De geluid Het wordt gedefinieerd als een verstoring die, wanneer ze zich voortplant in een medium zoals lucht, afwisselend compressies en expansies daarin produceert. Deze veranderingen in luchtdruk en dichtheid bereiken het oor en worden door de hersenen geïnterpreteerd als auditieve gewaarwordingen..
Geluiden begeleiden het leven sinds het begin en maken deel uit van de instrumenten die dieren hebben om met elkaar en met hun omgeving te communiceren. Sommige mensen zeggen dat planten ook luisteren, maar in elk geval kunnen ze de trillingen van de omgeving waarnemen, zelfs als ze geen gehoorapparaat hebben zoals hogere dieren.
Naast het gebruik van geluid om via spraak te communiceren, gebruiken mensen het ook als een artistieke expressie door middel van muziek. Alle culturen, oud en recent, hebben allerlei soorten muzikale manifestaties, waardoor ze hun verhalen, gebruiken, religieuze overtuigingen en gevoelens vertellen..
Artikel index
Vanwege het belang ervan was de mensheid geïnteresseerd in het bestuderen van de aard ervan en creëerde ze akoestiek, een tak van de fysica die zich toelegt op de eigenschappen en het gedrag van geluidsgolven..
Het is bekend dat de beroemde wiskundige Pythagoras (569-475 v.Chr.) Een lange tijd bezig was met het bestuderen van de verschillen in hoogte (frequentie) tussen klanken. Aan de andere kant beweerde Aristoteles, die over alle aspecten van de natuur speculeerde, terecht dat geluid bestond uit uitzettingen en compressies in de lucht..
Later schreef de beroemde Romeinse ingenieur Vitruvius (80-15 v.Chr.) Een verhandeling over akoestiek en de toepassingen ervan bij de bouw van theaters. Isaac Newton zelf (1642-1727) bestudeerde de voortplanting van geluid in vaste media en stelde een formule vast voor de voortplantingssnelheid.
In de loop van de tijd hebben de wiskundige rekeninstrumenten het mogelijk gemaakt om alle complexiteit van golfgedrag adequaat uit te drukken.
In zijn eenvoudigste vorm kan een geluidsgolf worden beschreven als een sinusvormige golf, die zich voortplant in tijd en ruimte, zoals weergegeven in figuur 2. Daar wordt opgemerkt dat de golf periodiek is, dat wil zeggen dat hij een vorm heeft die zichzelf herhaalt. op tijd.
Omdat het een longitudinale golf is, zijn de voortplantingsrichting en de richting waarin de deeltjes van het trillende medium bewegen hetzelfde.
De parameters van een geluidsgolf zijn:
Periode T: is de tijd die nodig is om een fase van de golf te herhalen. In het internationale systeem wordt het gemeten in seconden.
Fiets: is het deel van de golf dat zich in de periode bevindt en van het ene punt naar het andere gaat met dezelfde hoogte en dezelfde helling. Het kan van de ene vallei naar de andere zijn, van de ene bergkam naar de andere, of van elk punt naar een andere die aan de beschreven specificatie voldoet..
Golflengte λ: is de afstand tussen de ene top en de andere van de golf, tussen de ene vallei en de andere, of in het algemeen tussen het ene punt en het andere met dezelfde hoogte en helling. Omdat het een lengte is, wordt deze gemeten in meters, hoewel andere eenheden geschikter zijn, afhankelijk van het type golf..
Frequentie f: wordt gedefinieerd als het aantal cycli per tijdseenheid. De eenheid is de Hertz (Hz).
Omvang A: komt overeen met de maximale hoogte van de golf ten opzichte van de horizontale as.
Het geluid wordt geproduceerd wanneer een object dat is ondergedompeld in een materieel medium wordt getrild, zoals weergegeven in het onderste deel van figuur 2. Het strakke membraan van de luidspreker aan de linkerkant trilt en brengt de storing door de lucht totdat het de luisteraar bereikt.
Naarmate de storing zich verspreidt, wordt energie overgedragen aan de moleculen in de omgeving, die met elkaar in wisselwerking staan, door middel van expansies en compressies. Er is altijd een materieel medium nodig voor de voortplanting van geluid, of het nu vast, vloeibaar of gasvormig is.
Wanneer de storing in de lucht het oor bereikt, zorgen variaties in de luchtdruk ervoor dat het trommelvlies gaat trillen. Hierdoor ontstaan elektrische impulsen die via de gehoorzenuw naar de hersenen worden overgebracht, en eenmaal daar worden de impulsen omgezet in geluid..
De snelheid van mechanische golven in een bepaald medium volgt deze relatie:
Wanneer het zich bijvoorbeeld voortplant in een gas zoals lucht, kan de geluidssnelheid worden berekend als:
Naarmate de temperatuur toeneemt, neemt ook de geluidssnelheid toe, aangezien de moleculen in het medium meer bereid zijn om te trillen en de trilling door hun bewegingen over te brengen. De druk daarentegen heeft geen invloed op de waarde ervan.
We hebben al gezien dat de tijd die de golf nodig heeft om een cyclus te voltooien de periode is, terwijl de afstand die in die periode wordt afgelegd gelijk is aan één golflengte. Daarom wordt de geluidssnelheid v gedefinieerd als:
v = λ / T
Aan de andere kant zijn de frequentie en de periode gerelateerd, de ene is het omgekeerde van de andere, als volgt:
f = 1 / T
Wat leidt tot:
v = λ.f
Het hoorbare frequentiebereik bij mensen ligt tussen 20 en 20.000 Hz, daarom ligt de geluidsgolflengte tussen 1,7 cm en 17 m bij het vervangen van de waarden in de bovenstaande vergelijking.
Deze golflengten hebben de grootte van gewone objecten, wat de voortplanting van geluid beïnvloedt, aangezien het een golf is, het ondergaat reflectie, breking en diffractie wanneer het obstakels tegenkomt..
Het ervaren van diffractie betekent dat geluid wordt beïnvloed wanneer het obstakels en openingen tegenkomt die qua grootte vergelijkbaar zijn met de golflengte of kleiner..
Basgeluiden kunnen zich beter over lange afstanden verspreiden, daarom gebruiken olifanten infrageluid (geluiden met een zeer lage frequentie, onhoorbaar voor het menselijk oor) om over hun uitgestrekte territoria te communiceren..
Ook als er muziek is in een nabijgelegen kamer, is de bas beter te horen dan de hoge tonen, omdat de golflengte ongeveer zo groot is als deuren en ramen. Aan de andere kant gaan hoge tonen bij het verlaten van de kamer gemakkelijk verloren en worden daarom niet meer gehoord.
Geluid bestaat uit een reeks compressies en verdunningen van de lucht, zodanig dat bij voortplanting het geluid toe- en afname van de druk veroorzaakt. In het internationale systeem wordt de druk gemeten in pascal, afgekort Pa.
Wat er gebeurt, is dat deze veranderingen erg klein zijn in vergelijking met de atmosferische druk, die ongeveer 101.000 Pa waard is.
Zelfs de hardste geluiden produceren schommelingen van slechts 20-30 Pa (pijngrens), een vrij kleine hoeveelheid in vergelijking. Maar als je die veranderingen kunt meten, dan heb je een manier om het geluid te meten.
Geluidsdruk is het verschil tussen atmosferische druk met geluid en atmosferische druk zonder geluid. Zoals we al zeiden, produceren de luidste geluiden een geluidsdruk van 20 Pa, terwijl de zwakste ongeveer 0,00002 Pa (geluidsdrempel) veroorzaken..
Aangezien het bereik van geluidsdrukken verschillende machten van 10 omvat, moet een logaritmische schaal worden gebruikt om ze aan te geven..
Anderzijds werd experimenteel vastgesteld dat mensen veranderingen in geluiden met een lage intensiteit merkbaarder waarnemen dan veranderingen van dezelfde grootte, maar in intense geluiden..
Als de geluidsdruk bijvoorbeeld met 1, 2, 4, 8, 16… toeneemt, neemt het oor een toename van 1, 2, 3, 4… in intensiteit waar. Om deze reden is het handig om een nieuw aangeroepen aantal te definiëren geluidsdruk niveau (Geluidsdrukniveau) LP., gedefinieerd als:
L.P. = 20 logboek (P1 / P.of
Waar Pof is de referentiedruk die wordt genomen als de gehoordrempel en P1 is de gemiddelde effectieve druk of RMS-druk. Deze RMS of gemiddelde druk is wat het oor waarneemt als de gemiddelde energie van het geluidssignaal.
Het resultaat van de bovenstaande uitdrukking voor LP., bij evaluatie voor verschillende waarden van P1, wordt gegeven in decibel, een dimensieloze hoeveelheid. Het is erg handig om het geluidsdrukniveau op deze manier uit te drukken, omdat logaritmen grote getallen omzetten in kleinere, beter beheersbare getallen..
In veel gevallen heeft het echter de voorkeur om de geluidsintensiteit om decibel te bepalen, niet de geluidsdruk.
Geluidsintensiteit is de energie die gedurende één seconde (vermogen) door een eenheidsoppervlak stroomt, loodrecht op de richting waarin de golf zich voortplant. Net als geluidsdruk is het een scalaire grootheid en wordt het aangeduid als I. De eenheden van I zijn W / mtwee, dat wil zeggen, vermogen per oppervlakte-eenheid.
Aangetoond kan worden dat de intensiteit van het geluid evenredig is met het kwadraat van de geluidsdruk:
Ik = Ptwee / ρc
In deze uitdrukking is ρ de dichtheid van het medium en is c de geluidssnelheid. Dan de geluidsintensiteitsniveau L.ik Wat:
L.ik = 10 logboek (I1 / Ikof
Dat wordt ook uitgedrukt in decibel en wordt soms aangeduid met de Griekse letter β. De referentiewaarde Iof is 1 x 10-12 W / mtwee. Dus 0 dB vertegenwoordigt de ondergrens van het menselijk gehoor, terwijl de pijngrens 120 dB is..
Omdat het een logaritmische schaal is, moet worden benadrukt dat kleine verschillen in het aantal decibel een groot verschil maken in termen van geluidsintensiteit..
Een geluidsniveaumeter of decibelmeter is een apparaat dat wordt gebruikt om de geluidsdruk te meten, waarmee de meting in decibel wordt aangegeven. Het is ontworpen om er op dezelfde manier op te reageren als het menselijk oor..
Het bestaat uit een microfoon om het signaal op te vangen, meer circuits met versterkers en filters, die verantwoordelijk zijn voor het adequaat omzetten van dit signaal in een elektrische stroom, en tenslotte een schaal of een scherm om het resultaat van de uitlezing weer te geven..
Ze worden veel gebruikt om de impact van bepaalde geluiden op mens en milieu te bepalen. Bijvoorbeeld geluiden in fabrieken, industrieën, luchthavens, verkeerslawaai en vele andere.
Geluid wordt gekenmerkt door zijn frequentie. Volgens de geluiden die het menselijk oor kan opvangen, worden alle geluiden ingedeeld in drie categorieën: geluiden die we kunnen horen of hoorbaar spectrum, die met frequenties onder de ondergrens van het hoorbare spectrum of infrageluid, en degenen die boven de bovengrens zijn, worden genoemd echografie.
In ieder geval, aangezien geluidsgolven lineair kunnen overlappen, bestaan alledaagse geluiden, die we soms als uniek interpreteren, in feite uit verschillende geluiden met verschillende maar dicht bij elkaar liggende frequenties..
Het menselijk oor is ontworpen om een breed scala aan frequenties op te vangen: tussen 20 en 20.000 Hz, maar niet alle frequenties in dit bereik worden met dezelfde intensiteit waargenomen..
Het oor is gevoeliger in de frequentieband tussen 500 en 6000 Hz.Er zijn echter andere factoren die het waarnemen van geluid beïnvloeden, zoals leeftijd..
Het zijn de geluiden met een frequentie van minder dan 20 Hz, maar het feit dat mensen ze niet kunnen horen, betekent niet dat andere dieren dat niet kunnen. Olifanten gebruiken ze bijvoorbeeld om te communiceren, aangezien infrageluid lange afstanden kan afleggen.
Andere dieren, zoals de tijger, gebruiken ze om hun prooi te verdoven. Infrageluid wordt ook gebruikt bij het detecteren van grote objecten.
Ze hebben frequenties van meer dan 20.000 Hz en worden op veel gebieden gebruikt. Een van de meest opvallende toepassingen van echografie is als medisch hulpmiddel, zowel voor diagnostiek als voor behandeling. De met echografie verkregen beelden zijn niet-invasief en maken geen gebruik van ioniserende straling.
Echo's worden ook gebruikt om fouten in constructies op te sporen, afstanden te bepalen, obstakels tijdens navigatie te detecteren en meer. Dieren maken ook gebruik van echografie, en in feite is zo hun bestaan ontdekt.
Vleermuizen zenden geluidspulsen uit en interpreteren vervolgens de echo die ze produceren om afstanden te schatten en prooien te lokaliseren. Honden van hun kant kunnen ook echo's horen en daarom reageren ze op het fluitje voor honden die hun baasje niet kan horen..
Monofoon geluid is een signaal dat is opgenomen met een enkele microfoon of audiokanaal. Bij het luisteren met een koptelefoon of geluidshoorns horen beide oren precies hetzelfde. Aan de andere kant neemt het stereogeluid signalen op met twee onafhankelijke microfoons..
De microfoons bevinden zich op verschillende posities, zodat ze verschillende geluidsdrukken kunnen opvangen van wat u wilt opnemen.
Dan ontvangt elk oor een van deze sets signalen, en wanneer de hersenen ze verzamelen en interpreteren, is het resultaat veel realistischer dan wanneer je naar monofone geluiden luistert. Het is daarom de geprefereerde methode als het gaat om muziek en film, hoewel monofoon of monogeluid nog steeds op de radio wordt gebruikt, vooral voor interviews en gesprekken..
Muzikaal gezien bestaat homofonie uit dezelfde melodie gespeeld door twee of meer stemmen of instrumenten. Aan de andere kant zijn er in polyfonie twee of meer stemmen of instrumenten van even groot belang die melodieën en zelfs verschillende ritmes volgen. Het resulterende ensemble van deze klanken is harmonieus, zoals de muziek van Bach.
Het menselijk oor onderscheidt hoorbare frequenties als hoog, laag of gemiddeld. Dit is wat bekend staat als de toon geluid.
De hoogste frequenties, tussen 1600 en 20.000 Hz, worden als acute geluiden beschouwd, de band tussen 400 en 1600 Hz komt overeen met geluiden met een middentoon en tenslotte zijn de frequenties in het bereik van 20 tot 400 Hz de bastonen.
Basgeluiden verschillen van hoge tonen doordat de eerste worden waargenomen als diep, donker en dreunend, terwijl de laatste licht, helder, vrolijk en doordringend zijn. Evenzo interpreteert het oor ze als intenser, in tegenstelling tot basgeluiden, die het gevoel van minder intensiteit produceren..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.