Wyjaśniamy, czym jest akustyka, jakie są jej gałęzie i jakie zjawiska akustyczne bada. A także czym jest zanieczyszczenie hałasem.
Czym jest akustyka?
akustyka to gałąź fizyki co on studiuje dźwięk. Jest naturalna nauka poświęcony zrozumieniu zjawisk produkcji, transmisji, sterowania i odbioru dźwięku, infradźwięków i ultradźwięków oraz ich skutków w świecie rzeczywistym.
Akustyka definiuje dźwięk jako wibrację, czyli mechaniczną propagację fale przez materiał, być w stan stały, ciekły lub gazowyi próbuje opisać to przesunięcie za pomocą wzorów i zasad matematycznych.
Jest to jeden z nauki najstarsza ludzkość, której początki sięgają starożytności, między VI wpne. C. i ja d. C., zwłaszcza w Grecji i Rzymie. Jego pierwsze formalne studia, przeprowadzone przez Pitagorasa (ok. 569-475 pne), dotyczyły rozumienia dźwięków muzycznych, aby spróbować zrozumieć, dlaczego niektóre dźwięki są piękniejsze od innych.
To Arystoteles (384-322 p.n.e.), ponad sto lat później, odkrył, że dźwięk składa się ze skurczów i rozprężeń powietrza, a pierwszy traktat na ten temat został napisany wieki później przez rzymskiego architekta Witruwiusza (80-15 p.n.e.). ), około 20 rpne. c.
Jednak to było od Rewolucja naukowa renesansu, że prawa rządzące dźwiękiem zaczęły być odkrywane dzięki badaniom nad drgającymi strunami prowadzonymi przez Galileo Galilei (1564-1642) i Marin Mersenne (1588-1648).Później dołączył do nich Isaac Newton (1642-1727), a później tak zwani „giganci” akustyki: Niemiec Hermann Helmholtz (1821-1894) i Lord Rayleigh (1842-1919), wśród innych wielkich naukowców badających dźwięk.
Pierwsze próby pomiaru prędkości dźwięku w powietrzu, jedno z fundamentalnych osiągnięć akustyki, podjęto w XVII wieku i choć nie były one bardzo dokładne, ujawniły, że prędkość fal nie zależy od ich częstotliwość. W 1738 Paryska Akademia Nauk osiągnęła pomiar prawie równa aktualnie obsługiwanej wartości: 331,29 metrów na sekundę.
Dziś akustyka jest ważną dyscypliną o licznych zastosowaniach technicznych, zarówno w dziedzinie architektura i urbanistyki, jak w medycynie, Sztuka i rozrywka oraz telekomunikacja, a nawet w świecie militarnym (jak mechanizm radarowy).
branże akustyki
Akustyka obejmuje zróżnicowany zestaw poddyscyplin lub specjalizacji, wśród których wyróżniają się:
- Akustyka architektoniczna. Dział akustyki poświęcony badaniu ruchu dźwięku w budynkach i przestrzeniach miejskich, w celu budowania ich w taki sposób, aby wykorzystać naturę dźwięku.
- akustyka muzyki. Dział akustyki poświęcony badaniu dźwięku w kontekście artystycznym, czyli m.in muzyka i dźwięków uważanych za piękne. Zajmuje się zarówno instrumentami muzycznymi, jak i systemami strojenia skali.
- akustyka fizjologiczna. Dział akustyki poświęcony badaniu funkcjonowania aparatu słuchowego, jego schorzeń, zaburzeń i innych implikacji.
- Elektroakustyka. Dział akustyki poświęcony badaniu wychwytywania, odtwarzania, wzmacniania i produkcji dźwięku za pomocą urządzeń elektronicznych takich jak mikrofony czy głośniki.
- akustyka podwodna.Dział akustyki poświęcony badaniu dźwięku, gdy jest on wytwarzany i przenoszony pod wodą.
- Psychoakustyka. Dział akustyki poświęcony badaniu relacji między dźwiękiem a umysłem człowieka, czyli sposobu, w jaki reagujemy na Ludzie do dźwięku
- Bioakustyka. Dział akustyki poświęcony badaniu dźwięków w organizmach żywych, zwłaszcza zwierzętach: m.in. funkcji wydawanych przez nie dźwięków, dyspozycji aparatu mowy.
- Akustyka przemysłowa. Dział akustyki poświęcony badaniu dźwięku generowanego przez działalność produkcyjną człowieka, form zanieczyszczenia hałasem oraz oddziaływania dźwięku w środowisku pracy.
zjawiska akustyczne
Dźwięk rozchodzi się w środowisku fizycznym w postaci fal mechanicznych, których właściwości pozwalają na różne zmiany i przekształcenia, zwane zjawiskami akustycznymi. Główne zjawiska to:
- The odbicie. Jest to zjawisko, które występuje, gdy fale dźwiękowe napotykają obiekt fizyczny, który zmienia lub modyfikuje swoją pierwotną trajektorię, co powoduje efekt odbicia, który może odesłać go z powrotem do pierwotnego źródła. W zależności od warunków, w jakich zachodzi odbicie, mogą wystąpić inne podobne zjawiska, takie jak:
- Echo Jest to rodzaj odbicia dźwięku, w którym fala powraca do swojego emitera po uderzeniu w powierzchnię odbijającą, w cyklach z przerwą bliską 0,1 sekundy. Jest podobny do efektu wytwarzanego przez światło uderzając w lustro, zwracając część własnych dźwięków do emitera, jak w długich jaskiniach, w których słyszymy nasz głos powtarzany w naszym kierunku.
- Pogłos. Jest to zjawisko związane z odbiciem dźwięku, w którym dźwięk może być słyszalny jakiś czas po tym, jak przestał emitować, czyli gdy jego emiter milczy.Zjawisko to wynika również z trwałości akustycznej i jest interpretowane jako wydłużenie dźwięków początkowych, tak jak w przypadku hałasu towarzyszącego wybuchowi.
- stojące fale. Jest to zjawisko, które występuje, gdy fala odbita jest dodawana do oryginalnej fali na tej samej osi, co modyfikuje właściwości obu i zwiększa lub zmniejsza jej amplitudę, tak że wynikowy dźwięk jest bardzo różny od emitowanego. Dzieje się tak, gdy mikrofon nagrywa wyjście do głośnika własnego dźwięku, to znaczy, gdy informacja zwrotna.
- wchłanianie. Jest to zjawisko, które można uznać za przeciwieństwo odbicia, ponieważ w tym przypadku fale dźwiękowe, napotykając na fizyczną barierę, nie zmieniają swojego przebiegu, lecz zostają zniesione lub zneutralizowane częściowo lub całkowicie. Zjawisko to służy do wygłuszania niektórych przestrzeni, np. miejsc ćwiczeń muzycznych, zapobiegając dalszemu rozprzestrzenianiu się fal na zewnątrz.
- Refrakcja. Jest to zjawisko, które występuje, gdy fale dźwiękowe rozchodzą się z jednego ośrodka fizycznego do innego (na przykład z powietrza do wody lub odwrotnie), a przy tym zmieniają się ich prędkość i kierunek, w stopniu odpowiadającym właściwościom fizycznym środowiska, do którego się przemieszczają. Możemy doświadczyć tego zjawiska, jeśli zanurzymy się w basenie i posłuchamy tych, którzy przemawiają na powierzchni.
- dyfrakcja. Jest to zjawisko, które występuje, gdy fale dźwiękowe napotykają na swojej drodze przeszkodę, otaczają ją i zamieniają powierzchnię przeszkody w źródło fal wtórnych (fal dyfrakcyjnych), co powoduje rozchodzenie się dźwięku w otoczeniu. Może również wystąpić, gdy fale dźwiękowe przechodzą przez mały otwór i rozprzestrzeniają się w nowym środowisku, na przykład gdy mówimy przez rurkę, a nasz głos pojawia się zniekształcony z drugiej strony.
- Ingerencja.Jest to zjawisko zachodzące w wyniku nakładania się dwóch harmonicznych fal dźwiękowych, które w tym procesie modyfikują swoje właściwości. Kiedy to nakładanie się powoduje wzrost amplitudy, nazywa się to interferencją konstruktywną; kiedy zamiast tego traci się amplitudę, mówimy o destrukcyjnej ingerencji. Tak się dzieje, gdy jesteśmy w środowisku pełnym rozmawiających ludzi i trudno jest usłyszeć osobę obok nas.
- Efekt Dopplera. Jest to zjawisko, które występuje, gdy emiter fal porusza się szybko względem odbiornika, oddalając się lub zbliżając, a ruch ten wpływa na częstotliwość fal dźwiękowych. Dzieje się tak, gdy obok nas przejeżdża karetka, której charakterystyczny dźwięk nabiera częstotliwości, gdy się zbliża, i traci, gdy się oddala.
zanieczyszczenie hałasem
Zanieczyszczenie hałasem to ciągła emisja natrętnych dźwięków w otoczeniu lub ekosystem, które wytwarzają hałas i zapobiegają lub utrudniają rozprzestrzenianie się naturalnych dźwięków typowych dla danego środowiska. Zanieczyszczenie hałasem jest bardzo zauważalne w miasta, gdzie nagromadzenie dźwięków może stać się nie do zniesienia, a nawet fizycznie szkodliwe dla organizmu, podczas gdy na terenach wiejskich i dzikich występuje mniejsza częstotliwość dokuczliwych fal dźwiękowych.
Ten rodzaj zanieczyszczenia ma wpływ na Flora i fauna z siedliska, a zwłaszcza w psychicznej stabilności ludzi, gdyż może to wywołać u nich stany wzburzenia, nieprzyjemności, udręki lub rozkojarzenia.