De akoestiek is een tak van de fysica die de productie, transmissie, opslag, perceptie en reproductie van geluid bestudeert; dat wil zeggen, het bestudeert in detail de geluidsgolven die zich voortplanten door een materie, die zich in gasvormige, vloeibare of vaste toestand kan bevinden, omdat geluid zich niet voortplant in een vacuüm. Geluid is het belangrijkste element in de akoestiek en bestaat uit geluidsgolven die worden geproduceerd wanneer trillingen in luchtdruk worden omgezet in mechanische golven.
Wat is akoestiek
Inhoudsopgave
Het is de tak van de fysica die de productie en het gedrag tijdens de transmissie en bestemming van geluidsgolven bestudeert, evenals hun samenstelling. Als we het hebben over wat akoestiek is, verwijst het ook naar de studie van fysieke ruimtes of locaties waar geluid wordt verspreid, en het heeft meerdere toepassingen voor evenementen, studio's en openbare ruimtes.
Ook in muziek is het de term die wordt begrepen door het gebruik van instrumenten die akoestisch geluiden produceren, elektrische of elektronische elementen buiten beschouwing gelaten, bijvoorbeeld de akoestische gitaar.
Wat bestudeert akoestiek
Ze hebben amplitude (maximale en minimale waarden in hun golving), frequentie (aantal oscillaties per seconde of herhalingen), snelheid (de tijd die verstrijkt vanaf het moment dat het wordt gegenereerd totdat het de ontvanger bereikt), lengte (hoe lang de golf is of welke afstand er bestaat tussen twee pieken of dalen daarin), periode (tijd van elke cyclus voor zijn herhaling), amplitude (hoeveelheid signaalenergie, betekent niet volume), fase (positie van de ene golf ten opzichte van de andere) en vermogen (hoeveelheid akoestische energie per keer per bron).
Er zijn twee soorten golven, afhankelijk van de manier waarop ze door de media bewegen: longitudinaal (de beweging zal evenwijdig zijn aan de voortplantingsrichting) en transversaal (de beweging staat loodrecht op de voortplantingsrichting).
Binnen het akoestische fenomeen wordt niet alleen geluid bestudeerd dat gemakkelijk door het menselijk oor kan worden waargenomen, maar ook infrageluid en ultrageluid. Het infrageluid zijn die geluidsfrequenties die lager zijn dan het menselijk oor kan waarnemen (20 hertz), maar voor sommige dieren is het behoorlijk merkbaar en wordt het gebruikt als communicatie over grote afstanden; terwijl echografie de golven zijn die boven het gehoor liggen, waargenomen door de mens, op ongeveer 20.000 hertz.
Voor deze studie vormt geluid een transport van energie in de vorm van trillingen, en de snelheid ervan hangt af van de dichtheid van het medium en de temperatuur van de lucht. De snelheid zal hoger zijn in vaste stoffen en vloeistoffen dan in gasvormige media (lucht). De geluidssnelheid in lucht is ongeveer 344 meter per seconde bij ongeveer 20 ° C, hoewel voor elke extra graad Celsius de snelheid van de akoestische golf toeneemt met een snelheid van 0,6 m / s. In vloeistoffen, in het bijzonder water, zal de snelheid ongeveer 1.440 m / s zijn, terwijl deze in vaste stoffen zoals staal ongeveer 5.000 m / s zal zijn.
Geschiedenis van de akoestiek
Marco Vitruvio Polión (80 / 70-15 AC), Romeins architect en ingenieur, was de voorloper van de architectonische akoestiek en schreef over de akoestische verschijnselen die plaatsvonden in theaters, en dankzij dit was er een record van aspecten die houd rekening met het akoestische veld bij het bouwen van theatrale en muzikale podia.
Later sloot de ingenieur, natuurkundige en wiskundige Galileo Galilei (1564-1642) de studies van Pythagoras af door golven duidelijker te definiëren, waardoor fysiologische akoestiek ontstond en door het te beschrijven als een stimulus die door de geest als geluid wordt geïnterpreteerd, tot psychologische akoestiek. Marin Mersenne (1588-1648), Frans filosoof en wiskundige, voerde experimenten uit op de voortplantingssnelheid van geluid; en Isaac Newton (1643-1727), formuleerden de geluidssnelheid in vaste stoffen. Natuurkundige John William Strutt (1842-1919), ook bekend als Lord Rayleigh, schreef over de productie van geluid op snaren, cimbalen en membranen.
Andere beroemde mensen in de geschiedenis die hebben bijgedragen aan het akoestische veld waren de astronoom, wiskundige en natuurkundige Pierre-Simon Laplace (1749-1827), met studies over de voortplanting van geluid; Hermann von Helmholtz (1821-1894), natuurkundige en arts, bestudeerde de relatie tussen tonen en frequenties; Alexander Graham Bell (1847-1922), uitvinder en wetenschapper, ontwikkelde de telefoon door te observeren dat sommige materialen geluidstrillingen konden transformeren en transporteren; Thomas Alva Edison (1847-1931), uitvinder, bereikte de versterking van geluidstrillingen met de ontwikkeling van de grammofoon.
Takken van akoestiek
Er zijn verschillende classificaties die, samen, helpen bepalen wat akoestiek is, in overeenstemming met de manier waarop de golven zich voortplanten en hun praktische bruikbaarheid. Sommige ervan zijn:
Akoestiek Akoestiek
Dit is een overbodige term, hoewel veel mensen er nieuwsgierig naar zijn. Akoestiek is aanwezig in alle branches. Bijvoorbeeld in de fysieke akoestiek, die gaat over de analyse van geluidsverschijnselen, de wetten waaronder het wordt beheerst, het transport ervan door de media en de eigenschappen ervan; terwijl akoestische metrologie degene is die verantwoordelijk is voor het kalibreren van instrumenten om akoestische magnitudes te meten om kwantificaties daarvan vast te leggen of te produceren.
Fysiologische akoestiek
Bestudeer de oren en keel, evenals het gebied van de hersenen dat de golven decodeert. Hier zijn zowel de uitgezonden geluiden als de perceptie ervan en stoornissen inbegrepen.
Architecturale akoestiek
Het is verantwoordelijk voor de studie van akoestiek in behuizingen en ruimtes, hun gedrag, hoe deze ruimtes aan te passen en in te stellen voor een optimaal gebruik van de kenmerken van geluid en een effectieve voortplanting in een gecontroleerde ruimte. Deze divisie hielp bij het ontwikkelen van geschikte behuizingen voor dit doel, zoals de akoestische schil.
Industriële akoestiek
Het is de branche die verantwoordelijk is voor het dempen van de effecten van lawaai veroorzaakt door industriële activiteiten, om werknemers te beschermen tegen geluidsoverlast en de aantasting ervan, door middel van een soort akoestische isolatie.
Omgevingsakoestiek
Bestudeer de geluiden die buiten aanwezig zijn, het lawaai in de omgeving en de effecten ervan op natuur en mensen. Deze geluiden worden gegenereerd door verkeer, verschillende soorten vervoer, bedrijfspanden, buurten en verschillende dagelijkse menselijke activiteiten. Deze tak bevordert het beheersen en beheersen van geluid, om geluidsoverlast te verminderen.
Akoestische vervuiling
Muzikale akoestiek
Het is degene die het geluid bestudeert dat wordt geproduceerd door muziekinstrumenten, hun toonladders, akkoorden, consonantie. Dat wil zeggen, de afstemming van de schaal van hetzelfde. Naast het bovenstaande zijn er nog andere branches, zoals:
- Aero-akoestiek (geluid geproduceerd door beweging in de lucht)
- Psychoakoestiek (menselijke perceptie van geluid en de effecten ervan)
- Bioakoestiek (onderzoekt het horen bij dieren en het begrijpen van hun perceptie)
- Onder water (detectie van objecten met geluid, zoals radars)
- Slectroacoustics (bestudeert elektronische processen voor het opvangen en verwerken van geluid)
- Fonetiek (akoestiek van menselijke spraak)
- Macroakoestiek (studie van harde geluiden)
- Ultrasoon (onderzoekt onhoorbaar hoogfrequent geluid en de toepassingen ervan)
- Trillingen (studie van systemen met massa en elasticiteit die oscillerende bewegingen kunnen uitvoeren)
- Structureel (bestudeert het geluid dat zich door constructies voortplant in de vorm van trillingen), onder anderen.
Akoestische verschijnselen
Het zijn die vervormingen in geluidsgolven, veroorzaakt door obstakels of variaties in het voortplantingsmedium die hun eigenschappen beïnvloeden. Onder deze akoestische verschijnselen zijn:
- Reflectie: dit is wanneer de geluidsgolf een vast obstakel ontmoet en hierdoor afwijkt van zijn oorspronkelijke koers, waardoor een "stuiter" -effect ontstaat, waardoor het kan terugkeren naar het medium waar het vandaan komt.
- Echo - Treedt op wanneer een golf terugkaatst en wordt gereflecteerd in herhalende cycli met een interval van ongeveer 0,1 seconde. Om het waar te nemen, moeten de geluidsbron en het oppervlak dat het reflecteert, niet minder dan 17 meter van elkaar verwijderd zijn.
- Weerkaatsing: dit is een fenomeen dat lijkt op echo, met dit verschil dat de herhalingstijd minder dan 0,1 seconde is en het resulterende effect een langdurig geluid is. In dit geval moeten de bron en het reflecterende oppervlak minder dan 17 meter van elkaar verwijderd zijn.
- Absorptie: is wanneer de golf een oppervlak bereikt en een deel ervan neutraliseert of absorbeert en de rest wordt gereflecteerd. De akoestische panelen die in studio's worden gebruikt, hebben deze eigenschap, hoewel ze geluid vrijwel volledig absorberen.
- Refractie: het zijn de krommingen die een geluid aanneemt wanneer het van het ene medium naar het andere gaat, en de richting en snelheid zullen afhangen van de temperatuur, dichtheid en elasticiteit van het voortplantingsmedium.
- Diffractie: is wanneer een golf een obstakel tegenkomt dat kleiner is dan zijn lengte op zijn pad, waardoor het het omringt en de golf zich "verspreidt".
- Interferentie: treedt op wanneer twee of meer verschillende golven elkaar kruisen of overlappen. Over het algemeen hebben ze tegengestelde trajecten, dus zullen ze met elkaar "botsen". Hoe gelijker beide golven qua amplitude zijn, hoe groter de interferentie-index.
- Pulsaties: ze ontstaan in de aanwezigheid van twee golven met verschillende frequenties maar zeer dichtbij, wat niet waarneembaar is voor het menselijk oor, dus het wordt gezien als een enkele frequentie.
- Doppler-effect: is het effect dat wordt waargenomen wanneer een toename of afname van de frequentie van een golf optreedt wanneer de zender en de ontvanger dichterbij of verder weg komen. Voorbeeld: als je een ambulance of patrouille hoort aankomen, komt deze voorbij en rijdt weer weg.
Wat is geluidsoverlast
Het is de akoestische versie van de verandering van een omgeving in een bepaalde ruimte. Als er sprake is van geluidsoverlast, zal het duidelijk zijn dat er een teveel aan geluid of geluid is dat de omgeving zal veranderen.
Wat is akoestisch schuim
Er zijn twee klassen elementen die zijn ontworpen om op een bepaalde schaal te absorberen: geluidsabsorberende materialen en selectieve elementen of ook wel resonatoren genoemd.
De eerste worden gebruikt om voldoende nagalmtijden te verkrijgen bij de activiteiten in de ruimte, het verminderen of elimineren van echo's en voor het elimineren van vervuilend geluid buiten de locatie. De meest gebruikte zijn gecoate steenwol, gecoate polyestervezel en flexibel melamineharsschuim.
De seconden zijn de seconden die worden gebruikt om een hoge absorptie van lage frequenties te verkrijgen, waardoor de nagalmtijd in principe wordt verminderd. Ze kunnen worden gebruikt als aanvulling op absorberende materialen of afzonderlijk voor het hierboven beschreven doel.
De soorten resonatoren zijn:
- Membraan of diafragmatisch: niet-poreuze en flexibele materialen, zoals hout.
- Simpele holte: gevormd door een gesloten luchtspouw, die door een nauwe opening met de kamer is verbonden.
- Spouwverdeelstuk op basis van gegroefde panelen: paneel van niet-poreus en stijf materiaal dat een reeks cirkels of groeven heeft geboord, die zich op een bepaalde afstand van de muur van de kamer zullen bevinden, zodat er een ruimte is van gesloten lucht gevormd door beide oppervlakken.
