Ljudspread

Vad är ljudspridning?

De ljudspread Det förekommer alltid i ett materiellt medium, eftersom ljudet är en longitudinell våg som växelvis komprimerar och utvidgar mediummolekylerna. Det kan spridas genom luft, vätskor och fasta ämnen.

Luft är det vanligaste medlet för ljud att spridas. Vibrationen som produceras av en ljudkälla som rösten eller ett horn, överförs i sin tur i alla riktningar till de omgivande luftmolekylerna och är till dess grannar.

Ljud spridd från en högtalare till örat

Denna störning orsakar variationer i lufttryck, vilket skapar tryckvågor. Dessa variationer sprids och när de når trumhinnan börjar den vibrera och hörseln inträffar.

Vågor transporterar energi med samma hastighet som störningen bär. I luften till exempel sprids ljudet med en hastighet av cirka 343.2 m/s i normala temperatur- och tryckförhållanden, och denna hastighet är ett kännetecken för mediet, som vi kommer att se senare.

Hur inträffar ljudspridningen?

Förökningen av ljudet sker i princip på två sätt, det första är ljudet som kommer direkt från källan som härstammar från det. Den andra är genom ljudvågorna som återspeglas i hinder som rumens väggar, vilket ger upphov till ett ljudfält av efterklang.

Dessa reflektioner av ljudvågorna kan förekomma många gånger och det som tolkas som ljud är det akustiska trycket som härrör från det direkta ljudfältet och det återklämliga fältet.

I denna process ger ljudvågorna sin energi till miljön och dämpar avståndet tills det försvinner.

Ljudutbredningshastighet

Hastigheten med vilken ljudet sprids i de olika medierna beror på dess egenskaper. De mest relevanta är densitet, elasticitet, luftfuktighet, salthalt och temperatur. När de förändras också ljudets hastighet.

Mediets densitet är ett mått på trögheten på samma, vilket innebär ett motstånd mot tryckvågens passage. Ett mycket tätt material i princip motsätter sig passagen.

Kan tjäna dig: Komprimering: Koncept och formler, beräkning, exempel, övningar

För sin del indikerar elasticitet hur lätt det är att mediet återhämtar sina egenskaper när det är störd. I ett elastiskt medium rör sig ljudvågor lättare än av ett styvt medium, eftersom molekyler är mer villiga att vibrera om och om igen.

Det finns en fysisk storlek som kallas Tryckmodul För att beskriva hur elastisk är ett medium.

Ljudhastighetsekvation

I allmänhet sprids ljudet i ett medium med en hastighet som ges av:

Där elastisk egenskap är komprimerbarhet m -modulen och egenskapen och är densitet ρ:

Slutligen är temperaturen en annan viktig faktor när ljudet sprider sig genom en gas som luft, vilket är de medel som de flesta ljudvågor sprids. När den ideala gasmodellen beaktas beror kvoten B/ρ enbart på dess temperatur t.

På detta sätt är ljudhastigheten i luften vid 0 ° C 331 m/s, medan vid 20 ºC är dess värde 343 m/s. Skillnaden förklaras eftersom när temperaturen ökar stiger vibrationstillståndet för luftmolekylerna också, vilket underlättar störningen av störningar.

Förökning betyder

Ljud är en mekanisk våg som behöver ett materialmedium för att spridas. Därför finns det inget sätt för ljudet att överföras i tomrummet, till skillnad från elektromagnetiska vågor som kan göra det utan större problem.

Luft

Luft är den vanligaste miljön för ljudöverföring, liksom i andra gaser. Störningar överförs av sammanstötningar mellan de gasformiga molekylerna, så att ju högre tätheten på gasen, desto mer är ljudet resor.

Kan tjäna dig: gravitationsenergi: formler, egenskaper, applikationer, övningarDenna animation visar hur ljudet sprids i luften. Källan får gasmolekylerna att komprimera och expandera växelvis

Som vi har sagt tidigare påverkar temperaturen förökningen av ljud i gaser, eftersom när det är större är kollisioner mellan molekyler vanligare.

I luften ges beroendet av hastigheten på ljud V med temperaturen T i Kelvin av:

Många gånger distribueras inte temperaturen homogent på ett ställe, till exempel en konserthus. Den hetaste luften är närmare golvet, medan ovanför publiken kan vara upp till 5 ° C kallare, vilket påverkar spridningen av ljud i höljet, eftersom ljudet rör sig snabbare i områdena mer heta.

Vätskor och fasta ämnen

I vätskor reser ljudet snabbare än i gaser och i fasta ämnen ännu mer. Till exempel, i färskt vatten och saltvatten, både vid en temperatur av 25 ºC, är ljudets hastighet respektive 1493 m/s och 1533 m/s, ungefär fyra gånger mer än i luften, ungefär ungefär ungefär ungefär ungefär ungefär ungefär ungefär ungefär ungefär ungefär ungefär ungefär ungefär ungefär ungefär ungefär ungefär ungefär ungefär ungefär.

Det är lätt att kontrollera det genom att sätta huvudet i vattnet, så att fartygsmotorerna hörs mycket bättre än i luften.

Men i fasta material som stål och glas kan ljudet nå upp till 5920 m/s, därför driver de ljud mycket bättre.

Enkla ljudförökningsexperiment

Ljudutbredning utförs alltid i ett materialmedium

Experiment 1

Ljudvågor stör konstruktivt eller destruktivt, med andra ord, överlappning. Denna effekt kan lätt upplevas genom ett enkelt experiment:

Materiel

-1 par högtalare som de som används på stationära datorer.

-Mobiltelefon som har en installerad våggeneratorapplikation.

-Måttband

Procedur

Experimentet utförs i ett brett och tydligt rum. Högtalarna placeras bredvid varandra, med en separering av 80 cm och identisk orientering.

Kan tjäna dig: hydraulisk press

Nu är högtalarna anslutna till telefonen och båda slås på med lika volym. I generatorn väljs en viss frekvens, till exempel 1000 Hz.

Då måste du gå längs linjen som går med i högtalarna, men upprätthålla en separation på cirka 3 m. Det noteras omedelbart att ljudet på ljudet på vissa punkter ökar (konstruktiv störning) i vissa punkter och i andra minskningar (destruktiv störning).

Det observeras också att när man står vid högtalarnas likvärdiga punkt är detta alltid en plats för konstruktiv störning.

Experiment 2

Denna erfarenhet, som kräver deltagande av två personer, tjänar till att verifiera att objekt har funktioner.

Materiel

2 identiska tomma flaskor.

Procedur

Deltagarna måste hålla sina flaskor i läge och vertikalt och ett avstånd på cirka 2 m separeras. En av människorna blåser genom flaskans mun och påverkar luftstrålen snett, den andra personen håller vertikalt sin flaska bredvid örat.

Personen som lyssnar omedelbart konstaterar att ljudet verkar komma från sin egen flaska, även om det ursprungliga ljudet inträffar i flaskan som den andra blåser. Detta fenomen kallas resonans.

Upplevelsen kan upprepas om flaskan med personen som blåser är fylld halvvägs. I detta fall spelas ljudet också, men mer akut.

Referenser

1. Grundläggande miljöbullerkoncept. Återhämtat sig från: sicaweb.Cedex.är.
2. Vetenskaplig chile. Ljudspread. Återhämtat sig från: fysik.ch.
3. Av däcket, till. Hör och se: 61 akustiska och optiska experiment. Utgåvor av University of Murcia.
4. Ramón, f. Ljud, temperatur och fuktighet. Återhämtat sig från: Equaphon-universitet.netto.
5. Sears, Zemansky. 2016. Universitetsfysik med modern fysik. 14th. Ed. Volym 1. Pearson.
6. Syntek. Ljudspread. Återhämtat sig från: acdacustics.com.