Bir ses dalgası yolunda herhangi bir engelle karşılaşmazsa, her yöne eşit olarak yayılır. Ama her engel onun için bir engel olmaz.

Yolunda bir engelle karşılaşan ses, etrafında bükülebilir, yansıyabilir, kırılabilir veya emilebilir.

ses kırınımı

Bir binanın köşesinde, bir ağacın arkasında veya bir çitin arkasında duran bir kişiyle onu göremesek de konuşabiliriz. Bunu duyarız çünkü ses bu nesnelerin etrafında bükülebilir ve arkalarındaki alana nüfuz edebilir.

Bir dalganın bir engeli aşma yeteneğine denir. kırınım .

Ses dalgasının dalga boyu engelin boyutunu aştığında kırınım mümkündür. Düşük frekanslı ses dalgaları oldukça uzundur. Örneğin, 100 Hz'lik bir frekansta 3,37 m'dir, frekans azaldıkça uzunluk daha da uzar. Bu nedenle, bir ses dalgası, kendisiyle orantılı nesnelerin etrafında kolayca bükülür. Parktaki ağaçlar sesi duymamıza hiç engel değil çünkü gövdelerinin çapları ses dalgasının dalga boyundan çok daha küçük.

kırınım nedeniyle ses dalgaları engeldeki çatlaklardan ve deliklerden nüfuz eder ve arkalarında yayılır.

Ses dalgasının yoluna delikli düz bir ekran yerleştirelim.

Ses dalgası uzunluğu ƛ delik çapından çok daha büyük D , veya bu değerler yaklaşık olarak eşittir, daha sonra deliğin arkasında ses, ekranın arkasındaki alanın (ses gölgesi alanı) tüm noktalarına ulaşacaktır. Giden dalga cephesi bir yarım küre gibi görünecektir.

Eğer ƛ yarık çapından sadece biraz daha küçükse, dalganın ana kısmı doğrudan yayılır ve küçük bir kısım yanlara doğru hafifçe uzaklaşır. Ve durumda ne zaman ƛ daha az D , tüm dalga ileri yönde gidecek.

ses yansıması

İki ortam arasındaki arayüze bir ses dalgasının çarpması durumunda, daha fazla yayılması için çeşitli seçenekler mümkündür. Ses arayüzden yansıyabilir, yön değiştirmeden başka bir ortama gidebilir veya kırılabilir, yani yönünü değiştirebilir.

Diyelim ki, boyutu dalga boyundan çok daha büyük olan ses dalgasının yolunda, örneğin dik bir uçurum gibi bir engel ortaya çıktı. Ses nasıl davranacak? Bu engeli aşamadığı için ondan yansıyacaktır. Engelin arkasında akustik gölge bölgesi .

Bir engelden yansıyan sese ne denir Eko .

Ses dalgasının yansımasının doğası farklı olabilir. Yansıtıcı yüzeyin şekline bağlıdır.

refleks iki farklı ortam arasındaki arayüzde bir ses dalgasının yönündeki değişiklik olarak adlandırılır. Yansıtıldığında dalga geldiği ortama geri döner.

Yüzey düz ise, ses, bir ışık huzmesinin aynadan yansıdığı gibi, ondan da yansır.

İçbükey bir yüzeyden yansıyan ses ışınları bir noktada odaklanır.

Dışbükey yüzey sesi dağıtır.

Dağılımın etkisi dışbükey kolonlar, büyük pervazlar, avizeler vb. ile verilir.

Ses bir ortamdan diğerine geçmez, ancak ortamın yoğunlukları önemli ölçüde farklıysa ondan yansıtılır. Böylece suda ortaya çıkan ses havaya geçmez. Arayüzden yansıyan suda kalır. Nehir kıyısında duran bir kişi bu sesi duymaz. Bunun nedeni, su ve havanın dalga direncindeki büyük farktır. Akustikte dalga direnci, ortamın yoğunluğunun ve içindeki ses hızının ürününe eşittir. Gazların dalga direnci sıvıların ve katıların dalga direncinden çok daha az olduğu için hava ve su sınırına çarptığında ses dalgası yansır.

Sudaki balıklar, suyun yüzeyinin üzerinde görünen sesi duymazlar, ancak kaynağı suda titreşen bir vücut olan sesi net bir şekilde ayırt ederler.

sesin kırılması

Sesin yayılma yönünü değiştirmeye denir refraksiyon . Bu fenomen, ses bir ortamdan diğerine geçtiğinde ortaya çıkar ve bu ortamlarda yayılma hızı farklıdır.

Gelme açısının sinüsünün yansıma açısının sinüsüne oranı, ortamdaki ses yayılma hızlarının oranına eşittir.

nerede i - geliş açısı,

r yansıma açısıdır,

v1 birinci ortamdaki ses yayılma hızı,

v2 ikinci ortamdaki ses yayılma hızı,

n kırılma indisidir.

Sesin kırılmasına denir refraksiyon .

Ses dalgası yüzeye dik değil de 90°'den farklı bir açıyla düşerse, kırılan dalga gelen dalganın yönünden sapacaktır.

Ses kırılması sadece ortamlar arasındaki arayüzde gözlemlenemez. Ses dalgaları homojen olmayan bir ortamda - atmosferde, okyanusta - yön değiştirebilir.

Atmosferde kırılma, hava sıcaklığındaki, hava kütlelerinin hareket hızı ve yönündeki değişikliklerden kaynaklanır. Ve okyanusta, suyun özelliklerinin heterojenliği nedeniyle ortaya çıkıyor - farklı derinliklerde farklı hidrostatik basınç, farklı sıcaklıklar ve farklı tuzluluk.

ses emilimi

Bir ses dalgası bir yüzeye çarptığında enerjisinin bir kısmı emilir. Ve bir ortamın ne kadar enerji emebileceği, ses yutma katsayısı bilinerek belirlenebilir. Bu katsayı, ses titreşimlerinin enerjisinin hangi kısmının engelin 1 m2'si tarafından emildiğini gösterir. 0 ile 1 arasında bir değere sahiptir.

Ses yutma ölçü birimine denir. sabin . Adını ondan aldı Amerikalı fizikçi Mimari akustiğin kurucusu Wallace Clement Sabin. 1 sabin, absorpsiyon katsayısı 1'e eşit olan yüzeyin 1 m2'si tarafından emilen enerjidir. Yani, böyle bir yüzey kesinlikle ses dalgasının tüm enerjisini emmelidir.

yankılanma

Wallace Sabin

Malzemelerin sesi emme özelliği mimaride yaygın olarak kullanılmaktadır. Wallace Clement Sabin, Fogg Müzesi'nin bir parçası olan Amfi Salonu'nun akustiğini araştırırken, oditoryumun boyutu, akustik koşullar, ses emici malzemelerin türü ve alanı ile ses yutucu malzemelerin türü ve alanı arasında bir ilişki olduğu sonucuna vardı. yankılanma süresi .

yankı bir ses dalgasının engellerden yansıması ve ses kaynağını kapattıktan sonra kademeli olarak zayıflaması süreci olarak adlandırılır. Kapalı bir alanda ses, duvarlardan ve nesnelerden birçok kez yansıyabilir. Sonuç olarak, her biri ayrıymış gibi ses çıkaran çeşitli eko sinyalleri ortaya çıkar. Bu etkiye denir yankı efekti .

Bir odanın en önemli özelliği, yankılanma süresi Sabin tarafından tanıtılan ve hesaplanan .

nerede V - odanın hacmi,

ANCAK – genel ses emilimi.

nerede bir ben malzemenin ses yutma katsayısıdır,

Si her yüzeyin alanıdır.

Yankılanma süresi uzunsa, sesler odanın içinde "dolaşıyor" gibi görünür. Birbirleriyle örtüşüyorlar, ana ses kaynağını bastırıyorlar ve salon patlıyor. Kısa bir yankılanma süresi ile duvarlar sesleri hızla emer ve sağır olurlar. Bu nedenle, her odanın kendi kesin hesaplaması olmalıdır.

Sabin, hesaplamalarının sonuçlarına dayanarak, ses emici malzemeleri "yankı etkisi" azaltılacak şekilde düzenledi. Akustik danışmanı olduğu Boston Senfoni Salonu hala dünyanın en iyi salonlarından biri olarak kabul ediliyor.

Havada ses yayılma hızı c \u003d 331.45 kök T / 273

0˚s'de 331m/s

Ses Dalgası Girişimi - heybetli titreşimler. birden fazla kaynaktan

Ses alanı, kedideki boşluğun bölgesidir. ses dalgaları.

Ses basıncı - Toplam basıncın anlık değeri ile ses alanının yokluğunda ortamda gözlenen ortalama basınç arasındaki P farkı

р=Pm sin (wt+ φ) ˂p˃=Pa= n/m²

R eff=Рm root2 Рm- basınç genliği

Parazit yapmak - fiziksel fenomen, birkaç dalga işlemi üst üste bindiğinde ve gelen dalgaların yoğunluklarının toplamından toplam yoğunluğun yerel sapmalarından oluştuğunda gözlemlenir.

Atmosferdeki seslerin yayılması birçok faktörden etkilenir: farklı yüksekliklerdeki sıcaklık, hava akımları. Yankı, bir yüzeyden yansıyan sestir. Ses dalgaları, sıcaklığı komşu katmanların sıcaklığından farklı olan hava katmanlarından, katı yüzeylerden yansıyabilir.

ses kırınımı(lat. diffractus - kelimenin tam anlamıyla kırılmış, kırılmış) - dalgaların yayılması sırasında geometrik optik yasalarından sapma olarak kabul edilebilecek bir fenomen. Başlangıçta, kırınım kavramı yalnızca engellerin dalgalar tarafından yuvarlanmasına atıfta bulundu, ancak modern, daha geniş yorumda, dalgaların homojen olmayan ortamlarda yayılması sırasında ve ayrıca sınırlı dalgaların yayılması sırasında meydana gelen çok geniş bir fenomen yelpazesi. uzayda, kırınım ile ilişkilidir.

ses hızı- ortamdaki ses dalgalarının yayılma hızı.

Kural olarak, gazlarda sesin hızı sıvılardan daha düşüktür ve sıvılarda ses hızı, gazlardan daha azdır. katılar.

Sesin herhangi bir ortamdaki hızı aşağıdaki formülle hesaplanır:

burada β ortamın adyabatik sıkıştırılabilirliğidir; ρ - yoğunluk.

Gazlar için bu formül şöyle görünür:

burada γ adyabatik indekstir: tek atomlu gazlar için 5/3, iki atomlu gazlar (ve hava için) 7/5, çok atomlu gazlar için 4/3; k- Boltzmann sabiti; R- Evrensel gaz sabiti; T- kelvin cinsinden mutlak sıcaklık; t- Santigrat derece cinsinden sıcaklık; m- moleküler kütle; M - molar kütle. Büyüklük sırasına göre, gazlarda sesin hızı birbirine yakındır. ortalama sürat Moleküllerin termal hareketi ve sabit adyabatik üs yaklaşımında, ile orantılıdır kare kök itibaren mutlak sıcaklık.

Katılar için sesin hızı şu şekilde hesaplanabilir:

Neresi K- çok yönlü sıkıştırma modülü; E- Gencin modülü; ν - Poisson oranı.

Havada, normal şartlar altında sesin hızı 331,46 m/s (1193 km/s)'dir.

Suda sesin hızı 1485 m/s'dir. (bkz. Colladon-Sturm Deneyimi)

Katılarda sesin hızı 2000-6500 m/s'dir.

23. Ses alanı ve ana fiziksel özellikler karakterize ediyor. (Ses basıncı, ses alanı yoğunluğu). Ses gücü, ses yoğunluğu.

Ses alanının yoğunluğu, D, ortamın birim hacminde bulunan ses enerjisidir D \u003d p² / pc² p, ortamın yoğunluğu kg / m³; c sesin ortamdaki hızıdır

Güç sesi ve p-sayısı Ses enerjisi birim zamanda ses kaynağı tarafından yayılan

Karakter. ses veya gürültü kaynağı ses kaynağını çevreleyen S alanından 1 saniye içinde geçen ses enerjisi miktarı ˂p˃=Vm

ses yoğunluğu, I - birim alan boyunca birim zamanda ses alanında yayılan ses enerjisi miktarı (ses alanındaki dalgalar sadece bir yönde gidiyorsa)

I=r²/rs ˂I˃=W/m²; ortamın p-yoğunluğu rs-ortamın akustik direnci (empedans) kg/m²s

Ses alanı, ses dalgalarının yayıldığı bir uzay bölgesi, yani bu bölgeyi dolduran elastik bir ortamın (katı, sıvı veya gaz) parçacıklarının akustik titreşimleri meydana gelir. Ses dalgası, her noktası için, bir ses dalgasını karakterize eden niceliklerden herhangi birinin zaman ve uzaydaki değişimi biliniyorsa, tamamen belirlenir: salınan bir parçacığın bir denge konumundan yer değiştirmesi, parçacığın salınım hızı, veya ortamdaki ses basıncı; münferit durumlarda, bir ses dalgasının varlığında bir ortamın yoğunluğu veya sıcaklığındaki değişiklikler ilgi çekicidir.

Enerji tarafında, ses enerjisi, ses enerjisinin yoğunluğu (birim hacim başına salınım sürecinin enerjisi) ile karakterize edilir; Ses dalgasında enerji transferinin gerçekleştiği durumlarda, sesin yoğunluğu, yani dalga yayılma yönüne dik bir birim yüzey boyunca birim zamanda transfer edilen zaman ortalamalı enerji ile karakterize edilir.

Genel durumda ses dalgalarının modeli, yalnızca yayıcının - ses kaynağının - akustik gücüne ve yönlülük özelliklerine değil, aynı zamanda, bu tür yüzeyler varsa, farklı elastik ortamlar arasındaki arayüzlerin konumuna ve özelliklerine de bağlıdır. Sınırsız homojen bir ortamda, statik alan, ilerleyen bir dalganın alanıdır. Hemen hemen her yayıcının ses basınç bölgesindeki bir kaynaktan uzakta, ses basıncı yasaya göre azalır 1/ r(nerede r- kaynaktan uzaklık.

Ses yoğunluğu (mutlak) - ses enerjisi akışının oranına eşit bir değer dP alana ses yayılma yönüne dik bir yüzey boyunca dS bu yüzey:

Ses yüksekliğinin nicel karşılaştırmaları için ses şiddeti kavramını tanıtmak gerekir. Bir ses dalgasının yoğunluğu, dalga cephesinin birim alanından birim zamanda geçen ortalama enerji akışı olarak tanımlanır. Başka bir deyişle, sesi tamamen emecek tek bir alan (örneğin 1 cm2) alır ve onu dalga yayılma yönüne dik olarak yerleştirirsek, ses şiddeti bir saniyede emilen akustik enerjiye eşittir. . Yoğunluk genellikle W/cm2 (veya W/m2) olarak ifade edilir.

Ses basıncı - ortamdaki mevcut basınç arasındaki fark p evlenmek şu an ve atmosfer basıncı p ATM.

Paskal cinsinden ölçülür (1 metrekarelik bir alana uygulanan 1 N'lik bir kuvvet). Atmosfer basıncı ~10 5 Pa. Konuşma ve müziğin ses basınçları 100 Pa'ya kadardır.

Herhangi bir kuvvet gibi, ses basıncının da bir yönü vardır. Bununla birlikte, basınç, yüzeye dik bir kuvveti ifade eder.

Ses Dalgası Hızı (ses hızı) ortamdaki yıldızlarla moleküllerin veya atomların kütlesine ve aralarındaki mesafeye bağlıdır. Ve sırayla, bağlıdırlar kimyasal bileşim madde, sıcaklığı ve gazlar ve basınç için. Teknik hesaplamalar için dikkate alınması yeterlidir.

,

nerede T - sıcaklık, K. Normal olarak atmosferik basınç ve T=290 K (17 0 С) ses hızı 340 m/s.

Ses enerji yoğunluğu e, yayılma ortamının birim hacminde bulunan enerjidir.

Kiriş boyunca birim uzunluktaki bir dalganın seyahat süresi 1/s sv => e =I/s sv; [e]=[W/m2]/[m/s]=[W*s/m3]=[J/m3].

Basınç yoluyla enerji yoğunluğu:

.

Enerji yoğunluğu, yoğunluğun aksine skaler bir değerdir ve bu nedenle, örneğin ses dalgalarının odalarda yayıldığı gibi ışınları ve dalga cephelerini belirlemenin zor veya imkansız olduğu durumlarda da kullanılabilir.

25. Ses yoğunluğu seviyesi ve ses basıncı seviyesi. Ses gücü seviyesi. Eşdeğer ses basıncı seviyesi ve eşdeğer ses seviyesi.

Ses seviyesi birimleri Ses şiddeti seviyesi, Bell (B) - desibel (dB)'nin onda biri olarak ölçülür.

İçin çeşitli seviyeler ses basıncı - çeşitli koşullar ses algısı:

124-pnömatik çekiç

94- metro vagonunun içi

85-otobüsün içi

25 yatak odalı gece

Ses yoğunluğu seviyeleri ekleme

Alanın belirli bir noktasında her biri aynı ses yoğunluğuna I(birinci) sahip olan ve yoğunluk seviyesi L(birinci) L=lg·I(birinci) olan n ses kaynağı olsun. Toplam ses şiddeti I=I(birinci) n; Toplam ses yoğunluğu seviyesi:

10lgn'nin anlamı:

24. Weber - Fechner Yasası ve akustikte yorumu. Ses şiddeti seviyesi birimleri. Ses yoğunluğu seviyelerinin eklenmesi.

Tüm insan duyuları için, duyum, duyu eşiği birimlerinde kullanılan uyarıcının logaritması ile orantılıdır.

Logaritmaların özellikleri log6a, a sayısını elde etmek için b sayısının yükseltilmesi gereken b'nin üssüdür.

Ses yoğunluğu seviyesi ve ses basıncı seviyesi. Ses basıncı aralığı

Ses yoğunluğu seviyesi

Ses basıncı cinsinden ifade edilen ses yoğunluğu seviyesi

Lp=20 lg (p/pₒ)

Ses basıncı eşiği pₒ, ses şiddeti eşiğine Iₒ karşılık gelir.

рₒ=2 10(*in (-5) derece)* Pa; I0 \u003d 10 (* - 12 derece *) W / m²; pₒ = 10 (* - 12 derece) W;

1000 Hz frekansında işitme eşiğine karşılık gelen

Eşik değerlerinde ses şiddeti seviyesi ve basınç seviyesi = 0

Ses gücü seviyesi Lp=10 lg(p/pₒ) ağrı eşiği: p=2 10²Pa I=10² W/m² L=140 dB

Normal konuşma - 50-60 dB

Neredeyse sessiz - 10 dB

İşitilebilirlik ölü sessizlik eşiği - 0dB

AMA: 20db'den daha azını elde etmek zor

I dalgasının yoğunluğu, dalga yayılma yönüne dik olarak yerleştirilmiş yüzeyin birim alanı boyunca birim zaman başına dalga tarafından taşınan zaman ortalamalı enerji E'ye sayısal olarak eşit değerdir:

S, dalganın içinden geçtiği yüzey alanıdır, t, bu yüzeyden geçiş zamanıdır. Dalga yoğunluğu birimi: J / (m 2 s) \u003d W / m 2.

Ses, işitsel duyumların bir nesnesidir, bu nedenle bir kişi tarafından öznel olarak da değerlendirilir. Sesin öznel özellikleri şunlardır: yükseklik - tonun frekansı ile belirlenir, tını - sesin spektral bileşimi ile belirlenir, ses yüksekliği - öncelikle sesin yoğunluğuna bağlı olarak işitsel duyum seviyesi. Bu nedenle, sesin nesnel özellikleri şunlardır: frekans, yoğunluk, akustik spektrum. İnsan kulağı 1 kHz frekansındaki sesleri en az I 0 =10 -12 W/m 2 şiddetinde algılar ve işitme eşiğindeki yoğunluk olarak adlandırılır. I b \u003d 10 W / m 2 kişi tarafından algılanan 1 kHz frekansında maksimum ses yoğunluğu, ağrıya neden olduğu için ağrı eşiği olarak adlandırılır. I 0 ve I b arasındaki fark çok büyüktür (I b / I 0 \u003d 10 13), bu nedenle ölçümler için logaritmik bir ölçek kullanmak uygundur. Bu bağlamda, incelenen ses I yoğunluğunun işitme eşiğindeki I 0 yoğunluğuna oranının ondalık logaritmasına eşit olan ses şiddeti seviyesinin büyüklüğü tanıtılır.

Ses şiddeti seviyesi bel cinsinden ölçülür. bel - yoğunluktaki 10 kat değişikliğe karşılık gelen ses yoğunluğu seviyeleri ölçeğinin bir birimi vardır. Genellikle, desibel (dB) adı verilen 10 kat daha küçük bir birim kullanılır. Daha sonra formül (4.11) şeklini alır.

L=1 dB ise, o zaman , a . Bu nedenle, bir desibel, yoğunlukları 1.26 faktörü ile farklılık gösteren bu tür iki seviyeye karşılık gelir.

Weber-Fechner yasasına göre, duyu gücündeki artış, karşılaştırılabilir iki uyaranın yoğunluklarının oranının logaritması ile orantılıdır.

Weber-Fechner yasası, ses şiddeti düzeyi ölçeğinin yanı sıra yoğunluk düzeyi ölçeğinin oluşturulmasının temelini oluşturur. Sonuç olarak, işitme alanı eğrilerle hem yukarıda hem de aşağıda sınırlıdır. Bu eğriler, en hassas işitme organlarına sahip kişilerle alınan ölçümlere dayanmaktadır. Çoğu insan için işitme alanı daha küçüktür; çoğu için frekans sınırı 18, 15 ve hatta 10 kHz'de gerçekleşir. 10 -12 W/m 2'lik bir yoğunluk da her insan tarafından hissedilmez. Yaşla birlikte işitme alanı daralır. Kulak hasar görürse, oldukça küçülebilir ve sağırlıkla bir noktaya kadar küçülür.

Farklı frekanslarda ses şiddeti ile ses şiddeti arasında bir denklik bulmak için eşit şiddette eğriler kullanılır. Ortalama insan kulağının en çok 2500 - 3000 Hz frekanslarına duyarlı olduğu görülebilir. Her ara eğri aynı yüksekliğe, ancak farklı frekanslar için farklı ses yoğunluğuna karşılık gelir. Eşit ses yüksekliğine sahip bir dizi eğri kullanarak, belirli bir yoğunluğa karşılık gelen farklı frekanslar için ses yüksekliği bulmak mümkündür. Örneğin frekansı 100 Hz olan bir sesin şiddeti 60 dB olsun.

26. Sesin frekans spektrumu. Frekans aralıkları. Bir dizi oktav frekans bandı. Üçte bir oktav frekans bandı sayısı.

Ses- dalgalanmalar herhangi bir elastik malzeme ortamında harekete denir. herhangi bir kaynak, tezahür etti. dönem şeklinde. basınç değişiklikleri.

Sesin frekans spektrumu- sinüzoidal salınımların genliklerinin veya diğer niceliklerin temsili, karakter. frekansın bir fonksiyonu olarak ses enerjisi.

Periyodik salınımlar - farklı genliklere sahip sinüzoidlerin toplamı.

Genlik ve frekans. saat sürekli spektrum ses basıncı spektrum seviyesi B - 1 Hz frekans bandındaki ses yoğunluğu seviyesi.

Beyaz gürültü, tüm frekanslarda sabit bir B spektrum düzeyine sahip bir sestir.

Frekans aralıkları

Kesme frekansları: f 1 - alt, f 2 - üst genişlik Δ f \u003d f 2 - f 1

Ort. geometrik frekanslar

f cf =
Kabul edilen oktav frekans bantları aralığı

Düşük frekanslar: 355'e kadar; ortalama: 500-1000 (erkeklerde düşük frekanslar kadınlardan daha fazla sayıda bulunur)

Üst sınırı alt sınırın iki katı olan frekans bandı, yani. f 2 = 2 f 1'e oktav denir.

Gürültünün daha ayrıntılı bir incelemesi için bazen üçüncü oktav frekans bantları kullanılır.

f 2 \u003d 2 1/3 f 1 \u003d 1.26 f 1

Oktav veya üçüncü oktav bandı genellikle geometrik ortalama frekansla verilir:

27. İnsan işitme organı. Bir kişi tarafından sesin öznel algısı. Ses seviyesi, arka plan ve uyku ölçekleri.

(İnsan işitme organları, 15-20 hertz ile 16-20 bin hertz arasındaki frekanstaki titreşimleri algılayabilir. Belirtilen frekanslardaki mekanik titreşimlere ses veya akustik denir. Ses- bunlar, işitme organları tarafından algılanan gazlar, sıvılar ve katılar gibi elastik ortamlarda yayılan mekanik titreşimlerdir. Sesin temel fiziksel özellikleri, titreşimlerin frekansı ve yoğunluğudur. İnsanların işitsel algısını da etkilerler.)

Arka planda ses seviyesi: L f = 20 lg(p|/p0)

p | - 1000 Hz frekansındaki bir tonun ses basıncı, söz konusu olanla yüksek sese eşittir.(Kulağımız doğrudan fiziksel yasalara karşılık gelmez)

Eşit Ses Yüksekliği Eğrisi-geom. Eşit hacimli noktaları yerleştirin. Karşılaştırmalı ses yüksekliği gösterirler.

Ses seviyesi, arka plan ve uyku ölçekleri.

Ses etkisi karşılaştırması

1 rüya isimlerindeki ses seviyesi, 40 fondaki ses seviyesi ile ses

S=2 =2 2 =4oğul

ses kırınımı- ses dalgalarının yayılırken bir engelin etrafında bükülme yeteneği.

Ses, sesin kaynağından yayılır

Yankılanma, birden çok kez yansıtıldığı için ses yoğunluğunu kademeli olarak azaltma işlemidir. (ses kesildikten sonra)

(Geleneksel olarak kabul edilen yankılanma süresi, ses seviyesinin 60 dB azaldığı süredir. Yankılanma süresini hesaplamak için aşağıdaki formülü kullanın:

, nerede V odanın hacmi A- toplam ses yutma fonu, bir ben- ses yutma katsayısı (malzemeye, dağılma veya sürtünme özelliklerine bağlıdır), Si her yüzeyin alanıdır.

28. Odalarda sesin yansıması ve emilmesi. Soğurma, yansıma ve ses iletim katsayıları. Odanın toplam ses emilimi.

Yüzeye düşen ses dalgası kısmen ondan yansır, kısmen yüzey malzemesi tarafından emilir, dönüşerek Termal enerji, kısmen yüzeyin ötesine geçebilir. Ses dalgasının yansımasından sonra odada kalan enerji, yansıma katsayısı , yansımadan sonra odada kaybolan enerji,  - ses yutma katsayısı ile, yüzeyden geçen ses dalgasının enerjisi ile karakterize edilir. , τ - odanın ses iletkenliği ile. E pad - yüzeydeki ses enerjisi olayı; E neg - yüzeyden yansıyan sesin enerjisi; E pr - yüzeyden bitişik odaya geçen ses dalgasının enerjisi; E absorbe - yansıma üzerine odada kaybolan ses dalgasının enerjisi. ,  ve  katsayılarının değerleri, engeller üzerindeki ses dalgası insidansının yüzeyinin, frekansının ve açısının  malzeme ve tasarım özelliklerine bağlıdır.

Eşdeğer ses emme alanı

Katsayılı yüzey alanı ses emici =1 (tamamen soğuran ses). verilen yüzey veya nesne ile aynı sayıda enerji sesi.

29. Odanın ses alanının analizinde dalga yaklaşımının özellikleri.

yankılanma havadaki ses basınç seviyesinin kademeli olarak azalması sürecidir. depolama hacmi(yankı süresi, ses basınç seviyesinin 60 dB düşmesi için geçen süredir)

(Sabin Wallace temel teorileri deneysel olarak türetilmiştir)

Girişim nedeniyle (birkaç kaynaktan gelen titreşimler), yankılanma süreci monoton değildir.

pozisyondan dalga teorisi hava düşünülen odanın hacmi. nasıl lineer sistem bir tanımla özellik aralığı. salınım frekansları. Bir ses kaynağı tarafından yayılan bir sinyale maruz kaldığında, odanın hava hacminde doğal salınımlar uyarılır. Doğal frekansların spektrumunu, yalnızca basit geometrik şekillerden oluşan odalar için hesaplamak oldukça basittir. Örneğin, formdaki odalar için küboid(ideal olarak sert yansıtıcı yüzeylerle) uzunluk l, genişlik b ve yükseklik h doğal frekanslar:

g, q, r-tamsayıları(0,1,2…)

Küçük l, b h değerlerinde, küçük odalarda, kendi frekansı. dalgalanmalar önemli ölçüde farklıdır. birbirinden. Yüksek frekanslar bölgesinde, öz frekanslar yakındır ve frekans aralığı ne kadar genişse rezonans da o kadar büyük olacaktır.

(küçük alanlar için)

30.Odanın ses alanının analizinde geometrik yaklaşım.

Ses alanı, ses dalgalarının gözlendiği (bu noktaya en kısa yoldan gelen bir kaynaktan gelen) uzayın bir bölgesidir.

Ana bir odanın ses alanını analiz etmek için yöntemler (yaklaşımlar):

1.dalga 2.statik 3.geometrik

Yankılanma, havadaki ses basınç seviyesinin kademeli olarak azalması sürecidir. ses durduktan sonraki ses seviyesi (yankı süresi, ses basınç seviyesinin 60 dB düşmesi için geçen süredir)

Ses dalgaları yerine düşünün. yönde ses ışınları hangi sesler yayılır. dalgalar .

Geometrik kullanımının kabul edilebilirliği. yöntem dalga boyuna, yansımanın boyutuna bağlıdır. yüzey ve konumu ile ilgili olarak ses kaynağına ve alıcı noktasına.

Dalga boyu üstün olmalıdır. en küçük yansıma boyutu en az 1,5 kat yüzey. Yansıma için, sahip olun. eğrilik naimi. eğrilik yarıçapı aşmalıdır 2r içinde.

Yansıma cephesinin yapımı. Uçaktan dalgalar.

Dağıtım analizi. İlk yansımalar.

Geometrik teori, odalardaki akustik süreçlerin analizine daha uygulanabilir büyük boy- konser ve tiyatro salonları, büyük stüdyolar. Salonun (stüdyo) optimal boyutları, ilk yansımaların analizine göre belirlenir.

(Odalardaki akustik süreçlerin geometrik (ışın) teorisi, geometrik optik yasalarına dayanmaktadır. Ses dalgalarının hareketi, ışık ışınlarının hareketi gibi kabul edilir. Geometrik optik yasalarına göre, ayna yüzeylerinden yansıdığında, yansıma açısı b, gelme açısına eşittir ve gelen ve yansıyan ışınlar aynı düzlemde bulunur.)

Odadaki ses alanı yayılmaya yakın.

D (x, y, z) = const alanının herhangi bir noktasında zaman ortalamalı ses enerjisi yoğunluğu aynıysa, ses alanına dağınık denir.

Herhangi bir noktada ses enerjisi akışlarının tüm varış yönleri eşit derecede olasıdır ve ses enerjisinin zaman ortalamalı akışı herhangi bir yönde aynıdır (sesin nereden geldiğini anlamak imkansızdır).

Ortalama serbest yol L=l/n(l1+l2+....ln)

L=4V/Toplam; V-oda hacmi

evlenmek serbest çalışma süresi

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

Аtot = ΣαiSi+ΣA

Ortalama ses yutma katsayısı αav=ΣαiSi/Stot=Atot/Toplam

T=0,161 V/ - ln(1- αav) Yankılanma süresinin toplam tanımı

T=0,161 V/ αav* Stot

α – küçük değer α≤0.2

Nemin etkisi

Nem arttıkça ses emilimi de artar T=0,161 V/ - ln(1- αav) Stot+4mV

Yankı Süresini Hesaplamadaki Zorluklar

bir). orantısız tesisler

2). Kapalı zemin ve tavan ile

3). Ses emilimi tavanda veya karşı duvarlarda yoğunlaşır

dört). odanın alt kısmında

netadan: Ses alanı, ses dalgalarının yayıldığı bir alan bölgesi, yani bu bölgeyi dolduran elastik bir ortamın (katı, sıvı veya gaz) parçacıklarının akustik titreşimleri yankı araştırması. Eyring'in formülü şu şekildedir:

Yankılanma süresini deneysel olarak belirlemek için Sabin en basit cihazları kullandı: ses kaynağı olarak org boruları ve kronometre. T yankılanma süresinin, odanın V hacmiyle doğru orantılı olduğunu ve ortalama absorpsiyon katsayısı a av ve tüm engellerin S alanı ile ters orantılı olduğunu buldu:

Ortalama Emilim Oranı:

burada 1 , 2 ,... - absorpsiyon katsayıları çeşitli malzemeler;

S \u003d S 1 + S 2 + ... - toplam engel alanı; n, farklı engellerin sayısıdır.

Bu ifadeden, ortalama absorpsiyon katsayısının, toplam ses absorpsiyonu A = a cf S'yi korurken odanın bariyerlerinin tüm yüzeylerini kaplayabilen tek bir malzemeye karşılık geldiği sonucuna varabiliriz. Absorbsiyon birimi 1 m olarak kabul edilir. 2 Üzerine gelen tüm enerjiyi tamamen emen açık bir açıklığın (kırınım hariç). Bu birime sabin (Sat) adı verildi.

bilet 32 ​​​​Ses emici malzemeler ve yapılar.

Gözenekli ses emiciler; - delikli ve diğer ekranlı gözenekli ses emiciler; - düşük frekanslı emici yapılar; - parça (hacimsel) ses yutucular (ağdan: Ses yutucu malzemenin kapalı yapılarda kullanılamadığı durumlarda (örneğin yarı saydam ise) veya alanlarının istenilen etkiyi elde etmek için yetersiz olduğu durumlarda, asılan parça (hacim) ses emiciler kullanılır.Çoğunlukla gözenekli boya ile kaplanmış, kumaşlarla kaplanmış veya delikli metal levhalarla kaplanmış lifli malzemelerin düz levhalarıdır.Bu tür yapılar, akustik olarak çok etkilidir, çünkü dikey olarak askıda kaldıkları için her iki yüzeyden de sesi emerler. yutucular planda kapalı şekiller oluşturacak şekilde asılır (kareler, üçgenler vb.), daha sonra panellerin düşeyleri arasındaki havada rezonans absorpsiyonundan dolayı ses absorpsiyonu artar; - rocker tipi ses emiciler; - rezonans ve katmanlı ses emiciler

gözenekli

Gözenekli bir malzeme üzerine bir ses dalgası düştüğünde, gözeneklerdeki hava salınmaya başlar ve salınımların enerjisi ısıya dönüştürülür.

Sert yansıtıcı bir yüzey üzerinde gözenekli bir tabaka. Düşük frekanslarda frekans tepkisi düşer

Sert yüzeylerden uzakta gözenekli bir tabaka, gözenekli tabakanın kalınlığını arttırmak yerine bir hava boşluğudur. (ağdan: hafif ve gözenekli mineral parça malzemelerden - pomza, vermikülit, kaolin, cüruf vb. çimento veya başka bir bağlayıcı ile doğrudan veya uzaktan çevreleyen yüzeylere tutturulmuş plakalar şeklinde yapılırlar. Bu tür malzemeler yeterince güçlüdür ve koridorlarda, fuayelerde, kamu ve endüstriyel binaların merdiven basamaklarında gürültüyü azaltmak için kullanılabilir.)

gözenekli e delikli ekranlı

Türler: - film kaplama; - kumaş ekranlar

cfp'yi düşük frekanslarda (artırır) ve yüksek frekanslarda etkin kütlenin büyümesini (artırır) (düşürür). Düşük frekanslı emiciler: - Alçıpan, MDF, ahşap, vb.'den yapılabilen, değişen derecelerde perforasyona sahip ince paneller şeklinde delikli malzemeler;

rezonans

belirli frekansların sıkışması (netten: Geniş bir frekans aralığında yüksek bir ses emme katsayısı (0.7 ... 0.9) elde etmek için, hava ile farklı deliklere sahip 2-3 paralel ekrandan oluşan çok katmanlı rezonans yapıları kullanılır. farklı kalınlıklarda boşluk); - gözenekli/lifli malzemelerden, delikli/kumaş ekranlardan ve bir hava boşluğundan yapılmış rezonans yapıları. Bu malzemelerin absorpsiyon katsayısı düşük frekans aralığında (63 - 500 Hz) 0,3 - 1,0 aralığındadır.

Rezonatörlerden birleştirilmiş

farklı katmanlarda farklı frekanslar zayıflatılır

Geniş bir frekans aralığında emiciler:
- farklı derecelerde perforasyona ve farklı kalınlıkta bir hava boşluğuna sahip birkaç paralel ekrandan oluşan çok katmanlı rezonans yapıları;

Düşük frekanslı

Arkasında bir hava boşluğu bulunan plaka, kütle ne kadar büyükse, ses emiliminin gerçekleştiği frekans o kadar düşük olur.

Etkili (yukarı) için

Rocker ses emiciler

Ağdan: Salıncak tipi ses emiciler, salonun iç yüzeyinin aynı alanını kaplayan düz kaplamalardan daha fazla emilim sağlar.

Ses emici malzemeler - ses emici kaplamalarda kullanılan akustik malzemeler: - endüstriyel binaların ve teknik cihazların gürültü seviyesini azaltmak; ve ayrıca - kamu binalarının binalarının akustik özelliklerini duymak ve iyileştirmek için en uygun koşulları yaratmak.
Malzemelerin ses yutma özelliği, gözenekli yapılarından ve Büyük bir sayı birbirine bağlı gözenekleri açar. Ses emici malzemeler farklı kriterlere göre ayrılır. Diğer işaretlerden daha sık olarak, ses emiliminin doğasını, üretim türünü ve teknolojisini ve ürünlerin yüzeyinin yapısını alırlar. Tüm bu malzemeler, binaların dış mimari dışavurumunun yaratılmasına katkıda bulundukları için genellikle son işlemdir.

Binada gürültü yayılımı

yapı kaynaklı gürültü koruması - zeminler

katı elastik bir conta üzerinde "yüzer zemin" tipi

yaylar üzerinde asma tavan - amortisörler

ağdan: Akustik yöntemler oluşturarak gürültü koruması aşağıdakiler tarafından sağlanmalıdır:

konut ve kamu binalarında:

binanın rasyonel mimari ve planlama çözümü; standart ses yalıtımı sağlayan kapalı yapıların kullanılması; ses emici kaplamaların kullanımı (kamu binalarının binalarında); cebri havalandırma ve iklimlendirme sistemlerinde gürültü susturucularının kullanılması;

binaların mühendislik ve sıhhi ekipmanlarının titreşim yalıtımı;

ses yükseltme, uyarı ve bilgi iletim sistemlerinin kullanılması.

Projelerde gürültüden korunma önlemleri sağlanmalıdır:

« Gürültü Koruması»şehir alanının ayrıntılı bir planlaması projesi aşamasında - bölgedeki gürültü haritaları, binaların cephelerinde (konut, idari, çocuk) beklenen gürültünün hesaplanması okul öncesi kurumlar, okullar, hastaneler), rekreasyon alanları; ana caddelerdeki gürültüden koruyucu binaların türleri ve yerleri; yüksek hızlı yolların bölümlerine gürültü perdelerinin yerleştirilmesi; yeşil alanların gürültü koruma şeritlerinin montajı; binaların ana caddelere bakan cephelerinde gürültü önleyici pencerelerin kullanılması.

akustik hesaplama aşağıdaki sırayla yapılmalıdır:

gürültü kaynaklarının belirlenmesi ve gürültü özelliklerinin belirlenmesi; binada ve hesaplamanın yapılması gereken bölgelerdeki noktaların seçimi (hesaplanan puanlar); kaynaktan (kaynaklardan) hesaplanan noktalara gürültü yayılım yollarının belirlenmesi ve yolların her biri boyunca ses enerjisi kayıpları (mesafeye bağlı azalma, perdeleme, kapalı yapıların ses yalıtımı, ses emilimi, vb.); tasarım noktalarında beklenen gürültü seviyelerinin belirlenmesi; Beklenen gürültü düzeylerinin kabul edilebilir değerlerle karşılaştırılmasına dayalı olarak gürültü düzeylerinde gerekli azalmanın belirlenmesi; gerekli gürültü azaltmayı sağlamak için önlemlerin geliştirilmesi; inşaat ve akustik önlemlerin uygulanması dikkate alınarak tasarım noktalarında beklenen gürültü seviyelerinin doğrulanması.

soru 34.

Salonlarda rahat bir akustik ortam yaratmak için gerekli koşullar.

Yoğun doğrudan ses; - ses yansımasının doğru dağılımı ve kabul edilebilir gecikmesi; - ses alanının yeterli yayılımı; - optimal yankılanma süresi; - normatif gürültü modu; - salonların ses yalıtımı için gereklilikler; + görünürlük sağlamak

Doğru dağıtım ve izin verilen gecikme

⌂l=logr-lpr

⌂l =(⌂l/c)*1000 ms

Konuşma için: ⌂t=20ms, ancak 30ms'den fazla değil

Müzik için: ⌂t=25ms, ancak en fazla 35ms

İlk yansımalar dist'den başlayarak tüm dinleme yerlerini kapsamalıdır. rpr

Rpr, doğrudan ses aralığıdır, yani. doğrudan sesin ilk yansıma tarafından desteklenmesi gereken mesafe.

konuşma: . rr = 8-9 m

müzik. devir = 10-12m

Geometri kullanmanın kabul edilebilirliğinin kontrol edilmesi. Yansıtmak.

Örtüşen çitler

Salonda geniş içbükey yüzeylerin varlığında yansıyan sesin doğru dağılımının ihlali

Gevşeme yöntemleri:

Eskrim elemanlarının dökümü

Ses emici kaplama

kombine

en verimli bölümler

reflektör süspansiyonu

yüksek kubbenin saçılma etkisi

Odanın akustik özellikleri, içindeki ses üretiminin doğasını önemli ölçüde etkiler. Bu nedenle, örneğin konferanslar veya konserler için tasarlanan odaların farklı akustik özelliklere sahip olması gerekir.
Bir odanın akustik kalitesini değerlendirmek için ana kriterlerden biri yankılanma süresidir. Büyük bir değerle müzik algısı bozulur, konuşmanın anlaşılırlığı azalır, çok küçük bir değerle odanın “cansızlığının” etkisi, çoğaltılan eserlerin “kuruluğu” ortaya çıkar. Çoğu durumda en uygun yankılanma süresini sağlamak (veya ayarlamak) için, modern akustik malzemeler ve yapılar, odada ek ses emilimi yaratılmasına izin verir.

Gerekli ses emilimini sağlamak için tavan boşluğuna en büyük özen gösterilir. Bu nedenle sesi emen "akustik" tavanlar oldukça uzun süredir üretilmektedir. Sadece tavan boşluğunun akustiği iyileştirmek için yeterli olmadığı geniş odalarda ses emici duvar panellerinin kullanılması da önerilir.

Tavan veya duvarlar için akustik malzeme seçimi çeşitli parametrelere bağlıdır: odanın amacı, hacmi, malzemenin fiyatı, iç özellikler vb. doğrulanacak.

"Çırpınan" bir yankının ortaya çıkması için koşullar, düz bir yüzey üzerinde büyük düz paralel yüzeylerin veya bir kubbenin varlığıdır.

teatral yankı– salonun arka duvarını tavana 90º veya daha az bir açıyla bitiştirmek.

Ses alanının yeterli yayılımının sağlanması

Paralel veya içbükey yüzeyler yok

Salonun oranlarına uygunluk

Yüzeylerin bölünmesi (gerekirse).

Salonların maksimum uzunluğu

Konferans salonları (seyirciler) -24-25m

Opera ve Bale Tiyatrosu 30-32

Konser salonu, oda müziği 20-22

Senfonik müzik, korolar ve org konserleri 42-46

Çağdaş pop müzik 48-50

1000'den fazla koltuk kapasiteli çok amaçlı salonlar 30-34

L≤Ladd; B=S/L; H=V/S; bir

Salonun bölünmesi (200-600Hz frekanslarında etki.)