Käsite määritelmässä ABC

Äänen leviämiskeinot ovat: kaasut (esim ilmaa), nesteet (kuten vesi) tai kiinteät aineet (metallit, kivet jne.). Ääni etenee kaasuissa ja nesteissä pitkittäisaallona, ​​jossa etenemissuunta väliaineen läpi on samassa suunnassa kuin aallon eteneminen. Toisaalta kiinteissä aineissa aallot voivat olla myös poikittaisia, mikä tarkoittaa, että ääniaallon amplitudi on kohtisuorassa äänen etenemiseen nähden.

Mitkä ovat sen ominaisuudet ja ominaisuudet?

Ymmärtääkseen äänen aallona, ​​se esittää omat ilmiönsä, nimittäin: heijastuksen, interferenssin, taittumisen ja diffraktion.

Heijastus: tapahtuu, kun ääniaalto osuu kovaan pintaan, seuraa laki "tulokulma on yhtä suuri kuin heijastuskulma". Tämä käyttäytyminen havaitaan myös sähkömagneettisilla aalloilla (valo, radio jne.). The tuotantoon

resonoivien seisovien aaltojen esiintyminen kieleissä ja ilmapylväissä johtuu ääniaaltojen heijastumisesta, mikä on perusilmiö toiminta puhallinsoittimista. [1]

Häiriö: Tapahtuu, kun aaltokuviot menevät päällekkäin. Kun heijastuneet aallot häiritsevät tulevia aaltoja, syntyy rakentavia ja tuhoavia interferenssikuvioita. Tästä johtuen voidaan tuottaa resonansseja, joita kutsutaan rajoitetuiksi seisova-aaltoiksi. Tämä tarkoittaa myös sitä, että äänen voimakkuus lähellä kovaa pintaa on kaksi kertaa suurempi, koska heijastunut aalto ja tuleva aalto summautuvat yhteen kapealla painevyöhykkeellä. Tätä äänikäyttäytymistä hyödynnetään painevyöhykemikrofoneissa, mikä mahdollistaa suuremman herkkyyden. Toinen selkeä esimerkki häiriöistä on "lyönti" [2], joka koostuu kahden ääniaallon superpositiosta, joiden taajuudet ovat hyvin lähellä arvoja.

Taittuminen: on muutos äänen etenemisessä, kun se saapuu väliaineeseen, jossa sen nopeus on erilainen. Normaalisti ääni etenee kaikkiin suuntiin pistelähteestä ilman "etuoikeutettua" suuntaa, mikä tarkoittaa, että kuuntelija voi vain kuulla alunperin sitä kohti suunnattu ääniaalto, mutta äänen taittuminen voi taivuttaa aaltoa alaspäin siten, että jonkin verran ääntä vastaanotetaan lisää. Tätä tapahtuu esimerkiksi kylmien järvien pinnalla, jotka sitten osoittautuvat luonnollisiksi vahvistimiksi. [4]

Diffraktio: Syntyy, kun ääniaallot "taipuvat" pienten esteiden ympärille tai etenevät pienten reikien läpi. Selvä esimerkki on, kuinka ääni kuuluu kulmien takaa. Diffraktio on tärkeämpää pitemmillä aallonpituuksilla (matala taajuus), minkä vuoksi se voi olla kuulet matalia taajuuksia esteiden ympärillä paremmin kuin korkeita taajuuksia (aallonpituuksia lyhyt).

Lopuksi ääniaaltoja kuvaavia parametreja ovat nopeus, paine ja intensiteetti.

Nopeus: äänen nopeus kuivassa ilmassa on suunnilleen yhtä suuri kuin:

331,4+0,6T m/s (1)

Paremman likiarvon antaa ilmaisu Ihanteelliselle kaasulle, jossa äänen nopeus on yhtä suuri:

vsound =√(γRT/M) (2)

Missä γ on adiabaattinen vakio, R on ihanteellinen kaasuvakio, jonka arvo on 8,314 J/mol K, M on kaasun molekyylimassa ja T on kaasun molekyylimassa. lämpötila absoluuttinen (mitattu kelvin °K-asteina).

Paine: äänen aiheuttama paineen vaihtelu suhteessa ilmakehän paine, voit kvantisoida äänen. Ihmiskuulon tapauksessa kuulokynnys vastaa paineen vaihtelua, joka on hieman alle miljardisosan ilmakehän paineesta. Tämä kuulokynnys voidaan muotoilla paineena, jolloin äänen voimakkuus (mitataan desibeleinä) voidaan ilmaista äänenpaineena seuraavasti:

I = 10 log₁₀minä/minä₀= 20 log₁₀P/P₀ (3)

Intensiteetti: on "tarkkailijan" tai paremmin sanotun kuuntelijan mittaama akustinen teho pinta-alayksikköä kohti. Yksiköt ovat wattia/m2 tai wattia/cm2. Monet äänenvoimakkuuden mittaukset tehdään suhteessa kuulokynnyksen voimakkuuteen:

Joo₀ =10^-16 wattia/cm² (4)

On yleistä mitata äänen voimakkuus desibeleinä:

I(dB) = 10 log₁₀minä/minä₀ (5)

Miten se sai alkunsa ja missä tilanteissa konseptia voidaan soveltaa?

Joillekin se syntyy, koska aika on aikaa, mutta äänen olemassaolo alkoi luomisen jälkeen maailmankaikkeudesta, noin viisitoista miljardia vuotta myöhemmin hyväksytyimpien kosmologisten teorioiden mukaan tällä hetkellä.

Sellaisenaan muodossaan evoluutio ihmisten keinotekoisesti luomien äänien tallennuksessa se juontaa juurensa vuoteen 1857, maaliskuun 25. päivään, jolloin León Scott patentoi nimikirjoituspuhelimensa. Käymme sitten läpi fonografin, gramofonin, levysoittimen, nauhanauhurin, kelanauhurin avoin, kompakti kasetti, ensimmäinen optinen järjestelmä, ProDigi, DASH, CD-levy (CD), MP3, DVD ja Blu-ray.