Aplicatii Ale Fenomenelor Acustice

Aplicații ale Fenomenelor acustice de -Luxi si Chris-

Ce este acustica ? Acustica (grecesțe: akuein ακουειν = a auzi) este știința sunetului. Ca domeniu științific ea tratează totalitatea aspectelor legate de sunet, ca producerea, propagarea, influențarea și analiza sunetului.

Ce este acustica ? De asemenea, acustica studiază interacțiunea sunetului cu materialele, propagarea în spațiu, precum și percepția sunetului și efectele asupra oamenilor și animalelor. Acustica este un domeniu de cercetare și aplicație interdisciplinar, bazat pe diferite discipline, ca fizica, psihologia, fiziologia, tehnica transmisiei de informații, știința materialelor etc. Sunetul se propagă diferit în diverse medii, acestea influențând viteza de propagare și spectrul frecvențelor.

Ce este sunteul ? Din punct de vedere fizic, sunetul are o definiție mai largă, el nefiind legat de senzația auditivă: orice perturbație (energie mecanică) propagată printr-un mediu material sub forma unei unde se numește sunet. În această definiție se includ și vibrații la frecvențe din afara domeniului de sensibilitate al urechii: infrasunete (sub 20 Hz) și ultrasunete (peste 20 kHz).

Fenomene acustice • Ecoul • Rezonanța sonoră • Difracția sunetului • Intereferența undelor sonore • Absorbția undelor sonore

Ecoul Este un fenomen acustic ce constă în repetarea prin reflexie a sunetului emis de o sursă și perceperea lui ca un sunet distinct în raport cu sunetul primar. Pentru ca sunetul reflectat de un obstacol să fie perceput distinct, ca ecou, el trebuie să se întoarcă la ureche după ce a încetat perceperea sunetului inițial.

Când sunetul sau ecoul însuși se reflectă de mai multe ori pe mai multe suprafețe, ecoul este caracterizat ca o reverberație . Deoarece un sunet persistă în ureche cel puțin o zecime de secundă, sunetul reflectat va fi perceput ca ecou doar dacă va ajunge la ureche după cel puțin 1/10 secunde de la perceperea sunetului emis. Pentru ca un sunet foarte scurt să fie perceput ca ecou, distanța până la un obstacol trebuie să fie de cel puțin 17 m, deoarece viteza sunetului în aer este de cca. 340 m/s. Prin urmare, sunetul va parcurge distanța de 2x17=34 m în 1/10 secunde. De aceea, fenomenul ecoului auditiv este observat cel mai bine în munți sau întro sală goală de mari dimensiuni. În Munții Apuseni, o stâncă izolată pe culmea unui munte, unde se formează un ecou, poartă denumirea de „piatră grăitoare”

• Ecourile undelor ultrasonore sunt adesea utilizate la localizarea corpurilor și la determinarea poziției lor exacte, măsurând durata de reîntoarcere la sursă a ecoului, metodă denumită ecolocație. În mediu acvatic procedeul se numește hidrolocație și măsurarea se face cu un aparat denumit sonar. • Pentru a împiedica descoperirea submarinelor în imersiune acestea sunt acoperite cu plăci anecoide, destinate să absoarbă undele sonarului, în acest fel reducând și deformând semnalul reflectat. • O serie de contramăsuri pentru evitarea detectării avioanelor, rachetelor și navelor militare se realizează aplicând tehnologia stealth pentru a obține invizibilitatea radar, prin utilizarea de materiale care absorb undele radar (vopsele pe bază de ferite), de materiale care nu reflectă undele radar (plastice, compozite) și prin forme care reflectă undele radar concentrat în anumite direcții, împiedicând formarea ecoului. • O metodă de obținere a imaginilor medicale, prin utilizarea ecoului în imagistica medicală, se numește ecografie.

Rezonanța sonoră Rezonanța este tendința unui sistem de a oscila cu o amplitudine mai mare la unele frecvențe decât la altele. Frecvențele la care amplitudinea este maximă se numesc frecvențe rezonante sau frecvențe de rezonanță. La aceste frecvențe chiar și forțe mici pot produce oscilații cu o amplitudine mare, deoarece sistemul acumulează energie cinetică, numită aici energie oscilantă. Rezonanța are loc atunci când un sistem poate stoca și transfera ușor energie între două sau mai multe stări(de exemplu energie cinetică și potențială în cazul unui pendul). Totuși există pierderi de energie la fiecare ciclu, numite amortizare.

Rezonanța acustică este o ramură a rezonanței mecanice care analizează oscilațiile mecanice produse la frecvențe auzite de urechea umană, altfel zis de sunete. Pentru oameni, auzul este limitat între frecvențe de 20 Hz și 20kHz. Rezonanța acustică este foarte importantă pentru manufacturierii de instrumente muzicale, deoarece majoritatea instrumentelor muzicale folosesc rezonatori, cum ar fi coarda unei vioare sau chitări, lungimea tubului unui flaut sau fluier și forma și tenisunea aplicată pe membrana unei tobe. La fel ca și rezonanța mecanică, rezonanța acustică poate distruge obiecte supuse rezonanței. • rezonanța acustică a corzilor vocale și instrumentelor muzicale • spargerea unui glas de cristal din cauza unui ton sonor de frecvență corectă(frecvența sa rezonantă)

Difracția sunetului În fizică, difracția se referă la diverse fenomene asociate cu ocolirea de către unde a obstacolelor apărute în calea lor.

Difracția are loc în cazul oricărui tip de undă, inclusiv undele acustice, undele de la suprafața apei, și undele electromagnetice cum ar fi lumina vizibilă, razele x și undele radio. În timp ce difracția are loc întotdeauna când undele întâlnesc obstacole în calea lor de propagare, efectele sale sunt în general cel mai pronunțate în cazul undelor a căror lungime de undă este de ordinul dimensiunii obstacolului.

Intereferența undelor sonore Interferența reprezintă fenomenul de suprapunere a două sau mai multe unde care se întâlnesc într-un punct din spațiu. Pentru a obține un fenomen de interferență staționar, undele trebuie să aibă aceeași frecvență și să fie coerente, adică să aibă o diferență de fază constantă.

Absorbția undelor sonore Atunci când un sunet ajunge pe un material acustic, energia este absorbită şi reflectată, în funcţie de performanţa de absorbţie a sunetului de către material.