Lumea care ne înconjoară este în siguranțăsă o numim lumea sunetelor, deoarece vocile, muzica, ciripitul păsărilor, sunetul vântului sună constant în jurul nostru. Undele sonore ajută oamenii să comunice, să primească informații despre lumea din jurul lor. Pentru animale, sunetele sunt la fel de importante. Din punct de vedere al fizicii, sunetele sunt vibrații mecanice care se propagă într-un mediu elastic: apă, aer, solid etc. Urechile umane sunt capabile să audă sunetul atunci când frecvențele sunetului sunt cuprinse între 16 și 20.000 Hz. Vibrațiile cu frecvențe mai mari sau mai mici nu sunt audibile de oameni.
Știința acusticii se ocupă cu soluția diverselorîntrebări, inclusiv întrebări legate de caracteristicile și proprietățile auzului. Subiectul studiului acusticii fiziologice este organul auzului în sine, structura, acțiunea și dispozitivul său. Acustica arhitecturală studiază modul în care se propagă undele sonore într-o cameră, examinează influența formei și dimensiunii unei camere asupra sunetului și studiază proprietățile materialelor în ceea ce privește curenții de propagare și suprimare. Acustica muzicală studiază instrumentele muzicale, examinează condițiile pentru cel mai bun sunet al unuia sau altuia instrument.
Acustica fizică studiază vibrațiile sonore în sine, undele sonore și recent a început să acopere și vibrațiile care depășesc capacitățile sistemului auditiv uman.
Concepte de bază de acustică
Sunetul este produs de mecanicăvibraţii ale corpurilor elastice şi ale mediilor. Aerul este un conductor pentru sunet. Acest lucru a fost dovedit de experiența lui Robert Boyle. Dacă puneți un corp sunet sub clopotul unei pompe de aer, atunci pe măsură ce aerul este pompat din clopot, sunetul va deveni mai slab. Când aerul de sub clopot se termină, sunetul se va opri cu totul.
În timpul oscilațiilor, corpul creează alternativaspirați într-un strat de aer adiacent suprafeței sale, apoi comprimați acest strat. Ca urmare, propagarea undelor în spațiul aerian începe cu oscilații ale stratului de aer la suprafața corpului.
Pe măsură ce undele sonore călătorescîn spațiu se observă atenuarea sunetului, care este asociată cu anumite procese ireversibile. Ideea este că o parte din energia transportată de unda sonoră este absorbită de mediu.
Coeficientul de absorbție este cantitateacare este egal cu raportul dintre energia sonoră absorbită de mediu și energia care a intrat în mediu. Coeficientul de absorbție este influențat de frecarea internă sau vâscozitatea mediului, conductivitatea termică a acestuia, densitatea mediului și viteza de propagare a undelor.
Răspândirea prin mediu, un val într-o ziajunge la granița sa. După această limită, începe un alt mediu, care constă din alte particule și în care o viteză diferită a sunetului. Sunetul se reflectă la această graniță. În acest caz, rarefierea particulelor se transformă într-o îngroșare, iar îngroșarea - într-o rarefiere.
Acest efect apare deoarece fluctuațiile,pe care unda o aduce la limita mediului, sunt transmise particulelor altui mediu și devin sursa unei noi unde. Unda secundară se va propaga nu numai în al doilea mediu, ci și în cel din care a provenit inițial. Aceasta va fi unda sonoră reflectată.
Trecerea parțială are loc la limita suportuluisunetul în al doilea mediu și absorbția parțială a sunetului. Fracțiunea de energie reflectată va depinde de raportul densităților mediului, precum și de starea interfeței. De exemplu, reflexia unei unde sonore care se propagă în aer de pe o suprafață lichidă sau din corp solid are loc aproape complet. Undele sonore care se propagă într-un solid vor fi aproape complet reflectate la limita cu aerul.
Legat direct de fenomenul reflexieiapariția ecouului. Esența acestui fenomen este că sunetul călătorește de la o sursă la un anumit obstacol, care va deveni granița media, și este reflectat din acesta, revenind la locul de unde provine.
