W akustycznych jest gałąź fizyki badająca produkcji, przesyłania, magazynowania, odbioru i odtwarzania dźwięku; to znaczy szczegółowo bada fale dźwiękowe, które rozchodzą się przez materię, która może znajdować się w stanie gazowym, ciekłym lub stałym, ponieważ dźwięk nie rozchodzi się w próżni. Dźwięk jest podstawowym elementem akustyki i składa się z fal dźwiękowych, które powstają, gdy oscylacje ciśnienia powietrza są przekształcane w fale mechaniczne.
Co to jest akustyka
Spis treści
Jest to dziedzina fizyki, która bada produkcję i zachowanie podczas transmisji i przeznaczenia fal dźwiękowych, a także ich skład. Mówiąc o tym, czym jest akustyka, odnosi się również do badań fizycznych przestrzeni lub miejsc, w których rozchodzi się dźwięk, i ma wiele zastosowań na imprezach, studiach i przestrzeniach publicznych.
Również w muzyce termin ten jest rozumiany jako użycie instrumentów wytwarzających dźwięki akustycznie, pomijając elementy elektryczne lub elektroniczne, na przykład gitarę akustyczną.
Czym zajmuje się akustyka
Posiadają amplitudę (maksymalne i minimalne wartości w jej falowaniu), częstotliwość (liczbę oscylacji na sekundę lub powtórzeń), prędkość (czas, jaki upływa od chwili wygenerowania do jej odbiornika), długość (długość fali czyli jaka odległość istnieje między dwoma szczytami lub dolinami w nim), okres (czas trwania każdego cyklu do jego powtórzenia), amplituda (ilość energii sygnału, nie oznacza objętości), faza (położenie jednej fali względem drugiej) i moc (ilość energii akustycznej na czas na źródło).
Istnieją dwa rodzaje fal w zależności od sposobu, w jaki poruszają się w ośrodku: podłużne (ruch będzie równoległy do kierunku propagacji) i poprzeczne (ruch prostopadły do kierunku propagacji).
W ramach zjawiska akustycznego bada się nie tylko dźwięk łatwo odbierany przez ludzkie ucho, ale także infradźwięki i ultradźwięki. Infradźwięki są te częstotliwości dźwięku, które są niższe niż ludzkie ucho może dostrzec (20 Hz), ale dla niektórych zwierząt jest dość zauważalny i użycie jako komunikacji na duże odległości; podczas gdy ultradźwięki to fale, które są odbierane przez człowieka ponad słyszeniem, o częstotliwości około 20 000 Hz.
W niniejszym opracowaniu dźwięk stanowi transport energii w postaci wibracji, a jego prędkość będzie zależna od gęstości ośrodka i temperatury powietrza. Prędkość będzie wyższa w ciałach stałych i cieczach niż w mediach gazowych (powietrze). Prędkość dźwięku w powietrzu wynosi około 344 metrów na sekundę przy około 20º C, chociaż na każdy dodatkowy stopień Celsjusza temperatury prędkość fali akustycznej będzie wzrastać w tempie 0,6 m / s. W cieczach, a konkretnie w wodzie, prędkość będzie wynosić około 1440 m / s, podczas gdy w ciałach stałych, takich jak stal, będzie to około 5000 m / s.
Historia akustyki
Marco Vitruvio Polión (80 / 70-15 AC), rzymski architekt i inżynier, był prekursorem akustyki architektonicznej, pisząc o zjawiskach akustycznych, które miały miejsce w teatrach, dzięki czemu odnotowano weź pod uwagę pole akustyczne podczas budowy obiektów teatralnych i muzycznych.
Później inżynier, fizyk i matematyk Galileo Galilei (1564-1642) zakończył badania Pitagorasa, dokładniej definiując fale, dając początek fizjologicznej akustyce i opisując ją jako bodziec interpretowany przez umysł jako dźwięk: do akustyki psychologicznej. Marin Mersenne (1588-1648), francuski filozof i matematyk, przeprowadził eksperymenty dotyczące szybkości rozchodzenia się dźwięku; i Isaac Newton (1643-1727) sformułowali prędkość dźwięku w ciałach stałych. Fizyk John William Strutt (1842-1919), znany również jako Lord Rayleigh, napisał o wytwarzaniu dźwięku na strunach, talerzach i membranach.
Innymi sławnymi osobami w historii, które przyczyniły się do powstania pola akustycznego, byli astronom, matematyk i fizyk Pierre-Simon Laplace (1749-1827), badający propagację dźwięku; Hermann von Helmholtz (1821-1894), fizyk i lekarz, badał zależność między tonami i częstotliwościami; Alexander Graham Bell (1847-1922), wynalazca i naukowiec, opracował telefon, obserwując, że niektóre materiały mogą przekształcać i przenosić wibracje dźwiękowe; Thomas Alva Edison (1847-1931), wynalazca, wzmocnił wibracje dźwięku wraz z rozwojem fonografu.
Działy Akustyki
Istnieje kilka klasyfikacji, które razem pomagają określić, czym jest akustyka, zgodnie ze sposobami rozchodzenia się fal i ich praktycznym zastosowaniem. Niektórzy z nich są:
Akustyka akustyki
Jest to termin niepotrzebny, chociaż wiele osób jest go ciekawych. Akustyka jest obecna we wszystkich branżach. Na przykład w akustyce fizycznej, która polega na analizie zjawisk dźwiękowych, praw, którymi on rządzi, jego transporcie przez media i jego właściwości; podczas gdy metrologia akustyczna jest odpowiedzialna za kalibrację przyrządów do pomiaru wielkości akustycznych w celu rejestrowania ich ilościowych oznaczeń lub ich wytwarzania.
Akustyka fizjologiczna
Zbadaj uszy i gardło, a także obszar mózgu, który odszyfrowuje fale. Obejmuje to zarówno emitowane dźwięki, jak i ich percepcję oraz zaburzenia.
Akustyka architektoniczna
Odpowiada za badanie akustyki w obudowach i przestrzeniach, ich zachowanie, jak dostosować i ustawić te przestrzenie w celu optymalnego wykorzystania charakterystyk dźwięku i efektywnego rozchodzenia się w kontrolowanej przestrzeni. Podział ten pomógł w opracowaniu odpowiednich obudów do tego celu, takich jak obudowa akustyczna.
Akustyka przemysłowa
Jest to branża odpowiedzialna za tłumienie skutków hałasu wytwarzanego przez działalność przemysłową, w celu ochrony pracowników przed zanieczyszczeniem hałasem i jego atakami, za pomocą pewnego rodzaju izolacji akustycznej.
Akustyka środowiska
Zbadaj dźwięki obecne na zewnątrz, hałas w środowisku i jego wpływ na przyrodę i ludzi. Hałasy te są generowane przez ruch uliczny, różne rodzaje transportu, lokale handlowe, sąsiedztwa i różne codzienne czynności człowieka. Ta gałąź promuje zarządzanie i kontrolę hałasu w celu zmniejszenia zanieczyszczenia hałasem.
Zanieczyszczenie akustyczne
Akustyka muzyczna
To ten, który bada dźwięk wydawany przez instrumenty muzyczne, ich skalę, akordy, współbrzmienie. To znaczy dostrojenie skali tego samego. Oprócz wyżej wymienionych istnieją inne branże, takie jak:
- Aeroakustyka (dźwięk wytwarzany przez ruch w powietrzu)
- Psychoakustyka (ludzka percepcja dźwięku i jego skutki)
- Bioakustyka (badanie słuchu u zwierząt i rozumienie ich percepcji)
- Pod wodą (wykrywanie obiektów z dźwiękiem, takich jak radary)
- Slectroacoustics (bada elektroniczne procesy przechwytywania i przetwarzania dźwięku)
- Fonetyka (akustyka ludzkiej mowy)
- Makroakustyka (badanie głośnych dźwięków)
- Ultradźwięki (badanie niesłyszalnego dźwięku o wysokiej częstotliwości i jego zastosowania)
- Wibracyjne (badanie układów o masie i elastyczności, które mogą wykonywać ruchy oscylacyjne)
- Strukturalny (bada dźwięk, który rozchodzi się przez konstrukcje w postaci drgań), m.in.
Zjawiska akustyczne
Są to zniekształcenia fal dźwiękowych, spowodowane przez przeszkody lub zmiany występujące w ośrodku propagacji, które wpływają na ich właściwości. Wśród tych zjawisk akustycznych są:
- Odbicie: ma to miejsce, gdy fala dźwiękowa napotyka stałą przeszkodę, co powoduje jej odchylenie od swojego pierwotnego przebiegu, tworząc efekt „odbicia”, który pozwala jej powrócić do ośrodka, z którego pochodzi.
- Echo - pojawia się, gdy fala się odbija i jest odbijana w powtarzających się cyklach w odstępie około 0,1 sekundy. Aby to dostrzec, źródło dźwięku i odbijająca go powierzchnia muszą być oddalone o nie mniej niż 17 metrów.
- Pogłos: Jest to zjawisko podobne do echa, z tą różnicą, że czas powtarzania jest krótszy niż 0,1 sekundy, a efektem jest przedłużony dźwięk. W takim przypadku źródło i powierzchnia odbijająca muszą być oddalone od siebie o mniej niż 17 metrów.
- Absorpcja: występuje wtedy, gdy fala dociera do powierzchni i częściowo ją neutralizuje lub pochłania, a reszta jest odbijana. Panele akustyczne stosowane w studiach mają tę właściwość, chociaż prawie całkowicie pochłaniają dźwięk.
- Załamanie: to krzywizny, które przyjmuje dźwięk przechodząc z jednego ośrodka do drugiego, a jego kierunek i prędkość będą zależały od temperatury, gęstości i elastyczności ośrodka propagacji.
- Dyfrakcja: występuje wtedy, gdy fala napotyka na swojej drodze przeszkodę mniejszą niż jej długość, co powoduje jej otoczenie i „rozproszenie” fali.
- Interferencja: występuje, gdy dwie lub więcej różnych fal przecina się lub zachodzi na siebie. Na ogół mają przeciwne trajektorie, więc będą się ze sobą „zderzać”. Im bardziej równe są obie fale pod względem amplitudy, tym większy jest wskaźnik interferencji.
- Pulsacje: powstają w obecności dwóch fal o różnych częstotliwościach, ale bardzo blisko, co jest niedostrzegalne dla ludzkiego ucha, więc jest odbierane jako jedna częstotliwość.
- Efekt Dopplera: jest tym, który jest postrzegany, gdy wzrost lub spadek częstotliwości fali pojawia się, gdy emiter i odbiornik zbliżają się lub dalej. Przykład: kiedy słyszysz nadjeżdżającą karetkę lub patrol, samochód mija i odjeżdża.
Co to jest zanieczyszczenie hałasem
To akustyczna wersja zmiany środowiska w określonej przestrzeni. Kiedy występuje zanieczyszczenie hałasem, należy rozumieć, że występuje nadmiar dźwięku lub hałasu, który zmieni środowisko.
Co to jest pianka akustyczna
Istnieją dwie klasy elementów przeznaczonych do pochłaniania w określonej skali: materiały dźwiękochłonne i elementy selektywne lub zwane także rezonatorami.
Te pierwsze służą do uzyskania odpowiednich czasów pogłosu w działaniach prowadzonych w przestrzeni, redukcji lub eliminacji echa oraz do eliminacji zanieczyszczającego hałasu poza terenem obiektu. Najpowszechniej stosowane są powlekana wełna skalna, powlekane włókno poliestrowe i elastyczna pianka z żywicy melaminowej.
Sekundy to te używane, gdy chce się uzyskać doskonałe pochłanianie niskich częstotliwości, co w zasadzie skraca czas pogłosu. Mogą być stosowane jako dodatki do materiałów chłonnych lub osobno w celu opisanym powyżej.
Rodzaje rezonatorów to:
- Membrana lub diafragma: nieporowate i elastyczne materiały, takie jak drewno.
- Wnęka prosta: utworzona przez zamkniętą wnękę powietrzną, która jest połączona z pomieszczeniem wąskim otworem.
- Rozdzielacz wnękowy oparty na panelach rowkowanych: panel z nieporowatego i sztywnego materiału, który został wywiercony szeregiem okręgów lub rowków, które będą znajdować się w pewnej odległości od ściany pomieszczenia, tak aby była wolna przestrzeń zamknięte powietrze utworzone przez obie powierzchnie.
