Открыть сервисСервис

Диапазон — понятие и применение

Диапазон — это промежуток, разница между двумя крайними значениями величины, или совокупность значений, заключённых между минимальным и максимальным пределом. В широком смысле слово обозначает любую ограниченную полосу: в математике и физике — интервал чисел, в музыке — последовательность нот от самой низкой до самой высокой, в радиотехнике — участок частотной шкалы, в повседневной речи — круг возможностей или способностей человека.

Этимология

Русское слово «диапазон» пришло из немецкого Diapason, которое в свою очередь восходит к греческому διὰ πασῶν (χορδῶν) — «через все (струны)». Первоначально термин обозначал полный звукоряд, охватывающий все ноты октавы. В музыкальной теории XVIII века диапазоном называли полный набор звуков от самой низкой до самой высокой ноты инструмента или голоса. Затем значение слова расширилось и перенеслось на другие области: технику, математику, статистику, повседневный язык.

Диапазон в математике и статистике

В математике диапазон (также размах) — это разность между наибольшим и наименьшим значениями набора данных. Формула проста: R = Xmax − Xmin. Например, если температура за сутки колебалась от −5 °C до +7 °C, диапазон температур составляет 12 градусов.

В описательной статистике диапазон (range) является одним из простейших мер разброса. Он показывает, насколько разнообразны данные, но не учитывает распределение значений внутри интервала. Два набора данных с одинаковым диапазоном могут иметь совершенно разную структуру: например, {1, 5, 9} и {4, 5, 6} оба имеют диапазон 8, но во втором случае значения сконцентрированы вокруг середины.

В теории вероятностей и математическом анализе диапазоном называют интервал значений — множество чисел, заключённых между двумя точками. Говорят, например, «диапазон изменения переменной x от 0 до 10».

Диапазон в физике и технике

В физике диапазон — это участок шкалы измеряемой величины, в пределах которого работает прибор или существует явление. Диапазон измерений осциллографа — это интервал напряжений и частот, которые прибор способен отобразить. Диапазон радиоприёмника — участок частот, на который он настраивается.

Ключевые технические характеристики, выражаемые через диапазон:

Диапазон в музыке

В музыке диапазон — это количество звуков (обычно в полутонах или октавах) от самой низкой до самой высокой ноты, которые способны издать голос или инструмент. Диапазон мужского голоса-баса примерно составляет E2—E4 (две октавы), контральто — от F3 до A5. У скрипки диапазон около трёх октав, у фортепиано — более семи октав (A0—C8).

Термин «диапазон» также используется для обозначения музыкального ряда, охватываемого гармонией: например, «расширенный диапазон» в джазе подразумевает использование нетонических ступеней и хроматических аккордов.

Диапазон в повседневной речи

В переносном смысле «диапазон» означает круг, гамму чего-либо: набор возможностей, эмоций, тем. Выражения вида «широкий диапазон чувств», «диапазон задач», «весь диапазон услуг» означают, что речь идёт о большом разнообразии. В биологии диапазон ареала — территория распространения вида.

Диапазон в радиосвязи и телевидении

Радиочастотные диапазоны имеют международное обозначение буквами: VLF (очень низкие частоты), LF, MF, HF, VHF, UHF, SHF и так далее. Каждый диапазон обладает своими характеристиками распространения радиоволн. Волны HF (3—30 МГц) отражаются от ионосферы и позволяют вести связь на межконтинентальные расстояния; VHF и UHF распространяются преимущественно в прямой видимости и используются для FM-вещания, телевидения и сотовой связи.

В России распределением радиочастотных диапазонов занимается Государственная комиссия по радиочастотам (ГКРЧ), которая утверждает таблицы распределения полос для различных служб радиосвязи.

Интересные факты

  • Полный диапазон человеческого слуха у здорового молодого человека охватывает примерно 20 Гц — 20 кГц, но с возрастом верхняя граница снижается.
  • Диапазон фортепиано — 88 клавиш — был устоявшимся стандартом к концу XIX века; до этого инструменты имели и меньший, и больший диапазон.
  • В акустике термин «октава» означает удвоение частоты: каждый следующий диапазон вдвое выше предыдущего.

Источники

  • Большая российская энциклопедия
  • Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
  • Физический энциклопедический словарь
  • Словарь русского языка С. И. Ожегова
  • ГОСТ Р 52457-2005 «Акустика. Термины и определения»
Заметили ошибку или не согласны с информацией в статье? Напишите нам support@bfometr.ru