Обясняваме какво е акустика, какви са нейните клонове и какви акустични явления изучава. Също така, какво е шумово замърсяване.
Какво е акустика?
акустиката е клон на физиката какво учи звук. Е естествени науки посветен на разбирането на феномените на производство, предаване, контрол и приемане на звук, инфразвук и ултразвук, както и техните ефекти в реалния свят.
Акустиката определя звука като вибрация, тоест механичното разпространение на вълни през материя, бъди вътре твърдо, течно или газообразно състояниеи се опитва да опише това изместване чрез формули и математически принципи.
Това е един от науки най-старият от човечеството, чието начало може да се проследи назад до класическата античност, между 6 век пр.н.е. C. и аз d. C., особено в Гърция и Рим. Неговите първи официални изследвания, извършени от Питагор (ок. 569-475 пр. н. е.), са свързани с разбирането на музикалните звуци, за да се опита да разбере защо някои звуци са по-красиви от други.
Аристотел (384-322 пр.н.е.), повече от век по-късно, открива, че звукът се състои от свиване и разширяване на въздуха, а първият трактат по въпроса е написан векове по-късно от римския архитект Витрувий (80-15 пр.н.е. ), около 20 г. пр.н.е. ° С.
Въпреки това беше от Научна революция на Ренесанса, че законите, които управляват звука, започват да се откриват, благодарение на изследванията на вибриращи струни от Галилео Галилей (1564-1642) и Марин Мерсен (1588-1648).Исак Нютон (1642-1727) по-късно ще се присъедини към тях и по-късно към така наречените "гиганти" на акустиката: германецът Херман Хелмхолц (1821-1894) и лорд Рейли (1842-1919), наред с други велики учени, изучаващи звука.
Първите опити за измерване на скоростта на звука във въздуха, едно от основополагащите постижения на акустиката, са направени през 17 век и въпреки че не са много точни, те разкриват, че скоростта на вълните не зависи от тяхната честота. През 1738 г. Парижката академия на науките постига a измерване почти равно на стойността, която се обработва в момента: 331,29 метра в секунда.
Днес акустиката е важна дисциплина с множество технически приложения, както в областта на архитектура и градоустройството, както в медицината, Изкуства и развлечения, и телекомуникации, и дори във военния свят (като радарния механизъм).
клонове на акустиката
Акустиката обхваща разнообразен набор от поддисциплини или специализации, сред които се открояват следните:
- Архитектурна акустика. Клон на акустиката, посветен на изучаването на движението на звука в сгради и градски пространства, за да ги изгради по такъв начин, че да се възползва от природата на звука.
- музикална акустика. Клон на акустиката, посветен на изучаването на звука в художествения контекст, т.е музика и на звуците, смятани за красиви. Той се занимава както с музикални инструменти, така и със системи за настройка на мащаба.
- физиологична акустика. Клон на акустиката, посветен на изучаването на функционирането на слуховия апарат, неговите заболявания, разстройства и други последици.
- Електроакустика. Клон на акустиката, посветен на изучаването на улавянето, възпроизвеждането, усилването и производството на звук чрез електронни устройства като микрофони или високоговорители.
- подводна акустика.Клон на акустиката, посветен на изучаването на звука, когато той се произвежда и предава под вода.
- Психоакустика. Клон на акустиката, посветен на изследването на връзката между звука и човешкия ум, т.е. начина, по който реагираме на хора към звука
- Биоакустика. Клон на акустиката, посветен на изучаването на звука в живите същества, особено при животните: функцията на звуците, които те излъчват, разположението на говорния апарат и др.
- Индустриална акустика. Клон на акустиката, посветен на изучаването на звука, генериран от човешки производствени дейности, формите на шумово замърсяване и въздействието на звука в работната среда.
акустични явления
Звукът се разпространява във физическата среда под формата на механични вълни, чиито свойства им позволяват да претърпят различни промени и трансформации, известни като акустични явления. Основните явления са:
- The отражение. Това е феномен, който възниква, когато звуковите вълни срещнат физически обект, който променя или модифицира първоначалната си траектория, което създава ефект на отскок, който може да го изпрати обратно към първоначалния му източник. В зависимост от условията, при които се случва отражението, могат да възникнат други подобни явления, като например:
- ехото Това е вид отражение на звука, при което вълната се връща към излъчвателя си, след като удари отразяваща повърхност, на цикли с интервал от близо 0,1 секунди. Той е подобен на ефекта, произведен от светлина при въздействие върху огледалото, връща част от собствените си звуци към излъчвателя, както в дългите пещери, в които можем да чуем нашия глас, повтарящ се към нас.
- Реверберацията. Това е явление, свързано с отразяването на звука, при което звукът може да се чуе известно време след като е спрял да излъчва, тоест когато неговият излъчвател е тих.Това явление също се дължи на акустичното постоянство и се тълкува като удължаване на първоначалните звуци, както в случая на шума, който придружава експлозия.
- стоящи вълни. Това е феномен, който възниква, когато отразена вълна се добави към оригиналната вълна на същата ос, което променя свойствата и на двете и увеличава или намалява нейната амплитуда, така че полученият звук е много различен от излъчения. Това се случва, когато микрофонът записва изхода към високоговорител на собствения си звук, т.е обратна връзка.
- абсорбция. Това е феномен, който може да се разглежда като противоположност на отражението, тъй като в този случай звуковите вълни, когато срещнат физическа бариера, не променят курса си, а се отменят или неутрализират, частично или напълно. Това явление се използва за звукоизолация на определени пространства, като например места за музикални практики, предотвратявайки по-нататъшното разпространение на вълните навън.
- Пречупването. Това е феномен, който възниква, когато звуковите вълни се разпространяват от една физическа среда към друга (например от въздух към вода или обратно) и в процеса тяхната скорост и посока се променят до степен, еквивалентна на физическите свойства на средата, в която се движат. Можем да изпитаме това явление, ако се потопим в басейн и слушаме тези, които говорят на повърхността.
- дифракция. Това е феномен, който възниква, когато звуковите вълни срещнат препятствие по пътя си, заобиколят го и превърнат повърхността на препятствието в източник на вторични вълни (дифрактирани вълни), което кара звука да се разпръсне в околната среда. Може да възникне и когато звукови вълни преминават през малък отвор и се разпространяват в новата среда, като например когато говорим през тръба и гласът ни излиза изкривен от другата страна.
- Намесата.Това е феномен, който възниква поради наслагването на две хармонични звукови вълни, които променят свойствата си в процеса. Когато това припокриване причинява увеличаване на амплитудата, това се нарича конструктивна интерференция; когато вместо това амплитудата се губи, говорим за деструктивна интерференция. Това се случва, когато сме в среда, пълна с хора, които говорят и става трудно да чуем човека до нас.
- Ефектът на Доплер. Това е феномен, който възниква, когато излъчвателят на вълните се движи бързо по отношение на приемника, или се отдалечава, или се приближава, и това движение влияе върху честотата на звуковите вълни. Това се случва, когато линейка минава покрай нас и нейният характерен звук набира честота, когато се приближава, и го губи, когато се отдалечава.
шумовото замърсяване
Шумовото замърсяване е непрекъснатото излъчване на натрапчиви звуци в околната среда или екосистема, които произвеждат шум и предотвратяват или възпрепятстват разпространението на естествени звуци, типични за споменатата среда. Шумовото замърсяване е много забележимо в градове, където натрупването на звуци може да стане непоносимо и дори физически вредно за тялото, докато в селските и диви райони има по-ниска честота на досадни звукови вълни.
Този тип замърсяване оказва влияние върху флора и фауна от местообитанияи особено в психическата стабилност на хората, тъй като може да ги подтикне към състояния на възбуда, неприятност, мъка или разсеяност.