В акустике это раздел физики, который изучает производство, передачу, хранение, восприятие и воспроизведение звука; иными словами, он детально изучает звуковые волны, которые распространяются через вещество, которое может быть в газообразном, жидком или твердом состоянии, поскольку звук не распространяется в вакууме. Звук является основным элементом акустики и состоит из звуковых волн, которые возникают при преобразовании колебаний давления воздуха в механические волны.
Что такое акустика
Содержание
Это раздел физики, изучающий образование и поведение во время передачи и назначения звуковых волн, а также их состав. Когда говорят о том, что такое акустика, это также относится к изучению физических пространств или мест, где распространяется звук, и имеет множество приложений для мероприятий, студий и общественных мест.
Также в музыке этот термин понимается под использованием инструментов, которые производят звуки акустически, не считая электрических или электронных элементов, например, акустической гитары.
Что изучает акустика
У них есть амплитуда (максимальное и минимальное значения в их волнообразности), частота (количество колебаний в секунду или повторений), скорость (время, которое проходит от момента генерации до момента достижения приемника), длину (какова длина волны. или какое расстояние существует между двумя пиками или впадинами в нем), период (время каждого цикла для его повторения), амплитуда (количество энергии сигнала, это не означает объем), фаза (положение одной волны относительно другой) и мощность (количество акустической энергии за раз на источник).
В зависимости от того, как они движутся в среде, существуют два типа волн: продольные (движение будет параллельно направлению распространения) и поперечное (движение перпендикулярно направлению распространения).
В рамках акустического явления изучается не только звук, легко воспринимаемый человеческим ухом, но также инфразвук и ультразвук. Инфразвук те звуковые частоты, которые ниже, чем человеческое ухо может воспринимать (20 герц), но для некоторых животных является весьма заметным и использование в качестве связи на большие расстояния; в то время как ультразвук - это волны, которые превышают слух, воспринимаемый человеком, с частотой около 20 000 герц.
Для этого исследования звук представляет собой перенос энергии в форме вибрации, и его скорость будет зависеть от плотности среды и температуры воздуха. Скорость будет выше в твердых телах и жидкостях, чем в газообразных средах (воздухе). Скорость звука в воздухе составляет около 344 метров в секунду при температуре около 20 ° C, хотя на каждый дополнительный градус по Цельсию скорость акустической волны будет увеличиваться со скоростью 0,6 м / с. В жидкостях, особенно в воде, скорость будет около 1440 м / с, а в твердых, таких как сталь, она будет около 5000 м / с.
История акустики
Марко Витрувио Полион (80 / 70-15 гг. Н.э.), римский архитектор и инженер, был предшественником архитектурной акустики, писал об акустических явлениях, происходящих в театрах, и благодаря этому был записан ряд аспектов учитывать акустическое поле при строительстве театральных и музыкальных площадок.
Позже, инженер, физик и математик Галилео Галилей (1564-1642), заключенные Пифагора исследование, путь определения волн более ясно, что приводит к физиологической акустике, и, описывая его как стимул интерпретируется умом как звук, психологической акустике. Марин Мерсенн (1588–1648), французский философ и математик, проводил эксперименты со скоростью распространения звука; и Исаак Ньютон (1643-1727) сформулировали скорость звука в твердых телах. Физик Джон Уильям Стратт (1842-1919), также известный как лорд Рэлей, писал о воспроизведении звука на струнах, тарелках и мембранах.
Другими известными людьми в истории, внесшими свой вклад в акустическое поле, были астроном, математик и физик Пьер-Симон Лаплас (1749-1827), занимавшийся исследованиями распространения звука; Герман фон Гельмгольц (1821–1894), физик и врач, изучал взаимосвязь между тонами и частотами; Александр Грэм Белл (1847-1922), изобретатель и ученый, разработал телефон, обнаружив, что некоторые материалы могут преобразовывать и передавать звуковые колебания; Томас Альва Эдисон (1847-1931), изобретатель, добился усиления звуковых колебаний с развитием фонографа.
Отрасли акустики
Существует несколько классификаций, которые вместе помогают определить, что такое акустика, в зависимости от способов распространения волн и их практического применения. Некоторые из них:
Акустика Акустика
Это избыточный термин, хотя многим он интересен. Акустика присутствует во всех отраслях. Например, в физической акустике, которая занимается анализом звуковых явлений, законов, по которым он управляется, его переноса через среду и его свойств; в то время как акустическая метрология отвечает за калибровку инструментов для измерения акустических величин, чтобы записывать их количественные характеристики или производить их.
Физиологическая акустика
Изучите уши и горло, а также область мозга, которая распознает волны. Здесь учитываются как издаваемые звуки, так и их восприятие и нарушения.
Архитектурная акустика
Он отвечает за изучение акустики в ограждениях и пространствах, их поведение, как адаптировать и настраивать эти пространства для оптимального использования характеристик звука и эффективного распространения в контролируемом пространстве. Это подразделение помогло разработать подходящие корпуса для этой цели, например акустическую оболочку.
Промышленная акустика
Это отрасль, которая отвечает за ослабление воздействия шума, производимого производственной деятельностью, с целью защиты рабочих от шумового загрязнения и его атак с помощью определенного типа звукоизоляции.
Экологическая акустика
Изучите звуки, присутствующие на улице, шум в окружающей среде и его влияние на природу и людей. Эти шумы создаются движением, различными видами транспорта, коммерческими помещениями, окрестностями и различными видами повседневной деятельности человека. Этот филиал способствует управлению и контролю шума, чтобы уменьшить шумовое загрязнение.
Акустическое загрязнение
Музыкальная акустика
Он изучает звук музыкальных инструментов, их гаммы, аккорды, созвучие. То есть настройка масштаба такая же. В дополнение к уже упомянутым, есть и другие ветки, такие как:
- Аэроакустика (звук, производимый движением в воздухе)
- Психоакустика (человеческое восприятие звука и его эффектов)
- Биоакустика (изучает слух животных и понимание их восприятия)
- Под водой (обнаружение объектов со звуком, например радаров)
- Электроакустика (изучает электронные процессы для захвата и обработки звука)
- Фонетика (акустика человеческой речи)
- Макроакустика (изучение громких звуков)
- Ультразвуковой (изучает неслышимый высокочастотный звук и его применение)
- Вибрационные (исследование систем, обладающих массой и упругостью, способных совершать колебательные движения)
- Структурный (изучает звук, который распространяется через конструкции в виде вибраций) и другие.
Акустические явления
Это те искажения звуковых волн, которые вызваны препятствиями или вариациями в среде распространения, которые влияют на их характеристики. Среди этих акустических явлений:
- Отражение: это когда звуковая волна встречает твердое препятствие и это заставляет ее отклоняться от своего первоначального курса, создавая эффект «отскока», который позволяет ей вернуться в среду, из которой она исходит.
- Эхо - возникает, когда волна отражается и отражается в повторяющихся циклах с интервалом примерно 0,1 секунды. Для его восприятия источник звука и поверхность, которая его отражает, должны находиться на расстоянии не менее 17 метров.
- Реверберация: это явление похоже на эхо, с той разницей, что время повторения составляет менее 0,1 секунды, и в результате получается продолжительный звук. В этом случае источник и отражающая поверхность должны находиться на расстоянии менее 17 метров друг от друга.
- Поглощение: это когда волна достигает поверхности и нейтрализует или поглощает ее часть, а остальная часть отражается. Этим свойством обладают акустические панели, используемые в студиях, хотя они почти полностью поглощают звук.
- Преломление: это искривления, которые принимает звук при переходе из одной среды в другую, а его направление и скорость будут зависеть от температуры, плотности и упругости среды распространения.
- Дифракция: это когда волна встречает на своем пути препятствие, длина которого меньше ее длины, что заставляет ее окружать ее и волна «рассеивается».
- Интерференция: возникает, когда две или более разных волн пересекаются или перекрываются. Как правило, у них противоположные траектории, поэтому они будут «сталкиваться» друг с другом. Чем более равны обе волны по амплитуде, тем выше индекс интерференции.
- Пульсации: возникают при наличии двух волн разной частоты, но очень близких, что незаметно для человеческого уха, поэтому воспринимается как одна частота.
- Эффект Доплера: эффект, который ощущается, когда увеличение или уменьшение частоты волны возникает, когда излучатель и приемник перемещаются ближе или дальше. Пример: когда вы слышите приближение машины скорой помощи или патруля, они проезжают мимо и снова уезжают.
Что такое шумовое загрязнение
Это акустическая версия изменения среды в определенном пространстве. Когда есть шумовое загрязнение, будет понятно, что есть избыток звука или шума, который изменит окружающую среду.
Что такое акустическая пена
Существует два класса элементов, предназначенных для поглощения в определенном масштабе: звукопоглощающие материалы и селективные элементы, также называемые резонаторами.
Первые используются для получения адекватного времени реверберации при деятельности, выполняемой в космосе, уменьшения или устранения эхо-сигналов и для устранения загрязняющего шума за пределами площадки. Наиболее широко используются каменная вата с покрытием, полиэфирное волокно с покрытием и гибкая пена из меламиновой смолы.
Секунды - это те секунды, которые используются при стремлении получить хорошее поглощение низких частот, в принципе уменьшая время реверберации. Их можно использовать как добавки к абсорбирующим материалам или отдельно для описанной выше цели.
Типы резонаторов:
- Мембранные или диафрагмальные: непористые и гибкие материалы, такие как дерево.
- Простая полость: образована замкнутой воздушной полостью, которая связана с помещением узким отверстием.
- Коллектор для полостей на основе панелей с пазами: панель из непористого и жесткого материала, в которой просверлена серия кругов или пазов, которые будут находиться на определенном расстоянии от стены комнаты, чтобы оставалось пространство закрытый воздух, образованный обеими поверхностями.
