Fysica van het geluid Flashcards
Twee aspecten geluid
Fysisch en sensorisch
- het bestaat uit zich door een medium (lucht of water) voortplantende drukvariaties en vertegenwoordigt een energiestroom
-het wordt door het oor waargenomen en vertegenwoordigt een informatiestroom
Hoe werkt geluid
Geluid wordt opgewekt door een geluidsbron die in trilling wordt gebracht. Bijvoorbeeld viool of box. Geluid beweegt zich als golven door het medium (dit geval lucht) en geeft geluidsenergie af aan het oor.
Longitudinale golf
De verdichtingen en verdunningen van de van de luchtmoleculen die zich door de lucht voortplanten. Drukschommelingen in de lucht zijn heel klein vergeleken met luchtdruk zelf. Zelfs voor harde geluiden is dit in de orde van een duizendste.
Klankkarakter
Geluiden zoals een muziekinstrument of zang
Impulskarakter
Geluiden zoals handgeklap of een pistoolschot
Ruiskarakter
Geluiden zoals applaus, branding van de zee, blad geritsel
Geluidsdruk
Het gevolg van snelle luchtdrukvariaties.
“Momentane (op dat moment aanwezige) afwijking van de gemiddelde luchtdruk en wordt meestal gemeten in de SI-eenheid Pa(Pascal) of, omdat de geluidsdruk maar zeer klein is in uPa. De maximale uitslag noemen we de amplitude. Een sterk geluid heeft een grotere amplitude als een zwak geluid. Geluidsdruk wordt meestal weergegeven als een effectieve waarde van momentane druk.
Stemvork
Een bijzondere geluidsbron. Geeft een regelmatige (enkelvoudige of harmonische) trilling die als sinusvorming wordt omschreven.
De trillende benen van een stemvork veroorzaken periodieke lichtverdichtingen en verdunningen die zich in alle richtingen voortplanten
Sinusfunctie
Is een goniometrische functie en is de verhouding tussen twee lijnstukken in een rechthoekige driehoek.
Frequentie (f)
Het aantal trillingen dat per seconde wordt uitgevoerd. Eenheid hertz Hz
Amplitude (A)
Maximal uitslag van de trilling. Maximale uitwijking enkelvoudige trilling (sinusvormige drukvariaties)
Geluidsintensiteit
De hoeveelheid energie per seconde (vermogen)
Geluidsniveau
De intenstieit van geluid t.o.v. een bepaalde referentiewaarde, in dB (SL, HL, SPL)
Luidheid
Is een subjectieve geluidssterkte
Periode (T)
De duur van een enkelvoudige trilling
Golflengte (^)
De lengte van 1 enkel golf (sinus)
Voortplantingssnelheid (v)
De snelheid waarmee de golf zich verplaatst. (De frequentie maal de golflengte)
Vacuum
Hierin kan geluid zich niet voortplanten
Impedantie
De weerstand die het systeem bied tegen een opgelegde kracht. Oftewel de weerstand die structuren van het oor bieden tegen een binnentredende geluidsgolf.
Drie componenten impedantie
- Wrijvingscomponent (deze is frequentie- onafhankelijk)
- Massacomponent (frequentie-afhankelijk) Deze component is recht evenredig met de massa en de frequentie. Hoe hoger de opgelegde frequentie, hoe moeilijker het wordt een bepaalde massa te doen trillen. Hoe groter de massa, hoe moeilijker die aan het trillen kan worden gebracht.
- De stijfheidscomponent. Als het systeem een zekere stijfheid heeft dan zal het zich verzetten en tegen de opgelegde kracht terug duwen. Hoe stijver het systeem, hoe meer het kan terugduwen. Hoe hoger de frequentie van een opgelegde trilling, hoe kleiner de stijfheidscomponent wordt.
Behalve op de amplitude hebben ook de massa en stijfheidsomponent invloed op de fase ervan. In een systeem met zowel een massa- als een stijdheidscomponent ontstaan resonantieverschijnselen. De componenten heffen erlkaar op.
Begrip impedantie: impedantie/admittantie
- Energieverlies door omzetting in warmte
- Afremming langzame veranderingen in bewegingstoestand door toenemende tegendruk
- Tegenwerking snelle bewegingsveranderingen door aantrekkingskrachten binnen systeem
Begrip impedantie: electrisch
- Weerstand
- Capaciteit (condensator)
- Zelfinductie (spoel)
Begrip impedantie: akoestisch
- Akoestische weerstand (demping)
- Akoestische compliantie (luchtkolom gesloten compressie)
- Akoestische massa (luchtkolom open inertie)
Begrip impedantie: mechanisch
- Wrijving
- Elasticiteit (veer)
- Massa
Resonantie
Treed op wanneer op het systeem periodieke krachten worden aangesloten die overeenkomen met de eigenfrequentie
Eigenfrequentie
Is de frequentie (of een van de) waarmee het systeem gaat trilling als het vanuit een evenwichtspositie wordt bewogen en daarna wordt losgelaten.