Vysvetľujeme, čo je akustika, aké sú jej odvetvia a aké akustické javy študuje. Tiež, čo je hluková záťaž.
Čo je akustika?
akustika je odbor fyziky čo študuje zvuk. Je a prírodná veda venovaný pochopeniu fenoménov produkcie, prenosu, ovládania a príjmu zvuku, infrazvuku a ultrazvuku, ako aj ich účinkov v reálnom svete.
Akustika definuje zvuk ako vibráciu, teda mechanické šírenie vlny cez záležitosť, byť in pevné, kvapalné alebo plynné skupenstvoa pokúša sa opísať toto premiestnenie pomocou vzorcov a matematických princípov.
Je to jeden z vedy najstarší z ľudstva, ktorého počiatky možno vystopovať až do antiky, medzi 6. storočím pred Kristom. C. a ja d. C., najmä v Grécku a Ríme. Jeho prvé formálne štúdie, ktoré uskutočnil Pytagoras (asi 569-475 pred Kr.), sa týkali chápania hudobných zvukov, aby sa pokúsili pochopiť, prečo sú niektoré zvuky krajšie ako iné.
Bol to Aristoteles (384 – 322 pred n. l.), o viac ako storočie neskôr, kto zistil, že zvuk sa skladá zo sťahovania a rozpínania vzduchu, a prvé pojednanie na túto tému napísal o stáročia neskôr rímsky architekt Vitruvius (80 – 15 pred n. l. ), okolo roku 20 pred Kr. c.
Bolo to však z Vedecká revolúcia renesancie, že zákony, ktorými sa riadi zvuk, sa začali objavovať vďaka štúdiám vibrujúcich strún od Galilea Galileiho (1564-1642) a Marina Mersenna (1588-1648).Isaac Newton (1642-1727) sa neskôr pripojil k nim a neskôr k takzvaným "obrom" akustiky: Nemcom Hermannovi Helmholtzovi (1821-1894) a Lordovi Rayleighovi (1842-1919), medzi inými veľkými vedcami študujúcimi zvuk.
Prvé pokusy o meranie rýchlosti zvuku vo vzduchu, jeden zo zakladajúcich úspechov akustiky, sa uskutočnili v 17. storočí a hoci neboli veľmi presné, odhalili, že rýchlosť vĺn nezávisí od ich frekvencia. V roku 1738 Parížska akadémia vied dosiahla a meranie takmer rovná hodnote, ktorá je v súčasnosti spracovávaná: 331,29 metra za sekundu.
Dnes je akustika dôležitou disciplínou s mnohými technickými aplikáciami, a to ako v oblasti architektúra a urbanistické plánovanie, ako v medicíne, umenie a zábavu a telekomunikáciía dokonca aj vo vojenskom svete (ako mechanizmus radaru).
odbory akustiky
Akustika zahŕňa pestrý súbor čiastkových disciplín alebo špecializácií, medzi ktorými vynikajú nasledovné:
- Architektonická akustika. Odvetvie akustiky, ktoré sa venuje štúdiu pohybu zvuku v budovách a mestských priestoroch s cieľom vybudovať ich tak, aby sa využila povaha zvuku.
- hudobná akustika. Obor akustiky venovaný štúdiu zvuku v umeleckom kontexte, tj hudba a zvukov považovaných za krásne. Zaoberá sa tak hudobnými nástrojmi, ako aj systémami ladenia stupnice.
- fyziologická akustika. Odbor akustiky venovaný štúdiu fungovania sluchového aparátu, jeho chorôb, porúch a iných dôsledkov.
- Elektroakustika. Odvetvie akustiky, ktoré sa venuje štúdiu zachytenia, reprodukcie, zosilnenia a produkcie zvuku prostredníctvom elektronických zariadení, ako sú mikrofóny alebo reproduktory.
- podvodná akustika.Odvetvie akustiky venované štúdiu zvuku, keď sa vytvára a prenáša pod vodou.
- Psychoakustika. Odvetvie akustiky, ktoré sa venuje štúdiu vzťahu medzi zvukom a ľudskou mysľou, teda spôsobu, akým reagujeme na Ľudia na zvuk
- Bioakustika. Odvetvie akustiky venované štúdiu zvuku u živých bytostí, najmä zvierat: funkcie zvukov, ktoré vydávajú, dispozícia rečového aparátu a iné.
- Priemyselná akustika. Odvetvie akustiky, ktoré sa venuje štúdiu zvuku generovaného výrobnou činnosťou človeka, formám hluku a vplyvu zvuku na pracovné prostredie.
akustické javy
Zvuk sa vo fyzikálnom prostredí šíri vo forme mechanických vĺn, ktorých vlastnosti umožňujú rôzne zmeny a premeny, známe ako akustické javy. Hlavnými javmi sú:
- The odraz. Je to jav, ku ktorému dochádza, keď sa zvukové vlny stretnú s fyzickým objektom, ktorý zmení alebo upraví jeho pôvodnú trajektóriu, čo vyvolá efekt odrazu, ktorý ho môže poslať späť do pôvodného zdroja. V závislosti od podmienok, v ktorých dochádza k odrazu, sa môžu vyskytnúť ďalšie podobné javy, ako napríklad:
- ozvena Ide o druh odrazu zvuku, pri ktorom sa vlna po dopade na odraznú plochu vracia späť do svojho žiariča v cykloch s intervalom blízkym 0,1 sekundy. Je to podobné ako efekt vyvolaný svetlo pri dopade na zrkadlo vracia časť vlastných zvukov do žiariča, ako v dlhých jaskyniach, v ktorých počujeme, ako sa náš hlas opakuje smerom k nám.
- Reverb. Ide o jav spojený s odrazom zvuku, pri ktorom je zvuk počuť až po tom, čo prestane vydávať, teda keď jeho vysielač mlčí.Tento jav je tiež spôsobený akustickou perzistenciou a interpretuje sa ako predĺženie počiatočných zvukov, ako v prípade hluku, ktorý sprevádza výbuch.
- stojaté vlny. Ide o jav, ktorý nastáva, keď sa k pôvodnej vlne na tej istej osi pridá odrazená vlna, čím sa upravia vlastnosti oboch a zväčší alebo zníži sa jej amplitúda, takže výsledný zvuk je veľmi odlišný od vyžarovaného. Toto sa stane, keď mikrofón zaznamená výstup vlastného zvuku do reproduktora, to znamená, keď spätná väzba.
- absorpcie. Je to jav, ktorý možno považovať za opak odrazu, pretože v tomto prípade zvukové vlny pri stretnutí s fyzickou bariérou nemenia svoj priebeh, ale sú čiastočne alebo úplne zrušené alebo neutralizované. Tento jav sa používa na odhlučnenie určitých priestorov, ako sú miesta hudobnej praxe, čím sa bráni vlnám v šírení sa ďalej smerom von.
- Refrakcia. Je to jav, ku ktorému dochádza, keď sa zvukové vlny šíria z jedného fyzického média do iného (napríklad zo vzduchu do vody alebo naopak), pričom sa ich rýchlosť a smer menia na stupeň ekvivalentný fyzikálnym vlastnostiam. prostredia, do ktorého sa sťahujú. Tento jav môžeme zažiť, ak sa ponoríme do bazéna a budeme počúvať tých, ktorí hovoria na hladine.
- difrakcia. Ide o jav, ku ktorému dochádza, keď zvukové vlny narazia na prekážku na svojej ceste, obklopia ju a premenia povrch prekážky na zdroj sekundárnych vĺn (difraktovaných vĺn), ktoré spôsobia rozptýlenie zvuku v prostredí. Môže sa to vyskytnúť aj vtedy, keď zvukové vlny prechádzajú malým otvorom a šíria sa do nového prostredia, napríklad keď hovoríme cez trubicu a náš hlas vychádza skreslený z druhej strany.
- Rušenie.Ide o jav, ktorý vzniká superpozíciou dvoch harmonických zvukových vĺn, ktoré pri tom modifikujú svoje vlastnosti. Keď toto prekrytie spôsobí zosilnenie amplitúdy, nazýva sa to konštruktívne rušenie; keď sa namiesto toho stratí amplitúda, hovoríme o deštruktívnej interferencii. To je to, čo sa stane, keď sme v prostredí plnom ľudí, ktorí sa rozprávajú a je ťažké počuť osobu vedľa nás.
- Dopplerov efekt. Je to jav, ku ktorému dochádza, keď sa vysielač vĺn pohybuje rýchlo vzhľadom na prijímač, či už sa vzďaľuje alebo približuje, a tento pohyb ovplyvňuje frekvenciu zvukových vĺn. Stáva sa to, keď okolo nás prejde sanitka a jej charakteristický zvuk pri priblížení naberá na frekvencii a pri vzďaľovaní ju stráca.
hluková záťaž
Hlukové znečistenie je nepretržité vyžarovanie rušivých zvukov v prostredí resp ekosystému, ktoré produkujú hluk a zabraňujú alebo bránia šíreniu prirodzených zvukov typických pre uvedené prostredie. Hlukové znečistenie je veľmi citeľné v Mestá, kde sa hromadenie zvukov môže stať neznesiteľným a dokonca fyzicky škodlivé pre telo, zatiaľ čo vo vidieckych a divokých oblastiach je nižší výskyt nepríjemných zvukových vĺn.
Tento typ kontaminácie má vplyv na Flóra a fauna z biotopova najmä v psychickej stabilite ľudí, pretože u nich môže vyvolať stavy rozrušenia, nepríjemnosti, úzkosti či roztržitosti.