Δομικά Υλικά Μάθημα ΙV. Ηχος & Ηχητικά Φαινόμενα II

Transcript

1 Δομικά Υλικά Μάθημα ΙV Ηχος & Ηχητικά Φαινόμενα II

2

3 Συντελεστής Ανάκλασης r Συντελεστής Ανάκλασης r Ο λόγος της ανακλώμενης (W r ) ηχητικής ενέργειας από την επιφάνεια προς την προσπίπτουσα (W i )

4 Συντελεστής Ανάκλασης r Κάθετη Πρόσπτωση z 1 = ακουστική εμπέδηση πρώτου μέσου διάδοσης z 2 = ακουστική εμπέδηση δεύτερου μέσου διάδοσης

5 Συντελεστής Ανάκλασης r Πλάγια Πρόσπτωση θ 1 = γωνία προσπίπτοντος με την κάθετη επιφάνεια θ t = γωνία διαδιδόμενου με την κάθετη επιφάνεια

6 Συντελεστής διάδοσης τ Συντελεστής διάδοσης τ Ο λόγος της ενέργειας που διαδίδεται από την επιφάνεια διαχωρισμού των δύο μέσων (W t ) προς την προσπίπτουσα (W i )

7 Συντελεστής διάδοσης τ Κάθετη Πρόσπτωση τ z 1 = ακουστική εμπεδηση πρώτου μεσου διάδοσης z 2 = ακουστική εμπεδηση δεύτερου μεσου διάδοσης

8 Συντελεστής διάδοσης τ Πλάγια Πρόσπτωση τ θ 1 = γωνία προσπίπτοντος με την κάθετη επιφάνεια θ t = γωνία διαδιδόμενου με την κάθετη επιφάνεια

9 Συντελεστής Απορρόφησης Ο Συντελεστής απορρόφησης αποτελεί μέτρο της ικανότητας μιας επιφάνειας ή ενος υλικού να απορροφά τον ήχο. Για τον προσδιορισμό των ηχητικών παραμέτρων ενός χώρου (π.χ. χρόνος αντήχησης) βασική προϋπόθεση ειναι το ηχητικό πεδίο να είναι τελείως διάχυτο

10 Διάχυση του ηχου - Διάχυτο πεδίο Σε ένα κλειστό χώρο γεμάτο ήχο χωρίς πηγή, αν το τετράγωνο της πίεσης για κάθε επίπεδο κύμα έχει την ίδια μέση τιμή, ανεξάρτητα από την κατεύθυνση, τότε ο ήχος ονομάζεται διάχυτος. Ομαλός ρυθμός μείωσης της ηχητικής ενέργειας οταν μηδενιστεί η πηγή Εκθετικός ρυθμός μείωσης Ιδιος χρόνος αντήχησης σε όλες τις θέσεις του χώρου Ρυθμός μείωσης ανεξάρτητος της κατευθυντικότητας του μικροφώνου

11 Μέθοδοι προσδιορισμού του συντελεστή απορρόφησης Μέθοδος θαλάμου αντήχησης Μέθοδος του σωλήνα σύνθετης αντίστασης Μέθοδος ριπής τόνου

12 Μετρά τη μέση τιμή Διάδοση ΉΉχου Μέθοδοι προσδιορισμού του συντελεστή απορρόφησης Μέθοδος Θαλάμου Αντήχησης Θάλαμος αντήχησης = ένα μεγάλο δωμάτιο με πολύ ανακλαστικους τοίχους, πάτωμα και οροφή. Χρόνος αντήχησης = πολύ μεγάλος Οσο μεγαλύτερος => τόσο ποιο ακριβής μέτρηση Πρότυπο δείγμα π.χ. 1m 2 - Μετριέται ο χρόνος αντήχησης Σύγκριση δύο χρόνων = μονάδες απορρόφησης του υλικού

13 Μέθοδοι προσδιορισμού του συντελεστή απορρόφησης Μέθοδος Θαλάμου Αντήχησης

14 Μέθοδοι προσδιορισμού του συντελεστή απορρόφησης Σωλήνας σύνθετης αντίστασης - Kundt Μέτρηση του συντελεστή απορρόφησης υλικών Σωλήνας στάσιμου κύματος ή σωλήνας σύνθετης αντίστασης Φίλτρο Ταµπλό υποστήριξης είγµα Μεγάφωνο Μικρόφωνο Σωλήνας ανίχνευσης Σωλήνας σύνθετης αντίστασης

15 Μέθοδοι προσδιορισμού του συντελεστή απορρόφησης Σωλήνας σύνθετης αντίστασης - Kundt Φίλτρο Ταµπλό υποστήριξης είγµα Μεγάφωνο Μικρόφωνο Σωλήνας ανίχνευσης Σωλήνας σύνθετης αντίστασης Πίεση P max P min

16 Μέθοδοι προσδιορισμού του συντελεστή απορρόφησης Σωλήνας σύνθετης αντίστασης - Kundt Ο λόγος της μέγιστης πίεσης προς την ελάχιστη για το πρώτο ζεύγος ονομάζεται S wr Ο Συντελεστής απορρόφησης για κάθετη πρόσπτωση είναι:

17 Μέθοδοι προσδιορισμού του συντελεστή απορρόφησης Σωλήνας σύνθετης αντίστασης - Kundt α = κάθετος συντελεστής απορρόφησης

18 Μέθοδοι προσδιορισμού του συντελεστή απορρόφησης Μέθοδος ριπής τόνου Οποιαδήποτε γωνία πρόσπτωσης Χρήση σύντομων παλμών ήχου Μέτρηση σε συνηθισμένα δωμάτια

19 Μέθοδος ριπής τόνου A x Φράγµα B X / 2 X / 2 είγµα

20 Εμπέδηση Η άσκηση περιοδικής δύναμης ή πίεσης σε κάποιο σημείο ενός δυναμικού συστήματος προκαλεί μια περιοδική μεταβολή της θέσης και της ταχύτητας των μερών του συστήματος. Ο λόγος του αίτιου (πίεση ή δύναμη) ως προς το αποτέλεσμα (ταχύτητα) ορίζεται ως η εμπέδηση του συστήματος.

21 Εμπέδηση Η ακουστική εμπέδηση Ζ εκφράζει την δυσκολία διέλευσης των ηχητικών κυμάτων μέσα απο έναλ υλικό και ορίζεται ως το γινόμενο της πυκνότητας ρ του υλικού μέσα στον οποίο διαδίδονται οι ήχοι επί την ταχύτητα c του ήχου μέσα σε αυτό το υλικό: Z = ρc Μονάδα της ακουστικής εμπέδησης είναι το rayl (1 rayl = 1 kg/m2/s).

22 Βασικές ΈΈννοιες Ακουστικής Ηχητική Ένταση I (W/m2) Το πηλίκο της ηχητικής ισχύος που διαπερνά κάθετα µια επιφάνεια προς το εµβαδόν της επιφάνειας ροc = χαρακτηριστική εµπέδηση του µέσου διάδοσης

23 Εμπέδηση Μηχανική Εμπέδηση Ο λόγος μίας δύναμης προς την προκαλούμενη ταχύτητα. Χρησιμοποιείται στην ακουστική για την περιγραφή του μεγέθους της ακτινοβολίας απο ένα μέσο διάδοσης σε μια δονούμενη επιφάνεια.

24 Εμπέδηση Ειδική Ακουστική Εμπέδηση Ο λόγος της ακουστικής πίεσης προς τη προκαλούμενη σωματιδιακή ταχύτητα. Χρησιμοποιείται στην περιγραφή της διάδοσης του ήχου σε συνεχή μέσα (αέρια - υγρά).

25 Εμπέδηση Ειδική Χαρακτηριστική Ακουστική Εμπέδηση ο λόγος της ειδικής ακουστικής εμπεδησης προς την εμπεδηση του αέρα (Ζ ο ) Ζ ο = ρ ο c