Tyto akustika je odvětví fyziky, která studuje výrobu, přenos, ukládání, vnímání a reprodukci zvuku; Jinými slovy, podrobně studuje zvukové vlny, které se šíří hmotou, která může být v plynném, kapalném nebo pevném stavu, protože zvuk se nešíří ve vakuu. Zvuk je primárním prvkem v akustice a skládá se ze zvukových vln, které vznikají při přeměně oscilací tlaku vzduchu na mechanické vlny.
Co je to akustika
Obsah
Jedná se o obor fyziky, který studuje produkci a chování během přenosu a určení zvukových vln, jakož i jejich složení. Když mluvíme o tom, co je to akustika, vztahuje se to také na studium fyzických prostorů nebo míst, kde se šíří zvuk, a má několik aplikací pro akce, studia a veřejné prostory.
Také v hudbě je to termín, kterému se rozumí použití nástrojů produkujících zvuky akusticky, přičemž stranou jsou elektrické nebo elektronické prvky, například akustická kytara.
Co studuje akustika
Mají amplitudu (maximální a minimální hodnoty v jejich zvlnění), frekvenci (počet kmitů za sekundu nebo opakování), rychlost (čas, který uplyne od generování do dosažení přijímače), délku (jak dlouho je vlna nebo jaká vzdálenost existuje mezi dvěma vrcholy nebo údolími v něm), období (doba každého cyklu pro jeho opakování), amplituda (množství energie signálu, neznamená objem), fáze (poloha jedné vlny vzhledem k druhé) a výkon (množství akustické energie za čas na zdroj).
Podle způsobu, jakým se pohybují médiem, existují dva typy vln: podélné (pohyb bude rovnoběžný se směrem šíření) a příčné (pohyb je kolmý ke směru šíření).
V rámci akustického jevu se studuje nejen zvuk, který lze snadno vnímat lidským uchem, ale také infrazvuk a ultrazvuk. Infrazvuk jsou ty zvukové frekvence, které jsou nižší, než lidské ucho může vnímat (20 hertz), ale pro některé zvířat je docela nápadný a použití jako komunikaci přes velké vzdálenosti; zatímco ultrazvuk jsou vlny, které jsou nad sluchem vnímané lidskou bytostí, asi 20 000 hertzů.
Pro tuto studii představuje zvuk transport energie ve formě vibrací a jeho rychlost bude záviset na hustotě média a teplotě vzduchu. Rychlost bude vyšší u pevných látek a kapalin než u plynných médií (vzduch). Rychlost zvuku ve vzduchu je přibližně 344 metrů za sekundu při teplotě přibližně 20 ° C, i když pro každý další stupeň teploty se rychlost akustické vlny zvýší rychlostí 0,6 m / s. V kapalinách, konkrétně ve vodě, bude rychlost přibližně 1 440 m / s, zatímco v pevných látkách, jako je ocel, bude přibližně 5 000 m / s.
Dějiny akustiky
Marco Vitruvio Polión (80 / 70-15 AC), římský architekt a inženýr, byl předchůdcem architektonické akustiky, psal o akustických jevech, které se odehrály v divadlech, a díky tomu byl zaznamenán aspekt, který při budování divadelních a hudebních sálů berte v úvahu akustické pole.
Později inženýr, fyzik a matematik Galileo Galilei (1564-1642) uzavřel Pythagorovy studie jasnějším vymezením vln, které vedly k fyziologické akustice, a tím, že ji popsal jako stimul interpretovaný myslí jako zvuk, na psychologickou akustiku. Marin Mersenne (1588-1648), francouzský filozof a matematik, provedl experimenty na rychlosti šíření zvuku; a Isaac Newton (1643-1727) formulovali rychlost zvuku v pevných látkách. Fyzik John William Strutt (1842-1919), známý také jako lord Rayleigh, psal o produkci zvuku na strunách, činelech a membránách.
Dalšími slavnými lidmi v historii, kteří se podíleli na akustickém poli, byl astronom, matematik a fyzik Pierre-Simon Laplace (1749-1827), který studoval šíření zvuku; Hermann von Helmholtz (1821-1894), fyzik a lékař, studoval vztah mezi tóny a frekvencemi; Alexander Graham Bell (1847-1922), vynálezce a vědec, vyvinul telefon pozorováním, že některé materiály mohou transformovat a přenášet zvukové vibrace; Thomas Alva Edison (1847-1931), vynálezce, dosáhl zesílení zvukových vibrací vývojem fonografu.
Větve akustiky
Existuje několik klasifikací, které společně pomáhají definovat, co je to akustika, podle média šíření vln a jejich praktické použitelnosti. Někteří z nich jsou:
Akustika akustiky
Toto je nadbytečný termín, i když mnoho lidí je zvědavých. Akustika je přítomna ve všech odvětvích. Například ve fyzikální akustice, která se týká analýzy zvukových jevů, zákonů, podle kterých se řídí, jejího přenosu médii a jejích vlastností; zatímco akustická metrologie je zodpovědná za kalibraci přístrojů pro měření akustických veličin za účelem záznamu kvantifikace stejných nebo jejich výroby.
Fyziologická akustika
Studujte uši a hrdlo a také oblast mozku, která dekóduje vlny. Zde jsou zahrnuty jak vydávané zvuky, tak jejich vnímání a poruchy.
Architektonická akustika
Je odpovědný za studium akustiky v uzavřených prostorech a prostorech, jejich chování, jak se přizpůsobit a nastavit tyto prostory pro optimální využití charakteristik zvuku a efektivního šíření v kontrolovaném prostoru. Tato divize pomohla vyvinout pro tento účel vhodné kryty, například akustickou skořepinu.
Průmyslová akustika
Je to odvětví, které je odpovědné za zmírnění účinků hluku produkovaného průmyslovou činností za účelem ochrany zaměstnanců před hlukovým znečištěním a jeho útoky pomocí nějakého druhu akustické izolace.
Akustika prostředí
Studujte zvuky přítomné venku, hluk v prostředí a jeho účinky na přírodu a lidi. Tyto zvuky jsou generovány provozem, různými druhy dopravy, obchodními prostory, sousedstvími a různými každodenními lidskými činnostmi. Tato větev podporuje řízení a kontrolu hluku, aby se snížilo hlukové znečištění.
Akustické znečištění
Hudební akustika
Je to ten, který studuje zvuk produkovaný hudebními nástroji, jejich měřítky, akordy, souznění. To znamená, že ladění měřítka stejné. Kromě výše uvedených existují další pobočky, například:
- Aeroakustika (zvuk produkovaný pohybem ve vzduchu)
- Psychoakustika (lidské vnímání zvuku a jeho účinků)
- Bioakustika (studium sluchu na zvířatech a porozumění jejich vnímání)
- Pod vodou (detekce objektů se zvukem, jako jsou radary)
- Slectroacoustics (studuje elektronické procesy pro snímání a zpracování zvuku)
- Fonetika (akustika lidské řeči)
- Makroakustika (studium hlasitých zvuků)
- Ultrazvuk (studuje neslyšitelný vysokofrekvenční zvuk a jeho aplikace)
- Vibrační (studium systémů, které mají hmotnost a pružnost, které mohou provádět oscilační pohyby)
- Strukturální (mimo jiné studuje zvuk, který se šíří strukturami ve formě vibrací).
Akustické jevy
Jsou to ta zkreslení zvukových vln způsobená překážkami nebo změnami v propagačním médiu, které ovlivňují jejich vlastnosti. Mezi tyto akustické jevy patří:
- Reflexe: to je, když zvuková vlna narazí na pevnou překážku a to způsobí, že se odchýlí od původního kurzu a vytvoří efekt „odrazu“, který jí umožní vrátit se na médium, ze kterého přichází.
- Echo - Vyskytuje se, když se vlna odrazí a projeví se v opakujících se cyklech v intervalu přibližně 0,1 sekundy. Abychom to mohli vnímat, musí být zdroj zvuku a povrch, který jej odráží, odděleny nejméně 17 metrů.
- Dozvuk: Jedná se o jev podobný echu, s tím rozdílem, že doba opakování je kratší než 0,1 sekundy a výsledným efektem je prodloužený zvuk. V tomto případě musí být zdroj a odrazná plocha od sebe vzdáleny méně než 17 metrů.
- Absorpce: je to, když vlna dosáhne povrchu a neutralizuje nebo absorbuje jeho část a zbytek se odráží. Akustické panely používané ve studiích mají tuto vlastnost, i když pohlcují zvuk téměř úplně.
- Lom: jsou to zakřivení, která zvuk bere, když přechází z jednoho média do druhého, a jeho směr a rychlost budou záviset na teplotě, hustotě a pružnosti média šíření.
- Difrakce: je to, když vlna narazí na překážku menší než je její délka v cestě, což způsobí, že ji obklopí a vlna se „rozptýlí“.
- Rušení: nastává, když se protínají nebo překrývají dvě nebo více různých vln. Obecně platí, že mají opačné dráhy, takže se navzájem „srazí“. Čím více mají obě vlny stejnou amplitudu, tím větší je index interference.
- Pulzace: vznikají v přítomnosti dvou vln různých frekvencí, ale velmi blízkých, což je pro lidské ucho nepostřehnutelné, takže je vnímáno jako jediná frekvence.
- Dopplerův jev: je ten, který je vnímán, když se zvýší nebo sníží frekvence vlny, když se vysílač a přijímač přiblíží nebo vzdálí. Příklad: když uslyšíte přicházet sanitku nebo hlídku, projde kolem a znovu odjede.
Co je to hlukové znečištění
Je to akustická verze změny prostředí v určitém prostoru. Pokud dojde ke znečištění hlukem, bude zřejmé, že existuje nadměrný zvuk nebo hluk, který změní prostředí.
Co je to akustická pěna
Existují dvě třídy prvků určených k absorpci v určitém měřítku: materiály pohlcující zvuk a selektivní prvky nebo také nazývané rezonátory.
První se používají k získání adekvátní doby dozvuku při činnostech prováděných ve vesmíru, ke snížení nebo eliminaci ozvěn ak eliminaci znečišťujícího hluku mimo lokalitu. Nejčastěji se používá potažená kamenná vlna, potažené polyesterové vlákno a pružná pěna z melaminové pryskyřice.
Sekundy jsou ty, které se používají při hledání velké absorpce nízkých frekvencí, což v zásadě zkracuje doby dozvuku. Mohou být použity jako doplňky k absorpčním materiálům nebo samostatně pro výše popsaný účel.
Typy rezonátorů jsou:
- Membrána nebo membrána: neporézní a pružné materiály, jako je dřevo.
- Jednoduchá dutina: tvořená uzavřenou vzduchovou dutinou, která je s místností spojena úzkým otvorem.
- Rozdělovač dutin založený na drážkovaných panelech: panel z neporézního a tuhého materiálu, který byl vyvrtán řadou kruhů nebo drážek, které budou umístěny v určité vzdálenosti od stěny místnosti, takže bude k dispozici prostor uzavřený vzduch tvořený oběma povrchy.
