Причина этого заключается в том, что звук достигает левого и правого уха с небольшой задержкой, а точнее, со сдвигом фаз. Поскольку длина волны звука достаточно велика, оба уха обычно получают одну и ту же волну, но разные ее части — фазы.
Физика звука? Что такое громкость? Разбор
Сегодня вы узнаете, на что следует обратить внимание при выборе музыкальной акустики. Почему мощность измеряется в ваттах и децибелах? А что измеряется в фононах?
Если вы когда-нибудь выбирали музыкальные колонки, то наверняка испытывали трудности, особенно если вы не являетесь экспертом в области аудио. И хорошо, если вы можете послушать колонки в магазине, но если вы не можете, откуда вы знаете?
Чем больше ватт, тем громче, верно? Но громкость в децибелах…
Интенсивность звука в децибелах или ваттах, частотный диапазон — что все это значит? А если вы спросите о соотношении сигнал/шум? И это не значит, что звук — дело вкуса.
Насколько хорошо звучат музыкальные колонки? Насколько сильны басы? Способна ли колонка сделать комнату, дом или целый район громче? Почему и как мы слушаем, и как производители учитывают это и воплощают в советы. Сегодня мы выясним, как выбрать лучшие колонки для вас.
А поможет нам в этом небольшая портативная Bluetooth колонка JBL Partybox 310.
Что такое звук?
Для начала давайте вкратце вспомним уроки физики и что такое звук. Это механическая вибрация, распространяющаяся в воздухе, в жидкости или даже в твердом теле в виде волн. Но для нас звук — это, по большей части, просто вибрация давления в воздухе.
Давление меняется, наша барабанная перепонка улавливает эти изменения, и мы слышим звук!
Чем сильнее меняется давление, тем громче звук. Казалось бы, все просто. Но именно здесь физика начинает смешиваться с человеческими чувствами, и все становится сложнее.
От чего зависит громкость звука
Вам будет интересно узнать об этом: Функции и основные направления деятельности классного руководителя: понятие, методы обучения детей, цели и задачи педагога.
Эта величина зависит от частоты звука и длины волны, звукового давления и энергии звукового потока. Но сначала о главном.
От чего зависит интенсивность звука? Из физики давно известно, что интенсивность звука зависит от свойств волны. Чем быстрее вибрирует источник звука, тем выше частота волны и тем короче ее длина. Высокочастотные звуки мы называем тихими, воспринимаем их как неощутимые. Из-за короткой длины волны мы можем слышать их только на небольшом расстоянии. Низкочастотные звуки называются резкими, мы воспринимаем их как громкие и слышим на большом расстоянии.
Акустическое давление и звуковой поток
От чего зависит громкость звука? Помимо свойств волн, она также зависит от звукового давления. Это давление выше атмосферного и создается вибрирующим телом. Когда источник звука движется с большой амплитудой и низкой частотой, давление резко возрастает.
Давление порождает энергию звукового потока. Эта величина измеряется в Вт/м2 и показывает, сколько кинетической энергии проходит через поверхность за одну секунду. Чем выше давление, тем интенсивнее поток.
Восприятие громкости
Прежде всего, значение децибела. Все думают, что он имеет отношение к громкости звука. На самом деле дБ — это универсальная величина, которая относится к значениям в очень больших диапазонах. Поскольку децибелы отображаются на логарифмической шкале, их формула представляет собой логарифм отношения двух величин. То есть логарифм показывает не то, насколько громким является звук, а то, на сколько порядков он сильнее базового уровня.
Например, утверждение «громкость звука 30 дБ» означает, что громкость звука в 1 000 раз превышает порог слышимости человека. Но опять же, все не так просто. Изменение давления воздуха измеряется в децибелах, но наше восприятие интенсивности звука измеряется другой величиной — уровнем фона!
Начнем с того, что все мы по-разному слышим частоты. Чувствительность нашего уха к разным частотам сильно отличается. Поэтому громкость имеет большее отношение к нашим ощущениям, чем к давлению.
Фон (греческая речь)
Фоном служат кривые громкости, основанные на средних впечатлениях нормально слышащих людей в возрасте от 18 до 25 лет. На это есть даже ГОСТ, стандарт ISO 226. Так что не волнуйтесь — все официально. Люди тестировались с промытыми ушами.
Шкала фонов отличается от шкалы децибел тем, что соотносит значения яркости с чувствительностью человеческого слуха на разных частотах.
Например, тон с частотой 1000 Гц воспринимается с 0 децибел, что в точности соответствует порогу слышимости. С другой стороны, тон частотой 20 Гц можно услышать только на уровне около 80 децибел.
По этой причине басовые колонки нуждаются в больших и мощных динамиках для воспроизведения низких частот. JBL Partybox 310 имеет два таких динамика диаметром 176 мм каждый. А вот высокие частоты, естественно, берут на себя два динамика с меньшим диаметром — 65 мм.
Кстати, с этими кривыми есть интересный момент. Если построить на графике звуки разных языков, то кажется, что наш язык попадает точно в промежуток графика — примерно от 250 до 5000 герц. То есть, конечно, у нас есть некий аппаратный усилитель для речи. И свистящие звуки мы слышим громче. Поэтому они нас и беспокоят.
Во-вторых, мы не воспринимаем громкость звуков линейно. Мы различаем тихие звуки гораздо лучше, чем громкие.
По этой причине шкала громкости, которую мы обычно называем децибелами, не линейная, а логарифмическая. Это означает, что если мы увеличим громкость в 10 раз, то получим +10 дБ, а если в 100 раз, то +20 дБ. Это объясняет, почему разница в децибелах между громкой музыкой в 110 децибел и шумом ружья (200 дБ) не кажется такой уж большой. Хотя мы знаем, что громкое ружье может быть произведено даже при 100 децибелах, все зависит от выбора композиции.
Ватты
Итак, мы выяснили, что такое громкость и ее восприятие. Но как узнать, насколько громкими будут колонки и достаточно ли их громкости, чтобы сотрясти нужную комнату?
Этот вопрос не менее сложен. Колонки никогда не указывают громкость в децибелах. Но они указывают мощность в ваттах. В технических характеристиках JBL Partybox 310, например, вы найдете указание, что общая выходная мощность составляет 240 Вт RMS.
Что это значит? Ну, существуют различные типы выходной мощности.
Важно обратить внимание на буквы RMS — они означают Rated Maximum Sinusoidal Power или Rated Maximum Sinusoidal. Проще говоря, динамик может работать в течение часа с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения. Это его фактический предел мощности. В принципе, именно эту цифру приводят все приличные производители.
Но поскольку предполагается, что колонка будет работать больше часа, мы должны рассчитать другое значение, которое называется просто синусоидальной мощностью. Это мощность, при которой динамик может работать неограниченное время без ущерба для него. Обычно она на 25% меньше, чем среднеквадратичное значение.
Получается, что наш монстр может выдавать около 180 Вт! Кстати, важный момент: часто на дешевых колонках указывают всякие запредельные значения мощности типа 1000 Вт, но не RMS, а PMPO — не путать с PIMP.
PMPO — Максимальная музыкальная выходная мощность. Это еще один метод определения выходной мощности. Проблема, однако, в том, что это мощность, которую динамик может выдержать в течение 1-2 секунд. Поэтому будьте осторожны с цифрами мощности, которые вам продают.
JBL Partybox 310 имеет 240 RMS или около 180 ватт чистой мощности. Но это слишком много или слишком мало?
Посмотрите, например, на маленькую, но мощную JBL Charge: 30 Вт RMS. Этого достаточно, чтобы наполнить звуком небольшую комнату площадью до 20 квадратных метров.
240 Вт RMS достаточно, чтобы заполнить весь спортзал, а учитывая, что здесь есть Bluetooth 5.1 и вы можете подключить вторую колонку, чтобы они работали вместе, вы можете устроить концерт.
В общем, эта колонка способна на многое. Звук можно передавать не только через Bluetooth, но и через вход AUX, а также подключить USB-накопитель и менять треки прямо на колонке или через специальное приложение Partybox.
Вы можете слушать музыку и управлять освещением через одно и то же приложение: существует целый ряд вариантов освещения. Можно даже установить караоке — для этого есть микрофонные входы. У JBL также есть микрофон — PBM100. Он довольно простой, но разработан специально для серии Party Box. Он имеет кардиоидную диаграмму направленности, поэтому слышен только голос, без окружающего шума.
Также имеется целый ряд звуковых эффектов прямо на динамике. Настоящая мобильная караоке-система. Колонка, конечно, тяжелая, но у нее есть ручка, как у чемодана, и колесики — очень практично. И самое главное: она водонепроницаема, IPX4. Это значит, что вы можете установить ее даже на открытом воздухе.
Кстати, емкость аккумулятора составляет 72 Вт*ч. Этого достаточно для 5 часов работы при включении музыки на полную громкость, в экстремальных условиях, например, на улице при низкой температуре, можно рассчитывать на 2-3 часа работы. А в режиме спокойного отдыха колонка может проработать до 18 часов.
Громкость, звуковое давление — пределы и ориентиры
Объем не так прост. Она относительна. Подумайте об этом, ведь абсолютной тишины не существует. То есть, она существует в природе, но когда вы попадаете в такое место, это становится пыткой — вы слышите, как громко бьется сердце, как звенит в ушах, — но тишина все равно исчезает.
Поэтому звуковое давление измеряется относительно определенного нулевого уровня в децибелах (дБ), используя логарифмические единицы, поскольку логарифмическая шкала лучше соответствует природе слуха. Чтобы немного углубить теорию, нам нужно вспомнить эмпирически обоснованный закон Вебера-Фехнера из психофизиологии, который описывает работу органов чувств. Согласно этому закону, интенсивность ощущений от раздражителя прямо пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя. В случае со звуком это амплитуда (размах) колебаний.
Если мы установим порог слышимости в ноль децибел (все еще нет тишины!), то шелест листьев дает 10 дБ, поезд метро — 100 дБ, истребитель в метафорическом полете — 125 дБ, и не намного меньше, кстати, произнесла маленькая девочка, выигравшая конкурс крика в США. На дискотеке громкость может достигать 130 дБ. При этом 120 дБ уже болезненны, а 180 дБ могут привести к летальному исходу.
Разница примерно в шесть децибел воспринимается нами как удвоение громкости. Добавление трех децибел к низкой частоте требует удвоения амплитуды источника звука, но не каждый слушатель это воспринимает! Таковы парадоксальные на первый взгляд факты.
Поведение звука
Вооружившись некоторыми знаниями, их всегда можно предсказать. Звук может отразиться от поверхности, быть поглощенным ею или проникнуть сквозь нее. Но каждый выбор является лишь частичным. Отражение звука создает эффект эха, который звукорежиссеры также называют реверберацией. Это сложный процесс. В каждом помещении есть своя реверберация, несколько ревербераций, со своим видом затухания, с определенными частотными характеристиками. Реверберация затухает потому, что часть звука в конечном итоге поглощается стенами.
Однако, если увеличить громкость звука, соседи начнут ударяться о стены через определенное время (которое линейно зависит от интенсивности в дБ), в зависимости от выбранного звукового давления. Это означает, что мы установили, что часть звука проникает через стену. Правильный баланс между всеми этими характеристиками является очень важным параметром для получения приятного звука.
Например, резонанс должен быть оптимальным. Если резонанса мало, мы говорим, что помещение слишком сильно поглощает звук. Если реверберации слишком много — вы слышали это на вокзале — то разборчивость звука страдает. Существуют определенные критерии правильной среды прослушивания, о которых мы писали, например, в этой статье.
Еще одним источником акустического негатива являются предметы, которые резонируют. Допустим, кристалл в стеклянном футляре. И если все эти факторы находятся в равновесии — поздравляем, мы находимся в акустически приятном помещении!
Качественная звуковоспроизводящая аппаратура и ее главный компонент — акустические системы — звучат в таких помещениях особенно хорошо.
Подробнее об этом ниже
