De lyd Det er definert som en forstyrrelse som, når den forplantes i et medium som luft, produserer vekselvis kompresjoner og utvidelser i den. Disse endringene i lufttrykk og tetthet når øret og tolkes av hjernen som hørselsopplevelser..
Lyder har fulgt livet siden oppstarten, og er en del av verktøyene som dyr har for å kommunisere med hverandre og med omgivelsene. Noen mennesker sier at planter også lytter, men i alle fall kunne de oppfatte vibrasjonene i miljøet, selv om de ikke har en lydanordning som høyere dyr.
I tillegg til å bruke lyd til å kommunisere gjennom tale, bruker folk det som et kunstnerisk uttrykk gjennom musikk. Alle kulturer, eldgamle og nyere, har musikalske manifestasjoner av alle slag, der de forteller historier, skikker, religiøse tro og følelser..
Artikkelindeks
På grunn av dens betydning var menneskeheten interessert i å studere dens natur og skapte akustikk, en gren av fysikk dedikert til egenskapene og oppførselen til lydbølger..
Det er kjent at den berømte matematikeren Pythagoras (569-475 f.Kr.) brukte lang tid på å studere høydeforskjellene (frekvensen) mellom lydene. På den annen side hevdet Aristoteles, som spekulerte i alle aspekter av naturen, riktig at lyden besto av utvidelser og kompresjon i luften..
Senere skrev den berømte romerske ingeniøren Vitruvius (80-15 f.Kr.) en avhandling om akustikk og dens anvendelser i byggingen av teatre. Isaac Newton selv (1642-1727) studerte forplantning av lyd i faste medier og bestemte en formel for dens forplantningshastighet.
Over tid gjorde de matematiske beregningsverktøyene det mulig å tilstrekkelig uttrykke all kompleksiteten i bølgene.
I sin enkleste form kan en lydbølge beskrives som en sinusformet bølge som forplantes i tid og rom, som den som er vist i figur 2. Der observeres det at bølgen er periodisk, det vil si den har en form som gjentar seg selv i tide.
Siden det er en langsgående bølge, er forplantningsretningen og retningen som partiklene i det vibrerende mediet beveger seg den samme.
Parametrene til en lydbølge er:
Periode T: er tiden det tar å gjenta en fase av bølgen. I det internasjonale systemet måles det i sekunder.
Syklus: er den delen av bølgen som er inneholdt i perioden og dekker fra ett punkt til et annet som har samme høyde og samme skråning. Det kan være fra en dal til den neste, fra en ås til den neste, eller fra et hvilket som helst punkt til et annet som oppfyller spesifikasjonen som er beskrevet..
Bølgelengde λ: er avstanden mellom en topp og en annen av bølgen, mellom en dal og en annen, eller generelt mellom ett punkt og det neste med samme høyde og skråning. Siden det er en lengde, måles det i meter, selv om andre enheter er mer passende, avhengig av bølgetype..
Frekvens f: er definert som antall sykluser per tidsenhet. Enheten er Hertz (Hz).
Amplitude A: tilsvarer bølgens maksimale høyde i forhold til den horisontale aksen.
Lyden produseres når et objekt som er nedsenket i et materialmedium vibreres, som vist i den nedre delen av figur 2. Den stramme membranen til høyttaleren til venstre vibrerer og overfører forstyrrelsen gjennom luften til den når lytteren.
Når forstyrrelsen sprer seg, overføres energi til molekylene i miljøet, som samhandler med hverandre, gjennom utvidelser og kompresjoner. Et materielt medium er alltid nødvendig for forplantning av lyd, det være seg fast, væske eller gass.
Når forstyrrelsen i luften når øret, får variasjoner i lufttrykket trommehinnen til å vibrere. Dette gir opphav til elektriske impulser som overføres til hjernen gjennom hørselsnerven, og en gang der blir impulsene oversatt til lyd.
Hastigheten til mekaniske bølger i et gitt medium følger dette forholdet:
For eksempel når du forplantes i en gass som luft, kan lydhastigheten beregnes som:
Når temperaturen øker, øker lydens hastighet, siden molekylene i mediet er mer villige til å vibrere og overføre vibrasjonen gjennom bevegelsene. Presset derimot påvirker ikke verdien.
Vi har allerede sett at tiden det tar for bølgen å fullføre en syklus er perioden, mens avstanden i den tidsperioden er lik en bølgelengde. Derfor er lydhastigheten v definert som:
v = λ / T
På den annen side er frekvensen og perioden relatert, den ene er den omvendte av den andre, slik:
f = 1 / T
Som leder til:
v = λ.f
Det hørbare frekvensområdet hos mennesker er mellom 20 og 20.000 Hz, derfor er lydbølgelengden mellom 1,7 cm og 17 m når verdiene i ligningen ovenfor erstattes.
Disse bølgelengdene er på størrelse med vanlige gjenstander, som påvirker lydens forplantning, siden den er en bølge, opplever den refleksjon, refraksjon og diffraksjon når den møter hindringer.
Å oppleve diffraksjon betyr at lyd påvirkes når den møter hindringer og åpninger som har samme størrelse som bølgelengden eller mindre..
Basslyder kan spre seg bedre over lange avstander, og det er grunnen til at elefanter bruker infralyd (svært lavfrekvente lyder, uhørbare for det menneskelige øret) for å kommunisere over sine enorme territorier..
Også når det er musikk i et nærliggende rom, høres bassen bedre enn diskanten, fordi bølgelengden er omtrent på størrelse med dører og vinduer. På den annen side går høye lyder lett tapt når de forlater rommet og slutter derfor å bli hørt.
Lyd består av en serie komprimeringer og sjeldne forandringer av luften, på en slik måte at lyden forårsaker økning og reduksjon i trykk når den forplantes. I det internasjonale systemet måles trykket i pascal, som forkortes Pa.
Det som skjer er at disse endringene er veldig små sammenlignet med atmosfæretrykk, som er verdt omtrent 101.000 Pa.
Selv de høyeste lydene gir svingninger på så lite som 20-30 Pa (smerteterskel), en ganske liten mengde i sammenligning. Men hvis du kan måle disse endringene, har du en måte å måle lyden på.
Lydtrykk er forskjellen mellom atmosfæretrykk og lyd og atmosfæretrykk uten lyd. Som vi har sagt produserer de høyeste lydene lydtrykk på 20 Pa, mens de svakeste forårsaker ca. 0,00002 Pa (lydterskel).
Siden rekkevidden av lydtrykk omfatter flere krefter på 10, bør en logaritmisk skala brukes for å indikere dem..
På den annen side ble det eksperimentelt bestemt at folk oppfatter endringer i lyder med lav intensitet mer merkbart enn endringer i samme størrelse, men i intense lyder..
For eksempel, hvis lydtrykket øker med 1, 2, 4, 8, 16…, oppfatter øret økning på 1, 2, 3, 4 ... i intensitet. Av denne grunn er det praktisk å definere en ny størrelse som kalles lydtrykknivå (Lydtrykknivå) LP, definert som:
LP = 20 logg (s1 / Peller)
Hvor Peller er referansetrykket som blir tatt som hørselsterskel og P1 er den bety effektivt trykk eller RMS-trykk. Dette RMS eller gjennomsnittstrykk er det øret oppfatter som den gjennomsnittlige energien til lydsignalet.
Resultatet av ovennevnte uttrykk for LP, når evaluert for forskjellige verdier av P1, er gitt i desibel, en dimensjonsløs mengde. Å uttrykke lydtrykknivået som dette er veldig praktisk, fordi logaritmer konverterer store tall til mindre, mer håndterbare tall..
I mange tilfeller foretrekkes det imidlertid å bruke lydintensitet for å bestemme desibel, ikke lydtrykk.
Lydintensitet er energien som strømmer i ett sekund (kraft) gjennom en enhetsflate orientert vinkelrett på retningen bølgen forplantes i. Som lydtrykk er det en skalar mengde og betegnes som I. Enhetene til I er W / mto, det vil si effekt per arealeenhet.
Det kan vises at lydintensiteten er proporsjonal med kvadratet til lydtrykket:
Jeg = Pto / ρc
I dette uttrykket er ρ tettheten til mediet og c er lydens hastighet. Og så lydintensitetsnivå LJeg Hva:
LJeg = 10 logg (I1 / JEGeller)
Som også uttrykkes i desibel og noen ganger er betegnet med den greske bokstaven β. Referanseverdien Ieller er 1 x 10-12 W / mto. Dermed representerer 0 dB den nedre grensen for menneskelig hørsel, mens smerteterskelen er 120 dB..
Siden det er en logaritmisk skala, må det understrekes at små forskjeller i antall desibel utgjør en stor forskjell når det gjelder lydintensitet..
En lydnivåmåler eller et desibelmeter er en enhet som brukes til å måle lydtrykk, som indikerer målingen i desibel. Det er designet for å svare på det på samme måte som det menneskelige øret ville..
Den består av en mikrofon for å samle signalet, flere kretser med forsterkere og filtre, som er ansvarlig for å transformere dette signalet tilstrekkelig til en elektrisk strøm, og til slutt en skala eller en skjerm for å vise resultatet av avlesningen..
De brukes mye for å bestemme hvilken innvirkning visse lyder har på mennesker og miljø. For eksempel støy i fabrikker, næringer, flyplasser, trafikkstøy og mange andre.
Lyd er preget av frekvensen. I følge de som det menneskelige øret kan fange, er alle lyder klassifisert i tre kategorier: de som vi kan høre eller hørbart spekter, de med frekvenser under den nedre grensen for det hørbare spekteret eller infralyd, og de som er over den øvre grensen, kalt ultralyd.
I alle fall, siden lydbølger kan overlappe lineært, består hverdagslyder, som vi noen ganger tolker som unike, av forskjellige lyder med forskjellige, men tette frekvenser..
Det menneskelige øret er designet for å ta opp et bredt spekter av frekvenser: mellom 20 og 20 000 Hz, men ikke alle frekvenser i dette området oppfattes med samme intensitet..
Øret er mer følsomt i frekvensbåndet mellom 500 og 6000 Hz, men det er andre faktorer som påvirker evnen til å oppfatte lyd, for eksempel alder..
Det er lydene hvis frekvens er mindre enn 20 Hz, men det faktum at mennesker ikke kan høre dem betyr ikke at andre dyr ikke kan. For eksempel bruker elefanter dem til å kommunisere, siden infralyd kan reise lange avstander.
Andre dyr, som tigeren, bruker dem til å bedøve byttet. Infralyd brukes også til påvisning av store gjenstander.
De har frekvenser større enn 20.000 Hz og brukes mye i mange felt. En av de mest bemerkelsesverdige bruken av ultralyd er som et medisinverktøy, både diagnostisk og behandling. Bildene som er oppnådd ved ultralyd er ikke-invasive og bruker ikke ioniserende stråling.
Ultralyd brukes også til å finne feil i strukturer, bestemme avstander, oppdage hindringer under navigering og mer. Dyr bruker også ultralyd, og faktisk ble det slik deres eksistens ble oppdaget.
Flaggermus avgir lydpulser og tolker deretter ekkoet de produserer for å estimere avstander og finne byttedyr. På sin side kan hunder også høre ultralyd, og det er derfor de svarer på fløyten for hunder som eieren ikke kan høre..
Monofonisk lyd er et signal som er tatt opp med en enkelt mikrofon eller lydkanal. Når du lytter med hodetelefoner eller lydhorn, hører begge ørene nøyaktig det samme. På den annen side tar den stereofoniske lyden opp signaler med to uavhengige mikrofoner..
Mikrofonene er plassert i forskjellige posisjoner slik at de kan hente forskjellige lydtrykk av det du vil spille inn.
Så mottar hvert øre et av disse settene med signaler, og når hjernen samles og tolker dem, er resultatet mye mer realistisk enn når man lytter til monofoniske lyder. Det er derfor den foretrukne metoden når det gjelder musikk og film, selv om monofonisk eller monolyd fortsatt brukes på radioen, spesielt til intervjuer og samtaler..
Musikalsk sett består homofoni av den samme melodien spilt av to eller flere stemmer eller instrumenter. På den annen side er det i polyfoni to eller flere stemmer eller instrumenter av like stor betydning som følger melodier og til og med forskjellige rytmer. Det resulterende ensemblet av disse lydene er harmonisk, for eksempel musikken til Bach.
Det menneskelige øret diskriminerer hørbare frekvenser som høye, lave eller middels. Dette er det som er kjent som tone lyd.
De høyeste frekvensene, mellom 1600 og 20 000 Hz, betraktes som akutte lyder, båndet mellom 400 og 1600 Hz tilsvarer lyder med middels tone og til slutt er frekvensene i området 20 til 400 Hz basstonene.
Basslyder skiller seg fra diskant ved at førstnevnte oppfattes som dype, mørke og blomstrende, mens de sistnevnte er lyse, klare, glade og piercing. På samme måte tolker øret dem som mer intense, i motsetning til basslyder, som gir en følelse av mindre intensitet..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.