Акустика

Мы объясним, что такое акустика, каковы ее отрасли и какие акустические явления она изучает. А также, что такое шумовое загрязнение
Акустика изучает явления производства, передачи, контроля и приема звука

Что такое акустика?

Акустика – это отрасль физики , которая изучает звук. Это естественная наука , посвященная пониманию явлений производства, передачи, контроля и приема звука, инфразвука и ультразвука, а также их эффектов в реальном мире

Акустика определяет звук как вибрацию, то есть механическое распространение волн через материю , будь то в твердом, жидком или газообразном состоянии , и пытается описать это перемещение с помощью формул и математических принципов

Это одна из древнейших наук человечества, зарождение которой можно проследить до классической древности, между 6 веком до нашей эры.C.и I A.D. С., особенно в Греции и Риме. Первые формальные исследования, проведенные Пифагором (ок. 569-475 a.до н.э.), был связан с пониманием музыкальных звуков, с попыткой понять, почему одни звуки красивее других

Это был Аристотель (384-322 гг. до н.э.).C.), более чем столетие спустя, который обнаружил, что звук состоит из сжатий и расширений воздуха, а первый трактат на эту тему был написан спустя столетия римским архитектором Витрувием (80-15 гг. до н. э.), около 20 г. до н. э., который обнаружил, что звук состоит из сжатий и расширений воздуха.до н.э.), около 20 г. до н.э.C

Однако именно в эпоху научной революции Возрождения, благодаря исследованиям вибрирующих струн Галилео Галилеем (1564-1642) и Марином Мерсенном (1588-1648) были открыты законы, управляющие звуком. Позже к ним присоединился Исаак Ньютон (1642-1727), а затем так называемые гиганты акустики: немец Герман Гельмгольц (1821-1894) и лорд Рэлей (1842-1919), среди других великих ученых, изучавших звук

Первые попытки измерить скорость звука в воздухе – одно из основополагающих достижений акустики – были предприняты в XVII веке, и, хотя они были не очень точными, они показали, что скорость волн не зависит от их частоты. В 1738 году Парижская академия наук добилась измерения , почти равного текущему значению: 331,29 метра в секунду

Сегодня акустика является важной дисциплиной, имеющей множество технических применений, будь то в области архитектуры и градостроительства, медицины, искусства и развлечений, телекоммуникаций или даже в военной сфере (например, в механизме радара)

Отрасли акустики

Акустика включает в себя множество субдисциплин или специализаций, в том числе:

• Архитектурная акустика. Отрасль акустики, посвященная изучению движения звука в зданиях и городских пространствах, чтобы построить их таким образом, чтобы использовать преимущества природы звука.
• музыкальная акустика. Раздел акустики, посвященный изучению звука в художественном контексте, т.е. музыки и звуков, считающихся красивыми. Она касается как музыкальных инструментов, так и систем настройки шкал.
• физиологическая акустика. Отрасль акустики, посвященная изучению функционирования слухового аппарата, его заболеваний, расстройств и других последствий.
• Электроакустика. Отрасль акустики, посвященная изучению получения, воспроизведения, усиления и производства звука с помощью электронных устройств, таких как микрофоны или громкоговорители.
• подводная акустика Отрасль акустики, занимающаяся изучением звука, возникающего и передающегося под водой.
• психоакустика. Отрасль акустики, занимающаяся изучением отношений между звуком и человеческим сознанием, т.е. тем, как мы люди реагируем на звук.
• Биоакустика. Отрасль акустики, посвященная изучению звука у живых существ, особенно у животных: функции издаваемых ими звуков, расположение фонаторного аппарата и т.д.
• Промышленная акустика. Отрасль акустики, посвященная изучению звука, возникающего в результате производственной деятельности человека, форм шумового загрязнения и влияния звука на рабочую среду.

Акустические явления

Звук распространяется в физической среде в виде механических волн, свойства которых позволяют им претерпевать различные изменения и преобразования, известные как акустические явления. Основными явлениями являются:
AL0LW отражение. Это явление возникает, когда звуковые волны встречают на своем пути физический объект, который изменяет или модифицирует их первоначальную траекторию, создавая эффект отскока, который может вернуть их обратно к первоисточнику. В зависимости от условий, при которых происходит отражение, могут возникать и другие подобные явления, например:

• Эхо. Это тип отражения звука, при котором волна возвращается к своему излучателю после удара об отражающую поверхность, циклами с интервалом около 0,1 секунды. Это похоже на эффект, когда свет падает на зеркало, возвращая часть собственных звуков обратно к излучателю, как в длинных пещерах, где мы можем слышать свой голос, повторяющийся за нами.
• Реверберация. Это явление, связанное с отражением звука, при котором звук можно услышать через некоторое время после того, как он перестал издаваться, т.е. когда его издатель замолчал. Это явление также связано с акустической персистенцией и интерпретируется как удлинение начальных звуков, как в случае шума, сопровождающего взрыв.
• Стоячие волны. Это явление, возникающее, когда к исходной волне на той же оси добавляется отраженная волна, которая изменяет свойства обеих и увеличивает или уменьшает их амплитуду, так что результирующий звук сильно отличается от излученного. Это происходит, когда микрофон записывает выход собственного звука в громкоговоритель, т.е. когда возникает обратная связь.
• Поглощение. Это явление можно считать противоположным отражению, поскольку в этом случае звуковые волны, сталкиваясь с физическим барьером, не меняют своего направления, а частично или полностью аннулируются или нейтрализуются. Это явление используется для звукоизоляции определенных помещений, например, мест, где играет музыка, не позволяя волнам распространяться дальше наружу.
• Преломление. Явление, которое происходит, когда звуковые волны распространяются из одной физической среды в другую (например, из воздуха в воду или наоборот) и при этом изменяют свою скорость и направление в степени, эквивалентной физическим свойствам среды, в которой они распространяются. Мы можем испытать это явление, нырнув в бассейн и послушав тех, кто говорит на поверхности.
• Дифракция. Это явление возникает, когда звуковые волны встречают на своем пути препятствие, обходят его и превращают поверхность препятствия в источник вторичных волн (дифрагированных волн), в результате чего звук рассеивается в окружающее пространство. Это также может происходить, когда звуковые волны проходят через небольшое отверстие и распространяются в новой среде, как, например, когда мы говорим через трубку, и наш голос выходит искаженным с другой стороны.
• Помехи. Это явление, возникающее в результате наложения двух гармонических звуковых волн, которые в процессе изменяют свои свойства. Когда эта суперпозиция приводит к увеличению амплитуды, мы говорим о конструктивной интерференции; когда, с другой стороны, амплитуда теряется, мы говорим о деструктивной интерференции. Это происходит, когда мы находимся в помещении, где много разговаривающих людей, и нам трудно услышать человека рядом с нами.
• Эффект Доплера. Это явление возникает, когда излучатель волн быстро перемещается по отношению к приемнику, либо удаляясь, либо приближаясь, и это перемещение влияет на частоту звуковых волн. Это происходит, когда мимо нас проезжает машина скорой помощи, и ее характерный звук набирает частоту по мере приближения и теряет ее по мере удаления.

Шумовое загрязнение

Шумовое загрязнение, как правило, более распространено в городах.

Шумовое загрязнение – это постоянный выброс в окружающую среду или экосистему навязчивых звуков, которые производят шум и препятствуют или мешают распространению естественных и природных звуков в этой среде. Шумовое загрязнение наиболее заметно в городах , где накопление звука может стать невыносимым и даже физически вредным для организма, в то время как в сельской местности и дикой природе раздражающие звуковые волны встречаются реже

Этот тип загрязнения влияет на флору и фауну среды обитания , и особенно на психологическую устойчивость людей, поскольку может вызывать состояния возбуждения, неприятных ощущений, дистресса или рассеянности