Zvočni valovi: koncept in funkcije

Svet, ki nas obdaja, se lahko varno imenuje svet zvokov, ker glasovi, glasba, cvrkut ptic in zvok vetra nenehno zvonijo okoli nas. Zvočni valovi ljudem pomagajo komunicirati in prejemati informacije o svetu okoli njih. Za živali, zvoki niso nič manj pomembni. Z vidika fizike so zvoki mehanske vibracije, Razmnoževanje v elastičnem mediju: voda, zrak, trdna in tako naprej. Človeška ušesa lahko slišijo zvok, če so avdio frekvence v območju od 16 do 20.000 Hz. Oscilacije višje ali višje nizke frekvence ni slišati za osebo.

Znanstvena akustika se ukvarja z različnimi vprašanji, vključno z vprašanji v zvezi s funkcijami in lastnostmi sluha. Predmet študija fiziološke akustike je neposredno organ zaslišanja, njegovo strukturo, delovanje in napravo. Arhitekturna akustika se ukvarja s preučevanjem, kako se v prostoru propagirajo zvočni valovi, preučuje vpliv oblike in dimenzije prostora na zvok, proučuje lastnosti materialov s trenutnim pogledom na razmnoževanje in zatiranje zvokov. Glasbena akustika obravnava študij glasbenih instrumentov, raziskuje pogoje za najboljši zvok določenega instrumenta.

Fizično akustiko proučuje zvočne vibracije, zvok val, v zadnjem času je začel obsegati tudi nihanja, ki presegajo zmožnosti človeškega sistema sluha.

Osnovni koncepti akustike

Videz zvoka je posledica mehanskih vibracij elastičnih teles in medijev. Zrak je prevodnik za zvok. To dokazujejo izkušnje Roberta Boyleja. Če postavite sondirno telo pod zvok zračne črpalke, potem ko se zrak izpiha iz pod zvonec, bo zvok šibkejši. Ko se zrak pod zvoncem konča, se zvok popolnoma ustavi.

Med nihanji telo izmenično ustvari vakuum v sloju zraka, ki meji na njegovo površino, nato pa stisne ta sloj. Posledično se razmnoževanje valov v zračnem prostoru začne z nihanji plasti zraka na površini telesa.

Ker se v prostoru propagirajo zvočni valovi, se zvok oslabi, kar je povezano z določenimi ireverzibilnimi procesi. Pomen je, da medij absorbira nekaj energije, ki jo prenaša zvočni val.

Koeficient absorpcije je količina, ki je enaka razmerju med zvočno energijo, ki jo absorbira medij, in energijo, ki je vstopila v medij. Na absorpcijski koeficient vpliva notranji trenje ali viskoznost medija, njegova toplotna prevodnost, gostota medija in hitrost širjenja valovanja.

Širjenje v mediju, val nekega dne doseže svojo mejo. Po tej meji se začne drug medij, ki ga sestavljajo drugi delci in v katerem drugi hitrost zvoka. Na tej meji se odraža zvok. V tem primeru se redčenje delcev spremeni v zgostitev in kondenzira v vakuum.

Ta učinek se zgodi zato, ker vibracije, ki jih val pride na rob medija, prenesejo na delce drugega medija in postanejo vir novega vala. Sekundarni val se bo razširil ne samo v drugem okolju, temveč tudi v tistem, iz katerega je prvotno prišel. To je zrcalni zvočni val.

Na meji medija pride do delnega prehoda zvoka v drugi medij in delne absorpcije zvokov. Delež odbite energije bo odvisen od razmerja med gostotami medijev in tudi od stanja vmesnika. Na primer, odsev zvočnega valovanja, ki se sprošča v zraku, iz tekoče površine ali trdnega telesa, se zgodi skoraj popolnoma. Zvočne valove, ki se razmnožujejo v trdnem stanju, se skoraj popolnoma odražajo na meji z zrakom.

Pojav refleksije je neposredno povezan z nastankom odmeva. Bistvo tega pojava je, da zvok prihaja iz vira do neke ovire, ki postane meja medijev in odraža od nje, se vrne v kraj, iz katerega izvira val.