«

»

Курс для звукоинженеров (часть 3): интерференция и дифракция звуковых волн, суперпозиция звука

Океанская волна, перемещаясь через доки, проходит их сваи так, как будто их вообще нет. Большой остров в океане должен создавать огромное сопротивление, но вода вокруг острова не имеет возмущений, хотя волны омывают всю его границу. Длина волны – это очень важное понятие не только для океанов, но я для звука. Для звуковой волны, длина которой превышает объект препятствия, обходит его так, как будто его не существует.

В 50 Гц длина волны звука в воздухе составляет приблизительно 7,01 метров. Будет ли кирпичная стена в 3 метра высотой экранировать дом от компонентов транспортного шума приблизительно в 50 Гц? На Рис 1 изображена данная ситуация. Источник S испускает звук, который ударяется об кирпичную стену. Конечно, кирпичная стена отражает или поглощает большую часть звуковой энергии, падающей на нее, экранируя дом от высокочастотных компонентов транспортного шума. Дом расположен в теневой зоне позади стены. Эта теневая зона существует для высоких частот, так как они имеет длину меньшую, чем стена.

Звуковая волна в районе 50 Гц и ниже, полностью обогнет препятствие. Huygen (1629 — 1695) изложил принцип, который заявляет, что каждая точка на фронте волны действует так, как будто она сама является центром волнения, отсылая небольшие собственные волны.  Эти источники звукового фронта, изображенные на Рис точкой Р. Таким образом кирпичная стена довольно эффективная при экранировании дома от высокочастотных компонентов транспортного шума, но это менее эффективно для компонентов низкой частоты, которые «изогнуты» дифракцией в пространство позади стены.

Рис 1

Любопытный пример дифракции — зональная пластина на Рис 1 снизу. Ряд концентрических отверстий размещен так, чтобы при расположении на одинаковом расстоянии между источником и центром, длина  пути от каждого отверстия до точки фокусировки варьировалась интегральными длинами волн, которые соединяются синфазно в центре.

Дифракция, происходящая вокруг нашей головы, так же влияет на то, как мы слышим звук. Позиционирование микрофона относительно звукового фронта может изменить ее спектральную составляющую. Об этом надо помнить.

СУПЕРПОЗИЦИЯ ЗВУКА

Принцип суперпозиции говорит, что та же часть среды может одновременно передать любое число различных волн без взаимных искажений, это явление иногда называют интерференцией (неудачный выбор слова). Если  через определенную область воздушной среды будут проходит несколько разных волн, то воздушные частицы в этой области ответят на векторную сумму смещений каждой волновой системы.

Рис 2

Эскиз 1-10A Рис. является сильно упрощённой иллюстрацией принципа суперпозиции. Если волна 1 и волна 2 прибыли одновременно в одну точку, то, как поведут себя частицы? Если эти две волновые системы имеют равные амплитуды и синфазные, то воздушная частица должна ответить результатом, при котором, частота будет прежней, но амплитуда увеличится вдвое. На Рис. 1-10B волна 2 имеет ту же частоту и амплитуду как волна 1, но смещена по фазе на половину длины (фазовый сдвиг на 180 °). Результат этих двух волн — ноль, поскольку они взаимно поглотили друг друга в данной точке. Воздушные частицы образуют «пятно», и в нем нет ни каких перемещений.

Курс для звукоинженеров (часть 4): акустический эффект гребенчатой фильтрации.

я в твитере я в фейсбуке я в контакте я в ютубе

Если у вас есть что дополнить или подискутировать, пишите:

%d такие блоггеры, как: