е обурення, що представляє собою деякий фізична зміна в середовищі (наприклад, зміна щільності або тиску, зміщення частинок), поширюється в ній у вигляді звукової хвилі. Область фізики, яка розглядає питання виникнення, поширення прийому та обробки звукових хвиль, називається акустикою. Звук може бути нечутним, якщо його частота лежить за межами чутливості людського вуха, або він поширюється в такому середовищі, як тверде тіло, яка не може мати прямого контакту з вухом, або ж його енергія швидко розсіюється в середовищі. Таким чином, звичайний для нас процес сприйняття звуку - лише одна сторона акустики.
Поширення коливального руху в середовищі називається звуковою хвилею. Область середовища, в якому поширюються звукові хвилі, називається звуковим полем. У кожній точці звукового поля при поширенні звукової хвилі буде спостерігатися деформація середовища, тобто зона стиснення і розрядження.
Така деформація призведе до зміни тиску в середовищі. Різниця між атмосферним тиском і тиском в даній точці звукового поля називається звуковим тиском (Р). Звуковий тиск виражається в паскалях (Па). Сила звуку може характеризуватися і кількістю звукової енергії. Середній потік звукової енергії, що проходить в одиницю часу через одиницю поверхні, перпендикулярної до напрямку поширення звукової хвилі, називається інтенсивністю звуку (I). За одиницю вимірювання інтенсивності прийнятий Вт/м2. За одиницю частоти коливань прийнятий герц (Гц), рівний 1 коливанню в секунду.
Інтенсивність звуку I у вільному полі пов'язана з звуковим тиском, Вт/м2
, (1)
де Р - середньоквадратичне значення тиску (Па),
рс - питомий акустичний опір середовища (для повітря - 4,44 Нс/м3, для води - 1,4 х 106 Нс/м3).
Швидкість звуку в газовому середовищі визначається за такою залежністю:
, (2)
де К - показник адіабата (К=1,44),
Р - тиск повітря (Па),
- щільність повітря (кг/м3).
Швидкість звуку залежить від властивостей середовища. Звуки в ізотропному середовищі можуть поширюватися у вигляді сферичних, плоских і циліндричних хвиль. Коли розміри джерела звуку малі в порівнянні з довжиною хвилі, звук поширюється в усіх напрямках у вигляді сферичних хвиль. Якщо розміри джерела більше ніж довжина випромінюваної звукової хвилі, то звук поширюється у вигляді плоскої хвилі. Плоска хвиля утворюється на значних відстанях від джерела будь-яких розмірів. Швидкість звуку в повітрі при t=200 0С і тиску 760 мм рт. ст, V=436 м/с; у воді - 1484 м/с; в сталі - 5000 м/с, в бетоні - 4000 м/с.
Якщо на шляху поширення звукової хвилі зустрічається перешкода, то в силу явища дифракції відбувається огибание хвилями перешкод. Величина огибания тим більше, чим більше довжина хвилі в порівнянні з розмірами перешкоди.
При довжині хвилі меншою розміру перешкоди, спостерігається відображення звукових хвиль і освіту за перешкодою «звуковий тіні» (шумозахисні екрани). Графічне зображення частотного складу шуму називається спектром.
Складно припустити, коли з'явився звук. Не буде помилкою сказати, що він зародився разом із Землею, коли з Хаосу виникла земна твердь, що омивається океанами і обдуваемая вітром. Тварини і люди, населили планету набагато пізніше, здобули можливість вловлювати, розпізнавати, а потім відтворювати звуки. Це було необхідно їм для виживання, оскільки звуки інформували їх про небезпеку.
Багато пізніше, в 1500 році, вчений Галілео Галілей вирішив систематизувати знання людини про звук і заклав основи науки під назвою акустика (від грец. «акуо» - чую). Таким чином, вік акустики 508 років. За цей час акустика значно просунулася у своєму розвитку і сьогодні фахівці виділяють близько 15 розділів акустики.
Загальна (фізична) акустика - теорія випромінювання і поширення звуку в різних середовищах, теорія дифракції, інтерференції і розсіяння звукових хвиль. Лінійні і нелінійні процеси поширення звуку.
Архітектурна акустика - закони поширення звуку в закритих (напіввідкритих, відкритих) приміщеннях, методи управління структурою поля і т. д.
Будівельна акустика - захист від шуму будівель, промислових підприємств (розрахунок конструкцій і споруд, вибір матеріалів і т. д.).
Психо-акустика - основні закони слухового сприйняття, визначення зв'язку об'єктивних і суб'єктивних параметрів звуку, визначення законів розшифровки «звукового образу».
Музична акустика - проблеми створення, поширення і сприйняття звуків, використовуваних в музиці.
Біо-акустика - теорія сприйняття і випромінювання звуку біологічними об'єктами, вивчення слухової системи різни...
