Par akustika ir filiāle fizika, kas studijas ražošanas, pārvades, uzglabāšanas, uztveri un reproducēšanu skaņu; Tas ir, tas sīki pēta skaņas viļņus, kas izplatās caur matēriju, kas var būt gāzveida, šķidrā vai cietā stāvoklī, jo skaņa neizplatās vakuumā. Skaņa ir galvenais elements akustikā, un to veido skaņas viļņi, kas rodas, kad gaisa spiediena svārstības tiek pārveidotas par mehāniskiem viļņiem.
Kas ir Akustika
Satura rādītājs
Tā ir fizikas nozare, kas pēta skaņas viļņu veidošanos un uzvedību pārraides un galamērķa laikā, kā arī to sastāvu. Runājot par to, kas ir akustika, tas attiecas arī uz fizisko telpu vai vietu izpēti, kur tiek izplatīta skaņa, un tai ir vairākas lietojumprogrammas pasākumiem, studijām un publiskām telpām.
Arī mūzikā tas ir termins, ko saprot, izmantojot instrumentus, kas skaņas rada akustiski, atstājot malā elektriskos vai elektroniskos elementus, piemēram, akustisko ģitāru.
Ko pēta Akustika
Viņiem ir amplitūda (maksimālā un minimālā vērtība tās viļņošanā), frekvence (svārstību skaits sekundē vai atkārtojumi), ātrums (laiks, kas paiet no tā radīšanas brīža, līdz tas sasniedz uztvērēju), garums (cik ilgi vilnis ir vai kāds attālums pastāv starp divām virsotnēm vai ielejām tajā), periods (katra cikla laiks tā atkārtošanai), amplitūda (signāla enerģijas daudzums nenozīmē tilpumu), fāze (viena viļņa stāvoklis attiecībā pret otru) un jauda (akustiskās enerģijas daudzums vienā avotā).
Atkarībā no tā, kā tie pārvietojas pa nesējiem, ir divu veidu viļņi: gareniski (kustība būs paralēla izplatīšanās virzienam) un šķērsvirzienā (kustība ir perpendikulāra izplatīšanās virzienam).
Akustiskās parādības ietvaros tiek pētīta ne tikai cilvēka ausij viegli uztverama skaņa, bet arī infraskaņa un ultraskaņa. Infraskaņas ir tie skaņas frekvences, kas ir zemāks nekā cilvēka auss var uztvert (20 hercos), bet dažiem dzīvniekiem ir ļoti pamanāms un izmantot kā komunikācijas lielos attālumos; kamēr ultraskaņa ir viļņi, kas atrodas virs dzirdes, ko uztver cilvēks, aptuveni 20 000 hercu.
Šajā pētījumā skaņa veido enerģijas transportu vibrācijas formā, un tās ātrums būs atkarīgs no barotnes blīvuma un gaisa temperatūras. Cietās daļās un šķidrumos ātrums būs lielāks nekā gāzveida vidē (gaisā). Skaņas ātrums gaisā ir aptuveni 344 metri sekundē pie aptuveni 20 ° C, lai gan katram papildu temperatūras grādam, akustiskā viļņa ātrums palielināsies ar ātrumu 0,6 m / s. Šķidrumos, īpaši ūdenī, ātrums būs aptuveni 1 440 m / s, bet cietā veidā, piemēram, tēraudā, tas būs aptuveni 5000 m / s.
Akustikas vēsture
Romiešu arhitekts un inženieris Marco Vitruvio Polión (80 / 70-15 AC) bija arhitektūras akustikas priekšgājējs, rakstot par akustiskajām parādībām, kas notika teātros, un, pateicoties tam, bija ieraksts par aspektiem, veidojot teātra un mūzikas vietas, jāņem vērā akustiskais lauks.
Vēlāk inženieris, fiziķis un matemātiķis Galileo Galilejs (1564-1642) pabeidza Pitagora pētījumus, skaidrāk definējot viļņus, radot fizioloģisko akustiku un raksturojot to kā stimulu, ko prāts interpretēja kā skaņu, līdz psiholoģiskajai akustikai. Marins Mersēns (1588-1648), franču filozofs un matemātiķis, veica eksperimentus ar skaņas izplatīšanās ātrumu; un Īzaks Ņūtons (1643-1727) formulēja skaņas ātrumu cietās daļās. Par skaņas ražošanu uz stīgām, šķīvjiem un membrānām rakstīja fiziķis Džons Viljams Struts (1842-1919), pazīstams arī kā lords Reilijs.
Citi vēsturē slaveni cilvēki, kas veicināja akustisko lauku, bija astronoms, matemātiķis un fiziķis Pjērs Saimons Laplass (1749-1827) ar pētījumiem par skaņas izplatīšanos; Hermans fon Helmholcs (1821-1894), fiziķis un ārsts, pētīja toņu un frekvenču attiecības; Izgudrotājs un zinātnieks Aleksandrs Greiems Bels (1847-1922) izstrādāja tālruni, novērojot, ka daži materiāli var pārveidot un transportēt skaņas vibrācijas; Izgudrotājs Tomass Alva Edisons (1847-1931) ar fonogrāfa attīstību panāca skaņas vibrāciju pastiprināšanos.
Akustikas nozares
Ir vairākas klasifikācijas, kas kopā palīdz noteikt akustiku atbilstoši viļņu izplatīšanās līdzekļiem un to praktiskajai lietderībai. Daži no tiem ir:
Akustika Akustika
Šis ir lieks termins, lai gan daudziem cilvēkiem tas ir interesants. Akustika ir visās nozarēs. Piemēram, fiziskajā akustikā, kas attiecas uz skaņu parādību, likumu, saskaņā ar kuriem tā tiek pārvaldīta, transportēšanu caur plašsaziņas līdzekļiem un īpašībām; kamēr akustiskā metroloģija ir tā, kas atbild par instrumentu kalibrēšanu, lai izmērītu akustiskos lielumus, lai reģistrētu to kvantifikācijas vai tos ražotu.
Fizioloģiskā akustika
Pētiet ausis un kaklu, kā arī smadzeņu zonu, kas dekodē viļņus. Šeit ir iekļautas gan izstarotās skaņas, gan to uztvere un traucējumi.
Arhitektūras akustika
Tā ir atbildīga par akustikas izpēti norobežojumos un telpās, to uzvedību, kā šīs telpas pielāgot un iestatīt optimālai skaņas īpašību izmantošanai un efektīvai izplatībai kontrolētā telpā. Šis sadalījums palīdzēja izstrādāt šim nolūkam piemērotus korpusus, piemēram, akustisko apvalku.
Rūpnieciskā akustika
Tā ir nozare, kas ir atbildīga par rūpnieciskās darbības radītā trokšņa mazināšanu, lai aizsargātu darbiniekus no trokšņa piesārņojuma un tā uzbrukumiem, izmantojot kāda veida akustisko izolāciju.
Vides akustika
Pētiet ārā esošās skaņas, troksni vidē un tā ietekmi uz dabu un cilvēkiem. Šos trokšņus rada satiksme, dažādi transporta veidi, veikali, apkaimes un dažādas ikdienas cilvēku darbības. Šī nozare veicina trokšņa pārvaldību un kontroli, lai samazinātu trokšņa piesārņojumu.
Akustiskais piesārņojums
Mūzikas akustika
Tas ir tas, kurš pēta mūzikas instrumentu radīto skaņu, to svarus, akordus, līdzskaņu. Tas ir, tā paša mēroga skaņošana. Papildus iepriekšminētajam ir arī citas filiāles, piemēram:
- Aeroakustika (skaņa, ko rada kustība gaisā)
- Psihoakustika (cilvēka uztvere par skaņu un tās efektiem)
- Bioakustika (pēta dzīvnieku dzirdi un izpratni par viņu uztveri)
- Zem ūdens (objektu ar skaņu noteikšana, piemēram, radari)
- Slektroakustika (pēta elektroniskos procesus skaņas uztveršanai un apstrādei)
- Fonētika (cilvēka runas akustika)
- Makroakustika (skaļu skaņu izpēte)
- Ultraskaņas (pēta nedzirdamu augstfrekvences skaņu un tās pielietojumu)
- Vibrācijas (tādu sistēmu izpēte, kurām ir masa un elastība, kas var veikt svārstību kustības)
- Strukturāls (pēta skaņu, kas izplatās caur konstrukcijām vibrāciju veidā), cita starpā.
Akustiskās parādības
Tie ir tie skaņas viļņu sagrozījumi, ko izraisa šķēršļi vai variācijas, kas pastāv izplatīšanās vidē, kas ietekmē to īpašības. Starp šīm akustiskajām parādībām ir:
- Refleksija: tas ir tad, kad skaņas vilnis saskaras ar stingru šķērsli, un tas liek tam novirzīties no sākotnējā kursa, radot "atlēciena" efektu, kas ļauj tam atgriezties vidē, no kuras tas nāk.
- Atbalss - rodas, kad vilnis atlec un tiek atspoguļots atkārtotos ciklos ar aptuveni 0,1 sekundes intervālu. Lai to uztvertu, skaņas avotam un virsmai, kas to atspoguļo, jāatrodas ne mazāk kā 17 metru attālumā.
- Atbalsojums: šī ir atbalsim līdzīga parādība ar atšķirību, ka atkārtošanās laiks ir mazāks par 0,1 sekundi, un tā rezultāts ir ilgstoša skaņa. Šajā gadījumā avotam un atstarojošajai virsmai jāatrodas mazāk nekā 17 metru attālumā.
- Absorbcija: kad vilnis sasniedz virsmu, un tas neitralizē vai absorbē daļu no tā, un pārējais tiek atspoguļots. Studijās izmantotajiem akustiskajiem paneļiem ir šī īpašība, lai gan tie gandrīz pilnībā absorbē skaņu.
- Refrakcija: tie ir izliekumi, kurus skaņa iegūst, pārejot no vienas barotnes uz otru, un tā virziens un ātrums būs atkarīgs no izplatīšanās vides temperatūras, blīvuma un elastības.
- Difrakcija ir tad, kad vilnis savā ceļā sastopas ar šķērsli, kas ir mazāks par tā garumu, kā rezultātā tas to ieskauj un vilnis "izkliedējas".
- Traucējumi: rodas, ja divi vai vairāki dažādi viļņi krustojas vai pārklājas. Parasti viņiem ir pretējas trajektorijas, tāpēc viņi "sadursies" savā starpā. Jo vienādāki abiem viļņiem ir amplitūdas ziņā, jo lielāks ir traucējumu indekss.
- Pākšaugi: tie rodas divu dažādu frekvenču, bet ļoti tuvu viļņu klātbūtnē, kas cilvēka ausij ir nemanāms, tāpēc tiek uztverts kā viena frekvence.
- Doplera efekts: tiek uztverts, kad viļņa frekvence palielinās vai samazinās, kad izstarotājs un uztvērējs pārvietojas tuvāk vai tālāk. Piemērs: dzirdot, ka nāk ātrā palīdzība vai patruļa, tā iet garām un atkal brauc prom.
Kas ir trokšņa piesārņojums
Tā ir vides pārveidošanas akustiskā versija noteiktā telpā. Kad būs trokšņa piesārņojums, tiks saprasts, ka ir skaņas vai trokšņa pārmērība, kas izmaina vidi.
Kas ir akustiskās putas
Ir divas elementu klases, kas paredzētas absorbēšanai noteiktā mērogā: skaņu absorbējoši materiāli un selektīvie elementi vai arī saukti par rezonatoriem.
Pirmie tiek izmantoti, lai panāktu atbilstošu reverberācijas laiku kosmosā veiktajās darbībās , atbalsu mazināšanai vai likvidēšanai un piesārņojošā trokšņa novēršanai ārpus teritorijas. Visplašāk izmanto akmens pārklājumu, pārklātu poliestera šķiedru un elastīgas melamīna sveķu putas.
Sekundes tiek izmantotas, cenšoties panākt lielu zemu frekvenču absorbciju, principā samazinot reverberācijas laiku. Tos var izmantot kā absorbējošu materiālu piedevas vai atsevišķi iepriekš aprakstītajam mērķim.
Resonatoru veidi ir:
- Membrāna vai diafragma: neporaini un elastīgi materiāli, piemēram, koks.
- Vienkārša dobums: to veido slēgta gaisa dobums, kuru ar telpu savieno šaura atvere.
- Dobuma kolektors, kas balstīts uz rievotiem paneļiem: neporaina un cieta materiāla panelis, kas ir izurbts ar virkni apļu vai spraugu, kas atradīsies noteiktā attālumā no istabas sienas, lai būtu atstarpe. slēgts gaiss, ko veido abas virsmas.
