Aiškinamės, kas yra akustika, kokios jos šakos ir kokius akustinius reiškinius tiria. Taip pat, kas yra triukšmo tarša.
Kas yra akustika?
akustika yra fizikos šaka ką jis studijuoja garsas. Yra gamtos mokslai skirta suprasti garso, infragarso ir ultragarso gamybos, perdavimo, valdymo ir priėmimo reiškinius, taip pat jų poveikį realiame pasaulyje.
Akustika garsą apibrėžia kaip vibraciją, tai yra mechaninį sklidimą bangos per reikalas, būk viduje kietos, skystos ar dujinės būsenos, ir bando apibūdinti šį poslinkį formulėmis ir matematiniais principais.
Tai vienas iš mokslai seniausia žmonija, kurios pradžia siejama su klasikine antika, tarp VI amžiaus prieš Kristų. C. ir aš d. C., ypač Graikijoje ir Romoje. Pirmosios oficialios studijos, kurias atliko Pitagoras (apie 569–475 m. pr. Kr.), buvo susijusios su muzikos garsų supratimu, siekiant suprasti, kodėl vieni garsai yra gražesni už kitus.
Aristotelis (384–322 m. pr. Kr.), daugiau nei po šimtmečio, atrado, kad garsą sudaro oro susitraukimai ir išsiplėtimai, o pirmąjį traktatą šiuo klausimu po amžių parašė romėnų architektas Vitruvijus (80–15 m. pr. Kr.). ), apie 20 m. pr. Kr. c.
Tačiau tai buvo iš Mokslo revoliucija Renesanso epochos dėsniai, valdantys garsą, buvo pradėti atrasti dėl vibruojančių stygų tyrimų, kuriuos atliko Galileo Galilei (1564–1642) ir Marin Mersenne (1588–1648).Vėliau prie jų prisijungs Izaokas Niutonas (1642–1727), o vėliau – vadinamieji akustikos „gigantai“: vokietis Hermannas Helmholtzas (1821–1894) ir Lordas Rayleighas (1842–1919), tarp kitų garsų tyrinėjančių garsių mokslininkų.
Pirmieji bandymai išmatuoti garso greitį ore, vieną iš pagrindinių akustikos laimėjimų, buvo atlikti XVII amžiuje ir, nors ir nebuvo labai tikslūs, atskleidė, kad bangų greitis nepriklauso nuo jų dažnis. 1738 m. Paryžiaus mokslų akademija pasiekė a matavimas beveik lygi šiuo metu tvarkomai vertei: 331,29 metro per sekundę.
Šiandien akustika yra svarbi disciplina, turinti daugybę techninių pritaikymų tiek šioje srityje architektūra ir miestų planavimas, kaip ir medicinoje, Menai ir pramogos, ir telekomunikacijos, ir net kariniame pasaulyje (kaip radaro mechanizmas).
akustikos šakos
Akustika apima įvairius subdisciplinų ar specializacijų rinkinius, tarp kurių išsiskiria šie dalykai:
- Architektūrinė akustika. Akustikos šaka, skirta tyrinėti garso judėjimą pastatuose ir miesto erdvėse, siekiant juos statyti taip, kad būtų išnaudota garso prigimtis.
- muzikos akustika. Akustikos šaka, skirta garso studijoms meniniame kontekste, tai yra muzika ir gražiais laikomų garsų. Ji susijusi ir su muzikos instrumentais, ir su mastelio derinimo sistemomis.
- fiziologinė akustika. Akustikos šaka, skirta klausos aparato funkcionavimui, jo ligoms, sutrikimams ir kitoms pasekmėms tirti.
- Elektroakustika. Akustikos šaka, skirta garso fiksavimui, atkūrimui, sustiprinimui ir kūrimui naudojant elektroninius prietaisus, tokius kaip mikrofonai ar garsiakalbiai.
- povandeninė akustika.Akustikos šaka, skirta tirti garsą, kai jis sukuriamas ir perduodamas po vandeniu.
- Psichoakustika. Akustikos šaka, skirta tirti ryšį tarp garso ir žmogaus proto, tai yra, kaip mes reaguojame į Žmonės į garsą
- Bioakustika. Akustikos šaka, skirta gyvų būtybių, ypač gyvūnų, garsų tyrimams: jų skleidžiamų garsų funkcijai, kalbos aparato išdėstymui ir kt.
- Pramoninė akustika. Akustikos šaka, skirta žmogaus gamybinės veiklos skleidžiamam garsui, triukšmo taršos formoms ir garso poveikiui darbo aplinkoje tirti.
akustiniai reiškiniai
Garsas fizinėje aplinkoje sklinda mechaninių bangų pavidalu, kurių savybės leidžia jiems patirti įvairius pokyčius ir transformacijas, vadinamus akustiniais reiškiniais. Pagrindiniai reiškiniai yra šie:
- The atspindys. Tai reiškinys, atsirandantis, kai garso bangos susitinka su fiziniu objektu, kuris pakeičia arba modifikuoja jo pradinę trajektoriją, o tai sukuria atšokimo efektą, galintį grąžinti jį į pradinį šaltinį. Atsižvelgiant į sąlygas, kuriomis vyksta atspindys, gali atsirasti kitų panašių reiškinių, pavyzdžiui:
- aidas Tai garso atspindžio rūšis, kai atsitrenkusi į atspindintį paviršių banga grįžta į skleidėją ciklais, kurių intervalas yra artimas 0,1 sekundės. Tai panašu į efektą, kurį sukelia šviesos atsitrenkdamas į veidrodį, dalį savo garsų grąžina skleidėjui, kaip ilguose urvuose, kuriuose galime išgirsti savo balso kartojimą į mus.
- Reverbas. Tai reiškinys, susijęs su garso atspindžiu, kai garsas gali būti girdimas praėjus tam tikram laikui po to, kai jis nustoja skleisti, tai yra, kai jo skleidėjas tyli.Šis reiškinys taip pat atsiranda dėl akustinio patvarumo ir yra interpretuojamas kaip pradinių garsų pailgėjimas, kaip ir triukšmo, lydinčio sprogimą, atveju.
- stovinčios bangos. Tai reiškinys, atsirandantis, kai prie pradinės bangos toje pačioje ašyje pridedama atspindėta banga, kuri pakeičia abiejų savybes ir padidina arba sumažina jos amplitudę, todėl gaunamas garsas labai skiriasi nuo skleidžiamo. Taip atsitinka, kai mikrofonas įrašo išvestį į garsiakalbį savo paties garsą, tai yra, kai Atsiliepimas.
- absorbcija. Tai reiškinys, kuris gali būti laikomas atspindžio priešingumu, nes šiuo atveju garso bangos, susidūrusios su fiziniu barjeru, nekeičia savo kurso, o yra panaikinamos arba neutralizuojamos iš dalies arba visiškai. Šis reiškinys naudojamas tam tikroms erdvėms, pavyzdžiui, muzikinės praktikos vietoms, garso izoliacijai, neleidžiant bangoms sklisti toliau, į išorę.
- Refrakcija. Tai reiškinys, atsirandantis, kai garso bangos sklinda iš vienos fizinės terpės į kitą (pavyzdžiui, iš oro į vandenį ar atvirkščiai), o proceso metu jų greitis ir kryptis pakinta iki fizinėms savybėms lygiaverčio laipsnio. aplinkos, į kurią jie persikelia. Šį reiškinį galime patirti, jei neriame į baseiną ir klausysime tų, kurie kalba paviršiuje.
- difrakcija. Tai reiškinys, atsirandantis, kai garso bangos savo kelyje susiduria su kliūtimi, ją apsupa ir kliūties paviršių paverčia antrinių bangų (difrakuotų bangų) šaltiniu, dėl ko garsas aplinkoje išsisklaido. Taip pat gali atsirasti, kai garso bangos praeina pro nedidelę angą ir pasklinda į naują aplinką, pavyzdžiui, kai kalbame per vamzdelį, o mūsų balsas iškreiptas iš kitos pusės.
- Kišimasis.Tai reiškinys, atsirandantis dėl dviejų harmoninių garso bangų superpozicijos, kurios proceso metu keičia savo savybes. Kai dėl šio persidengimo padidėja amplitudė, tai vadinama konstruktyviu trukdžiu; kai vietoj to prarandama amplitudė, kalbame apie destruktyvius trukdžius. Taip atsitinka, kai esame aplinkoje, kurioje pilna žmonių kalbančių ir tampa sunku išgirsti šalia esantį žmogų.
- Doplerio efektas. Tai reiškinys, atsirandantis, kai bangų skleidėjas greitai juda imtuvo atžvilgiu, toldamas arba artėdamas, ir šis judėjimas turi įtakos garso bangų dažniui. Taip atsitinka, kai pro mus pravažiuoja greitosios medicinos pagalbos automobilis ir jam būdingas garsas priartėja, o tolstant – praranda.
triukšmo tarša
Triukšmo tarša – tai nuolatinis įkyrių garsų skleidimas aplinkoje arba ekosistema, kurios kelia triukšmą ir neleidžia arba trukdo sklisti natūraliems garsams, būdingiems minėtai aplinkai. Triukšmo tarša yra labai pastebima miestai, kur garsų kaupimasis gali tapti netoleruotinas ir net fiziškai žalingas organizmui, tuo tarpu kaimiškose ir laukinėse vietovėse erzinančių garso bangų dažnis yra mažesnis.
Šio tipo užteršimas turi poveikį augalija ir gyvūnija iš buveines, o ypač žmonių psichikos stabilumui, nes tai gali paskatinti juos susijaudinti, sukelti nemalonumų, kančios ar išsiblaškymo.