Акустика је наука о звуку. Главни правци савремене акустике

Звук је феномен који је потакнуо људски ум из дубоке антике. У ствари, свет различитих звукова настао је на Земљи много прије појаве људских бића на њему. Први звуци су се чули чак и током рођења наше планете. Оне су узроковане снажним ударцима, осцилацијама материје и кључањем вруће супстанце.

Звук у природном окружењу

Када су се прве животиње појавиле на планети, на крају су имале хитну потребу да добију што је могуће више информација о околној стварности. А пошто је звук један од главних носилаца информација, еволуцијске промене у мозгу су почеле да се јављају у фауни, што је постепено довело до формирања органа за слушање.

Сада, примитивне животиње могу добити, кроз хватање звучних вибрација, неопходне информације о опасности, често долазећи из невидљивих објеката. Касније су жива бића научила да користе звукове у друге сврхе. Примена аудио информација је нарасла у процесу еволуције самих животиња. Звучни сигнали почели су да служе као средство примитивне комуникације између њих. По звуковима, почели су да се упозоравају једни на друге о опасности, такође је служио као позив да се уједини за створења са стадо инстинктима.

Човек - мајстор звукова

Али само је човек успео да научи како у потпуности да користи звук за своје потребе. У једном тренутку, људи су се суочавали са потребом да пренесу знање једни другима и из генерације у генерацију. Човек подређен овим циљевима разноврсност звукова које је научио да објављује и опажа током времена. Из овог мноштва звукова настао је говор. Звук је постао и попуњавање слободног времена. Људи су за себе открили мелодичност звиждаљке силазног тетива лукова, снаге ритмичких удараца дрвених предмета једних против других. Тако су настали први, најједноставнији музички инструменти, а самим тим и музичка уметност.

Међутим, људска комуникација и музика нису једини звукови који су се појавили на Земљи са појавом људи. Звукове су пратили бројни радни процеси: производња разних предмета од камена и дрвета. А са појавом цивилизације, са изумом точка, људи су се по први пут суочили са проблемом буке. Познато је да је већ у античком свету, куцање точкова на путевима поплочаним каменом често изазвало лош сан међу становницима кућа поред пута. У борби против ове буке изумљен је први алат за смањење буке: слама је постављена на плочник.

Проблем раста буке

Када је човечанство познавало предности гвожђа, проблем буке почео је да се шири на глобалном нивоу. Изумивши барут, човек је тако створио извор звука такве снаге, који је довољан да проузрокује приметно оштећење његовог слушног апарата. У доба индустријска револуција међу негативним споредним ефектима загађење животне средине исцрпљивање природних ресурса, а не само проблем велике индустријске буке.

Анекдота из живота

Ипак, чак и сада, сви произвођачи индустријске опреме не обраћају пажњу на то питање. Управљање далеко од свих биљака и фабрика је забринуто због очувања здравог слуха код њихових подређених.

Понекад чујете овакве приче. Главни инжењер једног од великих индустријских предузећа наложио је инсталирање микрофона прикључених на звучнике који се налазе изван зграда у најгласнијим радионицама. По његовом мишљењу, микрофони ће на тај начин извући дио буке. Наравно, уз сву комичност ове приче, она вас наводи на размишљање о разлозима за такву неписменост у питањима која се односе на смањење буке и звучну изолацију. А једини разлог за то је у образовним установама виших, средњих стручних и средњих специјалности ниво образовања тек последњих деценија почео је да уводи специјалне курсеве акустике.

Соунд сциенце

Први покушаји да се схвати природа звука направили су Питагора, који је проучавао вибрације низа. Након Питагоре током многих векова, ова област није изазвала интересовање међу истраживачима. Наравно, велики број древних научника је био ангажован у изградњи својих акустичких теорија, али ове научне студије нису биле засноване на математичким прорачунима, већ су више наликовале изолованим филозофским аргументима.

И тек након више од хиљаду година Галилео је покренуо нову науку о звуку - акустици. Најистакнутији пионири у овој области били су Раилеигх и Хелмхолтз. У деветнаестом веку, они су створили теоријску основу модерне акустике. Херманн Хелмхолтз је углавном познат по проучавању својстава резонатора, а Раилеигх је постао Нобелов лауреат због свог темељног рада на теорији звука.

Главни правци савремене акустике

Многобројне научне студије о природи буке и проблеми редукције буке и звучне изолације објављени су нешто касније. Први радови у овој области односили су се углавном на буку коју производи авиотехнологија и копнени саобраћај. Али временом, границе ових студија су се значајно прошириле. У овом тренутку, већина индустријских земаља има своје истраживачке институте који су укључени у развој рјешења за ове проблеме.

Данас су најпознатији следећи делови акустике: општи, геометријски, архитектонски, грађевински, психолошки, музички, биолошки, електрични, авијацијски, транспортни, медицински, ултразвучни, квантни, говорни, дигитални. Следећа поглавља покриваће неке од наведених делова науке о звуку.

Опште одредбе

Пре свега, потребно је дати дефиницију науке, о којој се говори у овом чланку. Акустика је поље знања о природи звука. Ова наука проучава феномене као што су појава, дистрибуција, осећај звука и различити ефекти које производи звук на органима слуха. Као и све друге науке, акустика има свој концептуални апарат.

Акустика је наука која се сматра једном од грана физичке науке. Међутим, то је и интердисциплинарна индустрија, односно, она има блиске везе са другим областима знања. Интеракција акустике са механиком, архитектуром, теоријом музике, психологијом, електроником и математиком је најјасније видљива. Најважније формуле акустике односе се на својства размножавања. звучни таласи у условима еластичне средине: једначине равних и стојећих таласа, формуле за израчунавање брзине таласа.

Примена у музици

Музичка акустика - грана која истражује музичке звуке са становишта физике. Ова индустрија је такође интердисциплинарна. У научним радовима о музичкој акустици активно се користе достигнућа математичке науке, музичке теорије и психологије. Основни појмови ове науке: тона, динамичке и тонске нијансе које се користе у музици. Ова секција акустике је углавном усмерена на истраживање сензација које настају када особа опажа звукове, као и карактеристике музичке интонације (репродукција звука одређене висине). Једна од најопсежнијих тема истраживања музичке акустике је тема музичких инструмената.

Практична примена

Научници који се баве теоријом музике користили су резултате истраживања музичке акустике за изградњу музичких концепата заснованих на природним наукама. Физичари и психолози су били укључени у музичку перцепцију. Домаћи научници који су радили на овом пољу радили су и на развијању теоријске основе (Н. Гарбузов је познат по својој теорији зона музичке перцепције) и примењивао је у пракси (Л. Термен, А. Володин, Е. Мурзин) су се бавили дизајнирањем електромузичних инструмената. ).

Последњих година све више се појављују интердисциплинарни научни радови у којима се свеобухватно разматра акустика зграда различитих архитектонских стилова и епоха. Подаци добијени из истраживања у овој области користе се за изградњу техника за развој музичког слуха и техника за подешавање музичких инструмената. Стога можемо закључити да је музичка акустика грана науке која данас није изгубила свој значај.

Ултразвук

Људски органи слуха не могу да виде све звуке. Ултразвучна акустика - акустичка секција која проучава звучне вибрације у опсегу од двадесет кХз. Звукови ове фреквенције су изван људске перцепције. Ултразвук је подељен на три типа: ниско-фреквентни, средње-фреквентни, високофреквентни. Свака врста има своју специфичност репродукције и практичну примјену. Ултразвук се може створити не само умјетно. Често се налазе у дивљини. Тако се бука коју емитује ветар делимично састоји од ултразвука. Такодје, такви звуци се репродукују од стране неких животиња и заробљавају њихови органи слуха. Сви то знају бат је једно такво створење.

Ултразвучна акустика је грана акустике која је нашла практичну примену у медицини, у различитим научним експериментима и истраживањима у војној индустрији. Конкретно, почетком двадесетог века у Русији, направљен је уређај за откривање подводних ледених брегова. Рад овог уређаја базиран је на генерисању и хватању ултразвучних таласа. Из овог примера, јасно је да је ултразвучна акустика наука чија се достигнућа користе у пракси више од стотину година.