Акустика – у вузькому розумінні слова – вчення про звук, тобто про пружні коливання у хвилях та газах, рідинах та твердих тілах, що чутні людському вуху.

Акустичні коливання – рух часток пружного середовища навколо положення рівноваги.

Чутний звук – акустичні коливання, що здатні викликати слухові відчуття. Людина чує звук частотою від 16 Гц до 20кГц.

Ультразвук – акустичні коливання з частотою від 20 кГц до 109 Гц.

Рис. 2.8 - Тривимірна модель представлення складної звукової хвилі.

 

Для виразу рівнів акустичних величин використовуються: бел (децибел), непер. Бел – одиниця рівня величини, що пропорційна потужності, коли основа логарифму дорівнює десяти

де - однойменні енергетичні величини (звукова потужність, звукова енергія, інтенсивність звуку і т.д.). Децибел (дБ) – доля одиниці бела (1Б = 0,1дБ). Відповідає зміні інтенсивності звуку в 1,26 разів.

 

Рис. 2.9 - Екранні форми генератора звукових частот та осцилографа.

 

Акустичні вимірювання це вимірювання основних акустичних величин: швидкості, інтенсивності (сили), висоти, тембру і тиску звуку. Швидкість звуку вимірюють кількома методами (залежно від середовища). У повітрі її легко визначають, спостерігаючи явище резонансу при піднесенні камертона до мірного циліндра (мал.). У твердих тілах швидкість звуку обчислюється за формулою

,

де E — модуль пружності,

ρ — густина середовища.

 

Інтенсивність, або сила звуку вимірюється потоком звукової енергії через 1 см² за 1 сек. Вимірювання інтенсивності звуку провадять звичайно у закритих приміщеннях. При цьому вимірюють поглинання звуку різними поверхнями, тобто визначають відношення поглинутої звукової енергії до падаючої. Для закритих приміщень істотне значення має вимірювання часу відзвуку, тобто часу, протягом якого інтенсивність звуку зменшується до порога чутності.

Акустична якість приміщень характеризується часом, протягом якого інтенсивність звуку зменшується в 106 разів (реверберація). Важливе значення має вимірювання інтенсивності ультразвуку, при якій починається явище кавітації.

Висота і тембр звуку визначаються з допомогою різних резонаторів, виготовлених для певних частот. Найкращими є кульові резонатори Гельмгольца.

Рис. 2.10 - Кулькові резонатори Гельмгольца.

 

Принцип резонатора Гельмгольца (відео)