De acustica este o ramură a fizicii care studiaza producerea, transmiterea, stocarea, perceperea și reproducerea sunetului; Adică, studiază în detaliu undele sonore care se propagă prin materie, care pot fi în stare gazoasă, lichidă sau solidă, deoarece sunetul nu se propagă în vid. Sunetul este elementul principal în acustică și constă din unde sonore care sunt produse atunci când oscilațiile presiunii aerului sunt transformate în unde mecanice.
Ce este Acustica
Cuprins
Ramura fizicii studiază producția și comportamentul în timpul transmiterii și destinației undelor sonore, precum și compoziția acestora. Când se vorbește despre ceea ce este acustica, se referă, de asemenea, la studiul spațiilor fizice sau a locurilor în care sunetul este propagat și are aplicații multiple pentru evenimente, studiouri și spații publice.
Tot în muzică, termenul este înțeles prin utilizarea instrumentelor care produc sunete acustic, lăsând deoparte elemente electrice sau electronice, de exemplu, chitara acustică.
Ce studiază Acustica
Au amplitudine (valori maxime și minime în undulare), frecvență (număr de oscilații pe secundă sau repetări), viteză (timpul care trece de la momentul în care este generată până când ajunge la receptor), lungime (cât de lungă este unda sau ce distanță există între două vârfuri sau văi în el), perioada (timpul fiecărui ciclu pentru repetarea acestuia), amplitudinea (cantitatea de energie a semnalului, nu înseamnă volum), faza (poziția unei unde față de alta) și putere (cantitatea de energie acustică pe timp pe sursă).
Există două tipuri de unde în funcție de modul în care se deplasează prin medii: longitudinale (mișcarea va fi paralelă cu direcția de propagare) și transversală (mișcarea este perpendiculară pe direcția de propagare).
În cadrul fenomenului acustic, se studiază nu numai sunetul care poate fi ușor perceput de urechea umană, ci și infrasunetele și ultrasunetele. Infrasunete sunt acele frecvențe sonore, care sunt mai mici decât urechea umană poate percepe (20 hertzi), dar pentru unele animale este destul de vizibile și utilizarea ca comunicarea pe distanțe mari; în timp ce ultrasunetele sunt undele care se află deasupra auzului perceput de ființa umană, la aproximativ 20.000 hertz.
Pentru acest studiu, sunetul constituie un transport de energie sub formă de vibrații, iar viteza acestuia va depinde de densitatea mediului și de temperatura aerului. Viteza va fi mai mare în solide și lichide decât în medii gazoase (aer). Viteza sunetului în aer este de aproximativ 344 metri pe secundă la aproximativ 20 ° C, deși pentru fiecare grad suplimentar centigrad de temperatură, viteza undei acustice va crește cu o rată de 0,6 m / s. În lichide, în special în apă, viteza va fi de aproximativ 1.440 m / s, în timp ce în solid, cum ar fi oțelul, va fi de aproximativ 5.000 m / s.
Istoria acusticii
Marco Vitruvio Polión (80 / 70-15 AC), arhitect și inginer roman, a fost precursorul acusticii arhitecturale, scriind despre fenomenele acustice care au avut loc în teatre și, datorită acestui fapt, a existat o evidență a aspectelor care luați în considerare câmpul acustic atunci când construiți locuri de teatru și muzicale.
Mai târziu, inginerul, fizicianul și matematicianul Galileo Galilei (1564-1642), au încheiat studiile lui Pitagora, definind undele mai clar, dând naștere acusticii fiziologice și descriind-o ca un stimul interpretat de minte ca fiind sunet, la acustica psihologică. Marin Mersenne (1588-1648), filosof și matematician francez, a efectuat experimente asupra vitezei de propagare a sunetului; și Isaac Newton (1643-1727), a formulat viteza sunetului în solide. Fizicianul John William Strutt (1842-1919), cunoscut și sub numele de Lord Rayleigh, a scris despre producția de sunet pe corzi, cinale și membrane.
Alți oameni celebri din istorie care au contribuit la câmpul acustic au fost astronomul, matematicianul și fizicianul Pierre-Simon Laplace (1749-1827), cu studii privind propagarea sunetului; Hermann von Helmholtz (1821-1894), fizician și medic, a studiat relația dintre tonuri și frecvențe; Alexander Graham Bell (1847-1922), inventator și om de știință, a dezvoltat telefonul observând că unele materiale ar putea transforma și transporta vibrațiile sonore; Thomas Alva Edison (1847-1931), inventator, a realizat amplificarea vibrațiilor sonore odată cu dezvoltarea fonografului.
Ramuri de acustică
Există mai multe clasificări care, împreună, ajută la definirea a ceea ce este acustica, în funcție de mediul de propagare al undelor și de utilitatea lor practică. Unii dintre ei sunt:
Acustică Acustică
Acesta este un termen redundant, deși mulți oameni sunt curioși de el. Acustica este prezentă în toate ramurile. De exemplu, în acustica fizică, care se referă la analiza fenomenelor sonore, a legilor sub care este guvernată, transportul său prin mass-media și proprietățile sale; în timp ce metrologia acustică este cea care se ocupă de calibrarea instrumentelor pentru a măsura magnitudinile acustice pentru a înregistra cuantificări ale acestora sau pentru a le produce.
Acustica fiziologică
Studiază urechile și gâtul, precum și zona creierului care decodează undele. Aici sunt incluse atât sunetele emise, cât și percepția acestora și tulburările.
Acustică arhitecturală
Este responsabil pentru studiul acusticii în incinte și spații, comportamentul acestora, modul de adaptare și setare a acestor spații pentru utilizarea optimă a caracteristicilor sunetului și de a avea o propagare eficientă într-un spațiu controlat. Această divizie a ajutat la dezvoltarea de carcase adecvate în acest scop, cum ar fi carcasa acustică.
Acustică industrială
Ramura este responsabilă de atenuarea efectelor zgomotului produs de activitatea industrială, pentru a proteja lucrătorii de poluarea fonică și de atacurile acesteia, prin intermediul unui tip de izolație acustică.
Acustica mediului
Studiați sunetele prezente în aer liber, zgomotul din mediu și efectele acestuia asupra naturii și a oamenilor. Aceste zgomote sunt generate de trafic, diferite tipuri de transport, spații comerciale, cartiere și diferite activități umane zilnice. Această ramură promovează gestionarea și controlul zgomotului, pentru a reduce poluarea fonică.
Poluare acustică
Acustica muzicală
Este cel care studiază sunetul produs de instrumentele muzicale, solzile, acordurile, consonanța lor. Adică reglarea scalei aceluiași. În plus față de cele menționate anterior, există și alte ramuri, cum ar fi:
- Aeroacustică (sunet produs de mișcarea în aer)
- Psihoacustica (percepția umană a sunetului și a efectelor sale)
- Bioacustică (studiază auzul la animale și înțelege percepția acestora)
- Subacvatic (detectarea obiectelor cu sunet, cum ar fi radarele)
- Slectroacustică (studiază procesele electronice pentru captarea și prelucrarea sunetului)
- Fonetica (acustica vorbirii umane)
- Macroacustică (studiul sunetelor puternice)
- Ultrasonic (studiază sunetul de înaltă frecvență neaudibil și aplicațiile sale)
- Vibrator (studiu al sistemelor care au masă și elasticitate care pot efectua mișcări oscilatorii)
- Structural (studiază sunetul care se propagă prin structuri sub formă de vibrații), printre altele.
Fenomene acustice
Sunt acele distorsiuni ale undelor sonore, cauzate de obstacole sau variații existente în mediul de propagare care le afectează caracteristicile. Printre aceste fenomene acustice se numără:
- Reflecție: atunci când unda sonoră întâlnește un obstacol solid și acest lucru îl determină să se abată de la cursul inițial, creând un efect de „salt”, care îi permite să revină la mediul din care provine.
- Ecou - Apare atunci când o undă ricoșează și se reflectă în cicluri repetate la un interval de aproximativ 0,1 secunde. Pentru a o percepe, sursa de sunet și suprafața care o reflectă, trebuie să fie separate de nu mai puțin de 17 metri.
- Reverberare: Acesta este un fenomen similar cu ecoul, cu diferența că timpul de repetare este mai mic de 0,1 secunde, iar efectul rezultat este un sunet prelungit. În acest caz, sursa și suprafața reflectorizantă trebuie să fie la mai puțin de 17 metri distanță.
- Absorbție: este atunci când unda ajunge la o suprafață și neutralizează sau absoarbe o parte din ea, iar restul este reflectat. Panourile acustice utilizate în studiouri au această proprietate, deși absorb sunetul aproape în întregime.
- Refracție: sunt curburile pe care le ia un sunet atunci când trece de la un mediu la altul, iar direcția și viteza acestuia vor depinde de temperatura, densitatea și elasticitatea mediului de propagare.
- Difracție: este atunci când o undă întâlnește un obstacol mai mic decât lungimea sa în calea sa, ceea ce o face să o înconjoare și unde să se „disperseze”.
- Interferență: apare atunci când două sau mai multe unde diferite se intersectează sau se suprapun. În general, au traiectorii opuse, deci se vor „ciocni” unul cu celălalt. Cu cât ambele unde sunt mai egale în termeni de amplitudine, cu atât este mai mare indicele de interferență.
- Impulsuri: apar în prezența a două unde de frecvențe diferite, dar foarte apropiate, ceea ce este imperceptibil pentru urechea umană, deci este percepută ca o singură frecvență.
- Efect Doppler: este cel care este perceput atunci când apare o creștere sau scădere a frecvenței unei unde atunci când emițătorul și receptorul se apropie sau se îndepărtează. Exemplu: când auzi că vine o ambulanță sau o patrulă, aceasta trece și se îndepărtează din nou.
Ce este poluarea fonică
Este versiunea acustică a alterării unui mediu într-un anumit spațiu. Atunci când există poluare fonică, atunci se va înțelege că există un exces de sunet sau zgomot care va altera mediul.
Ce este spuma acustică
Există două clase de elemente concepute pentru a absorbi la o anumită scară: materiale fonoabsorbante și elemente selective sau numite și rezonatoare.
Primele sunt utilizate pentru a obține timpi de reverberație adecvate în activitățile desfășurate în spațiu, reducerea sau eliminarea ecourilor și pentru eliminarea zgomotului poluant în afara amplasamentului. Cele mai utilizate sunt vata de piatră acoperită, fibra de poliester acoperită și spumă flexibilă de rășină melaminică.
Secundele sunt cele folosite atunci când se caută să se obțină o mare absorbție a frecvențelor joase, reducând în principiu timpii de reverberare. Pot fi utilizate ca suplimente pentru materiale absorbante sau separat în scopul descris mai sus.
Tipurile de rezonatoare sunt:
- Membrană sau diafragmatică: materiale neporoase și flexibile, cum ar fi lemnul.
- Cavitate simplă: formată dintr-o cavitate de aer închisă, care este conectată la cameră printr-o deschidere îngustă.
- Colector de cavitate bazat pe panouri cu fante: panou din material neporos și rigid care a fost forat o serie de cercuri sau fante, care vor fi situate la o anumită distanță de peretele camerei, astfel încât să existe un spațiu aer închis format de ambele suprafețe.
