Природа звука и способы его сохранения
Также опубликовано здесь: https://zen.yandex.ru/media/electromozg/priroda-zvuka-i-sposoby-ego-zapisi-i-hraneniia-5db83a1b2fda8600b05ce289
Звук - это наше ощущение очень частых (примерно от 16 единиц до 20 тысяч, а иногда и 22 тысяч в секунду) колебаний барабанной перепонки в ухе, преобразованное нашим мозгом в нечто, что мы ощущаем, как звук. Барабанная перепонка колеблется из-за воздействия на неё столь же частых сотрясений воздуха, образующихся от дребезжания различных предметов (например, музыкальных инструментов), находящихся на некотором удалении от нас. Я бы подыскал для звучания музыкальных инструментов другое слово, но именно «дребезжание», на мой взгляд, лучше всего настраивает человека на правильное понимание физики этого процесса.
Предметы дребезжат, толкают своей поверхностью воздух, образуя последовательности чередующегося повышенного и пониженного давления воздуха, и эти волны долетают до нашего уха, колебля барабанную перепонку.
Замечу, что волна, которая доходит до нашего уха, получается сложением всех других волн от всех инструментов оркестра. При этом складываются и области повышенного давления (гребни волн), и области пониженного давления (провалы между гребнями). Если область повышенного давления накладывается на область пониженного давления (волны не совпали по фазе), они взаимоуничтожаются либо полностью, при совпадении их величин, либо частично. Таким образом, до уха доходит как бы одна суммарная волна очень сложной формы. Именно она и записывается на музыкальные носители. Например, форма этой волны с точностью повторяется рельефом дорожки грампластинки.
Чтобы записать звук, можно использовать как аналоговый, так и цифровой способ. Аналоговый способ - это когда дребезжание предмета моделируется, например, рельефом дорожки грампластинки. Иголка, прыгая по рельефу дорожки, колеблется в точности так же, как колебался записываемый дребезжащий предмет.
В патефоне это колебание иголки механическим способом передавалось на дребезжание металлической пластины с большой поверхностью, которая под воздействием иголки колебалась в точности как записываемый дребезжащий предмет, а значит, и звучала так же. Вот и всё.
В электрическом проигрывателе всё точно так же, только для передачи дребезжания от иголки к колеблющейся пластине используется не непосредственный механический контакт, а посредник в виде электричества. Поскольку с током можно проделывать всё, что угодно, появилась гибкая возможность управления звуком, например, усиление громкости записанного дребезжания.
Иголка, дребезжа, передаёт дребезг радиодетали, которая при сдавливании меняет своё электрическое сопротивление. В результате электрический ток, протекающий через эту деталь, как бы дребезжит так же, как и иголка, быстро-быстро становясь то меньше, то больше. Этот ток, как я уже сказал выше, можно сколь угодно усилить в усилителе.
Этот усиленный дребезжащий ток передаётся по проводам на нужное расстояние и пропускается сквозь магнитную катушку, приклеенную к картонке (динамик). Когда ток увеличивается, катушка динамика под воздействием увеличения магнитного поля притягивается к стоящему рядом постоянному магниту, увлекая за собой и приклеенную картонку, а при уменьшении отдаляется, возвращая картонку на прежнее место. Напомню, что это происходит быстро-быстро, и картонка начинает дребезжать так же, как ток, то есть, так же, как изначально дребезжал записываемый предмет, а значит, она будет издавать и такой-же звук. Вот и всё.
Цифровой способ - это всё точно так же, только вместо грампластинки и дорожки с рельефом, повторяющим дребезг звучащего предмета, используется записанная где-нибудь на флешке последовательность цифр, которая повторяет этот дребезг в цифровой форме. Условно, чем больше цифра, тем сильнее была записываемая звуковая волна. При воспроизведении, последовательность цифр специальной радиодеталью преобразуется в соответствующую каждой цифре силу тока. Дребезжащий ток передаётся по проводам на нужное расстояние, и описанным ранее способом заставляет колебаться динамик в колонке, генерируя нужные звуковые волны. Вот и всё.
Звук - это наше ощущение очень частых (примерно от 16 единиц до 20 тысяч, а иногда и 22 тысяч в секунду) колебаний барабанной перепонки в ухе, преобразованное нашим мозгом в нечто, что мы ощущаем, как звук. Барабанная перепонка колеблется из-за воздействия на неё столь же частых сотрясений воздуха, образующихся от дребезжания различных предметов (например, музыкальных инструментов), находящихся на некотором удалении от нас. Я бы подыскал для звучания музыкальных инструментов другое слово, но именно «дребезжание», на мой взгляд, лучше всего настраивает человека на правильное понимание физики этого процесса.
Предметы дребезжат, толкают своей поверхностью воздух, образуя последовательности чередующегося повышенного и пониженного давления воздуха, и эти волны долетают до нашего уха, колебля барабанную перепонку.
Замечу, что волна, которая доходит до нашего уха, получается сложением всех других волн от всех инструментов оркестра. При этом складываются и области повышенного давления (гребни волн), и области пониженного давления (провалы между гребнями). Если область повышенного давления накладывается на область пониженного давления (волны не совпали по фазе), они взаимоуничтожаются либо полностью, при совпадении их величин, либо частично. Таким образом, до уха доходит как бы одна суммарная волна очень сложной формы. Именно она и записывается на музыкальные носители. Например, форма этой волны с точностью повторяется рельефом дорожки грампластинки.
Чтобы записать звук, можно использовать как аналоговый, так и цифровой способ. Аналоговый способ - это когда дребезжание предмета моделируется, например, рельефом дорожки грампластинки. Иголка, прыгая по рельефу дорожки, колеблется в точности так же, как колебался записываемый дребезжащий предмет.
В патефоне это колебание иголки механическим способом передавалось на дребезжание металлической пластины с большой поверхностью, которая под воздействием иголки колебалась в точности как записываемый дребезжащий предмет, а значит, и звучала так же. Вот и всё.
В электрическом проигрывателе всё точно так же, только для передачи дребезжания от иголки к колеблющейся пластине используется не непосредственный механический контакт, а посредник в виде электричества. Поскольку с током можно проделывать всё, что угодно, появилась гибкая возможность управления звуком, например, усиление громкости записанного дребезжания.
Иголка, дребезжа, передаёт дребезг радиодетали, которая при сдавливании меняет своё электрическое сопротивление. В результате электрический ток, протекающий через эту деталь, как бы дребезжит так же, как и иголка, быстро-быстро становясь то меньше, то больше. Этот ток, как я уже сказал выше, можно сколь угодно усилить в усилителе.
Этот усиленный дребезжащий ток передаётся по проводам на нужное расстояние и пропускается сквозь магнитную катушку, приклеенную к картонке (динамик). Когда ток увеличивается, катушка динамика под воздействием увеличения магнитного поля притягивается к стоящему рядом постоянному магниту, увлекая за собой и приклеенную картонку, а при уменьшении отдаляется, возвращая картонку на прежнее место. Напомню, что это происходит быстро-быстро, и картонка начинает дребезжать так же, как ток, то есть, так же, как изначально дребезжал записываемый предмет, а значит, она будет издавать и такой-же звук. Вот и всё.
Цифровой способ - это всё точно так же, только вместо грампластинки и дорожки с рельефом, повторяющим дребезг звучащего предмета, используется записанная где-нибудь на флешке последовательность цифр, которая повторяет этот дребезг в цифровой форме. Условно, чем больше цифра, тем сильнее была записываемая звуковая волна. При воспроизведении, последовательность цифр специальной радиодеталью преобразуется в соответствующую каждой цифре силу тока. Дребезжащий ток передаётся по проводам на нужное расстояние, и описанным ранее способом заставляет колебаться динамик в колонке, генерируя нужные звуковые волны. Вот и всё.