Az akusztika olyan tudományág, amely mechanikai rezgések és hullámok levegőben, folyadékokban és szilárd testekben való keletkezésével és azok terjedésével foglalkozik.

Alkalmazási területei közé tartozik a térakusztika, mely az épületekbe, termekbe beszűrődő vagy azokban keletkező hangok egészséget nem károsító mértékre való csökkentésével, valamint előadótermek, színháztermek, hangversenytermek, mozitermek esetén a terem belső kiképzéséből eredő hangtorzítás csökkentésével foglalkozik. Az elektroakusztika a hangok elektromos úton történő keltésével (pl. elektromos hangszerek), erősítésével, visszaadásával foglalkozik.

A műszaki akusztika a gépek, berendezések által keltett zaj (hangteljesítményszint) elemzésével, csökkentésével, a csővezetéken, légcsatornákban áramló közegekben keletkező zajjal, a falakon és födémszerkezetekben terjedő zajjal (testhanggal), továbbá a zajcsökkentés műszaki módszereivel, a hanggátló és hangcsillapító szerkezetek számításaival és tervezésével foglalkozik. A huzamos emberi tartózkodásra szolgáló helyiségekben (munkahelyeken, lakóhelyiségekben) megengedhető maximális zajszintek (hangnyomásszintek) értékét nemzetközi (EN, ISO) és magyar (MSZ) szabványok rögzítik. ICS 01.060 fizikai mennyiségként, 17.140 műszaki szempontból

Az akusztika elemei Az akusztikai rezgéseknek két eleme van. A terjedés és a rezgés; mechanikai értelemben rugalmas közegre vonatkoztatva, hangtani értelemben hangrezgésre vonatkoztatva. A terjedés elemi egysége térfogat, amely végtelenül kis térfogatú egység, mértékegysége a köbméter. Fontosságát a hangáram (tehát időderiváltja) jelenti, melynek mértékegysége a m3/s. A rezgés elemi egysége az elmozdulásra képes pont helyzete, ennek elmozdulásának mértékegysége m. Szokásos a hosszirányú és keresztirányú elmozdulást külön tárgyalni. A szilárdtest fizikában ilyen a fonon. Fontosságát az elmozdulás sebessége (tehát időderiváltja) jelenti, amelynek mértékegysége a m/s. A hangtanban a részecske mozgása szuperponálódik a terjedésére. Például a hang terjedési sebessége 331 m/s, ehhez adódik a részecskesebesség, például 0,003 m/s (alapértelmezésben ezt szinuszos rezgésként tárgyalják).

A közeg szerinti megkülönböztetés az impedancia esetén látható (itt c a terjedési sebesség). A rugalmas közegben értelmezhető mechanikai impedanciát az erő értékéből számítjuk. , mértékegysége Hang esetén az akusztikus impedanciát a hangnyomásból számítjuk , mértékegysége Terjedési sebesség

gázokban (κ a fajlagos hőkapacitások viszonya, p a nyomás, v a fajlagos térfogat) elasztikus közegben hosszirányú (longitudinális) elasztikus közegben keresztirányú (transzverzális) ahol E a rugalmassági modulus, G a nyíró rugalmassági modulus és ρ a sűrűség

Megkülönböztetünk hajtóerőket és áramokat. Erő jellegű mennyiség például a hangnyomás. Minden erő jellegű mennyiséghez rendelhető szint, például a hangnyomásszint. Ezek jele az angol level (szint) szóra utaló L betű. A szintek alapértéke általában az emberi halláshatárhoz tartozó érték, például 20 μPa (folyadékoknál és elasztikus testeknél 1 μPa). Szinuszos mennyiségként értelmezzük ezért ez a hangnyomás effektív értéke (négyzetes középértéke), tehát nem a csúcsértéke.

Akusztikai mennyiségek ξ amplitúdó m (instaneous particle displacement) ξ hatásos amplitúdó (square root of particle displacement) c terjedési sebesség m/s (speed of sound) v részecskesebesség m/s (particle velocity) p hangnyomás Pa (sound pressure) J hangintenzitás W/m2 (sound intensity) qV hangáram m3/s (sound energy flux) P hangteljesítmény W (sound power) E hangenergia-sűrűség W s/m3 (sound energy density) Z mechanikai impedancia N s/m (mechanical impedance) Z akusztikai impedancia N s/m3 (acoustic impedance) E hangterhelés (sound exposure) L fentiek értékének logaritmusa egy választott alapszinthez viszonyítva (sound pressure level, stb.)

Szakterületei

A Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság az alábbi szakterületeket tárgyalja 801-21 Általános meghatározások 801-22 Szintek 801-23 Átvitel és terjedés 801-24 Rezgések 801-25 Jelátalakítók és távadók 801-26 Mikrofonok 801-27 Hangszórók és fülhallgatók 801-28 Mérőeszközök 801-29 Fiziológiai akusztika 801-30 Zenei akusztika 801-31 Épületek akusztikája 801-32 Víz alatti akusztika A meghatározások angolul és franciául szerepelnek; az alternatív kifejezések arabul, németül, spanyolul, finnül, olaszul, koreai és japán nyelven, lengyelül, portugálul, svédül és kínaiul. Jegyzetek

Források Fizikai és műszaki alapok

Irodalom

M. Crocker (editor), 1994. Encyclopedia of Acoustics (Interscience) Farina, Angelo; Tronchin, Lamberto (2004). Advanced techniques for measuring and reproducing spatial sound properties of auditoria. Proc. of International Symposium on Room Acoustics Design and Science (RADS), 11–13 April 2004, Kyoto, Japan. Article L. E. Kinsler, A. R. Frey, A. B. Coppens, and J. V. Sanders, 1999. Fundamentals of Acoustics, fourth edition (Wiley) Philip M. Morse and K. Uno Ingard, 1986. Theoretical Acoustics (Princeton University Press). Allan D. Pierce, 1989. Acoustics: An Introduction to its Physical Principles and Applications (Acoustical Society of America).

D. R. Raichel, 2006. The Science and Applications of Acoustics, second edition (Springer). eISBN 0-387-30089-9

E. Skudrzyk, 1971. The Foundations of Acoustics: Basic Mathematics and Basic Acoustics (Springer).

További információk

Acoustical Society of America Institute of Acoustic in UK National Council of Acoustical Consultants Institute of Noise Control Engineers

Kategória:Akusztika