АЧХ, длительность, осознание.

Монотонную и скучную информацию вы не сможете воспринимать долго, а если подача информации оригинальная или конкретная информация интересна вам, то вы без труда сможете слушать и воспринимать значительно дольше. А если нет,  то едва запомните и строчку, а то и вообще закроете источник через минуту. То же самое относится и к образам. В конечном итоге ваш интерес определяется подсознанием, т.е. всем вашим опытом, который к тому же еще и структурирован особым образом, а эмоции - это лишь признак (индикатор) того, заходит информация или нет. В данной рубрике речь пойдет исключительно об  амплитудно-частотных характеристиках информации воспринимаемой через слух и зрение.

1. Звук. Свойства и характеристики звука:

Звук (колебания с частотой 16-20000 Гц ): 5 (см. рис. АЧХ зрения и слуха)

Звук малой мощности: 2 (менее 20 Дб)
Звук средней мощности: 5 (20 – 90 Дб)
Звук большой мощности: 8 (более 90 Дб)

• низкочастотные – с малым числом колебаний (не выше 300 Гц);
• среднечастотные – звуки, колеблющиеся с частотой 300-3 000 Гц;
• высокочастотные – с числом колебаний, превышающим 3 000 Гц.

Длительность звука

Для определения этой характеристики звука необходимо измерить продолжительность колебаний тела, которое издает звук. Музыкальный звук длится от 0,015-0,02 с. до нескольких минут. Самый длинный звук издает орган. Подробнее о принципе длительности и одновременности.

Громкость (мощность), интенсивность. звучания

Громкость измеряется в децибелах (дБ). Мощность, интенсивность - так называют энергию, которая передается звуковой волной за промежуток времени через какую-либо поверхность. От интенсивности напрямую зависит другая характеристика – громкость. Ее определяет амплитуда колебания в звуковой волне. Относительно восприятия человеческими органами слуха выделяют порог слышимости – минимальную интенсивность, доступную для восприятия человеком. Предел, за которым ухо не может воспринимать интенсивность звуковой волны без болевых ощущений, называется порогом болевого ощущения. Также он зависит от звуковой частоты.

Спектр – это распределение звуковой волны по частотам на гармонические колебания. Человеческое ухо воспринимает звук в зависимости от частот, которые составляют звуковую волну. Музыкальный звук имеет несколько тонов:

1. Основной – тон, который соответствует минимальной частоте из общего частотного набора для конкретного звука.
2. Обертон – тон, соответствующий всем остальным частотам. Есть гармонические обертоны с частотами, кратными частоте основного тона.

Тембр

Иначе его называют окраской звука. На тембр влияют несколько факторов: устройство источника звука, материал, размер и форма. тембр меняется благодаря различным музыкальным эффектам. В музыкальной практике это свойство влияет на выразительность произведения. тембр придает мелодии характерного звучания.

Инфразвуки, у которых частота менее 16 Гц, а также ультразвуки (выше 20 000 Гц) человеческие органы слуха не воспринимают. ВОЗ установила, что человек может безопасно слушать любой звук с громкостью не выше 85 дБ на протяжении 8 часов

Инфразвук (колебания с частотой ниже 16 Гц): 1, 4, 7  (см. рис. АЧХ зрения и слуха)

Инфразвук малой мощности: 1 
Инфразвук средней мощности: 4 
Инфразвук мощный: 7 (180-190 Дб – смертелен),  

Ультразвук (колебания с частотой выше 20 000 Гц): 3, 6, 9.(см. рис. АЧХ зрения и слуха)  

Ультразвук малой мощности: 3
Ультразвук средней мощности: 6
Ультразвук большой мощности: 9

Особенность инфразвуковой волны – возможность проходить сквозь различные среды, поскольку атмосфера, вода или земная кора плохо ее поглощают. Поэтому она распространяется на большие расстояния. Источниками волны в природе бывают землетрясения, сильные ветры, извержения вулканов. Благодаря специальным приборам, улавливающим такие волны, можно предугадать появление цунами, определить эпицентр землетрясения. Есть также техногенные источники инфразвука: турбины, двигатели, подземные и наземные взрывы, оружейные выстрелы.

У ультразвуковых волн есть уникальное свойство: они образовывают направленные пучки подобно свету. Их хорошо проводят жидкости и твердые тела, плохо – газы. Чем выше у ультразвука частота, с тем большей интенсивностью он распространяется. Некоторые животные обладают способностью воспроизводить ультразвук – это  летучие мыши, дельфины и грызуны.

Электромагнитные микро- и радиоволны:

Для электромагнитных волн с частотой ниже 300 ГГц существуют достаточно монохроматичные источники, излучение которых пригодно для амплитудной и частотной модуляции, поэтому, распределение частот в этой области всегда имеет в виду задачи передачи сигналов.
от 30 ГГц до 300 ГГц — микроволны.
от 3 ГГц до 30 ГГц — сантиметровые волны (СВЧ).
от 300 МГц до 3 ГГц — дециметровые волны.
от 30 МГц до 300 МГц — метровые волны.
от 3 МГц до 30 МГц — короткие волны.
от 300 кГц до 3 МГц — средние волны.
от 30 кГц до 300 кГц — длинные волны.
от 3 кГц до 30 кГц — сверхдлинные (мириаметровые) волны.

Амплитудная и частотная модуляция (АМК и ЧМК).

Предположим, что вы не понимаете, что означает мяуканье котенка и поскуливание щенка, тем не менее, вы можете оценить эмоциональное состояние этих субъектов. Жалобно они скулят или мяукают, или, напротив, они находятся в комфортном состоянии. Если некто захочет, то он может промодулировать речь какого-либо субъекта, например, человека, с помощью другого маломощного процесса, например жалобным мяуканьем котенка. Вопрос: если модулирующий процесс настолько маломощный, что оказывается за пределами слышимости человека, будет ли он оказывать воздействие на слушателя?

2. Цвет и свет.

Видимый свет — электромагнитные волны с частотой и длиной, которые определяют его цвет. Длину волны света принято измерять в нанометрах. 1 нанометр (нм) — единица измерения длины, равная одной миллиардной доле метра (10^-9м). В одном миллиметре содержится миллион нанометров. Частоту колебаний измеряют в герцах (Гц). 1 Гц — это одно колебание в секунду. Видимый свет — это лишь малая часть электромагнитного излучения Солнца, включающего радио- и микроволновое, инфракрасное, видимое (от 380 до 740 нанометров), ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение. У радиоволнового излучения длины волн — от нескольких дециметров до нескольких километров, а у гамма-лучей длина волны составляет сотые и тысячные доли нанометра. Видимый свет испускается не только Солнцем, но и другими источниками — лампами, пламенем костра, раскалённым куском металла 

Люди и животные видят большой спектр электромагнитного излучения. Большинство людей и животных, например, реагируют на видимый свет, а некоторые животные — еще и на ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Способность различать цвета — не у всех животных — некоторые, видят только разницу между светлыми и темными поверхностями. Наш мозг определяет цвет так: фотоны электромагнитного излучения попадают в глаз на сетчатку и, проходя через нее, возбуждают колбочки, фоторецепторы глаза. В результате по нервной системе передается сигнал в мозг. Кроме колбочек, в глазах есть и другие фоторецепторы, палочки, но они не способны различать цвета. Их назначение — определять яркость и силу света.

Самая короткая длина волны видимого света — 380 нанометров. Это фиолетовый цвет, за ним следуют синий и голубой, затем зеленый, желтый, оранжевый и, наконец, красный. Белый свет состоит из всех цветов сразу, то есть, белые предметы отражают все цвета. Это можно увидеть с помощью призмы. Попадающий в нее свет преломляется и выстраивается в полосу цветов в той же последовательность, что в радуге. Эта последовательность — от цветов с самой короткой длиной волны, до самой длинной. Зависимость скорости распространения света в веществе от длины волны называется дисперсией.

Радуга образуется похожим способом. Капли воды, рассеянные в атмосфере после дождя, ведут себя так же как призма и преломляют каждую волну. Цвета радуги настолько важны, что во многих языках существуют мнемоника, то есть прием запоминания цветов радуги, настолько простой, что запомнить их могут даже дети. Многие дети, говорящие по-русски, знают, что «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан». Некоторые люди придумывают свою мнемонику, и это — особенно полезное упражнение для детей, так как, придумав свой собственный метод запоминания цветов радуги, они быстрее их запомнят.

Свет, к которому человеческий глаз наиболее чувствителен — зеленый, с длиной волны в 555 нм в светлой среде и 505 нм в сумерках и темноте. Различать цвета могут далеко не все животные. У кошек, например, цветное зрение не развито. С другой стороны, некоторые животные видят цвета намного лучше, чем люди. Например, некоторые виды видят ультрафиолетовый и инфракрасный свет. [3]

Инфракрасный свет.

У змей, в отличие от людей, не только зрительные рецепторы, но и чувствительные органы, которые реагируют на инфракрасное излучение. Они поглощают энергию инфракрасный лучей, то есть реагируют на тепло. Некоторые устройства, например приборы ночного видения, также реагируют на тепло, выделяемое инфракрасным излучателем. Такие устройства используют военные, а также для обеспечения безопасности и охраны помещений и территории. Животные, которые видят инфракрасный свет, и устройства, которые могут его распознавать, видят не только предметы, которые находятся в их поле зрения на данный момент, но и следы предметов, животных, или людей, которые находились там до этого, если не прошло слишком много времени. Например, змеям видно, если грызуны копали в земле ямку, а полицейские, которые пользуются прибором ночного видения, видят, если в земле были недавно спрятаны следы преступления, например, деньги, наркотики, или что-то другое. Устройства для регистрации инфракрасного излучения используют в телескопах, а также для проверки контейнеров и камер на герметичность. С их помощью хорошо видно место утечки тепла. В медицине изображения в инфракрасном свете используют для диагностики. В истории искусства — чтобы определить, что изображено под верхним слоем краски. Устройства ночного видения используют для охраны помещений.

Ультрафиолетовый свет.

Некоторые рыбы видят ультрафиолетовый свет. Их глаза содержат пигмент, чувствительный к ультрафиолетовым лучам. Кожа рыб содержит участки, отражающие ультрафиолетовый свет, невидимый для человека и других животных — что часто используется в животном мире для маркировки пола животных, а также в социальных целях. Некоторые птицы тоже видят ультрафиолетовый свет. Это умение особенно важно во время брачного периода, когда птицы ищут потенциальных партнеров. Поверхности некоторых растений также хорошо отражают ультрафиолетовый свет, и способность его видеть помогает в поиске пищи. Кроме рыб и птиц, ультрафиолетовый свет видят некоторые рептилии, например черепахи, ящерицы и зеленые игуаны (на иллюстрации).

Человеческий глаз, как и глаза животных, поглощает ультрафиолетовый свет, но не может его обработать. У людей он разрушает клетки глаза, особенно в роговице и хрусталике. Это, в свою очередь, вызывает различные заболевания и даже слепоту. Несмотря на то, что ультрафиолетовый свет вредит зрению, небольшое его количество необходимо людям и животным, чтобы вырабатывать витамин D. Ультрафиолетовое излучение, как и инфракрасное, используют во многих отраслях, например в медицине для дезинфекции, в астрономии для наблюдения за звездами и другими объектами и в химии для отверждения жидких веществ, а также для визуализации, то есть для создания диаграмм распространения веществ в определенном пространстве. С помощью ультрафиолетового света определяют поддельные банкноты и пропуска, если на них должны быть напечатаны знаки специальными чернилами, распознаваемыми с помощью ультрафиолетового света. В случае с подделкой документов ультрафиолетовая лампа не всегда помогает, так как преступники иногда используют настоящий документ и заменяют на нем фотографию или другую информацию, так что маркировка для ультрафиолетовых ламп остается. Существует также множество других применений для ультрафиолетового излучения.

Смешивание цветов.

Белый цвет можно получить не только сложением семи цветов. В 1807 году Т. Юнг 9анг. Физик заметил, что белый цвет можно получить сложением трех спектральных цветов - красного, зеленого и синего. Это можно увидеть в театре или в цирке, наблюдая за тремя лучами прожектора (красный, синий, зеленый). В результате оптического сложения этих лучей получится белый цвет. В зависимости от того, в каких пропорциях складывать эти цвета можно получить разнообразные цвета и их оттенки, но красный, зеленый и синий цвета нельзя получить смешением других цветов. Поэтому эти три цвета были названы основными. На сложении этих трех цветов основаны цветное кино, цветное телевидение, цветная фотография.