Selgitame, mis on akustika, millised on selle harud ja milliseid akustilisi nähtusi see uurib. Samuti, mis on mürasaaste.
Mis on akustika?
akustika on füüsika haru mida ta uurib heli. On loodusteadus pühendatud heli, infraheli ja ultraheli tootmise, edastamise, juhtimise ja vastuvõtmise nähtuste ning nende mõjude mõistmisele reaalses maailmas.
Akustika defineerib heli kui vibratsiooni, see tähendab selle mehaanilist levikut lained kaudu asja, ole sees tahkes, vedelas või gaasilises olekus, ja püüab seda nihet kirjeldada valemite ja matemaatiliste põhimõtete abil.
See on üks teadused vanim inimkonnast, mille algust saab jälgida klassikalises antiigis, vahemikus 6. sajand eKr. C. ja mina d. C., eriti Kreekas ja Roomas. Tema esimesed ametlikud uuringud, mille viis läbi Pythagoras (umbes 569–475 eKr), olid seotud muusikahelide mõistmisega, et püüda mõista, miks mõned helid on ilusamad kui teised.
Aristoteles (384–322 eKr) avastas rohkem kui sajand hiljem, et heli koosneb õhu kokkutõmbumisest ja paisumisest ning esimese selleteemalise traktaadi kirjutas sajandeid hiljem Rooma arhitekt Vitruvius (80–15 eKr). ), umbes 20 eKr. c.
See oli aga pärit Teadusrevolutsioon Renessansi ajastul hakati heli reguleerivaid seadusi avastama tänu Galileo Galilei (1564–1642) ja Marin Mersenne’i (1588–1648) vibreerivate keelpillide uurimisele.Hiljem ühinesid nendega Isaac Newton (1642-1727) ja hiljem nn akustika "hiiglased": sakslane Hermann Helmholtz (1821-1894) ja Lord Rayleigh (1842-1919) teiste suurte heliuurijate seas.
Esimesed katsed mõõta heli kiirust õhus, mis on üks akustika alustalasid, tehti 17. sajandil ja kuigi need polnud kuigi täpsed, selgus, et lainete kiirus ei sõltu nende kiirusest. sagedus. 1738. aastal saavutas Pariisi Teaduste Akadeemia a mõõtmine peaaegu võrdne praegu käideldava väärtusega: 331,29 meetrit sekundis.
Tänapäeval on akustika oluline teadusharu, millel on arvukalt tehnilisi rakendusi nii valdkonnas arhitektuur ja linnaplaneerimine, nagu meditsiinis, Kunst ja meelelahutus ja telekommunikatsioonja isegi militaarmaailmas (nagu radarimehhanism).
akustika harud
Akustika hõlmab mitmesuguseid aladistsipliinide või spetsialiseerumiste komplekti, mille hulgast paistavad silma järgmised:
- Arhitektuurne akustika. Akustika haru, mis on pühendatud heli liikumise uurimisele hoonetes ja linnaruumis, et ehitada need üles nii, et heli olemust ära kasutada.
- muusika akustika. Akustika haru, mis on pühendatud heli uurimisele kunstilises kontekstis, see tähendab muusika ja ilusaks peetud helidest. See tegeleb nii muusikariistade kui ka skaala häälestussüsteemidega.
- füsioloogiline akustika. Akustika haru, mis on pühendatud kuulmisaparaadi toimimise, selle haiguste, häirete ja muude tagajärgede uurimisele.
- Elektroakustika. Akustika haru, mis on pühendatud heli püüdmise, taasesitamise, võimendamise ja tootmise uurimisele elektrooniliste seadmete, näiteks mikrofonide või kõlarite kaudu.
- veealune akustika.Akustika haru, mis on pühendatud heli uurimisele, kui see tekib ja edastatakse vee all.
- Psühhoakustika. Akustika haru, mis on pühendatud heli ja inimmõistuse vaheliste suhete uurimisele, st viisile, kuidas me reageerime Inimesed heli juurde
- Bioakustika. Akustika haru, mis on pühendatud elusolendite, eriti loomade helide uurimisele: nende poolt tekitatavate helide funktsioon, kõneaparaadi paigutus jm.
- Tööstuslik akustika. Akustika haru, mis on pühendatud inimtegevusest tuleneva heli, mürasaaste vormide ja heli mõju uurimisele töökeskkonnas.
akustilised nähtused
Heli levib füüsilises keskkonnas mehaaniliste lainetena, mille omadused võimaldavad neil läbi viia erinevaid muutusi ja transformatsioone, mida nimetatakse akustilisteks nähtusteks. Peamised nähtused on järgmised:
- The peegeldus. See on nähtus, mis ilmneb siis, kui helilained kohtuvad füüsilise objektiga, mis muudab või muudab selle algset trajektoori, mis tekitab tagasilöögiefekti, mis võib saata selle tagasi algallikasse. Olenevalt tingimustest, milles peegeldus toimub, võib esineda muid sarnaseid nähtusi, näiteks:
- kaja See on teatud tüüpi heli peegeldus, mille puhul laine naaseb oma emitterisse pärast peegelduspinna tabamist tsüklitena, mille intervall on ligi 0,1 sekundit. See on sarnane toimega, mille tekitab valgus peeglit põrgades tagastab osa oma helidest emitterile, nagu pikkades koobastes, kus kuuleme oma häält meie poole korratuna.
- Reverb. See on heli peegeldumisega seotud nähtus, mille puhul heli on kuulda aega pärast selle kiirgamise lõpetamist, st siis, kui selle tekitaja vaikib.See nähtus on tingitud ka akustilisest püsivusest ja seda tõlgendatakse alghelide pikenemisena, nagu plahvatusega kaasneva müra puhul.
- seisulained. See on nähtus, mis tekib siis, kui alglainele lisatakse samal teljel peegeldunud laine, mis muudab mõlema omadusi ja suurendab või vähendab selle amplituudi, nii et tekkiv heli erineb väljastatavast väga palju. See juhtub siis, kui mikrofon salvestab kõlarisse oma heli, st kui tagasisidet.
- imendumine. Tegemist on nähtusega, mida võib pidada peegelduse vastandiks, kuna sel juhul ei muuda helilained füüsilise barjääriga kokku puutudes oma kulgu, vaid need tühistatakse või neutraliseeritakse kas osaliselt või täielikult. Seda nähtust kasutatakse teatud ruumide heliisolatsiooniks, näiteks muusikalise praktika kohad, takistades lainete edasist levimist väljapoole.
- Murdumine. See on nähtus, mis ilmneb siis, kui helilained levivad ühest füüsikalisest keskkonnast teise (näiteks õhust vette või vastupidi) ning selle käigus muudetakse nende kiirust ja suunda füüsikaliste omadustega samaväärsel määral. keskkonnast, kuhu nad liiguvad. Seda nähtust saame kogeda, kui sukeldume basseini ja kuulame neid, kes pinnal räägivad.
- difraktsioon. See on nähtus, mis tekib siis, kui helilained kohtavad oma teel takistust, ümbritsevad selle ümber ja muudavad takistuse pinna sekundaarsete lainete (difraktsioonilainete) allikaks, mis põhjustab heli hajumist keskkonnas. See võib ilmneda ka siis, kui helilained läbivad väikese avause ja levivad uude keskkonda, näiteks kui räägime läbi toru ja meie hääl tuleb teiselt poolt moonutatult.
- Sekkumine.See on nähtus, mis tekib kahe harmoonilise helilaine superpositsiooni tõttu, mis protsessi käigus muudavad nende omadusi. Kui see kattumine põhjustab amplituudi suurenemist, nimetatakse seda konstruktiivseks häireks; kui selle asemel kaob amplituud, räägime hävitavast interferentsist. See juhtub siis, kui viibime keskkonnas, mis on täis inimesi rääkimas ja enda kõrval olevat inimest on raske kuulda.
- Doppleri efekt. See on nähtus, mis tekib siis, kui lainete emitter liigub vastuvõtja suhtes kiiresti, kas eemaldudes või lähenedes ning see liikumine mõjutab helilainete sagedust. See juhtub siis, kui kiirabiauto meist mööda sõidab ja sellele iseloomulik heli lähenedes suureneb ja eemaldudes kaob.
mürasaaste
Mürasaaste on pidev pealetükkivate helide emissioon keskkonda või ökosüsteem, mis tekitavad müra ja takistavad või takistavad nimetatud keskkonnale tüüpiliste loodushelide levikut. Mürasaaste on piirkonnas väga märgatav linnad, kus helide kuhjumine võib muutuda talumatuks ja isegi kehale füüsiliselt kahjulikuks, samas kui maapiirkondades ja metsikutes piirkondades on häirivate helilainete esinemissagedus väiksem.
Seda tüüpi saastumine avaldab mõju Taimestik ja loomastik selle elupaigad, ja eriti inimeste psüühilises stabiilsuses, kuna see võib esile kutsuda erutuse, ebameeldivuse, ahastuse või tähelepanu hajutamise.