Selitämme mitä akustiikka on, mitkä ovat sen haarat ja mitä akustisia ilmiöitä se tutkii. Lisäksi mitä on melusaaste.
Mitä on akustiikka?
akustiikka on fysiikan ala mitä hän opiskelee ääni. On luonnontiede omistettu ymmärtämään äänen, infraäänen ja ultraäänen tuotannon, siirron, ohjauksen ja vastaanoton ilmiöitä sekä niiden vaikutuksia todellisessa maailmassa.
Akustiikka määrittelee äänen värähtelyksi, eli sen mekaaniseksi etenemiseksi aallot läpi asia, olla kiinteässä, nestemäisessä tai kaasumaisessa tilassa, ja yrittää kuvata tätä siirtymää kaavojen ja matemaattisten periaatteiden avulla.
Se on yksi niistä tieteet ihmiskunnan vanhin, jonka alku voidaan jäljittää klassiseen antiikin aikaan, 6. vuosisadalla eKr. C. ja minä d. C., erityisesti Kreikassa ja Roomassa. Hänen ensimmäiset muodolliset tutkimuksensa, jotka Pythagoras (n. 569-475 eKr.) suoritti, liittyi musiikin äänien ymmärtämiseen, jotta hän yritti ymmärtää, miksi jotkut äänet ovat kauniimpia kuin toiset.
Yli sata vuotta myöhemmin Aristoteles (384-322 eKr.) huomasi äänen koostuvan ilman supistumisista ja laajenemisesta, ja ensimmäisen aiheesta kirjoitti vuosisatoja myöhemmin roomalainen arkkitehti Vitruvius (80-15 eKr.). ), noin 20 eaa. c.
Se oli kuitenkin peräisin Tieteellinen vallankumous Renessanssin aikana ääntä hallitsevat lait alettiin löytää Galileo Galilein (1564-1642) ja Marin Mersennen (1588-1648) värähtelevien kielten tutkimusten ansiosta.Isaac Newton (1642-1727) liittyi myöhemmin heihin ja myöhemmin niin kutsutut akustiikan "jättiläiset": saksalainen Hermann Helmholtz (1821-1894) ja Lord Rayleigh (1842-1919), muiden ääniä tutkivien suurten tiedemiesten joukossa.
Ensimmäiset yritykset mitata äänen nopeutta ilmassa, yksi akustiikan perustavanlaatuisista saavutuksista, tehtiin 1600-luvulla, ja vaikka ne eivät olleetkaan kovin tarkkoja, ne paljastivat, että aaltojen nopeus ei riipu aaltojen nopeudesta. taajuus. Vuonna 1738 Pariisin tiedeakatemia saavutti a mittaus lähes sama kuin tällä hetkellä käsitelty arvo: 331,29 metriä sekunnissa.
Nykyään akustiikka on tärkeä tieteenala, jolla on lukuisia teknisiä sovelluksia, sekä alalla arkkitehtuuri ja kaupunkisuunnittelu, kuten lääketieteessä, Arts ja viihdettä ja tietoliikenne, ja jopa sotilasmaailmassa (kuten tutkamekanismi).
akustiikan haarat
Akustiikka kattaa monenlaisia alalajeja tai erikoisaloja, joista seuraavat erottuvat:
- Arkkitehtoninen akustiikka. Akustiikan ala, joka on omistettu äänen liikkeen tutkimukselle rakennuksissa ja kaupunkitiloissa niiden rakentamiseksi siten, että se hyödyntää äänen luonnetta.
- musiikin akustiikka. Akustiikan ala, joka on omistettu äänen tutkimukselle taiteellisessa kontekstissa, toisin sanoen musiikkia ja kauniina pidetyistä äänistä. Se käsittelee sekä musiikki-instrumentteja että asteikon viritysjärjestelmiä.
- fysiologinen akustiikka. Akustiikan ala, joka on omistettu kuulolaitteen toiminnan, sen sairauksien, häiriöiden ja muiden seurausten tutkimukselle.
- Sähköakustiikka. Akustiikan ala, joka on omistettu äänen sieppaamiseen, toistoon, vahvistamiseen ja tuottamiseen elektronisten laitteiden, kuten mikrofonien tai kaiuttimien, avulla.
- vedenalainen akustiikka.Akustiikan ala, joka on omistettu äänen tutkimukselle, kun se tuotetaan ja välitetään veden alla.
- Psykoakustiikka. Akustiikan ala, joka on omistettu tutkimaan äänen ja ihmismielen välistä suhdetta eli tapaa, jolla reagoimme Ihmiset ääneen
- Bioakustiikka. Akustiikan ala, joka on omistettu elävien olentojen, erityisesti eläinten, äänen tutkimukselle: muun muassa niiden lähettämien äänten toiminnalle, puhelaitteiston asetukselle.
- Teollinen akustiikka. Akustiikan ala, joka on omistettu tutkimaan ihmisen tuotantotoiminnan tuottamaa ääntä, melusaasteen muotoja ja äänen vaikutuksia työympäristössä.
akustisia ilmiöitä
Ääni etenee fysikaalisessa ympäristössä mekaanisina aaltoina, joiden ominaisuudet sallivat niiden läpikäymisen erilaisina muutoksina ja muunnoksina, joita kutsutaan akustisiksi ilmiöiksi. Tärkeimmät ilmiöt ovat:
- The heijastus. Se on ilmiö, joka ilmenee, kun ääniaallot kohtaavat fyysisen esineen, joka muuttaa tai muuttaa sen alkuperäistä lentorataa, mikä tuottaa rebound-efektin, joka voi lähettää sen takaisin alkuperäiseen lähteeseensä. Riippuen olosuhteista, joissa heijastus tapahtuu, muita vastaavia ilmiöitä voi esiintyä, kuten:
- kaiku Se on eräänlainen äänen heijastus, jossa aalto palaa emitteriinsä osuttuaan heijastavaan pintaan jaksoissa, joiden väli on lähellä 0,1 sekuntia. Se on samanlainen kuin sen tuottama vaikutus valoa osuessaan peiliin palauttaen osan omista äänistään säteilijälle, kuten pitkissä luolissa, joissa voimme kuulla äänemme toistuvan meitä kohti.
- Kaiku. Se on äänen heijastumiseen liittyvä ilmiö, jossa ääni voidaan kuulla sen jälkeen, kun se on lakannut lähettämästä, eli kun sen lähettäjä on hiljaa.Tämä ilmiö johtuu myös akustisesta pysyvyydestä, ja se tulkitaan alkuäänien pitkittymiseksi, kuten räjähdyksen mukana tulevan melun tapauksessa.
- seisovat aallot. Se on ilmiö, joka syntyy, kun alkuperäiseen aaltoon lisätään samalla akselilla heijastunut aalto, joka muuttaa molempien ominaisuuksia ja lisää tai pienentää sen amplitudia niin, että tuloksena oleva ääni on hyvin erilainen kuin säteilevä. Näin tapahtuu, kun mikrofoni tallentaa oman äänensä ulostulon kaiuttimeen, eli kun palautetta.
- imeytyminen. Se on ilmiö, jota voidaan pitää heijastuksen vastakohtana, koska tällöin ääniaallot eivät fyysisen esteen kohtaamisen jälkeen muuta kulkuaan, vaan ne peruuntuvat tai neutraloituvat joko osittain tai kokonaan. Tätä ilmiötä käytetään äänieristämään tiettyjä tiloja, kuten musiikin harjoituspaikkoja, mikä estää aaltojen etenemisen edelleen ulospäin.
- Taittuminen. Se on ilmiö, joka syntyy, kun ääniaallot etenevät yhdestä fysikaalisesta väliaineesta toiseen (esimerkiksi ilmasta veteen tai päinvastoin) ja prosessissa niiden nopeus ja suunta muuttuvat fysikaalisia ominaisuuksia vastaavassa määrin. ympäristöstä, johon he muuttavat. Voimme kokea tämän ilmiön, jos sukeltaamme altaaseen ja kuuntelemme niitä, jotka puhuvat pinnalla.
- diffraktio. Se on ilmiö, joka syntyy, kun ääniaallot kohtaavat tiellään esteen, ympäröivät sen ja muuttavat esteen pinnan toisioaaltojen lähteeksi (taittuneet aallot), mikä saa äänen hajoamaan ympäristöön. Se voi myös tapahtua, kun ääniaallot kulkevat pienen aukon läpi ja leviävät uuteen ympäristöön, esimerkiksi kun puhumme putken läpi ja äänemme tulee esiin vääristyneenä toiselta puolelta.
- Häiriö.Se on ilmiö, joka johtuu kahden harmonisen ääniaallon superpositiosta, jotka muuttavat niiden ominaisuuksia prosessissa. Kun tämä päällekkäisyys aiheuttaa amplitudin vahvistuksen, sitä kutsutaan rakentavaksi häiriöksi; kun sen sijaan amplitudi menetetään, puhutaan tuhoavasta häiriöstä. Näin tapahtuu, kun olemme ympäristössä, joka on täynnä ihmisiä puhumassa ja on vaikea kuulla vieressämme olevaa henkilöä.
- Doppler-ilmiö. Se on ilmiö, joka ilmenee, kun aaltojen lähettäjä liikkuu nopeasti suhteessa vastaanottimeen joko poistuessaan tai lähestyen, ja tämä liike vaikuttaa ääniaaltojen taajuuteen. Näin käy, kun ambulanssi kulkee ohitsemme ja sen ominainen ääni vahvistuu lähestyessään ja menettää sen poistuessaan.
melusaaste
Melusaaste on jatkuvaa häiritsevien äänien päästöä ympäristöön tai ekosysteemi, jotka tuottavat melua ja estävät tai estävät mainitulle ympäristölle tyypillisten luonnonäänien leviämisen. Melusaaste on erittäin havaittavissa kaupungit, jossa äänien kerääntyminen voi muuttua sietämättömäksi ja jopa fyysisesti haitalliseksi keholle, kun taas maaseudulla ja villialueilla ärsyttävien ääniaaltojen esiintyvyys on pienempi.
Tämäntyyppinen saastuminen vaikuttaa kasvisto ja eläimistö -lta elinympäristöjä, ja erityisesti ihmisten psyykkisessä vakaudessa, koska se voi saada heidät levottomuuteen, epämiellyttävään tilaan, ahdistukseen tai häiriötekijöihin.