Lydspredning

Hva er lydspredning?

De lydspredning Det forekommer alltid i et materielt medium, siden lyd er en langsgående bølge som vekselvis komprimerer og utvider mediummolekylene. Det kan spre seg gjennom luft, væsker og faste stoffer.

Luft er det vanligste middelet for lyd å spre seg. Vibrasjonen produsert av en lydkilde som stemmen eller et horn, overføres i sin tur i alle retninger til de omkringliggende luftmolekylene og er til naboene.

Lydspredning fra en høyttaler til øret

Denne forstyrrelsen forårsaker variasjoner i lufttrykk, og skaper trykkbølger. Disse variasjonene sprer seg, og når de når trommehinnen, begynner det å vibrere og det auditive signalet oppstår.

Bølger transport energi med samme hastighet som forstyrrelsen bærer. I luften sprer for eksempel lyden med en hastighet på omtrent 343.2 m/s under normal temperatur- og trykkforhold, og denne hastigheten er et kjennetegn ved mediet, som vi vil se senere.

Hvordan oppstår lydspredning?

Forplantingen av lyd skjer i utgangspunktet på to måter, den første er lyden som kommer direkte fra kilden som har sin opprinnelse. Det andre er gjennom lydbølgene som gjenspeiles i hindringer som veggene i rommene, og gir opphav til et lydfelt av etterklang.

Disse refleksjonene av lydbølgene kan oppstå mange ganger, og det som tolkes som lyd er det akustiske trykket som følge av det direkte lydfeltet og det etterklangsfeltet.

I denne prosessen gir lydbølgene sin energi til miljøet og demper avstanden til den forsvinner.

Lydforplantningshastighet

Hastigheten som lyden sprer seg i de forskjellige mediene, avhenger av dens egenskaper. De mest relevante er tetthet, elastisitet, fuktighet, saltholdighet og temperatur. Når de endrer seg, lydhastigheten også.

Tettheten til mediet er et mål på tregheten til det samme, noe som innebærer en motstand mot passering av trykkbølgen. Et veldig tett materiale i prinsippet motsetter seg lydens passering.

Kan tjene deg: komprimering: konsept og formler, beregning, eksempler, øvelser

For sin del indikerer elastisitet hvor enkelt det er at mediet gjenoppretter egenskapene når det er forstyrret. I et elastisk medium beveger lydbølger seg lettere enn med et stivt medium, fordi molekyler er mer villige til å vibrere igjen og igjen.

Det er en fysisk størrelse kalt Komprimerbarhetsmodul For å beskrive hvor elastisk er et medium.

Lydhastighetsligning

Generelt sprer lyden seg i et medium med en hastighet gitt av:

Der elastisk egenskap er komprimerbarhet M -modul og eiendom og er tetthet ρ:

Endelig er temperaturen en annen viktig faktor når lyden sprer seg gjennom en gass som luft, som er midlene som de fleste lydbølger sprer seg. Når den ideelle gassmodellen vurderes, avhenger kvotienten B/ρ utelukkende av temperaturen t.

På denne måten er lydhastigheten i luften ved 0 ºC 331 m/s, mens den er 20 ºC, er verdien 343 m/s. Forskjellen blir forklart fordi når temperaturen øker, øker vibrasjonstilstanden også luftmolekylene, noe som letter forstyrrelsen av forstyrrelse.

Forplantning betyr

Lyd er en mekanisk bølge som trenger et materielt medium for å spre. Derfor er det ingen måte for lyden å overføres i tomrommet, i motsetning til elektromagnetiske bølger som kan gjøre det uten store problemer.

Luft

Luft er det vanligste miljøet for lydoverføring, så vel som i andre gasser. Forstyrrelsene overføres av sammenstøt mellom gassformede molekyler, slik at jo høyere tetthet av gassen er, jo mer reiser lyden.

Kan tjene deg: Gravitasjonsenergi: Formler, egenskaper, applikasjoner, øvelserDenne animasjonen viser hvordan lyden sprer seg i luften. Kilden får gassmolekylene til å komprimere og utvide vekselvis

Som vi har sagt før, påvirker temperaturen utbredelsen av lyd i gasser, siden når den er større, er kollisjonene mellom molekyler hyppigere.

I luften er avhengigheten av lydhastigheten V med temperaturen T i Kelvin gitt av:

Mange ganger er temperaturen ikke fordelt homogent på ett sted, for eksempel et konsertsal. Den hotteste luften er nærmere gulvet, mens over publikum kan være opptil 5 ºC kaldere, noe som påvirker lydspredningen i kabinettet, siden lyden beveger seg raskere i områdene mer varm.

Væsker og faste stoffer

I væsker reiser lyden raskere enn i gasser, og i faste stoffer enda mer. For eksempel, i ferskvann og saltvann, begge ved en temperatur på 25 ºC, er lydhastigheten henholdsvis 1493 m/s og 1533 m/s, omtrent fire ganger mer enn i luften, omtrent omtrent omtrent.

Det er lett å sjekke det ved å sette hodet i vannet, så støyen fra fartøymotorene blir hørt mye bedre enn i luften.

Men i faste materialer som stål og glass, kan lyd nå opp til 5920 m/s, derfor kjører de mye bedre.

Enkle lydutbredelseseksperimenter

Lydutbredelse utføres alltid i et materielt medium

Eksperiment 1

Lydbølger forstyrrer konstruktivt eller ødeleggende, med andre ord overlapper hverandre. Denne effekten kan lett oppleves gjennom et enkelt eksperiment:

Materialer

-1 par høyttalere som de som brukes på stasjonære datamaskiner.

-Mobiltelefon som har en installert bølgegeneratorapplikasjon.

-Målebånd

Fremgangsmåte

Eksperimentet utføres i et bredt og klart rom. Foredragsholderne plasseres ved siden av hverandre, med en separasjon på 80 cm og identisk orientering.

Kan tjene deg: hydraulisk presse

Nå er høyttalerne koblet til telefonen og slår begge på med like volum. I generatoren er det valgt en viss frekvens, for eksempel 1000 Hz.

Da må du bevege deg langs linjen som blir med høyttalerne, men opprettholder en separasjon på omtrent 3 m. Det bemerkes umiddelbart at på noen punkter øker lydens intensitet (konstruktiv interferens) i noen punkter og i andre reduseres (destruktiv interferens).

Det blir også observert at når du står på det like store punktet til høyttalerne, er dette alltid et sted for konstruktiv interferens.

Eksperiment 2

Denne opplevelsen, som krever deltakelse fra to personer, tjener til å bekrefte at objekter har funksjoner.

Materialer

2 Identiske tomme flasker.

Fremgangsmåte

Deltakerne må holde flaskene på posisjon og vertikal og en avstand på omtrent 2 m er separert. En av menneskene blåser gjennom flaskenes munn, og påvirker luftstråle skrå, den andre personen holder vertikalt flasken ved siden av øret.

Personen som lytter bemerker umiddelbart at lyden ser ut til å komme fra sin egen flaske, selv om den originale lyden forekommer i flasken som den andre personen blåser. Dette fenomenet kalles resonans.

Opplevelsen kan gjentas hvis flasken til personen som blåser er fylt halvveis. I dette tilfellet er lyden også spilt inn, men mer akutt.

Referanser

1. Grunnleggende miljøstøykonsepter. Gjenopprettet fra: Sicaweb.CEDEX.er.
2. Vitenskapelig chile. Lydspredning. Gjenopprettet fra: Fysisk.Ch.
3. Av kortstokken, til. Hør og se: 61 akustiske og optiske eksperimenter. Utgaver av University of Murcia.
4. Ramón, f. Lyd, temperatur og fuktighet. Gjenopprettet fra: Equaphon-University.nett.
5. Sears, Zemansky. 2016. Universitetsfysikk med moderne fysikk. 14. Ed. Volum 1. Pearson.
6. Syntec. Lydspredning. Gjenopprettet fra: Acdacustics.com.