ của cơ chế đồng hồ, “làm mới” đồng xu cổ, chuẩn bị dụng cụ phẫu thuật cho phẫu thuật và làm sạch động cơ máy bay.

Cho đến gần đây, thực tế họ vẫn chưa biết cách hàn các bộ phận bằng nhôm. Như bạn đã biết, trong không khí, nhôm được bao phủ bởi một lớp màng oxit và không có chất trợ dung nào có thể hòa tan nó cho đến khi họ sử dụng… sóng siêu âm, thứ có thể xé toạc lớp giáp nhôm của nó. Giống như hàn, hàn siêu âm cũng đã trở nên không thể thiếu trong thiết bị điện tử, với sự trợ giúp của các vật liệu khác nhau như germanium và đồng được kết nối một cách đáng tin cậy.

Hạ âm cũng là mối quan tâm lớn của khoa học và thực tiễn. Họ bắt đầu nghiên cứu nó trong Thế chiến thứ nhất, nhưng sau đó đã quên mất nó trong nửa thế kỷ. Chỉ trong thập kỷ qua người ta mới quan tâm trở lại đến sóng hạ âm.

Theo quy luật, sóng hạ âm là nhạc đệm của tiếng ồn thông thường; nó xảy ra trong quá trình vận hành động cơ máy bay và tàu thủy, khi ô tô di chuyển với tốc độ cao, trong xưởng luyện kim và các xưởng ồn ào khác. Nó cũng xảy ra trong tự nhiên, kèm theo các vụ phun trào núi lửa, động đất, bão dữ dội và lốc xoáy. Có lẽ sóng hạ âm cảnh báo động vật về mối nguy hiểm sắp xảy ra của một thảm họa thiên nhiên. Hóa ra, dưới tác động của lượng lớn sóng hạ âm, con người cảm thấy đau tai, buồn nôn, mất khả năng làm việc, bộ máy tiền đình bị rối loạn và theo một số dữ liệu, thậm chí còn xảy ra rối loạn khả năng tâm thần và tâm lý.

Cuốn sách “Âm thanh” đề cập đến một vấn đề khác không thể bỏ qua. Hai chương cuối của cuốn sách tràn ngập sự lo lắng, bắt đầu bằng những dòng chữ:

“Kể từ khi cuộc cách mạng công nghệ mang lại cho nhân loại những nguồn năng lượng mới với sức mạnh chưa từng có, con người bắt đầu bằng cách nào đó đối xử với hành tinh của mình một cách không kinh tế. Những cái giá phải trả của tiến bộ kỹ thuật hiện rõ ở từng bước:…bãi ô tô rỉ sét; sông hồ chết dần vì rác thải công nghiệp; thậm chí không khí chúng ta hít thở cũng bị ô nhiễm bởi khói thoát ra từ hàng nghìn ống khói của các công xưởng, xí nghiệp và khí thải của hàng triệu ô tô… Tuy nhiên, có một kẻ đồng hành còn nham hiểm hơn là phát triển công nghiệp, nguy hiểm hơn cho con người. hơn là chất thải gây ô nhiễm - đây là tiếng ồn.”

Tiếng ồn ảnh hưởng đến một người, hiệu suất, tâm trạng và tâm lý của anh ta. Hiện nay, những nỗ lực đang được thực hiện để hệ thống hóa tiếng ồn từ quan điểm tác động của chúng đối với con người, các thang đo khác nhau đang được phát minh, các hệ số thực nghiệm đang được đưa ra, máy phân tích tiếng ồn đang được phát triển, v.v. Nhưng ngay cả khi không có công thức toán học, rõ ràng là bất kỳ tiếng ồn nào cũng phải được tích cực chống lại, hoặc tốt hơn nữa là không tạo ra tiếng ồn nếu có thể. Đây là một lĩnh vực rộng lớn dành cho nghiên cứu chung của các nhà vật lý, nhà địa vật lý, nhà khí tượng học, bác sĩ, nhà tâm lý học

Tất cả điều này được mô tả trong cuốn sách của G. Chadd. Về điều này và nhiều hơn thế nữa, đến mức bạn tự hỏi làm thế nào tác giả có thể đưa một lượng thông tin khổng lồ như vậy vào hai trăm trang khổ nhỏ? Các đặc điểm vật lý của âm thanh và các khía cạnh tâm sinh lý trong nhận thức của nó, kiến ​​trúc của các phòng hòa nhạc và thành phố, kỹ thuật ghi âm thanh nổi và các nhạc cụ điện, siêu âm và ảnh ba chiều âm thanh… Bạn có thể liệt kê mọi thứ không? Bài trình bày ngắn gọn nhưng không có nghĩa là tóm tắt: các thiết bị cụ thể được mô tả, các sự kiện và ví dụ thú vị được đưa ra, đồng thời có rất nhiều bức ảnh. Cuốn sách vừa thú vị vừa hữu ích cho những ai muốn tìm hiểu các vấn đề của âm học hiện đại.