imagazin arrow2-left arrow2-right arrow2-top arrow-up arrow-down arrow-left arrow-right cart close dossiers education fb instagram menu notification oander rss rss-footer search service shuffle speech-bubble star store stores tests twitter youtube

Промена на батерија по намалена цена!

Направи резервација и промени ја батеријата за 1.990 МКД.

Слушаш музика? Тогаш исто така си и математичар!


Вие само ги ставате AirPods во ушите, притискате Play и музиката тече. Тривијална секојдневна работа што се случува со неверојатна биолошка и физиолошка позадина. Но, што точно слушаме, и уште поважно, како?

Ова е првата статија од серијалот каде што ќе истражиме што значи да се биде аудиофил, без разлика дали тие навистина постојат или не, дали навистина можеме да ги слушнеме разликите што ги слушаат. Додека да стигнеме тука, ќе испитаме како нашиот слух и интересно како нашата перцепција функционира во широка смисла и неколку други работи.

Звук

Прво, да почнеме со она што е звук. Тој е во основа вибрациите на честички на флексибилен медиум (вообичаено воздухот, но како што знаеме, звукот може да се пренесе и во вода), и ширењето на оваа вибрација. Ова ширење, исто така, можеме да го наречеме бран.

Постојат два вида бранови. Еден од нив се нарекува попречен бран каде што вибрациите се создаваат нормално на правецот на бранот. На пример, брановите во морето се такви, каде што ако го погледнаме, ќе видиме дека молекулите на водата се движат нагоре и надолу “на едно место” (= во избалансирана положба), иако бранот постојано се движи кон брегот. Она што е уште поинтересно за нас сега е другиот тип на бранови, надолжниот бран, бидејќи звукот е сличен. Тука, насоката на вибрациите и бранот е иста.

Како што можете да видите на сликата погоре, кога брановите почнуваат, медиумот станува подебел и потенок на некои места. Идеално, оваа промена може да се опише со синусна функција каде што X оската стои за време, додека Y-оската се залага за нивото на дигресијата од балансираната состојба. Оваа втората се нарекува амплитуда. Очигледно ќе забележите поголем притисок на подебелите точки, додека помал притисок на оние со потенки. Звукот е во основа оваа флуктуација на притисокот во медиумот (што ние ќе сметаме дека е воздух од сега па натаму). Она што го восприемаме со нашите уши во основа е тоа што притисокот периодично се зголемува во споредба со нормалниот воздушен притисок.

SI мерната единица за притисок е Pascal (Pa). Колку е поголем овој акустичен притисок, толку погласно ќе го доживуваме звукот што треба да биде. Средниот притисок на морињата е 101,325 Pa. Изненадувачки е тоа што во споредба со ова, нашиот слушен лимит е 0.00002 Pa. Значи, ако се додаде 0.00002 Pa на ова 101.325 Pa, тоа го чувствуваме. Прагот на болка е 20 Pa (од тогаш, изворот на звукот се смета за болен), не многу над тоа што нашите ушни тапанчиња пукаат. Значи, ако притисокот ~ 100 илјади Pa постојано ги притиска нашите уши, и одеднаш се зголемува 20 Pa, започнуваат проблемите.

Во идеална ситуација, оваа промена на звучниот притисок во времето може да се опише со синусна функција. Затоа ги нарекуваме овие звуци чисти тонови, тон со синусен бран. Само идеално, бидејќи во реалноста честичките постојано се судираат едни со други и ја губат енергијата итн., Така што функцијата нема да изгледа така убаво, да не спомнуваме дека во природата нема такви звуци. Можеш да ги произведуваш, ајде да видиме како.

Јачината на звукот се одредува со тоа колку е висок притисокот додаден на просечниот притисок. Сепак, звукот има и висина, што е многу важно. Висината зависи од тоа колку често се повторува периодот на флуктуација на притисокот. Мерната единица за фреквенција е Херц (Hz). 1 Hz значи дека функцијата направила еден период во една секунда. Ова значи дека звучниот притисок се зголеми и потоа се намали во споредба со притисокот на воздухот, а потоа се претпоставува избалансирана состојба на крајот на периодот. На сликата погоре, можете да видите 5 HZ синусен звук, бидејќи може да сметате пет периоди во една секунда. Човечките уши можат да доживуваат звуци од 17 Hz до 20.000 Hz.

Чисти тонови ретко постојат во природата. Звуците се обично комплексни звуци и не можат да се опишат преку едноставни функции. Ајде да погледнеме на звучен притисок-време на функцијата на музичкиот сегмент од 0,02 секунди. Тоа е малку покомплицирано …

Сепак, теоремата на францускиот математичар Joseph Fourier вели дека сите комплексни (периодични) звуци може да се опишат како збир на конечен (или бесконечен) број на синусни бранови. Ова исто така значи и музички звуци кои се посебни во споредба со неправилни (бучни) звуци во таа фреквенција на синусните бранови е цел број повеќекратни. Ние ја нарекуваме компонентата со најмала фреквенција основен звук, додека другите компоненти (наречени тонови) се множители на тоа. Ова ќе биде важно подоцна.

Слух

Значи, ние треба некако да ги согледаме овие мали промени во притисокот што може да се повторат десет илјади пати во секунда. Ова е токму она што нашиот слух го прави со еден вид обратен инженерски метод. Во случај на звучник, изворот на звукот е мембрана која генерира вибрации (звук) со воздушните честички. Нашиот слух ги трансформира овие вибрации во стимул со многу сличен метод и биомембрана. Оваа биолошка мембрана е нашето тапанче што е способно да ги “прима” вибрациите на воздушните честички и почнува да се движи, исто како и мембраната кај изворот.

Тогаш вибрациите минуваат низ коските и кохлеата кон Кортиорниот орган во внатрешното уво, или, поточно, влакнести клетки. Тука се случува магијата. Овие влакнести клетки се поставени на различни точки на внатрешното уво и секоја област е одговорна за согледување на одредена фреквенција. Во зависност од структурата на синусниот бран што ја има звукот, различно влакнестите клетки ќе го доживуваат. Тука е создаден стимулот, тука го декодираме акустичниот знак.

Во суштина, ние спроведуваме Фуриева анализа кога обратуваме инженер сложен знак во деловите на синусниот бран. Сето ова го правиме постојано, за неколку секунди, десет илјади пати. Затоа во титулата рековме дека сме сите математичари. Најмалку нашиот мозок може да направи неколку трикови за кои никогаш не мислевме дека сме способни, особено кога не го гледаме во форма на такви формули.

Apple Inc. (AAPL)

Дали го прочита ова?

Воодушевен што сум повторно во Франција за да се сретнам со талентираниот тим во Марсеј.

Воодушевен што сум повторно во Франција за да се сретнам со талентираниот тим во Марсеј. - Кликнете овде!