Die Akustik ist ein Zweig der Physik, der die Erzeugung, Übertragung, Speicherung, Wahrnehmung und Wiedergabe von Schall untersucht. Das heißt, es untersucht im Detail die Schallwellen, die sich durch eine Materie ausbreiten, die sich in einem gasförmigen, flüssigen oder festen Zustand befinden kann, da sich Schall nicht im Vakuum ausbreitet. Schall ist das Hauptelement der Akustik und besteht aus Schallwellen, die entstehen, wenn Luftdruckschwankungen in mechanische Wellen umgewandelt werden.
Was ist Akustik?
Inhaltsverzeichnis
Es ist der Zweig der Physik, der die Produktion und das Verhalten während der Übertragung und des Bestimmungsortes von Schallwellen sowie deren Zusammensetzung untersucht. Wenn es darum geht, was Akustik ist, bezieht es sich auch auf die Untersuchung von physischen Räumen oder Orten, an denen Schall verbreitet wird, und es hat mehrere Anwendungen für Veranstaltungen, Studios und öffentliche Räume.
Auch in der Musik ist dies der Begriff, der unter der Verwendung von Instrumenten verstanden wird, die akustisch Klänge erzeugen, wobei elektrische oder elektronische Elemente, beispielsweise die Akustikgitarre, außer Acht gelassen werden.
Was studiert Akustik?
Sie haben Amplitude (Maximal- und Minimalwerte in ihrer Welligkeit), Frequenz (Anzahl der Schwingungen pro Sekunde oder Wiederholungen), Geschwindigkeit (die Zeit, die von der Erzeugung bis zum Erreichen des Empfängers vergeht), Länge (wie lang die Welle ist) oder welcher Abstand zwischen zwei Spitzen oder Tälern darin besteht), Periode (Zeit jedes Zyklus für seine Wiederholung), Amplitude (Menge der Signalenergie, bedeutet nicht Volumen), Phase (Position einer Welle in Bezug auf eine andere) und Leistung (Menge an akustischer Energie pro Zeit und Quelle).
Es gibt zwei Arten von Wellen, je nachdem, wie sie sich durch die Medien bewegen: in Längsrichtung (die Bewegung verläuft parallel zur Ausbreitungsrichtung) und in Querrichtung (die Bewegung verläuft senkrecht zur Ausbreitungsrichtung).
Innerhalb des akustischen Phänomens wird nicht nur der Schall untersucht, der vom menschlichen Ohr leicht wahrgenommen werden kann, sondern auch Infraschall und Ultraschall. Der Infraschall sind jene Schallfrequenzen, die niedriger sind, als das menschliche Ohr wahrnehmen kann (20 Hertz), aber für einige Tiere ist dies ziemlich auffällig und wird als Kommunikation über große Entfernungen verwendet. während Ultraschall die Wellen sind, die über dem vom Menschen wahrgenommenen Gehör liegen, bei etwa 20.000 Hertz.
Für diese Studie stellt Schall einen Energietransport in Form von Schwingungen dar, und seine Geschwindigkeit hängt von der Dichte des Mediums und der Lufttemperatur ab. Die Geschwindigkeit ist in Feststoffen und Flüssigkeiten höher als in gasförmigen Medien (Luft). Die Schallgeschwindigkeit in Luft beträgt bei etwa 20 ° C etwa 344 m / s, obwohl die Geschwindigkeit der Schallwelle mit jedem weiteren Grad Celsius der Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 0,6 m / s zunimmt. In Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, beträgt die Geschwindigkeit ungefähr 1.440 m / s, während sie in Feststoffen wie Stahl ungefähr 5.000 m / s beträgt.
Geschichte der Akustik
Marco Vitruvio Polión (80 / 70-15 n. Chr.), Römischer Architekt und Ingenieur, war der Vorläufer der Architekturakustik und schrieb über die akustischen Phänomene, die in Theatern stattfanden, und dank dessen gab es eine Aufzeichnung von Aspekten Berücksichtigen Sie das akustische Feld beim Bau von Theater- und Musikveranstaltungsorten.
Später wurde der Ingenieur, Physiker und Mathematiker Galileo Galilei abgeschlossen (1564-1642), die Studien von Pythagoras, die Definition Wellen deutlicher zu geben Anstieg physiologische Akustik, und beschreibt es als ein Stimulus durch den Geist als Ton interpretiert, zur psychologischen Akustik. Marin Mersenne (1588-1648), französischer Philosoph und Mathematiker, führte Experimente zur Schallausbreitungsgeschwindigkeit durch; und Isaac Newton (1643-1727) formulierten die Schallgeschwindigkeit in Festkörpern. Der Physiker John William Strutt (1842-1919), auch bekannt als Lord Rayleigh, schrieb über die Erzeugung von Klang auf Saiten, Becken und Membranen.
Andere berühmte Personen in der Geschichte, die zum akustischen Feld beitrugen, waren der Astronom, Mathematiker und Physiker Pierre-Simon Laplace (1749-1827) mit Studien zur Schallausbreitung; Der Physiker und Arzt Hermann von Helmholtz (1821-1894) untersuchte die Beziehung zwischen Tönen und Frequenzen; Alexander Graham Bell (1847-1922), Erfinder und Wissenschaftler, entwickelte das Telefon, indem er beobachtete, dass einige Materialien Schallschwingungen umwandeln und transportieren können. Der Erfinder Thomas Alva Edison (1847-1931) erreichte mit der Entwicklung des Phonographen die Verstärkung von Schallschwingungen.
Zweige der Akustik
Es gibt verschiedene Klassifikationen, die zusammen helfen, die Akustik entsprechend dem Ausbreitungsmedium der Wellen und ihrer praktischen Nützlichkeit zu definieren. Einige von ihnen sind:
Akustik der Akustik
Dies ist ein überflüssiger Begriff, obwohl viele Leute neugierig darauf sind. Akustik ist in allen Branchen vorhanden. Zum Beispiel in der physikalischen Akustik, bei der es um die Analyse von Schallphänomenen, die Gesetze, unter denen sie geregelt werden, ihren Transport durch die Medien und ihre Eigenschaften geht; Die akustische Messtechnik ist für die Kalibrierung von Instrumenten zur Messung akustischer Größen zuständig, um Quantifizierungen derselben aufzuzeichnen oder zu erzeugen.
Physiologische Akustik
Untersuchen Sie die Ohren und den Hals sowie den Bereich des Gehirns, der die Wellen entschlüsselt. Hier sind sowohl die abgegebenen Töne als auch deren Wahrnehmung und Störungen enthalten.
Architekturakustik
Es ist verantwortlich für das Studium der Akustik in Gehäusen und Räumen, deren Verhalten, wie diese Räume angepasst und eingestellt werden, um die Eigenschaften des Schalls optimal zu nutzen und eine effektive Ausbreitung in einem kontrollierten Raum zu erreichen. Diese Abteilung half bei der Entwicklung geeigneter Gehäuse für diesen Zweck, wie beispielsweise der akustischen Hülle.
Industrielle Akustik
Es ist die Branche, die für die Abschwächung der Auswirkungen von Lärm durch industrielle Aktivitäten verantwortlich ist, um die Arbeitnehmer durch eine Art Schalldämmung vor Lärmbelästigung und deren Angriffen zu schützen.
Umweltakustik
Untersuchen Sie die Geräusche im Freien, die Geräusche in der Umwelt und ihre Auswirkungen auf Natur und Menschen. Diese Geräusche werden durch Verkehr, verschiedene Transportarten, Geschäftsräume, Nachbarschaften und verschiedene tägliche menschliche Aktivitäten erzeugt. Dieser Zweig fördert das Management und die Kontrolle von Lärm, um die Lärmbelastung zu reduzieren.
Schallverschmutzung
Musikalische Akustik
Es ist derjenige, der den Klang von Musikinstrumenten, ihre Skalen, Akkorde und Konsonanzen untersucht. Das heißt, die Abstimmung der Skala derselben. Zusätzlich zu den oben genannten gibt es andere Branchen, wie zum Beispiel:
- Aeroakustik (Geräusch, das durch Bewegung in der Luft erzeugt wird)
- Psychoakustik (menschliche Wahrnehmung von Schall und seinen Auswirkungen)
- Bioakustik (Studien zum Hören bei Tieren und zum Verstehen ihrer Wahrnehmung)
- Unterwasser (Erkennung von Objekten mit Schall, wie z. B. Radar)
- Slektroakustik (untersucht elektronische Prozesse zur Erfassung und Verarbeitung von Schall)
- Phonetik (Akustik der menschlichen Sprache)
- Makroakustik (Untersuchung lauter Geräusche)
- Ultraschall (untersucht unhörbaren Hochfrequenzschall und seine Anwendungen)
- Vibration (Untersuchung von Systemen mit Masse und Elastizität, die oszillierende Bewegungen ausführen können)
- Strukturell (untersucht den Schall, der sich in Form von Schwingungen durch Strukturen ausbreitet), unter anderem.
Akustische Phänomene
Dies sind die Verzerrungen in Schallwellen, die durch Hindernisse oder Variationen im Ausbreitungsmedium verursacht werden und deren Eigenschaften beeinflussen. Zu diesen akustischen Phänomenen gehören:
- Reflexion: Dies ist der Fall, wenn die Schallwelle auf ein festes Hindernis trifft und dadurch von ihrem ursprünglichen Verlauf abweicht, wodurch ein "Bounce" -Effekt erzeugt wird, der es ihr ermöglicht, zu dem Medium zurückzukehren, von dem sie stammt.
- Echo - Tritt auf, wenn eine Welle abprallt und sich in sich wiederholenden Zyklen in einem Intervall von ca. 0,1 Sekunden widerspiegelt. Um es wahrzunehmen, müssen sich die Schallquelle und die Oberfläche, die sie reflektiert, in einem Abstand von mindestens 17 Metern befinden.
- Nachhall: Dies ist ein Phänomen ähnlich dem Echo, mit dem Unterschied, dass die Wiederholungszeit weniger als 0,1 Sekunden beträgt und der resultierende Effekt ein längerer Klang ist. In diesem Fall müssen die Quelle und die reflektierende Oberfläche weniger als 17 Meter voneinander entfernt sein.
- Absorption: ist, wenn die Welle eine Oberfläche erreicht und einen Teil davon neutralisiert oder absorbiert und der Rest reflektiert wird. In Studios verwendete Akustikplatten haben diese Eigenschaft, obwohl sie den Schall fast vollständig absorbieren.
- Brechung: Dies sind die Krümmungen, die ein Schall beim Übergang von einem Medium zum anderen annimmt. Seine Richtung und Geschwindigkeit hängen von der Temperatur, Dichte und Elastizität des Ausbreitungsmediums ab.
- Beugung: ist, wenn eine Welle auf ein Hindernis trifft, das kleiner als ihre Länge auf ihrem Weg ist, wodurch sie es umgibt und die Welle sich "zerstreut".
- Interferenz: Tritt auf, wenn sich zwei oder mehr verschiedene Wellen schneiden oder überlappen. Im Allgemeinen haben sie entgegengesetzte Flugbahnen, so dass sie miteinander "kollidieren". Je gleicher beide Wellen hinsichtlich ihrer Amplitude sind, desto größer ist der Interferenzindex.
- Pulsationen: entstehen in Gegenwart von zwei Wellen mit unterschiedlichen Frequenzen, aber sehr nahe, was für das menschliche Ohr nicht wahrnehmbar ist und daher als eine einzige Frequenz wahrgenommen wird.
- Doppler-Effekt: Ist derjenige, der wahrgenommen wird, wenn eine Zunahme oder Abnahme der Frequenz einer Welle auftritt, wenn sich der Sender und der Empfänger näher oder weiter weg bewegen. Beispiel: Wenn Sie einen Krankenwagen oder eine Patrouille kommen hören, kommt dieser vorbei und fährt wieder weg.
Was ist Lärmbelästigung?
Es ist die akustische Version der Veränderung einer Umgebung in einem bestimmten Raum. Wenn es eine Lärmbelastung gibt, versteht es sich, dass es einen Überschuss an Geräuschen oder Geräuschen gibt, die die Umgebung verändern.
Was ist Akustikschaum?
Es gibt zwei Klassen von Elementen, die in einem bestimmten Maßstab absorbieren sollen: schallabsorbierende Materialien und selektive Elemente oder auch Resonatoren genannt.
Ersteres wird verwendet, um angemessene Nachhallzeiten bei den im Weltraum ausgeführten Aktivitäten, die Reduzierung oder Beseitigung von Echos und die Beseitigung von Schadgeräuschen außerhalb des Standorts zu erzielen. Am weitesten verbreitet sind beschichtete Steinwolle, beschichtete Polyesterfasern und flexibler Melaminharzschaum.
Die zweiten sind diejenigen, die verwendet werden, um eine hohe Absorption niedriger Frequenzen zu erzielen und die Nachhallzeiten im Prinzip zu reduzieren. Sie können als Ergänzung zu absorbierenden Materialien oder separat für den oben beschriebenen Zweck verwendet werden.
Die Arten von Resonatoren sind:
- Membran oder Membran: nicht poröse und flexible Materialien wie Holz.
- Einfacher Hohlraum: gebildet durch einen geschlossenen Luftraum, der durch eine enge Öffnung mit dem Raum verbunden ist.
- Hohlraumverteiler basierend auf gerillten Paneelen: Paneele aus nicht porösem und starrem Material, die mit einer Reihe von Kreisen oder Rillen gebohrt wurden, die sich in einem bestimmten Abstand von der Wand des Raums befinden, so dass ein Raum vorhanden ist von geschlossener Luft durch beide Oberflächen gebildet.
