Objašnjavamo što je akustika, koje su njezine grane i koje akustičke pojave proučava. Također, što je zagađenje bukom.
Što je akustika?
akustika je grana fizike što studira zvuk. Je prirodna znanost posvećen razumijevanju fenomena proizvodnje, prijenosa, kontrole i prijema zvuka, infrazvuka i ultrazvuka, kao i njihovih učinaka u stvarnom svijetu.
Akustika definira zvuk kao vibraciju, odnosno mehaničko širenje valovi kroz materija, budi unutra čvrsto, tekuće ili plinovito stanje, i pokušava opisati ovaj pomak pomoću formula i matematičkih principa.
To je jedan od znanosti najstariji od čovječanstva, čiji se počeci mogu pratiti unazad do klasične antike, između 6. stoljeća pr. C. i ja d. C., posebno u Grčkoj i Rimu. Njegove prve formalne studije, koje je proveo Pitagora (oko 569.-475. pr. Kr.), imale su veze s razumijevanjem glazbenih zvukova, kako bi pokušali razumjeti zašto su neki zvukovi ljepši od drugih.
Aristotel (384.-322. pr. Kr.), više od stoljeća kasnije, otkrio je da se zvuk sastoji od skupljanja i širenja zraka, a prvu raspravu o tome stoljećima kasnije napisao je rimski arhitekt Vitruvije (80.-15. pr. Kr.). ), oko 20. pr. c.
Međutim, bilo je od Znanstvena revolucija renesanse da su se počeli otkrivati zakoni koji upravljaju zvukom, zahvaljujući proučavanjima vibrirajućih žica Galilea Galileija (1564.-1642.) i Marina Mersennea (1588.-1648.).Kasnije će im se pridružiti Isaac Newton (1642-1727), a kasnije i takozvani "divovi" akustike: Nijemac Hermann Helmholtz (1821-1894) i Lord Rayleigh (1842-1919), među ostalim velikim znanstvenicima koji su proučavali zvuk.
Prvi pokušaji mjerenja brzine zvuka u zraku, jedno od temeljnih dostignuća akustike, učinjeni su u 17. stoljeću i, iako nisu bili vrlo egzaktni, otkrili su da brzina valova ne ovisi o njihovoj frekvencija. Godine 1738. Pariška akademija znanosti postigla je a mjerenje gotovo jednaka trenutnoj vrijednosti: 331,29 metara u sekundi.
Danas je akustika važna disciplina s brojnim tehničkim primjenama, kako u području arhitektura i urbanističko planiranje, kao u medicini, umjetnosti i zabava, i telekomunikacija, pa čak i u vojnom svijetu (poput radarskog mehanizma).
grane akustike
Akustika obuhvaća raznolik skup poddisciplina ili specijalizacija, među kojima se ističu sljedeće:
- Arhitektonska akustika. Grana akustike posvećena proučavanju kretanja zvuka u zgradama i urbanim prostorima, kako bi se izgradili na takav način da iskoriste prirodu zvuka.
- glazbena akustika. Grana akustike posvećena proučavanju zvuka u umjetničkom kontekstu, tj glazba, muzika i od zvukova koji se smatraju lijepim. Bavi se i glazbenim instrumentima i sustavima za ugađanje ljestvica.
- fiziološka akustika. Grana akustike posvećena proučavanju funkcioniranja slušnog aparata, njegovih bolesti, poremećaja i drugih implikacija.
- Elektroakustika. Grana akustike posvećena proučavanju snimanja, reprodukcije, pojačavanja i proizvodnje zvuka putem elektroničkih uređaja kao što su mikrofoni ili zvučnici.
- podvodna akustika.Grana akustike posvećena proučavanju zvuka kada se proizvodi i prenosi pod vodom.
- Psihoakustika. Grana akustike posvećena proučavanju odnosa između zvuka i ljudskog uma, odnosno načina na koji reagiramo na Ljudi na zvuk
- Bioakustika. Grana akustike posvećena proučavanju zvukova u živim bićima, posebice životinjama: funkcija zvukova koje emitiraju, raspored govornog aparata, među ostalim.
- Industrijska akustika. Grana akustike posvećena proučavanju zvuka koji nastaje ljudskim proizvodnim aktivnostima, oblicima zagađenja bukom i utjecaju zvuka na radnu okolinu.
akustične pojave
Zvuk se širi u fizičkom okruženju u obliku mehaničkih valova, čija svojstva im dopuštaju različite promjene i transformacije, poznate kao akustični fenomeni. Glavni fenomeni su:
- The odraz. To je fenomen koji se događa kada se zvučni valovi susretnu s fizičkim objektom koji mijenja ili modificira njegovu izvornu putanju, što proizvodi povratni učinak koji ga može poslati natrag na izvorni izvor. Ovisno o uvjetima u kojima dolazi do refleksije, mogu se pojaviti i drugi slični fenomeni, kao što su:
- jeka To je vrsta refleksije zvuka u kojoj se val vraća svom emiteru nakon što udari u reflektirajuću površinu, u ciklusima s intervalom od blizu 0,1 sekunde. Sličan je učinku koji proizvodi svjetlo pri udaru u zrcalo vraća dio vlastitih zvukova emiteru, kao u dugim špiljama u kojima čujemo kako se naš glas ponavlja prema nama.
- Reverb. To je fenomen povezan s refleksijom zvuka, pri čemu se zvuk može čuti neko vrijeme nakon što je prestao emitirati, odnosno kada njegov emiter utihne.Ova pojava također je posljedica akustičke postojanosti, a tumači se kao produljenje početnih zvukova, kao u slučaju buke koja prati eksploziju.
- stojni valovi. To je fenomen koji se događa kada se reflektirani val doda originalnom valu na istoj osi, što modificira svojstva oba i povećava ili smanjuje njegovu amplitudu, tako da je rezultirajući zvuk vrlo različit od emitiranog. To se događa kada mikrofon snima izlaz vlastitog zvuka na zvučnik, to jest, kada Povratne informacije.
- apsorpcija. To je pojava koja se može smatrati suprotnom od refleksije, jer u ovom slučaju zvučni valovi, kada naiđu na fizičku barijeru, ne mijenjaju svoj tok, već se poništavaju ili neutraliziraju, djelomično ili potpuno. Ovaj se fenomen koristi za zvučnu izolaciju određenih prostora, poput mjesta glazbenih vježbi, čime se sprječava širenje valova dalje, prema van.
- Refrakcija. To je fenomen koji nastaje kada se zvučni valovi šire iz jednog fizičkog medija u drugi (primjerice, iz zraka u vodu ili obrnuto), a pritom se njihova brzina i smjer mijenjaju, do stupnja ekvivalentnog fizičkim svojstvima okoline u koju se kreću. Taj fenomen možemo doživjeti ako zaronimo u bazen i slušamo one koji govore na površini.
- difrakcija. To je pojava koja nastaje kada zvučni valovi naiđu na prepreku na svom putu, okruže je i pretvore površinu prepreke u izvor sekundarnih valova (difraktiranih valova), zbog čega se zvuk raspršuje u okolini. Također se može dogoditi kada zvučni valovi prolaze kroz mali otvor i šire se u novo okruženje, kao što je kada govorimo kroz cijev, a naš glas izlazi izobličen s druge strane.
- Smetnje.To je fenomen koji nastaje zbog superpozicije dva harmonijska zvučna vala, koji pritom mijenjaju svoja svojstva. Kada ovo preklapanje uzrokuje povećanje amplitude, to se naziva konstruktivna interferencija; kada se umjesto toga gubi amplituda, govorimo o destruktivnoj interferenciji. To se događa kada smo u okruženju punom ljudi koji razgovaraju i postaje teško čuti osobu pored sebe.
- Doppler efekt. To je fenomen koji nastaje kada se odašiljač valova brzo kreće u odnosu na prijamnik, bilo da se udaljava ili približava, a to kretanje utječe na frekvenciju zvučnih valova. To se događa kada vozilo hitne pomoći prođe kraj nas i njegov karakterističan zvuk dobiva na frekvenciji kada se približava i gubi ga kada se udaljava.
zagađenje bukom
Zagađenje bukom je kontinuirano emitiranje ometajućih zvukova u okoliš ili ekosustav, koji proizvode buku i sprječavaju ili ometaju širenje prirodnih zvukova tipičnih za navedeni okoliš. Zagađenje bukom vrlo je vidljivo u gradovima, gdje nakupljanje zvukova može postati nepodnošljivo, pa čak i fizički štetno za tijelo, dok je u ruralnim i divljim područjima manja učestalost dosadnih zvučnih valova.
Ova vrsta kontaminacije utječe na biljke i životinje od staništa, a posebno u psihičkoj stabilnosti ljudi, jer ih može potaknuti na stanja uznemirenosti, neugodnosti, tjeskobe ili rastresenosti.