U akustika je grana fizike koja proučava proizvodnju, prijenos, pohranu, percepciju i reprodukciju zvuka; to jest, detaljno proučava zvučne valove koji se šire kroz materiju koja može biti u plinovitom, tekućem ili krutom stanju, jer se zvuk ne širi u vakuumu. Zvuk je primarni element akustike, a sastoji se od zvučnih valova koji nastaju kada se oscilacije tlaka zraka pretvore u mehaničke valove.
Što je Akustika
Sadržaj
To je grana fizike koja proučava proizvodnju i ponašanje tijekom prijenosa i odredišta zvučnih valova, kao i njihov sastav. Kad se govori o tome što je akustika, odnosi se i na proučavanje fizičkih prostora ili mjesta na kojima se širi zvuk, a ima višestruku primjenu za događaje, studije i javne prostore.
Također se u glazbi taj pojam razumijeva pod upotrebom instrumenata koji akustično proizvode zvukove, ostavljajući po strani električne ili elektroničke elemente, na primjer, akustičnu gitaru.
Što proučava Akustika
Imaju amplitudu (maksimalne i minimalne vrijednosti u njihovoj valovitosti), frekvenciju (broj oscilacija u sekundi ili ponavljanja), brzinu (vrijeme koje proteče od trenutka generiranja do dosezanja prijemnika), duljinu (koliko je dug val ili koja udaljenost postoji između dva vrha ili doline u njemu), razdoblje (vrijeme svakog ciklusa za njegovo ponavljanje), amplituda (količina energije signala, ne znači volumen), faza (položaj jednog vala u odnosu na drugi) i snaga (količina zvučne energije po vremenu po izvoru).
Postoje dvije vrste valova prema načinu na koji se kreću kroz medij: uzdužni (kretanje će biti paralelno sa smjerom širenja) i poprečni (kretanje je okomito na smjer širenja).
Unutar akustične pojave proučava se ne samo zvuk koji ljudsko uho može lako uočiti, već i infrazvuk i ultrazvuk. Infrazvuk su oni zvučne frekvencije koje su niže od ljudsko uho može uočiti (20 herca), ali za neke životinje je vrlo vidljiv i korištenje kao komunikacija na velikim udaljenostima; dok su ultrazvuk valovi koji su iznad sluha i koje čovjek opaža, na oko 20 000 herca.
Za ovo istraživanje zvuk predstavlja transport energije u obliku vibracija, a njegova brzina ovisit će o gustoći medija i temperaturi zraka. Brzina će biti veća u krutim tvarima i tekućinama nego u plinovitim medijima (zrak). Brzina zvuka u zraku je oko 344 metra u sekundi na oko 20 ° C, iako će se za svaki sljedeći stupanj Celzija temperatura brzine zvučnog vala povećavati brzinom od 0,6 m / s. U tekućinama, točnije u vodi, brzina će biti približno 1.440 m / s, dok će u čvrstim materijalima poput čelika iznositi oko 5.000 m / s.
Povijest akustike
Marco Vitruvio Polión (80 / 70-15 AC), rimski arhitekt i inženjer, bio je preteča arhitektonske akustike, pišući o akustičnim pojavama koje su se događale u kazalištima, i zahvaljujući tome, zabilježeno je nekoliko aspekata uzeti u obzir akustičko polje prilikom gradnje kazališnih i glazbenih prostora.
Kasnije je inženjer, fizičar i matematičar Galileo Galilei (1564.-1642.), Zaključio Pitagorine studije, jasnije definirajući valove, dovodeći do fiziološke akustike i opisujući je kao poticaj koji um tumači kao zvuk, na psihološku akustiku. Marin Mersenne (1588.-1648.), Francuski filozof i matematičar, izvodio je eksperimente o brzini širenja zvuka; i Isaac Newton (1643-1727), formulirali su brzinu zvuka u čvrstim tijelima. Fizičar John William Strutt (1842-1919), poznat i kao Lord Rayleigh, napisao je o stvaranju zvuka na žicama, činelama i membranama.
Drugi poznati ljudi u povijesti koji su pridonijeli akustičnom polju bili su astronom, matematičar i fizičar Pierre-Simon Laplace (1749. - 1827.), sa studijama o širenju zvuka; Hermann von Helmholtz (1821-1894), fizičar i liječnik, proučavao je odnos između tonova i frekvencija; Alexander Graham Bell (1847.-1922.), Izumitelj i znanstvenik, razvio je telefon promatrajući da neki materijali mogu transformirati i prenositi zvučne vibracije; Thomas Alva Edison (1847.-1931.), Izumitelj, postigao je pojačanje zvučnih vibracija razvojem fonografa.
Grane akustike
Postoji nekoliko klasifikacija koje zajedno pomažu definirati što je akustika, prema načinu širenja valova i njihovoj praktičnoj korisnosti. Neki od njih su:
Akustika akustike
Ovo je suvišan pojam, iako su mnogi ljudi znatiželjni zbog toga. Akustika je prisutna u svim granama. Primjerice, u fizičkoj akustici, koja se odnosi na analizu zvučnih pojava, zakona po kojima se njome upravlja, njezinog transporta kroz medije i njegovih svojstava; dok je akustično mjeriteljstvo zaduženo za kalibriranje instrumenata za mjerenje akustičkih veličina kako bi se zabilježile kvantifikacije istih ili kako bi se one proizvele.
Fiziološka akustika
Proučite uši i grlo, kao i područje mozga koje dešifrira valove. Ovdje su uključeni i zvukovi koji se emitiraju, i percepcija njih i poremećaji.
Arhitektonska akustika
Odgovorna je za proučavanje akustike u ograđenim prostorima i prostorima, njihovo ponašanje, kako prilagoditi i postaviti te prostore za optimalno korištenje karakteristika zvuka i imati učinkovito širenje u kontroliranom prostoru. Ova je podjela pomogla razviti prikladne ograde za ovu svrhu, poput akustičke ljuske.
Industrijska akustika
Ogranak je odgovoran za ublažavanje učinaka buke koju proizvodi industrijska djelatnost, kako bi se zaštitio radnik od onečišćenja bukom i njegovih napada, pomoću neke vrste zvučne izolacije.
Akustika okoliša
Proučite zvukove prisutne na otvorenom, buku u okolišu i njezine učinke na prirodu i ljude. Te buke generiraju promet, različite vrste prijevoza, poslovni prostori, četvrti i različite svakodnevne ljudske aktivnosti. Ova grana promiče upravljanje i kontrolu buke radi smanjenja onečišćenja bukom.
Akustično onečišćenje
Glazbena akustika
To je ono koje proučava zvuk koji stvaraju glazbeni instrumenti, njihove ljestvice, akordi, suzvučje. Odnosno, podešavanje ljestvice istog. Uz spomenute, postoje i druge grane, kao što su:
- Aeroakustika (zvuk koji nastaje kretanjem u zraku)
- Psihoakustika (ljudska percepcija zvuka i njegovih učinaka)
- Bioakustika (proučava sluh kod životinja i razumijevanje njihove percepcije)
- Pod vodom (otkrivanje objekata sa zvukom, poput radara)
- Elektroakustika (proučava elektroničke procese za hvatanje i obradu zvuka)
- Fonetika (akustika ljudskog govora)
- Makroakustika (proučavanje glasnih zvukova)
- Ultrazvučni (proučava nečujan zvuk visoke frekvencije i njegove primjene)
- Vibracijski (proučavanje sustava koji imaju masu i elastičnost koji mogu izvoditi oscilatorna kretanja)
- Strukturni (proučava zvuk koji se širi kroz strukture u obliku vibracija), između ostalog.
Akustični fenomeni
To su ona iskrivljenja u zvučnim valovima uzrokovana zaprekama ili varijacijama koje postoje u sredstvu širenja koje utječu na njihove karakteristike. Među ove akustične pojave su:
- Refleksija: to je slučaj kada zvučni val nailazi na čvrstu prepreku i zbog toga odstupa od svog izvornog toka stvarajući efekt "odskoka" koji mu omogućuje povratak u medij iz kojeg dolazi.
- Odjek - Pojavljuje se kad se val odbije i odražava se u ponavljanju ciklusa u intervalu od približno 0,1 sekunde. Da bi ga mogli percipirati, izvor zvuka i površina koja ga odražava moraju biti odvojeni ne manje od 17 metara.
- Odjek: Ovo je fenomen sličan odjeku, s tom razlikom što je vrijeme ponavljanja manje od 0,1 sekunde, a rezultirajući efekt je produženi zvuk. U tom slučaju izvor i reflektirajuća površina moraju biti udaljeni manje od 17 metara.
- Apsorpcija: je kad val dosegne površinu i on neutralizira ili apsorbira dio nje, a ostatak se odražava. Akustične ploče koje se koriste u studijima imaju ovo svojstvo, iako gotovo u potpunosti apsorbiraju zvuk.
- Refrakcija: to su zakrivljenosti koje zvuk zauzima kada prelazi iz jednog medija u drugi, a njegov smjer i brzina ovisit će o temperaturi, gustoći i elastičnosti medija za širenje.
- Difrakcija: je kada val na svom putu naiđe na prepreku manju od njegove duljine, zbog čega ga val okružuje i val se "raspršuje".
- Interferencija: javlja se kada se dva ili više različitih valova sijeku ili preklapaju. Općenito, imaju suprotne putanje, pa će se "sudariti" međusobno. Što oba vala imaju jednaku amplitudu, to je veći indeks smetnji.
- Pulsacije: nastaju u prisutnosti dva vala različitih frekvencija, ali vrlo blizu, što je neprimjetno za ljudsko uho, pa se doživljava kao jedna frekvencija.
- Doppler efekt: onaj je koji se opaža kada se pojača ili smanji frekvencija vala kada se emiter i prijamnik približavaju ili udaljavaju. Primjer: kad čujete kako dolaze hitna pomoć ili patrola, ona prolazi i prolazi.
Što je zagađenje bukom
To je akustična verzija promjene okoliša u određenom prostoru. Kad postoji zagađenje bukom, tada će se shvatiti da postoji višak zvuka ili buke koji će promijeniti okoliš.
Što je akustična pjena
Postoje dvije klase elemenata dizajniranih da apsorbiraju u određenom mjerilu: materijali koji apsorbiraju zvuk i selektivni elementi ili se nazivaju i rezonatorima.
Prvi se koriste za dobivanje odgovarajućeg vremena odjeka u aktivnostima koje se provode u svemiru, smanjenje ili uklanjanje odjeka i za uklanjanje onečišćujuće buke izvan mjesta. Najčešće se koriste obložena kamena vuna, obložena poliesterska vlakna i fleksibilna pjena od melaminske smole.
Sekunde su one koje se koriste kada se želi postići velika apsorpcija niskih frekvencija, u principu smanjujući vrijeme odjeka. Mogu se koristiti kao dodaci upijajućim materijalima ili odvojeno u gore opisanu svrhu.
Vrste rezonatora su:
- Membrana ili dijafragma: neporozni i fleksibilni materijali, poput drveta.
- Jednostavna šupljina: formirana je od zatvorene zračne šupljine, koja je uskim otvorom povezana sa sobom.
- Šupljinski razvodnik na bazi prorezanih ploča: ploča od neporoznog i krutog materijala koja je izbušena nizom krugova ili utora, koji će se nalaziti na određenoj udaljenosti od zida prostorije, tako da postoji prostor zatvoreni zrak koji tvore obje površine.
