Click here to load reader

Fizička akustika 1

  • View
    129

  • Download
    16

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Fi z i č ka i fi z iolo š ka a kustika. Fizička akustika 1. Akustika. Akustika je deo fizike koji se bavi zvukom. U akustiku spadaju: fizička akustika, akustika prostorija, fiziološka akustika, elektroakustika, muzička akustika, podvodna akustika i td. Zvuk. - PowerPoint PPT Presentation

Text of Fizička akustika 1

  • Fizika akustika 1Fizika i fizioloka akustika

  • AkustikaAkustika je deo fizike koji se bavi zvukomU akustiku spadaju: fizika akustika, akustika prostorija, fizioloka akustika, elektroakustika, muzika akustika, podvodna akustika i td.

  • ZvukZvuk nastaje kada u elastinoj sredini, pod dejstvom sile, nastupi promena poloaja njenih estica (estica sredine). Nastajanje i prostiranje zvuka mogue je samo u gasovitim, tenim i vrstim sredinama.U vakuumu nema zvuka.

  • Zvuk nastaje kao rezultat mehanikih vibracija, koje se prenose pomeranjem estica vazduhaNastajanje zvukaPri ovome se estice vazduha pomeraju oko svog ravnotenog poloaja

  • estice sredine (ovde vazduha) osciluju pomerajui se u uskim granicama oko svoga poloaja ravnotee a na daljinu se prenose samo nastale promene. Prenoenje zvukaDakle: Pomeranje estica vazduha prenosi se sa jedne na drugu i tako nastaju zvuni talasi

  • Pojava je sasvim slina talasima na vodi koji bi se dobili kada bi se u vodu ubacio kamen.

    Slino vetar stvara talase koji se prostiru kroz itno polje ali pri tome glava svake stabljike samo vibrira napred nazad.

    Zvuk se prostire kroz vazduh usled elastinih i inercijalnih sila koje deluju na estice vazduha, od kojih svaka ostaje u okolini svoga poloaja ravnotee.Prenoenje prostiranje zvuka

  • Zvuni talasi Poremeaj estica vazduha u neposrednoj blizini klipa prenee se na susedne estice usled elastinosti vazduha i njihovih medjusobnih sudara i prenoenja energije sa jedne na drugu.

  • Zvuni talasiSabijanje estica vazduha dovodi do poveanja a njihovo razredjivanje do smanjena pritiska vazduha.

  • Zvuni talasi: sferni, ravniRavni talasi talasni ftont ravanNa velikoj udaljenosti od izvora sferni talasi ptrelaze u ravneSferni talasi takasti izvor; talasni front sfera; esti su u prirodi.

  • zapamtiti

    SFERNI TALAS stvara tzv. ta-kasti izvor. Sferni talas se iri od izvora u prostor u svim pravcima.

    TAKASTI IZVOR ZVUKA se moe zamisliti kao pulsirajualopta (menja zapreminu po nekoj zakonitosti ).

    RAVNI TALAS je zvuni talaskod koga je povrina koja osci-luje ravna (klip, membrana). Kod sfernog talasa se udalja-vanjem od izvora talasni front ispravlja i na dovoljnomrastojanju od izvora sferni talas prelazi u ravni.

  • Poveanje i smanjenje, pritiska vazduha se superponira na atmosferski pritisak koji deluje u vazduhu.

    Izazvane promene stalnog atmosferskog pritiska nazivaju se zvunim ili akustikim pritiskom. Zvuni pritisak dakle predstavlja promenljivu komponentu ukupnog pritiska.

    Ova komponenta je veoma mala u odnosu na stalni atmosferski pritisak. Najslabiji zvuk koji ljudsko uho moe da uje (oko 20 Pa) je puta manji od atmosferskog pritiska.Zvuni akustiki pritisak

  • Audio ureaji (mikrofoni) se prave tako da reaguju ba na male promene atmosferskog pritiska.Zvuni pritisak se izraava u paskalima Pa : 1 Pa = 1 N/m2 = 10-5 bar = 10 mbar ZapamtitiZvuni pritisak ima mnogo manju vrednost od atmosfrskog

  • Frekvencija, period i talasna duina zvukaBroj promena u jedinici vremena kod ovakvih talasa daje frekvenciju zvuka. Frekvencija se obeleava sa f i izraava u hercima (Hz). ujini zvuk pokriva frekvencije od oko 20 Hz do 20 kHz. Trajanje jedne potpune promene zvunog talasa (od datog trenutka pa do vraanja u identino stanje) naziva se perioda i obeleava sa T. Drugim reima, to je put koji predje jedan zvuni talas za vreme koje je jednako periodi zvuka. Talasna duina se obeleava sa i izraava u metrima.

  • Z a p a m t i t i

    Zvuk koji oveije uvo uje nastaje ako je broj oscilacija u se-kundi od 20 do 20 000.

    Akustika se uopte bavi prouavanjem pojava u ujnom op-segu ( 20 20 000 Hz ).

    U irem smislu akustika je i: - infrazvuk ( ispod 20 Hz ) - ultrazvuk ( iznad 20 000 Hz )

  • Frekvencija i talasna duina zvuka

  • Ova velika razlika talasne duine akustikih signala igra vanu ulogu u svim oblastima akustike.Npr.: odnos i dimenzija zvunika mnogo utie na karakte-ristike zraenja tog elektroakustikog pretvaraa.Z a p a m t i t i

  • Brzina zvuka Na temperaturi od 22 C brzina zvuka je c (22 C) = 345 m/s.U vazduhuNa temperaturi od 20 C brzina zvuka je c (20 C) = 343 m/s.

  • Brzina zvuka U razliitim materijalima

    MaterijalBrzina zvuka (m/s)Vazduh, 22 C345Voda1480Pleksiglas1800Drvo, meko3350Beton3400elik5050Aluminijum5150Staklo5200Gips ploe6800

  • Brzina zvuka ne zavisi od: - frekvencije - sloenosti zvunog signalaBrzina zvuka zavisi od temperature, raste sa poveanjem temperaturePri prostiranju zvunih talasa estice vazduha osciluju oko svog ravnotenog poloaja brzinom v koja je mnogo manja od brzine prostiranja zvunih talasa c ( 100 do 1000 puta manja ).Z a p a m t i t i

  • Intenzitet zvukaIntenzitet zvuka je ona koliina akustike energije koja u jedinici vremena proe kroz jedininu povrinu normalnu na pravac prostiranja zvunih talasa. Kada poznajemo snagu zvunog izvora moemo da odredimo intenzitet zvuka, na rastojanju r, na sledei nain:Akustika snaga koju ovek stvara pri normalnom govoru je oko 10W. Pri pojaanom govoru akustika snaga oveka, kao izvora zvuka, moe biti do 100W. Intenzitet zvuka se moe izraziti i preko zvunog pritiska

  • Prost i sloen zvuk

  • um

  • Beli i roze umBeli (gore) i roze (dole) um; amplitudski spektri - pune linije, nivo po oktavama isprekidane linije

  • Slabljenje zvuka1. Intenzitet zvuka opada sa kvadratom rastojanja, odnosno pritisak opada sa rastojanjem, to je posledica irenja talasa i prenoenja akustike energije na sve vei broj estica vazduha.

  • Pri prostiranju zvunih talasa kroz vazduh, pored slabljenja usled irenja talasa, javlja se i dopunsko slabljenje kao posledica gubitaka akustike energije. Na ovo, dopunsko slabljenje, utie vie faktora, meu kojima su najvaniji viskoznost vazduha, odvoenje toplote i pojave rezonancije u molekulima, refleksija od zemlje, uticaj gradijenta temperature, uticaj vetra, uticaj slualaca i td. Jo - intenzitet zvuka na odreenom mestu, bez uticaja dopunskih faktora, a m - koeficijent slabljenja koji zavisi od frekvencije Slabljenje zvuka

  • Visina tonaOseaj visine tona proporcionalan je osnovnoj frekvenciji zvuka. Uho je vrlo osetljivo na promenu ove frekvencije, slika dole. U opsegu frekvencija od 400 Hz do 7 kHz osetljivost uha na promenu visine tona priblino konstantna. Ispod i iznad ovog opsega frekvencija osetljivost uha je manja.

  • Jaina zvukaOseaj jaine zvuka zavisi od veliine zvunog pritiska.

    Granica ispod koje uho vie ne moe da oseti postojanje zvuka naziva se pragom ujnosti. Prag ujnosti na 1000 Hz iznosi 20 uPa i uzima se kao nulti nivo zvuka.

    Objektivna jaina zvuka u akustici se umesto u paskalima (Pa) izraava u dB u odnosu na ovu vrednost.

  • ujno podruje uha

  • Subjektivna jaina zvuka

  • Sndardizovane frekvencijske korekcione karakeristike za merenje subjektivnog nivoa zvuka

  • Smer zvunih talasaIz razlika u intenzitetu i fazi centar za sluh omoguava oveku da vrlo precizno odredi smer dolaska zvunih talasa.

  • Zakon prvog talasnog frontaPoznato je da uho ima osobinu da se orijentie prema prvom zvuku koji do njega dodje - tzv Haas-ov efekat ili zakon prvog talasnog fronta.

  • Naknadno pristigli zvuk moe biti i veeg nivoa (ak i do 10 dB) i moe doi iz raziitog pravca ali ga uho nee konstatovati ako je njegovo kanjenje u granicama prikazanim na slici desno. Pravac dolaska zvuka bie i dalje vezan za pravac dolaska prve komponente, zbog ega se ova pojava i naziva zakomon prvog talasnog fronta ili efekat prvenstva. Zakon prvog talasnog fronta efekat prvenstva

  • Sva zvuna energija koja stigne u okviru prvih 30 ms subjektivno e biti dodata energiji prve pristigle komponente. Drugim reima, izgledae nam kao da je prva pristigla zvuna komponenta znatno vee energije nego to je njena sopstvena energija. Uho se ovde ponaa kao integrator zvune energije stvarajui utisak glasnijeg odnosno punijeg zvuka. Zona ispod prvih 30 ms se naziva zona fuzije (stapanja) ili zona integracije uha. Zona integracije uha

    **********************************