Kami menjelaskan apa itu akustik, apa cabang-cabangnya, dan apa fenomena akustik yang dipelajarinya. Juga, apa itu polusi suara.
Apa itu akustik?
akustik adalah cabang fisika apa yang dia pelajari suara. Adalah ilmu pengetahuan Alam didedikasikan untuk memahami fenomena produksi, transmisi, kontrol dan penerimaan suara, infrasonik dan ultrasound, serta efeknya di dunia nyata.
Akustik mendefinisikan suara sebagai getaran, yaitu perambatan mekanis dari ombak melalui urusan, masuk keadaan padat, cair atau gas, dan mencoba menggambarkan perpindahan ini melalui rumus dan prinsip matematika.
Ini adalah salah satu ilmu pengetahuan tertua umat manusia, yang permulaannya dapat ditelusuri kembali ke Zaman Kuno Klasik, antara abad ke-6 SM. C. dan saya d. C., terutama di Yunani dan Roma. Studi formal pertamanya, yang dilakukan oleh Pythagoras (ca. 569-475 SM), berkaitan dengan pemahaman suara musik, untuk mencoba memahami mengapa beberapa suara lebih indah daripada yang lain.
Adalah Aristoteles (384-322 SM), lebih dari satu abad kemudian, yang menemukan bahwa suara terdiri dari kontraksi dan ekspansi udara, dan risalah pertama tentang masalah itu ditulis berabad-abad kemudian oleh arsitek Romawi Vitruvius (80-15 SM). ), sekitar tahun 20 SM. c.
Namun, itu dari Revolusi ilmiah dari Renaisans bahwa hukum yang mengatur suara mulai ditemukan, berkat studi tentang dawai yang bergetar oleh Galileo Galilei (1564-1642) dan Marin Mersenne (1588-1648).Isaac Newton (1642-1727) kemudian bergabung dengan mereka dan kemudian disebut sebagai "raksasa" akustik: Hermann Helmholtz dari Jerman (1821-1894) dan Lord Rayleigh (1842-1919), di antara ilmuwan hebat lainnya yang mempelajari suara.
Upaya pertama untuk mengukur kecepatan suara di udara, salah satu pencapaian dasar akustik, dilakukan pada abad ke-17 dan, meskipun tidak terlalu tepat, mereka mengungkapkan bahwa kecepatan gelombang tidak bergantung pada kecepatan gelombang. frekuensi. Pada tahun 1738 Akademi Ilmu Pengetahuan Paris meraih gelar pengukuran hampir sama dengan nilai yang saat ini ditangani: 331,29 meter per detik.
Hari ini, akustik adalah disiplin penting dengan berbagai aplikasi teknis, baik di bidang Arsitektur dan perencanaan kota, seperti dalam kedokteran, seni dan hiburan, dan telekomunikasi, dan bahkan di dunia militer (seperti mekanisme radar).
cabang akustik
Akustik mencakup serangkaian subdisiplin atau spesialisasi yang bervariasi, di antaranya yang menonjol sebagai berikut:
- Akustik arsitektur. Cabang akustik yang didedikasikan untuk mempelajari pergerakan suara di gedung dan ruang kota, untuk membangunnya sedemikian rupa untuk memanfaatkan sifat suara.
- akustik musik. Cabang akustik yang didedikasikan untuk studi suara dalam konteks artistik, yaitu, musik dan suara yang dianggap indah. Ini berkaitan dengan kedua alat musik dan sistem tuning skala.
- akustik fisiologis. Cabang akustik yang didedikasikan untuk mempelajari fungsi alat pendengaran, penyakit, gangguan, dan implikasi lainnya.
- Elektroakustik. Cabang akustik yang didedikasikan untuk mempelajari penangkapan, reproduksi, amplifikasi, dan produksi suara melalui perangkat elektronik seperti mikrofon atau speaker.
- akustik bawah air.Cabang akustik yang dikhususkan untuk mempelajari suara ketika diproduksi dan ditransmisikan di bawah air.
- Psikoakustik. Cabang akustik yang didedikasikan untuk mempelajari hubungan antara suara dan pikiran manusia, yaitu cara kita bereaksi terhadap manusia ke suara
- Bioakustik. Cabang akustik yang didedikasikan untuk mempelajari suara pada makhluk hidup, terutama hewan: fungsi suara yang mereka keluarkan, disposisi alat bicara, antara lain.
- Akustik industri. Cabang akustik yang didedikasikan untuk mempelajari suara yang dihasilkan oleh aktivitas produktif manusia, bentuk-bentuk polusi suara dan dampak suara di lingkungan kerja.
fenomena akustik
Suara merambat di lingkungan fisik dalam bentuk gelombang mekanik, yang sifatnya memungkinkan mereka mengalami perubahan dan transformasi yang berbeda, yang dikenal sebagai fenomena akustik. Fenomena utamanya adalah:
- Itu cerminan. Ini adalah fenomena yang terjadi ketika gelombang suara bertemu dengan objek fisik yang mengubah atau memodifikasi lintasan aslinya, yang menghasilkan efek pantulan yang dapat mengirimnya kembali ke sumber aslinya. Tergantung pada kondisi di mana refleksi terjadi, fenomena serupa lainnya dapat terjadi, seperti:
- gema Ini adalah jenis pantulan suara di mana gelombang kembali ke emitornya setelah mengenai permukaan reflektif, dalam siklus dengan interval mendekati 0,1 detik. Ini mirip dengan efek yang dihasilkan oleh lampu ketika menabrak cermin, mengembalikan sebagian suaranya ke emitor, seperti di gua-gua panjang di mana kita dapat mendengar suara kita berulang ke arah kita.
- gema. Ini adalah fenomena yang terkait dengan pantulan suara, di mana suara dapat didengar beberapa saat setelah berhenti memancarkan, yaitu ketika emitornya diam.Fenomena ini juga disebabkan oleh persistensi akustik, dan diinterpretasikan sebagai pemanjangan suara awal, seperti dalam kasus kebisingan yang menyertai ledakan.
- gelombang berdiri. Ini adalah fenomena yang terjadi ketika gelombang pantul ditambahkan ke gelombang asli pada sumbu yang sama, yang mengubah sifat keduanya dan menambah atau mengurangi amplitudonya, sehingga suara yang dihasilkan sangat berbeda dari yang dipancarkan. Inilah yang terjadi ketika mikrofon merekam output ke speaker dari suaranya sendiri, yaitu ketika masukan.
- penyerapan. Ini adalah fenomena yang dapat dianggap sebagai kebalikan dari refleksi, karena dalam hal ini gelombang suara, ketika menghadapi penghalang fisik, tidak mengubah arahnya, tetapi dibatalkan atau dinetralkan, baik sebagian atau seluruhnya. Fenomena ini digunakan untuk kedap suara ruang-ruang tertentu, seperti tempat latihan musik, mencegah gelombang merambat lebih jauh, ke arah luar.
- Refraksi. Ini adalah fenomena yang terjadi ketika gelombang suara merambat dari satu media fisik ke media yang berbeda (misalnya, dari udara ke air atau sebaliknya), dan dalam proses kecepatan dan arahnya diubah, ke tingkat yang setara dengan sifat fisik. dari lingkungan tempat mereka bergerak. Kita bisa mengalami fenomena ini jika kita menyelam ke dalam kolam dan mendengarkan mereka yang berbicara di permukaan.
- difraksi. Ini adalah fenomena yang terjadi ketika gelombang suara menghadapi hambatan di jalurnya, mengelilinginya dan mengubah permukaan penghalang menjadi sumber gelombang sekunder (gelombang terdifraksi), yang menyebabkan suara menyebar di lingkungan. Hal ini juga dapat terjadi ketika gelombang suara melewati celah kecil dan menyebar ke lingkungan baru, seperti ketika kita berbicara melalui tabung dan suara kita muncul terdistorsi dari sisi lain.
- gangguan.Ini adalah fenomena yang terjadi karena superposisi dua gelombang suara harmonik, yang mengubah sifat mereka dalam prosesnya. Ketika tumpang tindih ini menyebabkan penguatan amplitudo, itu disebut interferensi konstruktif; ketika amplitudo hilang, kita berbicara tentang interferensi destruktif. Inilah yang terjadi ketika kita berada di lingkungan yang penuh dengan orang berbicara dan menjadi sulit untuk mendengar orang di sebelah kita.
- Efek doppler. Ini adalah fenomena yang terjadi ketika pemancar gelombang bergerak cepat terhadap penerima, baik bergerak menjauh atau mendekat, dan gerakan ini mempengaruhi frekuensi gelombang suara. Inilah yang terjadi ketika ambulans melewati kita dan suara karakteristiknya bertambah frekuensinya saat mendekat dan hilang saat bergerak menjauh.
polusi suara
Polusi suara adalah emisi terus menerus dari suara yang mengganggu di lingkungan atau ekosistem, yang menghasilkan kebisingan dan mencegah atau menghalangi perambatan suara alam yang khas dari lingkungan tersebut. Polusi suara sangat terlihat di kota, di mana akumulasi suara dapat menjadi tidak tertahankan dan bahkan berbahaya secara fisik bagi tubuh, sementara di daerah pedesaan dan liar frekuensi gelombang suara yang mengganggu lebih rendah.
Jenis kontaminasi ini memiliki efek pada Tumbuhan dan Hewan dari habitat, dan terutama dalam stabilitas psikis orang, karena dapat menyebabkan mereka ke keadaan agitasi, ketidaknyamanan, kesedihan atau gangguan.