Geluidspreiding

Wat is geluidspreiding?

De geluidspreiding Het komt altijd voor in een materiaalmedium, omdat geluid een longitudinale golf is die afwisselend de middelgrote moleculen comprimeert en uitbreidt. Het kan zich verspreiden door lucht, vloeistoffen en vaste stoffen.

Lucht is de meest voorkomende middelen voor het verspreiden van geluid. De trillingen geproduceerd door een geluidsbron zoals de stem of een hoorn, wordt op zijn beurt in alle richtingen overgedragen aan de omliggende luchtmoleculen en zijn naar zijn buren.

Geluid verspreid van een luidspreker naar het oor

Deze verstoring veroorzaakt variaties in luchtdruk, waardoor drukgolven ontstaan. Deze variaties verspreiden zich en wanneer ze het trommelvlies bereiken, begint het te trillen en treedt het auditieve signaal op.

Golven transporteren energie met dezelfde snelheid die verstoring draagt. In de lucht bijvoorbeeld, verspreidt het geluid zich met een snelheid van ongeveer 343.2 m/s in normale temperatuur- en drukomstandigheden, deze snelheid is een kenmerk van het medium, zoals we later zullen zien.

Hoe vindt het geluidspread plaats?

De verspreiding van geluid vindt in principe op twee manieren plaats, de eerste is het geluid dat rechtstreeks uit de bron komt die het voortkomt. De tweede is door de geluidsgolven die worden weerspiegeld in obstakels zoals de muren van de kamers, wat leidt tot een geluidsveld van galm.

Deze reflecties van de geluidsgolven kunnen vele malen optreden en wat wordt geïnterpreteerd als geluid is de akoestische druk die voortvloeit uit het directe geluidsveld en het galmveld.

In dit proces geven de geluidsgolven hun energie aan de omgeving en verzwakken de afstand totdat deze verdwijnt.

Gevoedingssnelheid

De snelheid waarmee geluid zich in de verschillende media verspreidt, hangt af van de eigenschappen. De meest relevante zijn dichtheid, elasticiteit, vochtigheid, zoutgehalte en temperatuur. Wanneer ze veranderen, ook de snelheid van het geluid.

De dichtheid van het medium is een maat voor de traagheid van hetzelfde, wat een weerstand impliceert tegen de doorgang van de drukgolf. Een zeer dicht materiaal in principe verzet zich tegen de passage van het geluid.

Kan u van dienst zijn: Compressie: concept en formules, berekening, voorbeelden, oefeningen

Van zijn kant geeft elasticiteit aan hoe gemakkelijk het is dat het medium zijn eigenschappen herstelt zodra het is gestoord. In een elastisch medium bewegen geluidsgolven gemakkelijker dan door een star medium, omdat moleculen meer bereid zijn om steeds opnieuw te trillen.

Er is een fysieke omvang genoemd Samendrukbaarheidsmodule Om te beschrijven hoe elastisch een medium is.

Sound Speed ​​-vergelijking

Over het algemeen verspreidt het geluid zich in een medium met een snelheid gegeven door:

Waar elastische eigenschap de samendrukbaarheid M -module en eigenschap is en dichtheid ρ is:

Ten slotte is de temperatuur een andere belangrijke factor wanneer het geluid zich door een gas zoals lucht verspreidt, wat het middel is waardoor de meeste geluidsgolven zich verspreiden. Wanneer het ideale gasmodel wordt overwogen, hangt het quotiënt B/ρ alleen af ​​van de temperatuur T.

Op deze manier is de snelheid van het geluid in de lucht bij 0ºC 331 m/s, terwijl de waarde bij 20 ºC 343 m/s is. Het verschil wordt verklaard omdat wanneer de temperatuur toeneemt, de trillingstoestand van de luchtmoleculen ook stijgt, waardoor de doorgang van verstoring wordt vergemakkelijkt.

Voortplanting betekent

Geluid is een mechanische golf die een materiaalmedium nodig heeft om te verspreiden. Daarom is er geen manier voor het geluid dat in de leegte wordt overgedragen, in tegenstelling tot elektromagnetische golven die dit kunnen doen zonder groot probleem.

Lucht

Lucht is de meest voorkomende omgeving voor geluidstransmissie, evenals in andere gassen. De verstoringen worden overgedragen door botsingen tussen de gasvormige moleculen, zodat hoe hoger de dichtheid van het gas, hoe meer het geluid reist.

Kan u van dienst zijn: Gravitational Energy: formules, kenmerken, toepassingen, oefeningenDeze animatie laat zien hoe geluid zich in de lucht verspreidt. De bron zorgt ervoor dat de gasmoleculen afwisselend comprimeren en uitbreiden

Zoals we al eerder hebben gezegd, beïnvloedt de temperatuur de verspreiding van geluid in gassen, omdat wanneer het groter is, botsingen tussen moleculen vaker voorkomen.

In de lucht wordt de afhankelijkheid van de snelheid van geluid V met de temperatuur T in kelvin gegeven door:

Vaak wordt de temperatuur niet homogeen verdeeld op één plek, bijvoorbeeld een concertzaal. De heetste lucht is dichter bij de vloer, terwijl boven het publiek tot 5 º C kouder kan zijn, wat de verspreiding van geluid in de behuizing beïnvloedt, omdat het geluid sneller beweegt in de meer heet gebieden.

Vloeistoffen en vaste stoffen

In vloeistoffen reist het geluid sneller dan in gassen, en in vaste stoffen nog meer. Bijvoorbeeld, in zoet water en zout water, zowel bij een temperatuur van 25 ºC, is de geluidssnelheid respectievelijk 1493 m/s en 1533 m/s, ongeveer vier keer meer dan in de lucht, ongeveer ongeveer ongeveer ongeveer.

Het is gemakkelijk om het te controleren door het hoofd in het water te steken, zodat het geluid van de vaartmotoren veel beter is dan in de lucht.

Maar in vaste materialen zoals staal en glas, kan geluid tot 5920 m/s bereiken, daarom rijden ze veel beter.

Eenvoudige geluidspropagatie -experimenten

Geluidspropagatie wordt altijd uitgevoerd in een materiaalmedium

Experiment 1

Geluidsgolven interfereren constructief of destructief, met andere woorden, overlappen elkaar. Dit effect kan gemakkelijk worden ervaren door een eenvoudig experiment:

Materialen

-1 paar luidsprekers zoals die gebruikt op desktopcomputers.

-Mobiele telefoon met een geïnstalleerde golfgeneratortoepassing.

-Meetlint

Procedure

Het experiment wordt uitgevoerd in een brede en heldere kamer. De luidsprekers worden naast elkaar geplaatst, met een scheiding van 80 cm en identieke oriëntatie.

Kan u van dienst zijn: hydraulische pers

Nu zijn de luidsprekers verbonden met de telefoon en worden beide met gelijke volume ingeschakeld. In de generator wordt een bepaalde frequentie geselecteerd, zoals 1000 Hz.

Dan moet je langs de lijn gaan die zich bij de luidsprekers aansluit, maar een scheiding van ongeveer 3 m behouden. Er wordt onmiddellijk opgemerkt dat op sommige punten de intensiteit van het geluid op sommige punten en in andere afname toeneemt (constructieve interferentie) (destructieve interferentie).

Er wordt ook opgemerkt dat dit altijd een plaats van constructieve interferentie is wanneer ze op het opeenvolgende punt van de luidsprekers staan, dit altijd een plaats is.

Experiment 2

Deze ervaring, die de deelname van twee mensen vereist, dient om te controleren of objecten functies hebben.

Materialen

2 identieke lege flessen.

Procedure

Deelnemers moeten hun flessen in positie en verticaal houden en een afstand van ongeveer 2 m is gescheiden. Een van de mensen blaast door de mond van de fles en beïnvloedt de luchtstraal schuin en houdt de andere persoon zijn fles verticaal naast het oor vast.

De persoon die luistert, merkt onmiddellijk op dat het geluid uit hun eigen fles lijkt te komen, hoewel het originele geluid plaatsvindt in de fles die de andere persoon blaast. Dit fenomeen wordt genoemd resonantie.

De ervaring kan worden herhaald als de fles van de persoon die blaast halverwege is gevuld. In dit geval wordt het geluid ook opgenomen, maar meer acuut.

Referenties

1. Basic milieu -geluidsconcepten. Hersteld van: Sicaweb.Cedex.is.
2. Wetenschappelijk Chili. Geluidspreiding. Hersteld van: fysiek.ch.
3. Van het dek, tot. Hoor en zie: 61 akoestische en optische experimenten. Edities van de Universiteit van Murcia.
4. Ramón, f. Geluid, temperatuur en vochtigheid. Hersteld van: equafon-universiteit.netto.
5. Sears, Zemansky. 2016. Universitaire natuurkunde met moderne natuurkunde. 14e. ED. Deel 1. Pearson.
6. Syntec. Geluidspreiding. Hersteld van: acdacustics.com.