Мы объясняем, что такое акустика, каковы ее разделы и какие акустические явления она изучает. Кроме того, что такое шумовое загрязнение.
Что такое акустика?
акустика это раздел физики что он изучает звук. Это естественные науки посвященный пониманию явлений производства, передачи, управления и приема звука, инфразвука и ультразвука, а также их эффектов в реальном мире.
Акустика определяет звук как вибрацию, то есть механическое распространение волны сквозь иметь значение, быть в твердое, жидкое или газообразное состояние, и пытается описать это смещение с помощью формул и математических принципов.
Это один из науки старейший из человечества, начало которого можно проследить до классической античности, между 6 веком до нашей эры. С. и я д. C., особенно в Греции и Риме. Его первые формальные исследования, проведенные Пифагором (ок. 569–475 до н. э.), были связаны с пониманием музыкальных звуков, чтобы попытаться понять, почему одни звуки красивее других.
Аристотель (384–322 гг. до н. э.) более века спустя открыл, что звук состоит из сжатия и расширения воздуха, а первый трактат по этому вопросу был написан столетия спустя римским архитектором Витрувием (80–15 гг. до н. э.). ), около 20 г. до н.э. в.
Однако именно из Научная революция эпохи Возрождения, что законы, управляющие звуком, стали открываться благодаря исследованиям вибрирующих струн Галилео Галилеем (1564–1642) и Марином Мерсенном (1588–1648).Позже к ним присоединится Исаак Ньютон (1642–1727), а затем и так называемые «гиганты» акустики: немец Герман Гельмгольц (1821–1894) и лорд Рэлей (1842–1919) и другие великие ученые, изучающие звук.
Первые попытки измерить скорость звука в воздухе, одно из основополагающих достижений акустики, были предприняты в XVII в. и, хотя они не были очень точными, показали, что скорость волн не зависит от их частота. В 1738 году Парижская академия наук добилась измерение почти равно текущему значению: 331,29 метра в секунду.
Сегодня акустика является важной дисциплиной с многочисленными техническими приложениями, как в области архитектура и градостроительство, как и в медицине, Искусство и развлечения, и телекоммуникации, да еще и в военном мире (вроде механизма РЛС).
разделы акустики
Акустика включает в себя разнообразный набор поддисциплин или специализаций, среди которых выделяются следующие:
- Архитектурная акустика. Раздел акустики, посвященный изучению движения звука в зданиях и городских пространствах с целью построения их таким образом, чтобы использовать природу звука.
- музыкальная акустика. Раздел акустики, посвященный изучению звука в художественном контексте, т. Музыка и звуков, считающихся красивыми. Он касается как музыкальных инструментов, так и систем настройки гаммы.
- физиологическая акустика. Раздел акустики, посвященный изучению функционирования слухового аппарата, его заболеваний, нарушений и других проявлений.
- Электроакустика. Раздел акустики, посвященный изучению захвата, воспроизведения, усиления и воспроизведения звука с помощью электронных устройств, таких как микрофоны или динамики.
- подводная акустика.Раздел акустики, посвященный изучению звука при его воспроизведении и распространении под водой.
- Психоакустика. Раздел акустики, посвященный изучению связи между звуком и человеческим разумом, то есть того, как мы реагируем на Люди к звуку
- Биоакустика. Раздел акустики, посвященный изучению звуков живых существ, особенно животных: функции издаваемых ими звуков, устройства речевого аппарата и др.
- Промышленная акустика. Раздел акустики, посвященный изучению звука, создаваемого производственной деятельностью человека, форм шумового загрязнения и воздействия звука на рабочую среду.
акустические явления
Звук распространяется в физической среде в виде механических волн, свойства которых позволяют им претерпевать различные изменения и преобразования, известные как акустические явления. Основными явлениями являются:
- отражение. Это явление, которое возникает, когда звуковые волны встречаются с физическим объектом, который изменяет или модифицирует свою первоначальную траекторию, что создает эффект отскока, который может отправить его обратно к исходному источнику. В зависимости от условий, в которых происходит отражение, могут возникать и другие подобные явления, например:
- эхо Это тип отражения звука, при котором волна возвращается к своему излучателю после удара о отражающую поверхность циклами с интервалом, близким к 0,1 секунды. Он подобен эффекту, производимому легкий при ударе о зеркало возвращая излучателю часть собственных звуков, как в длинных пещерах, в которых мы можем слышать свой голос, повторяющийся к нам.
- Реверберация. Это явление, связанное с отражением звука, при котором звук можно услышать через некоторое время после того, как он перестал издаваться, то есть когда его излучатель молчит.Это явление также связано с акустической инерционностью и интерпретируется как удлинение начальных звуков, как и в случае шума, сопровождающего взрыв.
- стоячие волны. Это явление, которое возникает, когда к исходной волне на той же оси добавляется отраженная волна, которая изменяет свойства обеих и увеличивает или уменьшает ее амплитуду, так что результирующий звук сильно отличается от излучаемого. Вот что происходит, когда микрофон записывает вывод на динамик собственного звука, т. е. когда Обратная связь.
- поглощение. Это явление можно рассматривать как противоположное отражению, так как в этом случае звуковые волны, встречаясь с физическим барьером, не меняют своего направления, а частично или полностью гасятся или нейтрализуются. Это явление используется для звукоизоляции определенных помещений, например, мест музыкальных репетиций, предотвращая дальнейшее распространение волн наружу.
- Преломление. Это явление, возникающее при распространении звуковых волн из одной физической среды в другую (например, из воздуха в воду или наоборот), при этом их скорость и направление изменяются в степени, эквивалентной физическим свойствам среды, в которую они перемещаются. Мы можем испытать это явление, если нырнем в бассейн и послушаем тех, кто говорит на поверхности.
- дифракция. Это явление, которое возникает, когда звуковые волны встречают на своем пути препятствие, окружают его и превращают поверхность препятствия в источник вторичных волн (дифрагированных волн), что приводит к рассеиванию звука в окружающей среде. Это также может произойти, когда звуковые волны проходят через маленькое отверстие и распространяются в новую среду, например, когда мы говорим через трубку, и наш голос выходит искаженным с другой стороны.
- Вмешательство.Это явление возникает из-за наложения двух гармонических звуковых волн, которые в процессе изменяют свои свойства. Когда это перекрытие приводит к увеличению амплитуды, это называется конструктивной интерференцией; когда вместо этого теряется амплитуда, мы говорим о деструктивной интерференции. Это то, что происходит, когда мы находимся в среде, полной говорящих людей, и становится трудно услышать человека рядом с нами.
- Эффект Доплера. Это явление возникает, когда излучатель волн быстро перемещается по отношению к приемнику, удаляясь или приближаясь, и это движение влияет на частоту звуковых волн. Это то, что происходит, когда мимо нас проезжает машина скорой помощи, и ее характерный звук усиливается при приближении и теряет ее при удалении.
шумовое загрязнение
Шумовое загрязнение – это постоянное излучение навязчивых звуков в окружающую среду или экосистема, которые производят шум и предотвращают или препятствуют распространению естественных звуков, характерных для указанной среды. Шумовое загрязнение очень заметно в города, где накопление звуков может стать невыносимым и даже физически вредным для организма, в то время как в сельской и дикой местности меньше раздражающих звуковых волн.
Этот тип загрязнения влияет на Флора и фауна принадлежащий среда обитания, и особенно в психической устойчивости людей, так как он может вызывать у них состояния волнения, неприятности, тоски или рассеянности.