В акустиці це розділ фізики, який вивчає виробництво, передачу, зберігання, сприйняття і відтворення звуку; тобто детально вивчає звукові хвилі, що поширюються через речовину, яка може знаходитись у газоподібному, рідкому або твердому стані, оскільки звук не поширюється у вакуумі. Звук є основним елементом акустики і складається із звукових хвиль, які утворюються при перетворенні коливань тиску повітря в механічні хвилі.
Що таке акустика
Зміст
Це розділ фізики, який вивчає виробництво та поведінку під час передачі та призначення звукових хвиль, а також їх склад. Говорячи про те, що таке акустика, це також стосується вивчення фізичних просторів або майданчиків, де поширюється звук, і він має кілька додатків для заходів, студій та громадських приміщень.
Також у музиці цей термін розуміється під використанням інструментів, які акустично видають звуки, залишаючи осторонь електричні або електронні елементи, наприклад, акустичну гітару.
Що вивчає акустика
Вони мають амплітуду (максимальні та мінімальні значення при їх хвилястій хвилі), частоту (кількість коливань в секунду або повторення), швидкість (час, що проходить з моменту генерації до досягнення приймача), довжину (скільки хвиля або яка відстань існує між двома піками чи долинами в ній), період (час кожного циклу для його повторення), амплітуда (кількість енергії сигналу, не означає обсяг), фаза (положення однієї хвилі відносно іншої) та потужність (кількість акустичної енергії за один раз на джерело).
Існує два типи хвиль за способом руху через середовище: поздовжні (рух буде паралельним напрямку поширення) і поперечні (рух перпендикулярний напрямку поширення).
В рамках акустичного явища вивчається не тільки звук, який легко сприймається людським вухом, але також інфразвук та ультразвук. Інфразвук ті звукові частоти, які нижче, ніж людське вухо може сприймати (20 герц), але для деяких тварин є досить помітним і використання в якості зв'язку на великі відстані; в той час як ультразвук - це хвилі над слухом, що сприймаються людиною, приблизно в 20 000 герц.
Для цього дослідження звук являє собою транспорт енергії у вигляді вібрації, і його швидкість буде залежати від щільності середовища та температури повітря. Швидкість буде більшою у твердих речовинах та рідинах, ніж у газоподібних середовищах (повітрі). Швидкість звуку в повітрі становить близько 344 метрів в секунду при приблизно 20 ° C, хоча при кожному додатковому градусі Цельсія швидкість швидкості звукової хвилі зростатиме зі швидкістю 0,6 м / с. У рідинах, зокрема у воді, швидкість буде приблизно 1440 м / с, тоді як у твердих речовинах, таких як сталь, вона становитиме близько 5000 м / с.
Історія акустики
Марко Вітрувіо Поліон (80 / 70-15 рр. Н. Е.), Римський архітектор та інженер, був попередником архітектурної акустики, писав про акустичні явища, що мали місце в театрах, і завдяки цьому було записано кілька аспектів враховувати акустичне поле при будівництві театральних та музичних майданчиків.
Пізніше інженер, фізик і математик Галілео Галілей (1564-1642) завершив дослідження Піфагора, чіткіше визначивши хвилі, породивши фізіологічну акустику і описавши це як стимул, що інтерпретується розумом як звук, до психологічної акустики. Марін Мерсенн (1588-1648), французький філософ і математик, проводив експерименти зі швидкістю поширення звуку; та Ісаак Ньютон (1643-1727), сформулював швидкість звуку у твердих тілах. Фізик Джон Вільям Струтт (1842-1919), також відомий як лорд Рейлі, писав про створення звуку на струнах, цимбалах і мембранах.
Іншими відомими людьми в історії, які сприяли акустичному полю, були астроном, математик і фізик П'єр-Саймон Лаплас (1749-1827), що займався дослідженнями поширення звуку; Герман фон Гельмгольц (1821-1894), фізик і лікар, вивчав взаємозв'язок між тонами і частотами; Олександр Грем Белл (1847-1922), винахідник і вчений, розробив телефон, помітивши, що деякі матеріали можуть перетворювати і передавати звукові вібрації; Томас Альва Едісон (1847-1931), винахідник, домігся посилення звукових коливань розвитком фонографа.
Галузі акустики
Існує кілька класифікацій, які разом допомагають визначити, що таке акустика, відповідно до засобів поширення хвиль та їх практичної корисності. Деякі з них:
Акустика Акустика
Це зайвий термін, хоча багато людей цікавляться цим. Акустика присутня у всіх галузях. Наприклад, у фізичній акустиці, що стосується аналізу звукових явищ, законів, за якими воно регулюється, його транспортування через носії та його властивостей; в той час як акустична метрологія відповідає за калібрування приладів для вимірювання акустичних величин з метою запису їх кількісних оцінок або їх отримання.
Фізіологічна акустика
Вивчіть вуха та горло, а також область мозку, яка розшифровує хвилі. Тут включаються як звуки, що видаються, так і їх сприйняття та розлади.
Архітектурна акустика
Він відповідає за вивчення акустики в огороджених приміщеннях та просторах, їх поведінку, способи адаптації та налаштування цих просторів для оптимального використання характеристик звуку та ефективного розповсюдження в контрольованому просторі. Цей підрозділ допоміг розробити відповідні корпуси для цієї мети, такі як акустична оболонка.
Промислова акустика
Саме галузь відповідає за пом'якшення наслідків шуму, що створюється промисловою діяльністю, з метою захисту працівників від шумового забруднення та його атак за допомогою якогось типу акустичної ізоляції.
Екологічна акустика
Вивчіть звуки, наявні на відкритому повітрі, шум у навколишньому середовищі та його вплив на природу та людей. Ці шуми створюються транспортом, різними видами транспорту, комерційними приміщеннями, кварталами та різною щоденною діяльністю людини. Ця галузь сприяє управлінню та контролю за шумом для зменшення шумового забруднення.
Акустичне забруднення
Музична акустика
Він вивчає звук, що виробляється музичними інструментами, їх гами, акорди, співзвуччя. Тобто налаштування масштабу того самого. На додаток до вищезазначених, існують і інші галузі, такі як:
- Аероакустика (звук, що утворюється при русі в повітрі)
- Психоакустика (сприйняття людиною звуку та його ефектів)
- Біоакустика (вивчає слух у тварин та розуміння їх сприйняття)
- Під водою (виявлення об’єктів зі звуком, наприклад радарів)
- Електроакустика (вивчає електронні процеси для захоплення та обробки звуку)
- Фонетика (акустика людської мови)
- Макроакустика (вивчення гучних звуків)
- Ультразвук (вивчає нечутний високочастотний звук та його застосування)
- Вібраційний (вивчення систем, що мають масу та пружність, які можуть виконувати коливальні рухи)
- Структурний (вивчає звук, який поширюється через структури у вигляді вібрацій), серед іншого.
Акустичні явища
Це ті спотворення в звукових хвилях, спричинені перешкодами або варіаціями, що існують у середовищі поширення, які впливають на їх характеристики. Серед цих акустичних явищ є:
- Відображення: це коли звукова хвиля зустрічає тверду перешкоду, і це змушує її відхилятися від початкового курсу, створюючи ефект "відскоку", що дозволяє їй повернутися до середовища, з якого вона походить.
- Ехо - Виникає, коли хвиля відскакує і відображається у повторюваних циклах з інтервалом приблизно 0,1 секунди. Щоб сприйняти його, джерело звуку та поверхня, яка його відображає, повинні бути розділені не менше ніж на 17 метрів.
- Реверберація: це явище, схоже на ехо, з тією різницею, що час повторення становить менше 0,1 секунди, а результатом цього є тривалий звук. У цьому випадку джерело та відбиваюча поверхня повинні знаходитися на відстані менше 17 метрів.
- Поглинання: це коли хвиля досягає поверхні, і вона нейтралізує або поглинає її частину, а решта відбивається. Акустичні панелі, що використовуються в студіях, мають цю властивість, хоча вони майже повністю поглинають звук.
- Заломлення: це кривизни, які звук приймає, коли переходить від одного середовища до іншого, і його напрямок і швидкість будуть залежати від температури, щільності та еластичності середовища поширення.
- Дифракція: це коли хвиля зустрічає на своєму шляху перешкоду, меншу за довжину, через що вона оточує її, а хвиля «розсіюється».
- Інтерференція: виникає, коли дві або більше різних хвиль перетинаються або перекриваються. Як правило, вони мають протилежні траєкторії, тому вони "зіткнуться" між собою. Чим рівніші рівні амплітуди обох хвиль, тим більший індекс інтерференції.
- Імпульси: вони виникають у присутності двох хвиль різної частоти, але дуже близько, що непомітно для людського вуха, тому сприймається як одна частота.
- Ефект Доплера: це той, який сприймається, коли збільшення або зменшення частоти хвилі виникає, коли випромінювач та приймач рухаються ближче або далі. Приклад: коли ви чуєте, як приїжджає швидка допомога або патруль, вона проїжджає повз і їде знову.
Що таке шумове забруднення
Це акустична версія зміни середовища в певному просторі. Коли буде шумове забруднення, тоді буде зрозуміло, що є надлишок звуку або шуму, які змінять навколишнє середовище.
Що таке акустична піна
Існує два класи елементів, призначених для поглинання в певному масштабі: звукопоглинаючі матеріали та селективні елементи або також звані резонаторами.
Перші використовуються для отримання адекватного часу реверберації в діяльності, що виконується в космосі, зменшення або усунення відлуння та для усунення забруднюючих шумів поза територією. Найбільш широко використовуються кам'яна вата з покриттям, поліефірне волокно та еластична піна з меламінової смоли.
Секунди - це ті, які використовуються для досягнення великого поглинання низьких частот, в принципі зменшуючи час реверберації. Вони можуть використовуватися як добавки до абсорбуючих матеріалів або окремо для цілей, описаних вище.
Типи резонаторів:
- Мембрана або діафрагма: непористі та гнучкі матеріали, такі як дерево.
- Проста порожнина: утворена закритою повітряною порожниною, яка з’єднана з кімнатою вузьким отвором.
- Порожнинний колектор на основі щілинних панелей: панель з непористих і твердих матеріалів, просвердлена серією кіл або прорізів, яка буде розташована на певній відстані від стіни кімнати, щоб було вільне місце закритого повітря, утвореного обома поверхнями.
