Акустические термины и определения
Акустические термины и определения
Единица интенсивности звука — ватт на квадратный метр (Вт/м2). Если направление распространения звуковой волны определить трудно, используют другую энергетическую характеристику поля — плотность звуковой энергии
Звук — волновой колебательный процесс, происходящий в упругой среде (воздухе, воде и др.) и вызывающий слуховое ощущение.
Звуковое поле — область пространства, в которой распространяютюся звуковые волны. Различают свободное звуковое поле, когда влияние отражающих звуковые волны поверхностей ничтожно мало, и диффузное звуковое поле, в каждой точке которого плотность звуковой энергии и средняя акустическая мощность на единицу площади одинаковы во всех направлениях.
Звуковое давление — разность между статическим (атмосферным) давлением и давлением в данной точке звукового поля.
Мгновенное значение звукового давления — звуковое давление в рассматривае¬мый момент времени. Различают максимальное и минимальное мгновенное значение зву¬кового давления, а также эффективное (среднеквадратичное) значение звукового давления.
Единица звукового давления — паскаль (Па); 1 Па = Н/м2. Интенсивность (сила) звука — количество свободно распространяющейся звуковой энергии, проходящей в секунду через единицу площади поверхности, перпендикулярной к направлению распространения волны.
Единица интенсивности звука — ватт на квадратный метр (Вт/м2). Если направление распространения звуковой волны определить трудно, используют другую энергетическую характеристику поля — плотность звуковой энергии.
Плотность звуковой энергии — количество звуковой энергии, содержащейся в единице объема.
Единица плотности звуковой энергии — джоуль на кубический метр (Дж/м3).
Громкость — субъективное ощущение интенсивности звука изменение громкости приблизительно пропорционально логарифму изменения интенсивности звука.
Единица уровня громкости — фон.
Фон — единица уровня громкости звука. Определяется по частотным кривым равной громкости звуков. При частоте 1 кГц уровни громкости звука приняты равными уровням звукового давления (интенсивности звука), отсчитываемым в децибелах над нулевым порогом. Форма частотных кривых равной громкости указывает на то, что при низких и высоких звуковых частотах чувствительность уха меньше, чем при средних частотах. При высоких уровнях звукового давления зависимость уровня громкости от частоты ослабляется.
Звуковая мощность — количество звуковой энергии, которое источник звука излучает в окружающее пространство за единицу времени.
Единица звуковой мощности — ватт (Вт). Определяют звуковую мощность по значениям звукового давления или интенсивности звука.
Скорость звука или скорость распространения звуковой волны — путь, проходимый звуковой волной в однородной среде за единицу времени. Единица скорости звука — метр в секунду (м/с). Скорость звука зависит от плотности и упругости среды, например: в воздухе при температуре 20 °С и нормальном атмосферном давлении она равна 340 м/с, в морской воде — 1504 м/с, в стали — 4990 м/с, в древесине сосны — 3320 м/с.
Колебательная скорость — скорость колебательного смещения частиц среды от положения покоя.
Длина волны — расстояние между ближайшими точками волны, находящимися в одинаковой фазе; расстояние, проходимое распространяющейся волной за один период колебания.
Период — время, в течение которого происходит одно полное колебание.
Частота — число колебаний в секунду. Единица частоты — герц (Гц).
Фаза — стадия движения колеблющейся частицы или тела относительно какого-либо их положения, принятого за начальное. Единица фазы — радиан или угловой градус.
Синфазность (равнофазность) — одинаковая фаза переменных гармонических величин. Синфазное включение наушников или громкоговорителей — это такое их электрическое соединение, при котором мгновенные значения создаваемых ими звуковых давлений находятся в одинаковой фазе.
Чистый тон — звук, создаваемый синусоидальным акустическим колебанием.
Шум — звук случайного характера, не содержащий ясно выраженных частотных составляющих.
Белый шум — сложный звук, спектр которого, измеренный анализатором с постоянной шириной полосы, является непрерывной и гладкой функцией частоты в достаточно широком диапазоне частот, или шумовой сигнал, уровень спектральной плотности энергии которого постоянен во всем диапазоне частот измерений.
Розовый шум — шумовой сигнал, уровень спектральной плотности энергии которого при повышении частоты снижается с постоянной крутизной, равной 3 дБ на октаву во всем диапазоне частот измерений.
Спектр акустический — характеристика звука, выражающая его частотный (спектральный) состав, получаемая в результате анализа звука.
Биение — периодическое изменение интенсивности звука в данной точке, вызываемое интерференцией двух звуковых волн близких частот.
Интерференция — взаимодействие двух или более звуковых волн, одновременно приходящих в данную точку, приводящее к ослаблению или усилению интенсивности звука в зависимости от фазового сдвига.
Дифракция — изменение направления распространения звуковой волны, вызванное прохождением ее около края какого-либо препятствия (огибание препятствия).
Реверберация — затухающее звучание в закрытом помещении после прекращения действия источника звука, обусловленное многократными отражениями звука от ограничивающих поверхностей.
Время реверберации — время, в течение которого интенсивность звука уменьшается в миллион (106) раз от ее начального значения, а уровень интенсивности звука спадает на 60 дБ.
Стоячая волна — результат наложения двух распространяющихся в противоположных направлениях синусоидальных волн: падающей и отраженной; характеризуется различными амплитудами в различных точках пространства.
Тембр звука — особенность («окраска») сложного звука, определяемая количеством и интенсивностью обертонов.
Обертоны (гармоники) — дополнительные тоны, частоты которых кратны частотам основного тона (в целое число раз больше).
Октава — интервал (полоса) частот, отношение большей частоты которого к меньшей равно двум.
Динамический диапазон переменной величины (например, напряжения или тока) — отношение максимального значения величины к минимальному: D = Uмакс/мин Динамический диапазон принято выражать в логарифмических единицах уровня — децибелах. Понятие «динамический диапазон» имеет важное значение в технике радиовещания, звукозаписи и звуковоспроизведения. Динамический диапазон речи диктора составляет 25-35 дБ, звучания симфонического оркестра — 65-75 дБ.
Бинауральный эффект — способность человека определять направление на источник звука благодаря разности уровней и времени прихода сигналов при слушании двумя ушами.
Стереофонический эффект — ощущение акустической обстановки концертного зала, куда переносит слушателя стереофонически воспроизводимая музыка, записанная квалифицированным звукорежиссером. Придает звучанию такое качество, принятое называть прозрачностью, когда слушатель в состоянии отчетливо выделить из общей звуковой массы партию того или иного инструмента и даже отличить друг от друга одинаковые партии, исполняемые разными инструментами. Стереоэффект обнаруживается особенно отчетливо при воспроизведении полифонической музыки — симфонической и эстрадной.
Сопротивление излучения — комплексное акустическое сопротивление, которым колеблющаяся (вибрирующая) поверхность, например диафрагма электроакустического преобразователя, нагружена со стороны воздушной среды. Сопротивление излучения характеризует связь вибрирующей поверхности с окружающей средой. Сопротивление излучения имеет активную составляющую, определяющую излучаемую мощность, и реактивную, определяющую связанную с излучателем присоединенную массу среды, которая прибавляется к собственной массе излучателя.
Демпфирование — увеличение механических потерь (трения) в колебательной системе, ухудшающее ее резонансные свойства. Сглаживает частотную характеристику наушников, громкоговорителей.
Уровень — значение акустического или электрического сигнала, выраженное в децибелах.
Децибел (дБ) — логарифмическая относительная единица уровня. Составляет десятую часть более крупной единицы — бела, названной по имени А. Белла — изобретателя телефона. Одним из оснований широкого использования в акустике и электроакустике децибелов явилось то, что субъективное ощущение громкости в зависимости от интенсивности звука подчиняется психофизиологическому закону: с изменением интенсивности звука ощущение громкости изменяется приблизительно пропорционально логарифму изменения интенсивности звука. Ухо способно воспринимать динамический диапазон интенсивности звука, достигающий на средних частотах значения 1014. Использование шкалы уровней позволяет выразить этот огромный диапазон интенсивности звука всего лишь 140 дБ.