Кодзасов, Кривнова - Обща фонетика - Стр.58
а) слабо затихване
Примери за амортизиран Koles
Съвсем различна картина ще се наблюдава, ако краката на същия камертон се поставят във вода и се ударят по стеблото му. В този случай затихването се увеличава рязко, трептенето вече не може да се счита за периодично и синусоидално. Силно затихващите трептения са апериодични и имат непрекъснат спектър. В този случай максимумът на спектралната обвивка е разположен на честота, равна на собствената честота на трептенията, и далеч от тази честота амплитудата на обвивката пада толкова по-рязко, колкото по-ниско е затихването.
Описаните полярни случаи са показани на фиг. Клауза 11, където са дадени осцилограми и спектри на трептения с различна степен на затихване.
3. Свободни и принудени вибрации
Въз основа на фиг. 11 за камертон и неговия звуков изход може да се направи следното заключение, което се оказва валидно и за други случаи: колкото по-ниско е затихването, толкова по-рязка е спектралната обвивка на затихналите трептения, толкова повече вибрационна енергия ще бъде концентрирана в честотната област, определена от собствената честота на трептящата система (в границите, само при тази честота). Това обяснява избора на мярката за затихване, възприета във физиката. Тази мярка е ширината на спектралния пик, съответстваща на естествената честота на трептенията. Дефинира се от спектралната обвивка като областта на честотите от двете страни на естествената честота, чиято амплитуда е 70,7% или повече от амплитудата на спектралния максимум. Интензитетът на такива честоти е по-голям или равен на 1/2 от интензитета на спектралния максимум или, което е същото, се различава от него с по-малко от 3 dB.
Амортизирането е също толкова важнохарактеристика на трептителния процес, както и собствената честота на източника на звук. И двете характеристики определят поведението на източника на звук и звуковите вибрации, които създава, както в случай на свободни гасени вибрации, така и в случай на принудителни вибрации. Последното е особено важно за звуците на речта. Нека разгледаме принудените трептения.
3.3. Принудителни вибрации. Резонансно явление
Както видяхме, свободните вибрации постепенно губят първоначалната си енергия и изчезват. Въпреки това, затихването може да бъде предотвратено, ако енергията, загубена от трептящото тяло, периодично се попълва чрез въздействие върху него с външен периодичен източник на енергия.В този случай трептенията ще продължат толкова дълго, колкото действа външният периодичен източник на енергия. И така, люлката се люлее, стига да имаме достатъчно сила и желание да я люлеем. Такива трептения обаче вече няма да бъдат безплатни. Те възникват под действието на външна сила, независима от трептящото тяло, и затова се наричат принудителни
Външна периодична сила може да бъде по-специално друго осцилиращо тяло, включително осцилиращ въздух, т.е. звукови вибрации.
роден. Физическите параметри на принудителните трептения зависят не само от естеството на осцилиращото тяло, но и от характеристиките на движещата сила.
Опитът показва, че под въздействието на действаща периодична сила, трептящата система извършва принудени периодични трептения, като периодът (честотата) на принудителните трептения е равен на периода (честотата) на движещата външна сила. Амплитудата на принудените трептения зависи от амплитудата на външната сила, както и от това колко външна енергия се съобщава във времето със собствената честота на трептящото тяло. Последното обстоятелство е много важно. Ако във времето действа външна силасъс собствения период на трептене на тялото амплитудата на принудените трептения достига максималната възможна стойност. Всички знаем, че една люлка може да се залюлее силно, ако я бутнете (дори и много слабо) в момента, в който достигне максималното си люлеене. В този случай енергията, подадена отвън към осцилаторната система, се използва най-ефективно за поддържане на трептенията.
Феноменът на увеличаване на амплитудата на принудените трептения, когато периодът (честотата) на движещата сила се доближава до естествения период (честота) на трептящото тяло, се нарича резонанс. Ако тези периоди (честоти) съвпадат, се получава точен резонанс.
При точен резонанс амплитудата на принудените трептения достига възможно най-високата стойност. Конкретната стойност на тази стойност се определя от загубите на енергия в осцилаторната система, т.е. нейното затихване. Ако затихването на системата е малко, тогава амплитудата на резонансните трептения може да бъде много голяма, но вече при малка разлика между честотите на външната сила и осцилаторната система амплитудата на принудителните трептения рязко намалява. В този случай се казва, че трептящата система е остър резонатор. Ако затихването на системата е голямо, тогава амплитудата на резонансните трептения ще бъде сравнително малка и забележимо намаляване на амплитудата на принудителните трептения възниква само при големи несъответствия между честотата на външната сила и естествената честота на трептящата система. В този случай системата се държи като тъп резонатор.