§ 25. Шумы

При многократном проигрывании пластинки игла проигрывателя портит звуковую дорожку, края ее крошатся, форма искажается и т. п. Результатом является шипение такой заигранной пластинки. Наличие трещин в пластинке дает щелчки при ее проигрывании. Таким образом, всякие неправильности звуковой дорожки, вызывающие мелкие и крупные скачки иглы, создают шум. Этот пример позволяет подметить основные черты, отличающие друг от друга музыкальные и шумовые колебания, хотя, конечно, резко разграничить их нельзя.

Музыкальный звук (ноту) мы слышим тогда, когда колебание периодическое. Например, такого рода звук издает струна рояля. Если одновременно ударить несколько клавиш, т. е. заставить звучать несколько нот, то ощущение музыкального звука сохранится, но отчетливо выступит различие консонирующих и диссонирующих нот. Консонансом называется приятное для слуха созвучие, а диссонансом — неприятное, «режущее слух». Оказывается, что консонируют те ноты, периоды которых находятся в отношениях небольших целых чисел. Например, консонанс получается при отношении периодов 2 : 3 (это созвучие называется в теории музыки квинтой), при 3 : 4 (кварта), 4 : 5 (большая терция) и т. д. Если же периоды относятся как большие числа, например 19 : 23. то получается диссонанс — музыкальный, но неприятный звук. Еще дальше мы уйдем от периодичности колебаний, если одновременно ударим по многим клавишам, положив для этого на клавиатуру линейку. Звук получится уже шумоподобным.

Для шумов характерна сальная непериодичность формы колебаний: либо это — длительное колебание, но очень неправильное, сложное по форме (шипение, скрип), либо же отдельные выбросы (щелчки, стуки). С этой точки зрения к шумам следует отнести и звуки, выражаемые согласными (шипящие, губные и т. д.). На рис. 45 показаны примеры осциллограмм и спектров шумовых колебаний.

Рис. 45. Спектр шума согласной «с» (а), бунзеновской горелки (б), пылесоса (в) и осциллограмма шума выхлопа мотора без глушителя (г) и с глушителем (д)

Во всех случаях шумовые колебания состоят из огромного количества гармонических колебаний с разными частотами. К этому мы и приближались по мере того, как увеличивали число одновременно ударяемых клавиш рояля.

Таким образом, у гармонического колебания спектр состоит из одной-единственной частоты. У периодического колебания спектр состоит из набора частот — основной и кратных ей. У консонирующих созвучий мы имеем спектр, состоящий из нескольких таких наборов частот, причем основные частоты относятся как небольшие целые числа. У диссонирующих созвучий основные частоты уже не находятся и таких простых отношениях. Чем больше в спектре разных частот, тем ближе мы подходим к шуму. Типичные шумы имеют спектры, в которых присутствует чрезвычайно много частот.