Ako zvučni val ne naiđe na prepreke na svom putu, širi se ravnomjerno u svim smjerovima. Ali ne postaje svaka prepreka za nju prepreka.

Nakon što na svom putu naiđe na prepreku, zvuk se može saviti oko nje, reflektirati, prelamati ili apsorbirati.

difrakcija zvuka

Možemo razgovarati sa osobom koja stoji iza ugla zgrade, iza drveta ili iza ograde, iako je ne vidimo. Čujemo ga jer se zvuk može savijati oko ovih objekata i prodrijeti u područje iza njih.

Sposobnost vala da zaobiđe prepreku se naziva difrakcija .

Difrakcija je moguća kada talasna dužina zvučnog talasa prelazi veličinu prepreke. Zvučni talasi niske frekvencije su prilično dugi. Na primjer, na frekvenciji od 100 Hz iznosi 3,37 m. Kako se frekvencija smanjuje, dužina postaje još veća. Stoga se zvučni val lako savija oko predmeta koji su mu srazmjerni. Drveće u parku nas uopšte ne sprečava da čujemo zvuk, jer su prečnici njihovih stabala mnogo manji od talasne dužine zvučnog talasa.

Zbog difrakcije zvučni talasi prodiru kroz pukotine i rupe u prepreci i šire se iza njih.

Postavimo ravan ekran sa rupom na putu zvučnog talasa.

Kada je zvučna talasna dužina ƛ mnogo veći od prečnika rupe D , ili su ove vrijednosti približno jednake, onda će iza rupe zvuk doći do svih tačaka područja koje se nalazi iza ekrana (područje zvučne sjene). Odlazeći talasni front će izgledati kao hemisfera.

Ako ƛ samo nešto manji od promjera proreza, tada se glavni dio vala širi direktno, a mali dio lagano divergira u stranu. I u slučaju kada ƛ mnogo manje D , cijeli će val ići u smjeru naprijed.

refleksija zvuka

U slučaju da zvučni talas udari u interfejs između dva medija, moguće su različite opcije za njegovo dalje širenje. Zvuk se može reflektirati od interfejsa, može ići u drugi medij bez promjene smjera ili se može prelamati, odnosno ići, mijenjajući svoj smjer.

Pretpostavimo da se na putu zvučnog vala pojavila prepreka čija je veličina mnogo veća od valne dužine, na primjer, strma litica. Kako će se ponašati zvuk? Pošto ne može zaobići ovu prepreku, ona će se od nje odraziti. Iza prepreka je zona akustične sjene .

Zvuk koji se odbija od prepreke naziva se echo .

Priroda refleksije zvučnog talasa može biti različita. Zavisi od oblika reflektirajuće površine.

refleksija naziva se promjena smjera zvučnog vala na međuprostoru između dva različita medija. Kada se reflektuje, val se vraća u medij iz kojeg je došao.

Ako je površina ravna, zvuk se odbija od nje na isti način kao što se zrak svjetlosti reflektira u ogledalu.

Zvučni zraci reflektirani od konkavne površine fokusirani su u jednoj tački.

Konveksna površina raspršuje zvuk.

Efekat disperzije daju konveksni stubovi, velike lajsne, lusteri itd.

Zvuk ne prelazi iz jednog medija u drugi, ali se reflektuje od njega ako se gustine medija značajno razlikuju. Dakle, zvuk koji se pojavio u vodi ne prelazi u zrak. Odbijen od interfejsa, ostaje u vodi. Osoba koja stoji na obali rijeke neće čuti ovaj zvuk. To je zbog velike razlike u talasnom otporu vode i zraka. U akustici, valni otpor jednak je proizvodu gustoće medija i brzine zvuka u njemu. Pošto je talasni otpor gasova mnogo manji od talasnog otpora tečnosti i čvrstih tela, kada udari na granicu vazduha i vode, zvučni talas se reflektuje.

Ribe u vodi ne čuju zvuk koji se pojavljuje iznad površine vode, ali jasno razlikuju zvuk čiji je izvor tijelo koje vibrira u vodi.

prelamanje zvuka

Promjena smjera širenja zvuka naziva se refrakcija . Ovaj fenomen nastaje kada zvuk prelazi iz jednog medija u drugi, a brzina njegovog širenja u tim medijima je različita.

Omjer sinusa upadnog ugla i sinusa ugla refleksije jednak je omjeru brzina prostiranja zvuka u mediju.

gdje i - upadni ugao,

r je ugao refleksije,

v1 je brzina širenja zvuka u prvom mediju,

v2 je brzina širenja zvuka u drugom mediju,

n je indeks prelamanja.

Refrakcija zvuka se naziva refrakcija .

Ako zvučni val ne pada okomito na površinu, već pod uglom drugačijim od 90°, tada će prelomljeni val odstupiti od smjera upadnog vala.

Refrakcija zvuka se može posmatrati ne samo na međuprostoru između medija. Zvučni valovi mogu promijeniti svoj smjer u nehomogenom mediju - atmosferi, okeanu.

U atmosferi, prelamanje je uzrokovano promjenama temperature zraka, brzine i smjera kretanja zračnih masa. A u okeanu se pojavljuje zbog heterogenosti svojstava vode - različitog hidrostatskog pritiska na različitim dubinama, različite temperature i različit salinitet.

apsorpcija zvuka

Kada zvučni val udari u površinu, dio njegove energije se apsorbira. A koliko energije medij može apsorbirati može se odrediti poznavanjem koeficijenta apsorpcije zvuka. Ovaj koeficijent pokazuje koji dio energije zvučnih vibracija apsorbira 1 m 2 prepreke. Ima vrijednost od 0 do 1.

Jedinica mjere za apsorpciju zvuka se zove sabin . Ime je dobila po američki fizičar Wallace Clement Sabin, osnivač arhitektonske akustike. 1 sabin je energija koju apsorbira 1 m 2 površine, čiji je koeficijent apsorpcije jednak 1. To jest, takva površina mora apsorbirati apsolutno svu energiju zvučnog vala.

Reverberacija

Wallace Sabin

Svojstvo materijala da apsorbuje zvuk široko se koristi u arhitekturi. Istražujući akustiku predavaonice, koja je dio Muzeja Fogg, Wallace Clement Sabin je zaključio da postoji veza između veličine auditorija, akustičkih uvjeta, vrste i površine materijala koji apsorbiraju zvuk i vrijeme odjeka .

Reverb naziva se proces refleksije zvučnog vala od prepreka i njegovo postepeno slabljenje nakon isključivanja izvora zvuka. U zatvorenom prostoru, zvuk se može više puta odbijati od zidova i predmeta. Kao rezultat toga, pojavljuju se različiti eho signali, od kojih svaki zvuči kao da je odvojen. Ovaj efekat se zove reverb efekat .

Najvažnija karakteristika sobe je vrijeme odjeka , koji je uveo i izračunao Sabin.

gdje V - zapreminu prostorije,

ALI – opšta apsorpcija zvuka.

gdje a i je koeficijent apsorpcije zvuka materijala,

Si je površina svake površine.

Ako je vrijeme reverberacije dugo, čini se da zvuci "lutaju" po prostoriji. One se međusobno preklapaju, prigušuju glavni izvor zvuka, a dvorana buči. Uz kratko vrijeme odjeka, zidovi brzo upijaju zvukove i oni postaju gluvi. Stoga svaka soba mora imati svoj tačan proračun.

Na osnovu rezultata svojih proračuna, Sabin je rasporedio materijale koji upijaju zvuk na način da je "eho efekat" smanjen. A Bostonska simfonijska dvorana, u kojoj je bio akustički konsultant, i dalje se smatra jednom od najboljih dvorana na svijetu.

Brzina širenja zvuka u zraku c \u003d 331,45 korijen T / 273

331m/s pri 0˚s

Interferencija zvučnih talasa - impozantne vibracije. iz više izvora

Zvučno polje je područje prostora u mački. zvučni talasi.

Zvučni pritisak - P-razlika između trenutne vrijednosti ukupnog pritiska i prosječnog tlaka uočenog u mediju u odsustvu zvučnog polja

r=Pm sin (wt+ φ) ˂p˃=Pa= n/m²

R eff=Rm korijen2 Rm- amplituda pritiska

Interferencija - fizički fenomen, uočeno kada se više talasnih procesa superponira i sastoji se u lokalnim odstupanjima ukupnog intenziteta od zbira intenziteta dolaznih talasa.

Na širenje zvukova u atmosferi utiču mnogi faktori: temperatura na različitim visinama, strujanja vazduha. Eho je zvuk koji se odbija od površine. Zvučni valovi se mogu reflektirati od čvrstih površina, od slojeva zraka u kojima se temperatura razlikuje od temperature susjednih slojeva.

difrakcija zvuka(lat. diffractus – bukvalno slomljen, slomljen) – pojava koja se može smatrati odstupanjem od zakona geometrijske optike prilikom širenja talasa. U početku se pojam difrakcije odnosio samo na zaokruživanje prepreka talasima, ali u savremenom, širem tumačenju, veoma je širok spektar pojava koje se javljaju pri širenju talasa u nehomogenim medijima, kao i pri širenju talasa ograničeno. u prostoru, povezani su sa difrakcijom.

Brzina zvuka- brzina širenja zvučnih talasa u mediju.

Po pravilu je brzina zvuka u gasovima manja nego u tečnostima, a u tečnostima je brzina zvuka manja nego u čvrste materije.

Brzina zvuka u bilo kojem mediju izračunava se po formuli:

gdje je β adijabatska kompresibilnost medija; ρ - gustina.

Za plinove ova formula izgleda ovako:

gde je γ adijabatski indeks: 5/3 za jednoatomne gasove, 7/5 za dvoatomske gasove (i za vazduh), 4/3 za poliatomske gasove; k- Boltzmannova konstanta; R- univerzalna gasna konstanta; T- apsolutna temperatura u kelvinima; t- temperatura u stepenima Celzijusa; m- molekulska masa; M - molarna masa. Po redu veličine, brzina zvuka u gasovima je blizu prosječna brzina termičko kretanje molekula i, u aproksimaciji konstantnog adijabatskog eksponenta, proporcionalno je kvadratni korijen od apsolutna temperatura.

Za čvrsta tijela, brzina zvuka se može izračunati na sljedeći način:

Gdje K- svestrani kompresijski modul; E- Youngov modul; ν - Poissonov omjer.

U vazduhu, u normalnim uslovima, brzina zvuka je 331,46 m/s (1193 km/h).

U vodi je brzina zvuka 1485 m/s. (pogledajte Colladon-Sturm iskustvo)

U čvrstim materijama brzina zvuka je 2000-6500 m/s.

23. Zvučno polje i glavni fizičke veličine karakterišući ga. (Zvučni pritisak, gustina zvučnog polja). Snaga zvuka, intenzitet zvuka.

Gustoća zvučnog polja, D je zvučna energija sadržana u jedinici volumena medija D = p² / pc² p je gustoća medija kg / m³; c je brzina zvuka u mediju

Snažan zvuk i p-broj zvučna energija koje emituje izvor zvuka u jedinici vremena

karakter. izvor zvuka ili buke količina zvučne energije koja prolazi za 1s kroz područje S oko izvora zvuka ˂p˃=Vm

Intenzitet zvuka, I - količina zvučne energije koja se širi u zvučnom polju u jedinici vremena kroz jediničnu površinu (ako valovi u zvučnom polju idu samo u jednom smjeru)

I=r²/rs ˂I˃=W/m²; p-gustina medija rs-akustički otpor medija (impedansa) kg/m²s

Zvučno polje, područje prostora u kojem se šire zvučni valovi, odnosno javljaju se akustične vibracije čestica elastičnog medija (čvrstog, tekućeg ili plinovitog) koje ispunjavaju ovo područje. Zvučni val je potpuno određen ako je za svaku njegovu tačku poznata promjena u vremenu i prostoru bilo koje veličine koja karakterizira zvučni val: pomak oscilirajuće čestice iz ravnotežnog položaja, oscilatorna brzina čestice, ili zvučni pritisak u medijumu; u pojedinačnim slučajevima, od interesa su promjene gustine ili temperature medija u prisustvu zvučnog talasa.

S energetske strane, zvučnu energiju karakteriše gustina zvučne energije (energija oscilatornog procesa po jedinici zapremine); u onim slučajevima kada dolazi do prijenosa energije u zvučnom valu, karakterizira ga intenzitet zvuka, odnosno vremenski prosječna energija prenesena u jedinici vremena kroz jediničnu površinu okomitu na smjer širenja vala.

Obrazac zvučnih talasa u opštem slučaju ne zavisi samo od akustičke snage i karakteristika usmerenosti radijatora - izvora zvuka, već i od položaja i svojstava međuprostora između različitih elastičnih medija, ako takve površine postoje. U neograničenom homogenom mediju, statičko polje je polje putujućeg talasa. Daleko od izvora u zoni zvučnog pritiska gotovo svakog emitera, zvučni pritisak se smanjuje prema zakonu 1/ r(gde r- udaljenost od izvora.

Intenzitet zvuka (apsolutni) - vrijednost jednaka omjeru toka zvučne energije dP kroz površinu okomitu na pravac širenja zvuka u to područje dS ova površina:

Za kvantitativna poređenja glasnoće potrebno je uvesti pojam intenziteta zvuka. Intenzitet zvučnog vala definira se kao prosječan protok energije kroz jedinicu površine valnog fronta u jedinici vremena. Drugim riječima, ako uzmemo jednu površinu (na primjer, 1 cm 2), koja bi potpuno apsorbirala zvuk, i postavimo je okomito na smjer prostiranja talasa, tada je intenzitet zvuka jednak akustičkoj energiji apsorbovanoj u jednoj sekundi . Intenzitet se obično izražava u W/cm2 (ili W/m2).

Zvučni pritisak - razlika između pritiska koji postoji u okruženju str Wed at ovog trenutka, i atmosferski pritisak str atm.

Mjeri se u paskalima (sila od 1 N primijenjena na površinu od 1 sq. M.). Atmosferski pritisak ~10 5 Pa. Zvučni pritisci govora i muzike su do 100 Pa.

Kao i svaka sila, zvučni pritisak ima smjer. Međutim, pritisak se odnosi na silu okomitu na površinu.

Brzina zvučnog talasa (brzina zvuka) sa zvijezdama u mediju ovisi o masi molekula ili atoma i udaljenosti između njih. A oni, zauzvrat, zavise od hemijski sastav materija, njena temperatura i za gasove i pritisak. Za tehničke proračune, dovoljno je razmotriti

,

gdje je T - temperatura, K. Normalno atmosferski pritisak i T=290 K (17 0 S) brzina zvuka 340 m/s.

Gustoća energije zvuka e je energija sadržana u jedinici volumena medija za širenje.

Vrijeme putovanja talasa jedinične dužine duž snopa 1/s sv => e =I/s sv; [e]=[W/m2]/[m/s]=[W*s/m3]=[J/m3].

Gustina energije kroz pritisak:

.

Gustoća energije, za razliku od intenziteta, je skalarna vrijednost, pa se stoga može koristiti i u slučajevima kada je teško ili nemoguće odrediti zrake i frontove valova, na primjer, kada se zvučni valovi šire u prostorijama.

25. Nivo intenziteta zvuka i nivo zvučnog pritiska. Nivo zvučne snage. Ekvivalentni nivo zvučnog pritiska i ekvivalentan nivo zvuka.

Jedinice nivoa zvuka Nivo intenziteta zvuka mjeri se u desetinkama zvona (B) - decibela (dB)

Za raznim nivoima zvučni pritisak - raznim uslovima percepcija zvuka:

124-pneumatski čekić

94- unutar vagona metroa

85-unutar autobusa

25-sobni noću

Dodavanje nivoa intenziteta zvuka

Neka postoji n izvora zvuka, od kojih svaki u datoj tački polja ima isti intenzitet zvuka I(prvi), sa nivoom intenziteta L(prvi) L=lg·I(prvi). Ukupni intenzitet zvuka I=I(prvi) n; Ukupni nivo intenziteta zvuka:

Značenje 10lgn:

24. Veberov zakon - Fehner i njegovo tumačenje u akustici. Jedinice nivoa intenziteta zvuka. Dodavanje nivoa intenziteta zvuka.

Za sva ljudska čula, osjet je proporcionalan logaritmu stimulusa, upregnutog u jedinicama praga osjeta.

Svojstva logaritama log6a je eksponent od b da se broj b mora podići da bi se dobio broj a.

Nivo intenziteta zvuka i nivo zvučnog pritiska. Raspon zvučnog pritiska

Nivo intenziteta zvuka

Nivo intenziteta zvuka izražen u smislu zvučnog pritiska

Lp=20 lg (p/pₒ)

Prag zvučnog pritiska pₒ odgovara pragu intenziteta zvuka Iₒ

rₒ=2 10(*in (-5) stepeni)* Pa; I0 = 10 (* in - 12 stepeni *) W / m²; pₒ = 10 (* u - 12 stepeni) W;

odgovara pragu sluha na frekvenciji od 1000 Hz

Na graničnim vrijednostima, nivo intenziteta zvuka i nivo pritiska = 0

Nivo zvučne snage Lp=10 lg(p/pₒ) prag bola: p=2 10²Pa I=10² W/m² L=140 dB

Normalan razgovor - 50-60 dB

Praktično nečujan - 10 dB

Prag čujnosti mrtva tišina - 0dB

ALI: manje od 20 db je teško dobiti

Intenzitet vala I naziva se vrijednost numerički jednaka vremenski prosječnoj energiji E, koju val prenosi u jedinici vremena kroz jediničnu površinu površine, koja se nalazi okomito na smjer širenja vala:

gdje je S površina površine kroz koju val prolazi, t je vrijeme njegovog prolaska kroz ovu površinu. Jedinica intenziteta talasa: J / (m 2 s) \u003d W / m 2.

Zvuk je predmet slušnih osjeta, pa ga osoba i subjektivno procjenjuje. Subjektivne karakteristike zvuka su: visina - određena frekvencijom tona, tembar - određena spektralnim sastavom zvuka, glasnoća - nivo slušnog osjeta, prvenstveno u zavisnosti od intenziteta zvuka. Dakle, objektivne karakteristike zvuka su: frekvencija, intenzitet, akustički spektar. Ljudsko uho percipira zvukove na frekvenciji od 1 kHz sa intenzitetom od najmanje I 0 =10 -12 W/m 2 i naziva se intenzitet na pragu sluha. Maksimalni intenzitet zvuka na frekvenciji od 1 kHz, koji osoba percipira I b \u003d 10 W / m 2, naziva se pragom boli, jer uzrokuje bol. Razlika između I 0 i I b je vrlo velika (I b / I 0 \u003d 10 13), pa je pogodno koristiti logaritamsku skalu za mjerenja. S tim u vezi, uvodi se vrijednost nivoa jačine zvuka, koja je jednaka decimalnom logaritmu odnosa intenziteta proučavanog zvuka I prema intenzitetu I 0 na pragu čujnosti.

Nivo intenziteta zvuka se mjeri u belima. bel - postoji jedinica skale nivoa intenziteta zvuka, koja odgovara promjeni intenziteta za 10 puta. Obično se koristi jedinica 10 puta manja, koja se zove decibel (dB). Tada formula (4.11) poprima oblik .

Ako je L=1 dB, onda , a . Dakle, decibel odgovara ova dva nivoa, čiji se intenziteti razlikuju za faktor 1,26.

Prema Weber-Fechnerovom zakonu, povećanje jačine osjeta je proporcionalno logaritmu odnosa intenziteta dva uporediva podražaja.

Veber-Fehnerov zakon je u osnovi kreiranja skale nivoa glasnoće, kao i skale nivoa intenziteta. Kao rezultat, područje sluha je ograničeno i iznad i odozdo krivinama. Ove krive su zasnovane na mjerenjima koja su obavljena kod ljudi koji imaju najosetljivije organe sluha. Za većinu ljudi, područje sluha je manje; za mnoge, granica frekvencije se javlja na 18, 15, pa čak i na 10 kHz. Intenzitet od 10 -12 W / m 2 također ne osjeća svaka osoba. S godinama se područje sluha sužava. Ako je uho oštećeno, može postati prilično malo, a s gluhoćom se smanji do točke.

Da bi se pronašla korespondencija između glasnoće i intenziteta zvuka na različitim frekvencijama, koriste se krivulje jednake glasnoće. Može se vidjeti da je prosječno ljudsko uho najosjetljivije na frekvencije od 2500 - 3000 Hz. Svaka srednja kriva odgovara istoj glasnoći, ali različitom intenzitetu zvuka za različite frekvencije. Koristeći skup krivulja jednake glasnoće, moguće je pronaći glasnoće za različite frekvencije koje odgovaraju određenom intenzitetu. Na primjer, neka intenzitet zvuka frekvencije od 100 Hz bude 60 dB

26. Frekvencijski spektar zvuka. Frekvencijski opsezi. Brojni oktavni frekvencijski pojasevi. Broj frekvencijskih opsega od jedne trećine oktave.

Zvuk- fluktuacije kretanje u bilo kojem elastičnom materijalnom mediju naziva se. bilo koji izvor, manifestovan. u formi perioda. promene pritiska.

Frekvencijski spektar zvuka- prikaz amplituda sinusoidnih oscilacija ili drugih veličina, karakter. zvučna energija kao funkcija frekvencije.

Periodično oscilacije - zbir sinusoida sa različitim amplitudama.

Amplituda u odnosu na frekvenciju. At kontinuirani spektar nivo spektra zvučnog pritiska B - nivo intenziteta zvuka u frekvencijskom opsegu od 1 Hz.

Bijeli šum je zvuk sa konstantnim nivoom spektra B na svim frekvencijama.

Frekvencijski opsezi

Granične frekvencije: f 1 - donja, f 2 - gornja širina Δ f \u003d f 2 - f 1

Avg. geometrijske frekvencije

f cf =
Prihvaćeni opseg oktavnih frekvencijskih opsega

Niske frekvencije: do 355; prosek: 500-1000 (kod muškaraca, niske frekvencije su prisutne u većem broju nego kod žena)

Frekvencijski opseg čija je gornja granica dvostruko veća od donje granice, tj. f 2 = 2 f 1 se naziva oktava.

Za detaljnije proučavanje šuma ponekad se koriste frekventni pojasevi treće oktave, za koje

f 2 = 2 1/3 f 1 = 1,26 f 1

Oktava ili opseg treće oktave obično se daje geometrijskom srednjom frekvencijom:

27. Ljudski slušni organ. Subjektivna percepcija zvuka od strane osobe. Nivo jačine zvuka, pozadina i skale spavanja.

(Ljudski organi sluha su sposobni da percipiraju vibracije frekvencije od 15-20 herca do 16-20 hiljada herca. Mehaničke vibracije sa naznačenim frekvencijama nazivaju se zvučnim ili akustičnim. Zvuk- to su mehaničke vibracije koje se šire u elastičnim medijima - plinovima, tekućinama i čvrstim tvarima, koje opažaju organi sluha. Glavne fizičke karakteristike zvuka su frekvencija i intenzitet vibracija. Oni također utiču na slušnu percepciju ljudi.)

Nivo jačine zvuka u pozadini: L f = 20 lg(p|/p0)

p | - zvučni pritisak tona frekvencije 1000 Hz jednak je glasnom sa onim koji se razmatra.(Naše uho ne odgovara direktno fizičkim zakonima)

Jednaka kriva glasnoće-geom. Postavite tačke jednake zapremine. Pokazuju uporednu glasnoću.

Nivo jačine zvuka, pozadina i skale spavanja.

Poređenje zvučnog uticaja

Jačina zvuka u 1 nazivima sna sa nivoom jačine zvuka u 40 phon

S=2 =2 2 =4son

difrakcija zvuka- sposobnost zvučnih talasa da se savijaju oko prepreke prilikom širenja.

Zvuk se širi od izvora zvuka

Reverberacija je proces postepenog smanjenja intenziteta zvuka koji se reflektuje više puta. (nakon što zvuk prestane)

(Konvencionalno prihvaćeno vrijeme reverberacije je vrijeme tokom kojeg se nivo zvuka smanjuje za 60 dB. Da biste izračunali vrijeme reverberacije, koristite formulu:

, gdje V je zapremina prostorije A- ukupan fond apsorpcije zvuka, , a i- koeficijent apsorpcije zvuka (ovisi o materijalu, njegovim disperzivnim ili frikcionim karakteristikama), Si je površina svake površine.

28. Refleksija i apsorpcija zvuka u prostorijama. Koeficijenti apsorpcije, refleksije i prenosa zvuka. Ukupna apsorpcija zvuka u prostoriji.

Padajući na površinu, zvučni val se djelomično odbija od nje, djelomično apsorbira površinski materijal, pretvarajući se u toplotnu energiju, može djelomično ići izvan površine. Energiju koja ostaje u prostoriji nakon refleksije zvučnog talasa karakteriše koeficijent refleksije , energija izgubljena u prostoriji nakon refleksije,  - koeficijent apsorpcije zvuka, energija zvučnog talasa koji je prošao kroz površinu , τ - po zvučnoj provodljivosti prostorije. E jastučić - zvučna energija koja pada na površinu; E neg - energija zvuka reflektovanog od površine; E pr - energija zvučnog talasa koji je prošao kroz površinu u susednu prostoriju; E absorbuje - energija zvučnog talasa izgubljena u prostoriji nakon refleksije. Vrijednosti koeficijenata ,  i  zavise od materijala i konstrukcijskih karakteristika površine, frekvencije i ugla  upada zvučnog talasa na prepreku.

Ekvivalentno područje apsorpcije zvuka

Površina sa koef upija zvuk =1 (potpuno apsorbujući zvuk), koji apsorbuje. isti broj energetskih zvukova kao data površina ili predmet.

29. Osobine talasnog pristupa u analizi zvučnog polja prostorije.

Reverberacija je proces postepenog smanjenja nivoa zvučnog pritiska u vazduhu. volumen skladišta nakon što zvuk prestane (vrijeme reverbiranja je vrijeme potrebno da nivo zvučnog pritiska padne za 60 dB)

(Osnovne teorije Sabina Wallacea izvedene su eksperimentalno)

Zbog smetnji (nametnutih vibracija iz više izvora), proces reverberacije nije monoton.

Sa pozicije teorija talasa zrak zapreminu sobe koja se razmatra. kako linearni sistem sa definicijom raspon svojstava. frekvencije oscilovanja. Kada su izložene signalu koji emituje izvor zvuka, pobuđuju se prirodne oscilacije u zapremini vazduha u prostoriji. Spektar prirodnih frekvencija prilično je jednostavno izračunati samo za prostorije jednostavnih geometrijskih oblika. Na primjer, za sobe u obrascu kuboid(sa idealno krutim reflektirajućim površinama) dužina l, širina b i visina h prirodne frekvencije:

g, q, r-cijeli brojevi (0,1,2…)

Pri malim vrijednostima l, b h, u malim prostorijama, frekvencija vlastita. fluktuacije se značajno razlikuju. jedno od drugog. U području visokih frekvencija, vlastite frekvencije su bliske, a što je veći raspon frekvencija biće rezonancija.

(za male prostore)

30.Geometrijski pristup u analizi zvučnog polja prostorije.

Zvučno polje je područje prostora u kojem se promatraju zvučni valovi (koji dolaze iz izvora duž najkraćeg puta do ove tačke)

Main metode (pristupi) za analizu zvučnog polja prostorije:

1.val 2.statički 3.geometrijski

Reverberacija je proces postepenog smanjenja nivoa zvučnog pritiska u vazduhu. jačina zvuka nakon što zvuk prestane (vrijeme reverbiranja je vrijeme potrebno da nivo zvučnog pritiska padne za 60 dB)

Umjesto zvučnih valova, razmislite. zvučni snopovi u pravcu koje zvuci šire. talasi .

Dopuštenost upotrebe geometrijskih. Metoda zavisi od talasne dužine, veličine refleksije. površinu i njen položaj u odnosu na do izvora zvuka i tačke prijema.

Talasna dužina mora biti superiorna. najmanja veličina refleksije površine najmanje 1,5 puta. Za razmišljanje, posjedujte. zakrivljenost naim. radijus zakrivljenosti mora biti veći u 2r.

Konstrukcija fronta refleksije. Talasi iz aviona.

Analiza distribucije. Prva razmišljanja.

Geometrijska teorija je primjenjivija na analizu akustičkih procesa u prostorijama velike veličine- koncertne i pozorišne sale, veliki studiji. Optimalne dimenzije sale (ateljea) određuju se na osnovu analize početnih refleksija.

(Geometrijska (beam) teorija akustičkih procesa u prostorijama zasniva se na zakonima geometrijske optike. Kretanje zvučnih talasa se smatra kao kretanje svetlosnih zraka. U skladu sa zakonima geometrijske optike, kada se reflektuju od zrcalnih površina, ugao refleksije b jednak je upadnom kutu a, a upadne i reflektirane zrake leže u istoj ravni.)

Zvučno polje u prostoriji je skoro difuzno.

Zvučno polje se naziva difuznim ako je vremenski usrednjena gustina zvučne energije ista u bilo kojoj tački polja D (x, y, z) = const

Svi pravci pristizanja tokova zvučne energije u bilo kojoj tački su podjednako vjerojatni, a vremenski prosječni tok zvučne energije je isti u bilo kojem smjeru (nemoguće je razumjeti odakle dolazi zvuk).

Srednja slobodna putanja L=l/n(l1+l2+....ln)

L=4V/Stot; V-prostorni volumen

sri slobodno vrijeme rada

r = l/c =4 V (c Stotal)

Atot = ΣαiSi+ΣA

Prosječni koeficijent apsorpcije zvuka αav=ΣαiSi/Stot=Atot/Stotal

T=0,161 V/ - ln(1- αav) Ukupna definicija vremena reverberacije

T=0,161 V/ αav* Stot

α – mala vrijednost α≤0,2

Uticaj vlage

Što je veća vlažnost, to je veća apsorpcija zvuka T=0,161 V/ - ln(1- αav) Stot+4mV

Poteškoće u izračunavanju vremena reverbiranja

jedan). Nesrazmjerne prostorije

2). Sa zabrtvljenim podom i plafonom

3). Apsorpcija zvuka je koncentrisana na plafonu ili na suprotnim zidovima

četiri). U dnu sobe

od neta: Zvučno polje, područje prostora u kojem se šire zvučni valovi, odnosno javljaju se akustične vibracije čestica elastičnog medija (čvrste, tekuće ili plinovite) koje ispunjavaju ovo područje istraživanje reverberacije. Eyringova formula ima oblik:

Za eksperimentalno određivanje vremena odjeka, Sabin je koristio najjednostavnije uređaje: orgulje kao izvor zvuka i štopericu. Otkrio je da je vrijeme reverberacije T direktno proporcionalno volumenu prostorije V i obrnuto proporcionalno umnošku prosječnog koeficijenta apsorpcije a av i površine svih prepreka S:

Prosječna stopa apsorpcije:

gdje je a 1 , a 2 ,... - koeficijenti apsorpcije razni materijali;

S \u003d S 1 + S 2 + ... - ukupna površina prepreka; n je broj različitih prepreka.

Iz ovog izraza možemo zaključiti da prosječni koeficijent apsorpcije odgovara jednom materijalu koji bi mogao pokriti sve površine barijera prostorije uz održavanje ukupne apsorpcije zvuka A = a cf S. Jedinicom apsorpcije smatra se 1 m 2 otvorenog otvora koji potpuno apsorbira svu energiju koja pada na njega (isključujući difrakciju). Ova jedinica se zvala sabin (Sat).

ulaznica 32 Materijali i konstrukcije koji upijaju zvuk.

Porozni apsorberi zvuka; - porozni apsorberi zvuka sa perforiranim i drugim ekranima; - niskofrekventne upijajuće strukture; - komadni (volumetrijski) apsorberi zvuka (sa mreže: U slučajevima kada se materijal koji apsorbira zvuk ne može koristiti na ogradnim konstrukcijama (npr. ako su prozirne) ili je njihova površina nedovoljna za postizanje željenog efekta, viseći komad (volumen ) koriste se apsorberi zvuka.Najčešće su to ravne ploče od vlaknastih materijala prekrivene poroznom bojom, prekrivene tkaninama ili zatvorene u perforirane metalne limove.Ovakve konstrukcije su akustički veoma efikasne, jer, vertikalno okačene, apsorbuju zvuk sa obe površine. ovi apsorberi su ovješeni tako da formiraju zatvorene oblike u tlocrtu (kvadrati, trouglovi itd.), a zatim se apsorpcija zvuka povećava zbog rezonantne apsorpcije u zraku između vertikala panela.); - amortizeri zvuka klackastog tipa; - rezonantni i slojeviti apsorberi zvuka

porozna

Kada zvučni val padne na porozni materijal, zrak u porama počinje oscilirati i energija oscilacija se pretvara u toplinu.

Porozni sloj na tvrdoj reflektirajućoj površini. Frekvencijski odziv opada na niskim frekvencijama

Porozni sloj udaljen od krutih površina je zračni razmak umjesto povećanja debljine poroznog sloja. (od mreže: izrađuju se u obliku ploča koje se pričvršćuju na ogradne površine direktno ili na daljinu, od lakih i poroznih mineralnih komadnih materijala - plovućca, vermikulita, kaolina, šljake i dr. cementom ili drugim vezivom. materijali su dovoljno jaki i mogu se koristiti za smanjenje buke u hodnicima, foajeima, stepenicama javnih i industrijskih zgrada.)

porozna e sa perforiranim ekranima

Vrste: - filmski premaz; - platneni paravani

(povećava) cfp na niskim frekvencijama i (pada) na visokim frekvencijama (povećava) rast efektivne mase. Niskofrekventni apsorberi: - perforirani materijali u obliku tankih ploča različitog stepena perforacije, koji mogu biti izrađeni od gipsanih ploča, MDF-a, drveta itd.;

rezonantan

ometanje određenih frekvencija (iz mreže: Da bi se dobila visoka vrijednost koeficijenta apsorpcije zvuka (0,7 ... 0,9) u širokom frekventnom opsegu, koriste se višeslojne rezonantne strukture koje se sastoje od 2-3 paralelna ekrana sa različitim perforacijama sa zrakom razmak različitih debljina); - rezonantne strukture od poroznih/vlaknastih materijala, perforiranih/tkaninih paravana i zračnog raspora. Koeficijent apsorpcije ovih materijala je u rasponu od 0,3 - 1,0 u području niskih frekvencija (63 - 500 Hz).

Kombinovano iz rezonatora

različite frekvencije su prigušene na različitim slojevima

Apsorberi u širokom frekventnom opsegu:
- višeslojne rezonantne strukture, koje se sastoje od nekoliko paralelnih ekrana sa različitim stepenom perforacije i vazdušnim rasporom različite debljine;

Niska frekvencija

Ploča, iza koje se nalazi zračni jaz, što je veća masa, to je niža frekvencija na kojoj dolazi do apsorpcije zvuka

Za (gore) efektivno

Rocker amortizeri zvuka

Iz mreže: Zvučni apsorberi tipa rocker pružaju veću apsorpciju od ravnih obloga, zauzimajući istu površinu unutrašnje površine hale.

Materijali koji apsorbuju zvuk - akustični materijali koji se koriste u oblogama koje apsorbuju zvuk: - za smanjenje nivoa buke industrijskih prostorija i tehničkih uređaja; i takođe - stvoriti optimalne uslove za sluh i poboljšati akustička svojstva prostorija javnih zgrada.
Sposobnost materijala da apsorbira zvuk je zbog njihove porozne strukture i prisutnosti veliki broj otvorene međusobno povezane pore. Materijali koji apsorbiraju zvuk dijele se prema različitim kriterijima. Češće od drugih znakova poprimaju prirodu apsorpcije zvuka, vrstu i tehnologiju proizvodnje i prirodu površine proizvoda. Svi ovi materijali su najčešće i završni, jer doprinose stvaranju vanjske arhitektonske izražajnosti prostora.

Širenje buke u zgradi

zaštita konstrukcije od buke - podovi

tip "plutajućeg poda" na čvrstoj elastičnoj brtvi

spušteni plafon na oprugama - amortizeri

sa mreže: Zaštitu od buke akustičnim metodama zgrade treba obezbijediti:

u stambenim i javnim zgradama:

racionalno arhitektonsko-plansko rješenje objekta; korištenje ogradnih konstrukcija koje pružaju standardnu ​​zvučnu izolaciju; korištenje obloga koje apsorbiraju zvuk (u prostorijama javnih zgrada); upotreba prigušivača buke u sistemima prisilne ventilacije i klimatizacije;

vibracijska izolacija inženjerske i sanitarne opreme zgrada;

korišćenje sistema za pojačavanje zvuka, upozorenja i prenos informacija.

U projektima treba predvidjeti mjere zaštite od buke:

« Zaštita od buke» u fazi izrade projekta detaljnog planiranja gradskog područja - karte buke na teritoriji, proračuni očekivane buke na fasadama zgrada (stambene, administrativne, dječje predškolske ustanove, škole, bolnice), rekreacijske zone; vrste i lokacija objekata za zaštitu od buke na glavnim ulicama; postavljanje štitnika od buke na dionicama brzih cesta; postavljanje traka za zaštitu od buke zelenih površina; upotreba prozora za zaštitu od buke na fasadama zgrada koje gledaju na glavne ulice.

Akustički proračun mora se obaviti sljedećim redoslijedom:

identifikacija izvora buke i određivanje njihovih karakteristika buke; izbor bodova u prostorijama i na teritorijama za koje je potrebno izvršiti obračun (obračunati bodovi); određivanje puteva širenja buke od izvora (izvora) do projektnih tačaka i gubitaka zvučne energije duž svake od staza (smanjenje zbog udaljenosti, oklop, zvučna izolacija ogradnih konstrukcija, apsorpcija zvuka itd.); određivanje očekivanih nivoa buke na projektnim tačkama; utvrđivanje potrebnog smanjenja nivoa buke na osnovu poređenja očekivanih nivoa buke sa prihvatljivim vrednostima; razvoj mjera za osiguranje potrebnog smanjenja buke; verifikacioni proračun očekivanih nivoa buke na projektnim mestima, uzimajući u obzir implementaciju građevinskih i akustičkih mera.

pitanje 34.

Neophodni uslovi za stvaranje ugodnog akustičnog ambijenta u salama.

Intenzivan direktan zvuk; - pravilnu distribuciju i prihvatljivo kašnjenje refleksije zvuka; - dovoljna difuznost zvučnog polja; - optimalno vrijeme reverberacije; - standardni režim buke; - zahtjevi za zvučnu izolaciju hala; + pružanje vidljivosti

Ispravna distribucija i dozvoljeno kašnjenje

⌂l=logr-lpr

⌂l =(⌂l/c)*1000 ms

Za govor: ⌂t=20ms, ali ne više od 30ms

Za muziku: ⌂t=25ms, ali ne više od 35ms

Prva razmišljanja treba da pokrije cijelu zonu mjesta slušanja, počevši od ust. rpr

Rpr je opseg direktnog zvuka, tj. udaljenost, iznad koje se zahtijeva da direktni zvuk bude podržan prvom refleksijom.

govor: . rr = 8-9 m

muzika. rpr=10-12m

Provjera prihvatljivosti korištenja geometrije. Reflect.

Preklapanje ograda

Kršenje pravilne distribucije reflektovanog zvuka, u prisustvu velikih konkavnih površina u sali

Metode opuštanja:

Raspad elemenata ograde

Završna obrada koja apsorbira zvuk

Kombinovano

najefikasnije divizije

reflektorski ovjes

efekat raspršivanja visoke kupole

Akustička svojstva prostorije značajno utječu na prirodu reprodukcije zvuka u njoj. Zato prostorije predviđene, na primjer, za predavanja ili koncerte, moraju imati različita akustička svojstva.
Jedan od glavnih kriterija za procjenu akustičkog kvaliteta prostorije je vrijeme odjeka. Sa velikom vrijednošću percepcija muzike je iskrivljena, razumljivost govora se smanjuje, s vrlo malom vrijednošću pojavljuje se efekat "beživotnosti" prostorije, "suvoće" reproduciranih djela. U većini slučajeva moderni akustični materijali i konstrukcije omogućavaju optimalno vrijeme odjeka (ili ga podesiti), uz pomoć čega se stvara dodatna apsorpcija zvuka u prostoriji.

Kako bi se osigurala potrebna apsorpcija zvuka, najveća pažnja se poklanja plafonskom prostoru. Stoga se "akustični" stropovi koji apsorbiraju zvuk proizvode već duže vrijeme. U velikim prostorijama, gdje samo plafonski prostor nije dovoljan za poboljšanje akustike, preporučuje se i korištenje zidnih ploča koje apsorbiraju zvuk.

Izbor akustičnog materijala za strop ili zidove ovisi o različitim parametrima: namjeni prostorije, njenoj zapremini, cijeni materijala, karakteristikama unutrašnjosti itd., kao i o tome koje područje frekvencijskog opsega je potrebno da se ispravi.

Uvjeti za pojavu „treperavog” eha su prisustvo velikih ravnih paralelnih površina ili kupole na ravnoj površini.

Pozorišni eho– spajanje zadnjeg zida hodnika sa plafonom pod uglom od 90º ili manje.

Osiguravanje dovoljne difuznosti zvučnog polja

Nema paralelnih ili konkavnih površina

Usklađenost sa proporcijama sale

Podjela površina (ako je potrebno).

Maksimalna dužina hala

Konferencijske sale (publika) -24-25m

Pozorište opere i baleta 30-32

Koncertna sala, kamerna muzika 20-22

Simfonijska muzika, horovi i orguljaški koncerti 42-46

Savremena pop muzika 48-50

Višenamenske sale kapaciteta preko 1000 mesta 30-34

L≤Ladd; B=S/L; H=V/S; jedan

Podjela sale (efekat na frekvencijama 200-600Hz.)