Các âm thanh là một chi nhánh của vật lý mà nghiên cứu sản xuất, truyền tải, lưu trữ, nhận thức và tái tạo âm thanh; có nghĩa là, nó nghiên cứu chi tiết các sóng âm thanh truyền qua một vật chất, có thể ở trạng thái khí, lỏng hoặc rắn, bởi vì âm thanh không truyền trong chân không. Âm thanh là yếu tố chính trong âm học, và bao gồm các sóng âm thanh được tạo ra khi dao động trong áp suất không khí được chuyển đổi thành sóng cơ học.
Âm học là gì
Mục lục
Đây là ngành vật lý học nghiên cứu sự sản sinh và hành vi trong quá trình truyền và đích của sóng âm thanh, cũng như thành phần của chúng. Khi nói về âm học là gì, nó cũng đề cập đến việc nghiên cứu các không gian hoặc địa điểm vật lý nơi âm thanh được truyền đi và nó có nhiều ứng dụng cho các sự kiện, studio và không gian công cộng.
Ngoài ra trong âm nhạc, nó là thuật ngữ được hiểu bằng cách sử dụng các nhạc cụ tạo ra âm thanh, bỏ qua các yếu tố điện hoặc điện tử, ví dụ như guitar acoustic.
Acoustics học gì
Chúng có biên độ (giá trị lớn nhất và nhỏ nhất trong sự nhấp nhô của nó), tần số (số lần dao động trong một giây hoặc số lần lặp lại), tốc độ (thời gian trôi qua kể từ khi nó được tạo ra cho đến khi nó đến máy thu của nó), chiều dài (sóng dài bao nhiêu hoặc khoảng cách tồn tại giữa hai đỉnh hoặc thung lũng trong đó), khoảng thời gian (thời gian của mỗi chu kỳ lặp lại), biên độ (lượng năng lượng tín hiệu, nó không có nghĩa là âm lượng), pha (vị trí của một sóng đối với sóng khác) và năng lượng (lượng năng lượng âm mỗi thời điểm trên mỗi nguồn).
Có hai loại sóng theo cách chúng di chuyển qua phương tiện truyền thông: sóng dọc (chuyển động song song với phương truyền) và sóng ngang (chuyển động vuông góc với phương truyền).
Trong hiện tượng âm thanh, không chỉ nghiên cứu âm thanh mà tai người có thể dễ dàng cảm nhận được, mà còn cả sóng hạ âm và siêu âm. Các hạ âm là những tần số âm thanh thấp hơn so với tai con người có thể nhận thức (20 hertz), nhưng đối với một số động vật là khá đáng chú ý và sử dụng như thông tin liên lạc trên một khoảng cách lớn; trong khi sóng siêu âm là sóng nằm trên thính giác mà con người cảm nhận được, ở khoảng 20.000 hertz.
Đối với nghiên cứu này, âm thanh cấu thành sự vận chuyển năng lượng dưới dạng dao động, và tốc độ của nó sẽ phụ thuộc vào mật độ của môi trường và nhiệt độ của không khí. Tốc độ sẽ cao hơn trong chất rắn và chất lỏng so với trong môi trường khí (không khí). Tốc độ của âm thanh trong không khí là khoảng 344 mét / giây ở khoảng 20º C, mặc dù đối với mỗi độ C khác của nhiệt độ, tốc độ của sóng âm sẽ tăng với tốc độ 0,6 m / s. Trong chất lỏng, cụ thể là nước, vận tốc sẽ vào khoảng 1.440 m / s, trong khi ở chất rắn như thép, nó sẽ là khoảng 5.000 m / s.
Lịch sử âm học
Marco Vitruvio Polión (80 / 70-15 AC), kiến trúc sư và kỹ sư người La Mã, là người tiền thân của âm học kiến trúc, viết về các hiện tượng âm thanh diễn ra trong rạp hát, và nhờ đó, đã có một bản ghi chép về các khía cạnh tính đến lĩnh vực âm thanh khi xây dựng các địa điểm sân khấu và âm nhạc.
Sau đó, kỹ sư, nhà vật lý và nhà toán học Galileo Galilei (1564-1642), kết luận các nghiên cứu của Pythagoras, bằng cách xác định các sóng rõ ràng hơn, tạo ra âm học sinh lý, và bằng cách mô tả nó như một kích thích được tâm trí giải thích là âm thanh, đến âm học tâm lý. Marin Mersenne (1588-1648), nhà triết học và toán học người Pháp, đã thực hiện các thí nghiệm về tốc độ truyền của âm thanh; và Isaac Newton (1643-1727), công thức hóa tốc độ âm thanh trong chất rắn. Nhà vật lý John William Strutt (1842-1919), còn được gọi là Lord Rayleigh, đã viết về quá trình tạo ra âm thanh trên dây, chũm chọe và màng.
Những người nổi tiếng khác trong lịch sử đã đóng góp vào lĩnh vực âm thanh là nhà thiên văn học, toán học và vật lý học Pierre-Simon Laplace (1749-1827), với những nghiên cứu về sự truyền âm thanh; Hermann von Helmholtz (1821-1894), nhà vật lý và bác sĩ, đã nghiên cứu mối quan hệ giữa âm sắc và tần số; Alexander Graham Bell (1847-1922), nhà phát minh và nhà khoa học, đã phát triển điện thoại bằng cách quan sát thấy một số vật liệu có thể biến đổi và vận chuyển dao động âm thanh; Thomas Alva Edison (1847-1931), nhà phát minh, đã đạt được sự khuếch đại dao động âm thanh với sự phát triển của máy quay đĩa.
Các nhánh của Âm học
Có một số cách phân loại, cùng nhau, giúp định nghĩa âm học là gì, tùy theo phương tiện truyền sóng và công dụng thực tế của chúng. Một số trong số đó là:
Âm học của Âm học
Đây là một thuật ngữ thừa, mặc dù nhiều người tò mò về nó. Âm học có mặt ở tất cả các chi nhánh. Ví dụ, trong âm học vật lý, là về phân tích các hiện tượng âm thanh, các quy luật mà nó bị chi phối, sự vận chuyển của nó qua các phương tiện truyền thông và các thuộc tính của nó; trong khi đo lường âm học là đơn vị phụ trách hiệu chuẩn các dụng cụ để đo cường độ âm thanh nhằm ghi lại các định lượng của chúng hoặc tạo ra chúng.
Âm học sinh lý
Nghiên cứu về tai và cổ họng, cũng như vùng não giải mã sóng. Ở đây bao gồm cả âm thanh phát ra và nhận thức về chúng và các rối loạn.
Âm học kiến trúc
Nó chịu trách nhiệm nghiên cứu âm học trong các thùng loa và không gian, hành vi của chúng, cách thích ứng và thiết lập các không gian này để sử dụng tối ưu các đặc tính của âm thanh và truyền đi hiệu quả trong một không gian được kiểm soát. Bộ phận này đã giúp phát triển các thùng loa phù hợp cho mục đích này, chẳng hạn như thùng âm thanh.
Âm học công nghiệp
Đây là chi nhánh chịu trách nhiệm giảm thiểu ảnh hưởng của tiếng ồn do hoạt động công nghiệp tạo ra, để bảo vệ người lao động khỏi ô nhiễm tiếng ồn và các cuộc tấn công của nó, bằng một số loại cách âm.
Âm học môi trường
Nghiên cứu các âm thanh có ở ngoài trời, tiếng ồn trong môi trường và ảnh hưởng của nó đối với thiên nhiên và con người. Những tiếng ồn này được tạo ra bởi giao thông, các loại phương tiện giao thông, cơ sở kinh doanh, khu vực lân cận và các hoạt động hàng ngày khác nhau của con người. Chi nhánh này thúc đẩy việc quản lý và kiểm soát tiếng ồn, nhằm giảm thiểu ô nhiễm tiếng ồn.
Ô nhiễm âm thanh
Âm học âm nhạc
Nó là một trong những nghiên cứu âm thanh được tạo ra bởi các nhạc cụ, thang âm, hợp âm, phụ âm của chúng. Đó là, sự điều chỉnh của quy mô giống nhau. Ngoài các nhánh nói trên, còn có các nhánh khác, chẳng hạn như:
- Khí quyển (âm thanh do chuyển động trong không khí tạo ra)
- Tâm lý học (nhận thức của con người về âm thanh và ảnh hưởng của nó)
- Chất âm sinh học (nghiên cứu thính giác ở động vật và hiểu nhận thức của chúng)
- Dưới nước (phát hiện các vật thể có âm thanh, chẳng hạn như radar)
- Slectroacoustics (nghiên cứu các quy trình điện tử để thu và xử lý âm thanh)
- Ngữ âm (âm của lời nói của con người)
- Macroacoustics (nghiên cứu âm thanh lớn)
- Siêu âm (nghiên cứu âm thanh tần số cao không nghe được và các ứng dụng của nó)
- Rung động (nghiên cứu các hệ thống có khối lượng và độ đàn hồi có thể thực hiện các chuyển động dao động)
- Cấu trúc (nghiên cứu âm thanh truyền qua cấu trúc dưới dạng dao động), trong số những âm thanh khác.
Hiện tượng âm thanh
Chúng là những biến dạng trong sóng âm thanh, gây ra bởi các chướng ngại vật hoặc các biến thể tồn tại trong môi trường truyền sóng ảnh hưởng đến đặc tính của chúng. Trong số các hiện tượng âm thanh này là:
- Phản xạ: đây là khi sóng âm thanh gặp một vật cản rắn và điều này làm cho nó đi chệch hướng ban đầu của nó, tạo ra hiệu ứng "dội lại", cho phép nó quay trở lại môi trường mà nó phát ra.
- Tiếng vọng - Xảy ra khi sóng bật ra và được phản xạ theo chu kỳ lặp lại với khoảng thời gian xấp xỉ 0,1 giây. Để cảm nhận được, nguồn âm thanh và bề mặt phản xạ âm thanh phải cách nhau không dưới 17 mét.
- Reverb: Đây là một hiện tượng tương tự như tiếng vang, với sự khác biệt là thời gian lặp lại nhỏ hơn 0,1 giây, và hậu quả là âm thanh kéo dài. Trong trường hợp này, nguồn và bề mặt phản xạ phải cách nhau dưới 17 mét.
- Hấp thụ: là khi sóng đến một bề mặt và nó trung hòa hoặc hấp thụ một phần của nó và phần còn lại bị phản xạ. Các tấm tiêu âm được sử dụng trong các phòng thu có đặc tính này, mặc dù chúng hấp thụ âm thanh gần như hoàn toàn.
- Khúc xạ: chúng là những độ cong mà âm thanh thực hiện khi nó truyền từ môi trường này sang môi trường khác, hướng và tốc độ của nó sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ, mật độ và độ đàn hồi của môi trường truyền.
- Nhiễu xạ: là khi sóng gặp một chướng ngại vật nhỏ hơn chiều dài trên đường đi của nó, vật cản này khiến nó bao quanh và sóng "phân tán".
- Giao thoa: xảy ra khi hai hoặc nhiều sóng khác nhau giao nhau hoặc chồng lên nhau. Nói chung, chúng có quỹ đạo trái ngược nhau, vì vậy chúng sẽ "va chạm" với nhau. Cả hai sóng có biên độ càng bằng nhau thì chỉ số giao thoa càng lớn.
- Xung động: phát sinh khi có hai sóng có tần số khác nhau nhưng rất gần, tai người không thể nhận thấy được, vì vậy nó được coi là một tần số duy nhất.
- Hiệu ứng Doppler: là hiệu ứng được cảm nhận khi tần số của sóng tăng hoặc giảm khi thiết bị phát và thiết bị thu di chuyển đến gần hoặc ra xa. Ví dụ: khi bạn nghe thấy xe cấp cứu hoặc tuần tra đến, nó đi ngang qua và lại lái đi.
Ô nhiễm tiếng ồn là gì
Nó là phiên bản âm thanh của sự thay đổi môi trường trong một không gian nhất định. Khi có ô nhiễm tiếng ồn, thì người ta sẽ hiểu rằng có dư âm hoặc tiếng ồn sẽ làm thay đổi môi trường.
Bọt âm thanh là gì
Có hai lớp phần tử được thiết kế để hấp thụ ở một quy mô nhất định: vật liệu hấp thụ âm thanh và phần tử chọn lọc hay còn gọi là bộ cộng hưởng.
Các thiết bị trước được sử dụng để có được thời gian âm vang thích hợp trong các hoạt động được thực hiện trong không gian, giảm hoặc loại bỏ tiếng vang và loại bỏ tiếng ồn gây ô nhiễm bên ngoài khu vực. Thường được sử dụng nhất là len đá phủ, sợi polyester phủ và xốp nhựa melamine dẻo.
Cái thứ hai là những cái được sử dụng khi muốn thu được sự hấp thụ tuyệt vời của các tần số thấp, giảm thời gian vang về nguyên tắc. Chúng có thể được sử dụng như chất bổ sung cho vật liệu hấp thụ hoặc riêng biệt cho mục đích được mô tả ở trên.
Các loại bộ cộng hưởng là:
- Màng hoặc màng ngăn: vật liệu không xốp và linh hoạt, chẳng hạn như gỗ.
- Hốc đơn giản: được tạo thành bởi một hốc gió kín, thông với phòng bằng một khe hở hẹp.
- Ống góp lỗ dựa trên các tấm có rãnh: tấm bằng vật liệu không xốp và cứng đã được khoan một loạt các vòng tròn hoặc rãnh, sẽ được đặt ở một khoảng cách nhất định từ tường của căn phòng, sao cho có một khoảng trống của không khí đóng bởi cả hai bề mặt.
