В акустиката е клон на физиката, която изучава производството, преноса, съхранението, възприемане и възпроизвеждане на звук; тоест той изследва подробно звуковите вълни, които се разпространяват през материя, която може да бъде в газообразно, течно или твърдо състояние, тъй като звукът не се разпространява във вакуум. Звукът е основният елемент в акустиката и се състои от звукови вълни, които се получават, когато трептенията във въздушното налягане се преобразуват в механични вълни.
Какво е акустика
Съдържание
Клонът на физиката изучава производството и поведението по време на предаването и местоназначението на звуковите вълни, както и техния състав. Когато говорим за това какво е акустика, това се отнася и за изследване на физически пространства или места, където се разпространява звук, и има множество приложения за събития, студия и обществени пространства.
Също така в музиката терминът се разбира под използването на инструменти, които произвеждат звукови звуци, оставяйки настрана електрическите или електронните елементи, например акустичната китара.
Какво изучава Акустиката
Те имат амплитуда (максимални и минимални стойности при тяхното вълнообразуване), честота (брой на трептенията в секунда или повторения), скорост (времето, което изтича от момента, в който е генериран, докато достигне приемника си), дължина (колко дълго е вълната или какво разстояние съществува между два върха или долини в него), период (време на всеки цикъл за неговото повторение), амплитуда (количество енергия на сигнала, това не означава обем), фаза (положение на една вълна спрямо друга) и мощност (количество акустична енергия за време на източник).
Има два вида вълни според начина, по който се движат през средата: надлъжна (движението ще бъде успоредно на посоката на разпространение) и напречна (движението е перпендикулярно на посоката на разпространение).
В рамките на акустичния феномен се изучава не само звукът, който може лесно да се възприеме от човешкото ухо, но също така и инфразвук и ултразвук. В инфразвук са тези звукови честоти, които са по-ниски от човешкото ухо може да възприеме (20 херца), но за някои животни е доста забележим и използване като комуникация на големи разстояния; докато ултразвукът е вълните, които са над слуха, възприемани от човека, с около 20 000 херца.
За това изследване звукът представлява транспорт на енергия под формата на вибрации и скоростта му ще зависи от плътността на средата и температурата на въздуха. Скоростта ще бъде по-висока при твърди вещества и течности, отколкото при газообразни среди (въздух). Скоростта на звука във въздуха е около 344 метра в секунда при около 20 ° C, въпреки че за всеки допълнителен градус по Целзий от температурата скоростта на акустичната вълна ще се увеличава със скорост от 0,6 m / s. В течности, по-специално вода, скоростта ще бъде около 1440 m / s, докато в твърди като стомана, тя ще бъде около 5000 m / s.
История на акустиката
Марко Витрувио Полион (80 / 70-15 AC), римски архитект и инженер, беше предшественик на архитектурната акустика, писайки за акустичните явления, които се случваха в театрите, и благодарение на това, имаше запис на аспекти, които вземете предвид акустичното поле при изграждането на театрални и музикални места.
По-късно инженерът, физик и математик Галилео Галилей (1564-1642), завършва изследванията на Питагор, като по-ясно дефинира вълните, пораждайки физиологична акустика и като го описва като стимул, интерпретиран от ума като звук, до психологическа акустика. Марин Мерсен (1588-1648), френски философ и математик, извършва експерименти върху скоростта на разпространение на звука; и Исак Нютон (1643-1727), формулира скоростта на звука в твърди тела. Физикът Джон Уилям Струт (1842-1919), известен още като лорд Рейли, пише за производството на звук върху струни, чинели и мембрани.
Други известни хора в историята, които са допринесли за акустичното поле, са астрономът, математик и физик Пиер-Симон Лаплас (1749-1827), с изследвания за разпространението на звука; Херман фон Хелмхолц (1821-1894), физик и лекар, изучава връзката между тоновете и честотите; Александър Греъм Бел (1847-1922), изобретател и учен, разработи телефона, като забеляза, че някои материали могат да трансформират и транспортират звукови вибрации; Томас Алва Едисон (1847-1931), изобретател, постигна усилване на звуковите вибрации с развитието на фонографа.
Клонове на акустика
Съществуват няколко класификации, които заедно помагат да се определи какво е акустика според средствата за разпространение на вълните и тяхната практическа полезност. Някои от тях са:
Акустика Акустика
Това е излишен термин, въпреки че много хора са любопитни за него. Акустиката присъства във всички отрасли. Например във физическата акустика, която се отнася до анализа на звуковите явления, законите, по които се управлява, транспортирането му през медиите и неговите свойства; докато акустичната метрология е тази, която отговаря за калибрирането на инструменти за измерване на акустични величини, за да записва количествени оценки на същите или да ги произвежда.
Физиологична акустика
Проучете ушите и гърлото, както и областта на мозъка, която декодира вълните. Тук са включени както издаваните звуци, така и възприятието за тях и нарушенията.
Архитектурна акустика
Той е отговорен за изследването на акустиката в загражденията и пространствата, тяхното поведение, как да се адаптират и настроят тези пространства за оптимално използване на звуковите характеристики и да имат ефективно разпространение в контролирано пространство. Това разделение спомогна за разработването на подходящи заграждения за тази цел, като акустичната обвивка.
Индустриална акустика
Клонът е този, който е отговорен за смекчаване на въздействието на шума, произвеждан от индустриална дейност, с цел защита на работниците от шумово замърсяване и неговите атаки, чрез някакъв вид акустична изолация.
Акустика на околната среда
Проучете звуците, присъстващи на открито, шума в околната среда и неговото въздействие върху природата и хората. Тези шумове се генерират от трафик, различни видове транспорт, бизнес помещения, квартали и различни ежедневни човешки дейности. Този клон насърчава управлението и контрола на шума, за да се намали шумовото замърсяване.
Акустично замърсяване
Музикална акустика
Той изучава звука, произведен от музикални инструменти, техните гами, акорди, съзвучие. Тоест настройката на мащаба на същото. В допълнение към гореспоменатите има и други клонове, като:
- Аероакустика (звук, произведен от движение във въздуха)
- Психоакустика (човешкото възприятие на звука и неговите ефекти)
- Биоакустика (изучава слуха при животни и разбиране на тяхното възприятие)
- Под вода (откриване на обекти със звук, като радари)
- Електроакустика (изучава електронни процеси за улавяне и обработка на звук)
- Фонетика (акустика на човешката реч)
- Макроакустика (изучаване на силни звуци)
- Ултразвук (изучава нечуваем високочестотен звук и неговите приложения)
- Вибрационен (изследване на системи с маса и еластичност, които могат да извършват колебателни движения)
- Структурен (изучава звука, който се разпространява през структури под формата на вибрации), наред с други.
Акустични явления
Те са тези изкривявания в звуковите вълни, причинени от препятствия или вариации, съществуващи в разпространителната среда, които засягат техните характеристики. Сред тези акустични явления са:
- Отражение: това е, когато звуковата вълна среща твърдо препятствие и това я кара да се отклонява от първоначалния си курс, създавайки ефект на „отскачане“, който й позволява да се върне към средата, от която идва.
- Ехо - Възниква, когато вълната отскочи и се отразява в повтарящи се цикли с интервал от приблизително 0,1 секунди. За да го възприеме, източникът на звук и повърхността, която го отразява, трябва да бъдат разделени с не по-малко от 17 метра.
- Reverb: Това е явление, подобно на ехото, с тази разлика, че времето за повторение е по-малко от 0,1 секунди, а полученият ефект е удължен звук. В този случай източникът и отразяващата повърхност трябва да са на разстояние по-малко от 17 метра.
- Абсорбция: е когато вълната достигне повърхност и тя неутрализира или абсорбира част от нея, а останалата част се отразява. Акустичните панели, използвани в студия, притежават това свойство, въпреки че поглъщат звука почти изцяло.
- Пречупване: те са кривините, които един звук приема, когато преминава от една среда в друга, и неговата посока и скорост ще зависят от температурата, плътността и еластичността на разпространяващата среда.
- Дифракция: е, когато вълната по пътя си среща препятствие, по-малко от дължината си, което я кара да я заобикаля и вълната да се "разпръсне".
- Интерференция: възниква, когато две или повече различни вълни се пресичат или припокриват. Като цяло те имат противоположни траектории, така че ще се "сблъскат" помежду си. Колкото по-равни са двете вълни по отношение на амплитудата, толкова по-голям е индексът на интерференция.
- Импулси: те възникват в присъствието на две вълни с различни честоти, но много близо, което е незабележимо за човешкото ухо, така че се възприема като единична честота.
- Доплеров ефект: той се възприема, когато се увеличава или намалява честотата на вълната, когато излъчвателят и приемникът се приближават или отдалечават. Пример: когато чуете линейка или патрул да идва, тя минава и отминава отново.
Какво представлява шумовото замърсяване
Това е акустичната версия на промяната на околната среда в определено пространство. Когато има шумово замърсяване, тогава ще се разбере, че има излишък от звук или шум, който ще промени околната среда.
Какво е акустична пяна
Има два класа елементи, предназначени да абсорбират в определен мащаб: звукопоглъщащи материали и селективни елементи или наричани още резонатори.
Първите се използват за получаване на адекватно време на реверберация в дейностите, извършвани в космоса, намаляване или елиминиране на ехото и за елиминиране на замърсяващи шумове извън площадката. Най-широко използваните са с каменна вата с покритие, полиестерно влакно и гъвкава пяна от меламинова смола.
Секундите са тези, които се използват, когато се стремим да постигнем голямо поглъщане на ниски честоти, като по принцип намаляваме времето за реверберация. Те могат да се използват като добавки към абсорбиращи материали или отделно за целите, описани по-горе.
Видовете резонатори са:
- Мембрана или диафрагма: непорести и гъвкави материали, като дърво.
- Обикновена кухина: образувана от затворена въздушна кухина, която е свързана със стаята чрез тесен отвор.
- Кухинен колектор, базиран на прорезани панели: панел от непорест и твърд материал, който е пробит поредица от кръгове или прорези, които ще бъдат разположени на определено разстояние от стената на помещението, така че да има място затворен въздух, образуван от двете повърхности.
