Η ακουστική είναι ένας κλάδος της φυσικής που μελετά την παραγωγή, μετάδοση, αποθήκευση, αντίληψη και αναπαραγωγή ήχου. Δηλαδή, μελετά λεπτομερώς τα ηχητικά κύματα που διαδίδονται μέσω μιας ύλης, η οποία μπορεί να είναι σε αέρια, υγρή ή στερεή κατάσταση, επειδή ο ήχος δεν διαδίδεται σε κενό. Ο ήχος είναι το κύριο στοιχείο της ακουστικής και αποτελείται από ηχητικά κύματα που παράγονται όταν οι ταλαντώσεις στην πίεση του αέρα μετατρέπονται σε μηχανικά κύματα.
Τι είναι η Ακουστική
Πίνακας περιεχομένων
Είναι ο κλάδος της φυσικής που μελετά την παραγωγή και τη συμπεριφορά κατά τη μετάδοση και τον προορισμό των ηχητικών κυμάτων, καθώς και τη σύνθεσή τους. Όταν μιλάμε για το τι είναι η ακουστική, αναφέρεται επίσης στη μελέτη φυσικών χώρων ή χώρων όπου διαδίδεται ο ήχος και έχει πολλές εφαρμογές για εκδηλώσεις, στούντιο και δημόσιους χώρους.
Επίσης στη μουσική, είναι ο όρος που κατανοείται από τη χρήση οργάνων που παράγουν ήχους ακουστικά, αφήνοντας κατά μέρος ηλεκτρικά ή ηλεκτρονικά στοιχεία, για παράδειγμα, την ακουστική κιθάρα.
Τι μελετά η Ακουστική
Έχουν πλάτος (μέγιστες και ελάχιστες τιμές στην κυματιστή του), συχνότητα (αριθμός ταλαντώσεων ανά δευτερόλεπτο ή επαναλήψεις), ταχύτητα (ο χρόνος που παρέλθει από τη στιγμή που δημιουργείται μέχρι να φτάσει στον δέκτη του), μήκος (πόσο καιρό είναι το κύμα ή ποια απόσταση υπάρχει μεταξύ δύο κορυφών ή κοιλάδων σε αυτήν), περίοδος (χρόνος κάθε κύκλου για την επανάληψή του), πλάτος (ποσότητα ενέργειας σήματος, δεν σημαίνει όγκος), φάση (θέση ενός κύματος σε σχέση με την άλλη) και ισχύς (ποσότητα ακουστικής ενέργειας ανά ώρα ανά πηγή).
Υπάρχουν δύο τύποι κυμάτων ανάλογα με τον τρόπο που κινούνται μέσα από τα μέσα: διαμήκης (η κίνηση θα είναι παράλληλη προς την κατεύθυνση της διάδοσης) και εγκάρσια (η κίνηση είναι κάθετη προς την κατεύθυνση της διάδοσης).
Στο ακουστικό φαινόμενο, μελετάται όχι μόνο ο ήχος που μπορεί να γίνει εύκολα αντιληπτός από το ανθρώπινο αυτί, αλλά και ο υπερηχογράφος και ο υπέρηχος. Το υπερηχογράφημα είναι εκείνες οι συχνότητες ήχου που είναι χαμηλότερες από ό, τι μπορεί να αντιληφθεί το ανθρώπινο αυτί (20 hertz), αλλά για ορισμένα ζώα είναι αρκετά αισθητή και χρησιμοποιείται ως επικοινωνία σε μεγάλες αποστάσεις. ενώ ο υπέρηχος είναι τα κύματα που βρίσκονται πάνω από την ακοή που γίνεται αντιληπτή από τον άνθρωπο, σε περίπου 20.000 hertz.
Για αυτήν τη μελέτη, ο ήχος αποτελεί μεταφορά ενέργειας με τη μορφή δόνησης και η ταχύτητά του θα εξαρτηθεί από την πυκνότητα του μέσου και τη θερμοκρασία του αέρα. Η ταχύτητα θα είναι υψηλότερη σε στερεά και υγρά από ό, τι στα αέρια μέσα (αέρας). Η ταχύτητα του ήχου στον αέρα είναι περίπου 344 μέτρα ανά δευτερόλεπτο στους περίπου 20 ° C, αν και για κάθε επιπλέον βαθμό βαθμού Κελσίου, η ταχύτητα του ακουστικού κύματος θα αυξηθεί με ρυθμό 0,6 m / s. Στα υγρά, ειδικά στο νερό, η ταχύτητα θα είναι περίπου 1.440 m / s, ενώ σε στερεά όπως ο χάλυβας, θα είναι περίπου 5.000 m / s.
Ιστορία Ακουστικής
Ο Marco Vitruvio Polión (80 / 70-15 AC), Ρωμαίος αρχιτέκτονας και μηχανικός, ήταν ο πρόδρομος της αρχιτεκτονικής ακουστικής, γράφοντας για τα ακουστικά φαινόμενα που συνέβησαν στα θέατρα, και χάρη σε αυτό, υπήρχε μια καταγραφή πτυχών που λάβετε υπόψη το ακουστικό πεδίο κατά την κατασκευή θεατρικών και μουσικών χώρων.
Αργότερα, ο μηχανικός, φυσικός και μαθηματικός Galileo Galilei (1564-1642), ολοκλήρωσε τις μελέτες του Πυθαγόρα, καθορίζοντας τα κύματα πιο ξεκάθαρα, δημιουργώντας φυσιολογική ακουστική και περιγράφοντας το ως ένα ερέθισμα που ερμηνεύεται από το μυαλό ως ήχο, στην ψυχολογική ακουστική. Ο Marin Mersenne (1588-1648), Γάλλος φιλόσοφος και μαθηματικός, πραγματοποίησε πειράματα σχετικά με την ταχύτητα διάδοσης του ήχου. και ο Isaac Newton (1643-1727), διατύπωσαν την ταχύτητα του ήχου στα στερεά. Ο φυσικός John William Strutt (1842-1919), επίσης γνωστός ως Lord Rayleigh, έγραψε για την παραγωγή ήχου σε χορδές, κύμβαλα και μεμβράνες.
Άλλοι διάσημοι άνθρωποι στην ιστορία που συνέβαλαν στον ακουστικό τομέα ήταν ο αστρονόμος, μαθηματικός και φυσικός Pierre-Simon Laplace (1749-1827), με μελέτες σχετικά με τη διάδοση του ήχου. Ο Hermann von Helmholtz (1821-1894), φυσικός και γιατρός, μελέτησε τη σχέση μεταξύ τόνων και συχνοτήτων. Ο Alexander Graham Bell (1847-1922), εφευρέτης και επιστήμονας, ανέπτυξε το τηλέφωνο παρατηρώντας ότι ορισμένα υλικά θα μπορούσαν να μεταμορφώσουν και να μεταφέρουν ηχητικές δονήσεις. Ο Thomas Alva Edison (1847-1931), εφευρέτης, πέτυχε την ενίσχυση των ηχητικών δονήσεων με την ανάπτυξη του φωνογράφου.
Υποκαταστήματα Ακουστικής
Υπάρχουν πολλές ταξινομήσεις που, από κοινού, βοηθούν στον καθορισμό της ακουστικής, σύμφωνα με τα μέσα διάδοσης των κυμάτων και την πρακτική τους χρησιμότητα. Κάποιοι από αυτούς είναι:
Ακουστική Ακουστική
Αυτός είναι ένας περιττός όρος, αν και πολλοί άνθρωποι είναι περίεργοι. Η ακουστική υπάρχει σε όλους τους κλάδους. Για παράδειγμα, στη φυσική ακουστική, η οποία αφορά την ανάλυση των ηχητικών φαινομένων, τους νόμους βάσει των οποίων διέπεται, τη μεταφορά του μέσω των μέσων ενημέρωσης και τις ιδιότητές του. ενώ η ακουστική μετρολογία είναι αυτή που είναι υπεύθυνη για τα όργανα βαθμονόμησης για τη μέτρηση ακουστικών μεγεθών για την καταγραφή ποσοτικών ποσοτήτων του ίδιου ή την παραγωγή τους.
Φυσιολογική Ακουστική
Μελετήστε τα αυτιά και το λαιμό, καθώς και την περιοχή του εγκεφάλου που αποκωδικοποιεί τα κύματα. Εδώ περιλαμβάνονται τόσο οι εκπεμπόμενοι ήχοι όσο και η αντίληψή τους και οι διαταραχές.
Αρχιτεκτονική Ακουστική
Είναι υπεύθυνη για τη μελέτη της ακουστικής σε περιβλήματα και χώρους, τη συμπεριφορά τους, τον τρόπο προσαρμογής και ρύθμισης αυτών των χώρων για τη βέλτιστη χρήση των χαρακτηριστικών του ήχου και έχει αποτελεσματική διάδοση σε ελεγχόμενο χώρο. Αυτό το τμήμα βοήθησε στην ανάπτυξη κατάλληλων περιβλημάτων για το σκοπό αυτό, όπως το ακουστικό κέλυφος.
Βιομηχανική Ακουστική
Είναι ο κλάδος που είναι υπεύθυνος για τη μείωση των επιπτώσεων του θορύβου που παράγεται από τη βιομηχανική δραστηριότητα, προκειμένου να προστατεύσει τους εργαζομένους από τη ηχορύπανση και τις επιθέσεις του, μέσω κάποιου τύπου ακουστικής μόνωσης.
Περιβαλλοντική Ακουστική
Μελετήστε τους ήχους που υπάρχουν στο ύπαιθρο, τον θόρυβο στο περιβάλλον και τις επιπτώσεις του στη φύση και τους ανθρώπους. Αυτοί οι θόρυβοι δημιουργούνται από κυκλοφορία, διαφορετικούς τύπους μεταφορών, επαγγελματικούς χώρους, γειτονιές και διαφορετικές καθημερινές ανθρώπινες δραστηριότητες. Αυτός ο κλάδος προωθεί τη διαχείριση και τον έλεγχο του θορύβου, για τη μείωση της ηχορύπανσης.
Ακουστική ρύπανση
Μουσική Ακουστική
Είναι αυτός που μελετά τον ήχο που παράγεται από μουσικά όργανα, τις κλίμακες τους, τις χορδές τους, τη συμφωνία. Δηλαδή, για το συντονισμό της κλίμακας του ίδιου. Εκτός από αυτά που αναφέρθηκαν προηγουμένως, υπάρχουν και άλλοι κλάδοι, όπως:
- Αεροακουστική (ήχος που παράγεται από κίνηση στον αέρα)
- Ψυχοακουστική (ανθρώπινη αντίληψη του ήχου και τα αποτελέσματά του)
- Βιοακουστική (μελέτες ακοής σε ζώα και κατανόηση της αντίληψής τους)
- Υποβρύχια (ανίχνευση αντικειμένων με ήχο, όπως ραντάρ)
- Slectroacoustics (μελετά τις ηλεκτρονικές διαδικασίες για τη λήψη και επεξεργασία ήχου)
- Φωνητική (ακουστική της ανθρώπινης ομιλίας)
- Μακροακουστική (μελέτη δυνατών ήχων)
- Υπερήχων (μελετά τον ήχο υψηλής συχνότητας και τις εφαρμογές του)
- Δονήσεις (μελέτη συστημάτων με μάζα και ελαστικότητα που μπορούν να εκτελέσουν ταλαντωτικές κινήσεις)
- Δομικά (μελετά τον ήχο που διαδίδεται μέσω δομών με τη μορφή δονήσεων), μεταξύ άλλων.
Ακουστικά φαινόμενα
Είναι αυτές οι παραμορφώσεις στα ηχητικά κύματα, που προκαλούνται από εμπόδια ή παραλλαγές που υπάρχουν στο μέσο διάδοσης που επηρεάζουν τα χαρακτηριστικά τους. Μεταξύ αυτών των ακουστικών φαινομένων είναι:
- Αντανάκλαση: αυτό συμβαίνει όταν το ηχητικό κύμα συναντά ένα σταθερό εμπόδιο και αυτό το κάνει να αποκλίνει από την αρχική του πορεία, δημιουργώντας ένα φαινόμενο "αναπήδησης", το οποίο του επιτρέπει να επιστρέψει στο μέσο από το οποίο προέρχεται.
- Echo - Εμφανίζεται όταν ένα κύμα αναπηδά και αντανακλάται σε επαναλαμβανόμενους κύκλους σε διάστημα περίπου 0,1 δευτερολέπτων. Για να το αντιληφθεί, η πηγή ήχου και η επιφάνεια που την αντανακλά, πρέπει να διαχωρίζονται τουλάχιστον 17 μέτρα.
- Reverb: Πρόκειται για ένα φαινόμενο παρόμοιο με το echo, με τη διαφορά ότι ο χρόνος επανάληψης είναι μικρότερος από 0,1 δευτερόλεπτα και το αποτέλεσμα που προκύπτει είναι ένας παρατεταμένος ήχος. Σε αυτήν την περίπτωση, η πηγή και η ανακλώσα επιφάνεια πρέπει να απέχουν λιγότερο από 17 μέτρα.
- Απορρόφηση: είναι όταν το κύμα φτάσει σε μια επιφάνεια και εξουδετερώνει ή απορροφά μέρος του και το υπόλοιπο ανακλάται. Τα ακουστικά πάνελ που χρησιμοποιούνται στα στούντιο έχουν αυτήν την ιδιότητα, αν και απορροφούν σχεδόν ολόκληρο τον ήχο.
- Ανανέωση: είναι οι καμπυλότητες που παίρνει ένας ήχος όταν περνά από το ένα μέσο στο άλλο και η κατεύθυνση και η ταχύτητά του θα εξαρτηθούν από τη θερμοκρασία, την πυκνότητα και την ελαστικότητα του μέσου διάδοσης.
- Περίθλαση: είναι όταν ένα κύμα συναντά ένα εμπόδιο μικρότερο από το μήκος του στη διαδρομή του, το οποίο το αναγκάζει να το περιβάλλει και το κύμα να "διασκορπιστεί".
- Παρεμβολές: συμβαίνει όταν δύο ή περισσότερα διαφορετικά κύματα τέμνονται ή αλληλεπικαλύπτονται. Γενικά, έχουν αντίθετες τροχιές, οπότε θα "συγκρουστούν" μεταξύ τους. Όσο πιο ισότιμα έχουν και τα δύο κύματα όσον αφορά το πλάτος τους, τόσο μεγαλύτερος είναι ο δείκτης παρεμβολών.
- Παλμοί: προκύπτουν παρουσία δύο κυμάτων διαφορετικών συχνοτήτων, αλλά πολύ κοντά, κάτι που δεν γίνεται αντιληπτό από το ανθρώπινο αυτί, οπότε γίνεται αντιληπτό ως μία μόνο συχνότητα.
- Εφέ Doppler: είναι αυτό που γίνεται αντιληπτό όταν προκύπτει αύξηση ή μείωση της συχνότητας ενός κύματος όταν ο πομπός και ο δέκτης κινούνται πιο κοντά ή πιο μακριά. Παράδειγμα: όταν ακούτε ασθενοφόρο ή περιπολία να έρχεται, περνάει και απομακρύνεται ξανά.
Τι είναι η ηχορύπανση
Είναι η ακουστική εκδοχή της αλλαγής ενός περιβάλλοντος σε έναν συγκεκριμένο χώρο. Όταν υπάρχει ηχορύπανση, τότε θα γίνει κατανοητό ότι υπάρχει υπερβολική ποσότητα ήχου ή θορύβου που θα αλλάξει το περιβάλλον.
Τι είναι ο ακουστικός αφρός
Υπάρχουν δύο κατηγορίες στοιχείων που έχουν σχεδιαστεί για να απορροφούν σε μια συγκεκριμένη κλίμακα: υλικά που απορροφούν τον ήχο και επιλεκτικά στοιχεία ή ονομάζονται επίσης συντονιστές.
Οι πρώτοι χρησιμοποιούνται για την επίτευξη επαρκών χρόνων αντήχησης στις δραστηριότητες που πραγματοποιούνται στο διάστημα, τη μείωση ή την εξάλειψη των ηχώ και για την εξάλειψη του ρυπογόνου θορύβου εκτός του χώρου. Τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα είναι επικαλυμμένα πέτρινα μάλλινα, επικαλυμμένες ίνες πολυεστέρα και εύκαμπτος αφρός ρητίνης μελαμίνης.
Τα δευτερόλεπτα είναι εκείνα που χρησιμοποιούνται όταν επιδιώκουμε να αποκτήσουμε μεγάλη απορρόφηση χαμηλών συχνοτήτων, μειώνοντας κατ 'αρχήν τους χρόνους αντήχησης. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως συμπληρώματα απορροφητικών υλικών ή ξεχωριστά για τον σκοπό που περιγράφεται παραπάνω.
Οι τύποι αντηχείων είναι:
- Μεμβράνη ή διαφράγματα: μη πορώδη και εύκαμπτα υλικά, όπως ξύλο.
- Απλή κοιλότητα: σχηματίζεται από κλειστή κοιλότητα αέρα, η οποία συνδέεται με το δωμάτιο με ένα στενό άνοιγμα.
- Πολλαπλή κοιλότητα βασισμένη σε εγκοπές: πάνελ από μη πορώδες και άκαμπτο υλικό που έχει τρυπήσει μια σειρά κύκλων ή σχισμών, που θα βρίσκονται σε μια ορισμένη απόσταση από τον τοίχο του δωματίου, έτσι ώστε να υπάρχει χώρος κλειστός αέρας που σχηματίζεται και από τις δύο επιφάνειες.
