020 Естественные моды.

Опубликовано adminn -

Хотя жесткая граничная поверхность изменяет направление распространения набегаю­щей звуковой волны, она не меняет ее фазы, а поэтому фазу отраженной волны можно рас­считать из суммарного расстояния, которое прошла волна от своего источника. Если это сум­марное расстояние, разделенное на длину волны, дает целое число, то фаза волны в начале и в конце ее пути совпадает. Когда две граничные поверхности расположены параллельно друг другу, то звуковая волна отражается от одной из них в направлении другой, затем в обрат­ном направлении, и так много раз до тех пор, пока не рассеется ее энергия. Если расстояние между граничными поверхностями таково, что «круговой оборот» волны - от источника к первой поверхности, ко второй поверхности и назад к источнику - равен целому числу длин волны, то возвращающаяся волна будет такой же по фазе, что и исходящая волна, а значит будет ее усиливать. Это явление называется резонансом. Резонансы могут также возникать вследствие отражения от множества поверхностей, причем необходимое условие для этого состоит в том, чтобы звуковая волна в конечном итоге возвращалась в исходную точку с той же фазой, с какой она была в самом начале. Можно только представить себе, насколько вели­ко - в самом обычном помещении - количество всевозможных отражательных комбинаций, в результате которых волны возвращаются в исходную точку, а отсюда - и всю совокупность частот, которые будут создавать резонансы. И впрямь, теоретически число возможных резо­нансов в любом помещении бесконечно.

Как мы уже говорили, если в помещении ничто - даже стены - не поглощает энергию зву­ковой волны, то короткий одиночный звуковой импульс, излученный источником, будет распространяться по комнате непредсказуемо. Из того бесконечного числа всевозможных направлений, по которым волна может идти, усиливаются только те, которые соответствуют резонансным частотам, заложенным в импульсе; все остальные направления движения вол­ны быстро затухают. И вот, спустя немного времени полученное в результате звуковое поле будет представлять собой не что иное, как сумму возбужденных резонансов. Эти вот резо­нансные направления называются естественными модами помещения, а резонансные часто­ты - естественными частотами, или «айген-тонами» помещения. И те, и другие определяют­ся исключительно геометрией помещения (немецкое слово «eigen» означает «собственный», т.е. «айген-тоны» - это собственные, конкретные, естественные резонансные частоты поме­щения, иначе называемые «основными тонами»).