Akustikk

Akustikk er en klassisk disiplin innen fysikken som i første rekke befatter seg med hørbar lyd. (gr.: akuein ακουειν = å høre); akustikk betyr således 'lydlære'.
Senere har andre former for svingninger og bølger blitt opptatt i og derved utvidet denne lydlæren.
Akustikk er i dag læren om elastiske, mekaniske svingninger og bølger i gasser, væsker og faste stoffer, samt i overgangene mellom disse. Lydbegrepet er også utvidet i frekvens med ultralyd (høyere enn hørbare frekvenser) og infralyd (lavere enn hørbare frekvenser).

Man skiller mellom den fysiske akustikken som er underlagt klare fysiske lover og regler, og lydens forskjellige virkninger på mennesker, en gren som kalles psykoakustikken. Kunnskaper om den fysiske akustikken utnyttes i fagområder som elektroakustikk, rom- og bygningsakustikk og undervannsakustikk, samt for støybekjempelse.

Begrepet akustikk brukes også som betegnelse på hvordan lyd oppfører seg i forskjellige rom. Akustikken til et rom blir ofte planlagt før bygging. Eksempler er kirker, kinoer, lydstudioer og konsertlokaler. Jernbanestasjoner er notorisk uregulerte, akustisk sett. Bygningsakustikk handler om svingningstransmisjon mellom deler av en bygning, for eksempel gjennom bærekonstruksjonen, mellom naborom, gjennom gulv og gjennom vinduer.

De viktigste størrelsene innenfor fysisk akustikk er

lydstyrke i Pascal ^*
tilhørende lydstyrkenivå i desibel ^* relativt til 20 μPa
lydintensitet i Watt per $m^2,$ ^* , som er energitransporten
tilhørende intensitetsnivå i desibel ^* relativt til $10^{-12} W/m^2$

De viktigste verktøy for akustikken er matematikk, kjente kilder og lydnivåmåleren. Oppførselen til sistnevnte er spesifisert i internasjonasle standarder, noe som sikrer at oppgitte tall er globalt objektive. Veiekurver fra psykoakustikken fletter hørselens egenskaper inn i målingene. Fire slike kurver er blitt normerte og har fått navnene A, B, C og D. En lydnivåmåling som angår hørselen skal alltid bruke en veiekurve og denne skal angis, som eksempelvis 90 dBA. Veiekurver brukes ikke i fysisk akustikk.

For rom er etterklangstiden i sekunder ^* en viktig størrelse, som også romabsorbsjonen i $m^2$ 'ekvivalent hull' og den såkalte hallavstanden fra en kilde, hvor strålingen fra kilden er lik den diffuse romlyden i styrke. Romlyd er så komplisert at vi for det meste bruker statistiske betraktninger.

I psykoakustikken er begreper som veiekurver og hørestyrke ^* i bruk. Store deler av psykoakustikken beror på objektive målinger av hørselens egenskaper. Muligheten for kraftig komprimering av digitale lydfiler nesten uten at det merkes, som ved Fraunhofers MP3-format, baserer seg på intime kunnskaper om blant annet hørselens maskeringseffekt.

For vanlige lydnivåer har vi det med ganske små energimengder å gjøre. Det vil igjen si at vi har ganske små utslag og at akustikken derfor er en svært linjær disiplin. Mye av matematikken for akustikk ser på den klassiske resonatoren, bestående av masse, fjær og friksjon. Bølger i gasser og væsker er longitudinelle trykkbølger. Man sier at en kilde stråler ut lyden til mediet. Hovedtema i beskrivelse av utbredelse av bølger i gasser og væsker er stråling, forplantning og refleksjon. I faste stoffer kan det finnes flere typer bølger, for eksempel transverselle bølger og vridningsbølger.

Vi kan bygge akustiske kretser hvor luft både kan opptre som fjær og som masse. Et godt eksempel er blåsing over en flasketut hvor massen er luften i halsen og fjæra er luften i flaskevolumet. Lydpotter i biler består av akustiske kretser. Væsker kan ikke opptre som fjærer fordi de ikke kan komprimeres mye.

Lyd forplanter seg med forskjellige hastigheter i forskjellige media. Lydhastigheten er derfor en materialkonstant for et stoff. Lydhastigheten er alltid noe temperaturavhengig. I gasser er den også ganske trykkavhengig. Til vanlig regner vi med at lydhastigheten er 340 m/s i luft og 1500 m/s i vann. For lynnedslag kan en derfor telle sekunder mellom lys og lyd, dele på tre og slik finne avstanden til nedslaget i km.

Musikkinstrumenter utnytter alle sider av akustikken i den brede betydningen av ordet. Unntak er infra- og ultralyd og væsker. Tonehøyder stammer fra svingende strenger, flater og luftsøyler. Instrumentene bruker i stor utstrekning strålende kropper.

Elektroakustikken handler primært om elektromekaniske omvandlere som mikrofoner og høyttalere. Bruk av disse krever kunnskap om elektroniske forsterkere i tillegg til ren akustikk. Elektronikk brukes i all akustisk måling og er også svært viktig for fremføring av musikk på flere plan.

En stor del av akustikken beskjeftiger seg med støy på flere nivå. Veitrafikkstøy er et av de viktigste områdene i både fysisk akustikk og psykoakustikk. Psykoakustikken beskjeftiger seg ellers også med støyens innflytelse på velværet og helsen, både på kort og lang sikt.

Lyd | Fysikk

Gourt Home::Gourt :: Akustikk