Lydudbredelse
Bølgefænomenet, der fører til spredning af en trykforstyrrelse og transmission af det skiftende lydtryk i et lydfelt, omtales som lydspredning . Et elastisk medium er påkrævet til spredning af lyd ; ingen lydtransmission er mulig i et ideelt vakuum . Bevægelsen af lyden er ensartet. I gasser og væsker spredes lyden som en langsgående bølge , i faste medier også i form af tværgående bølger og bøjningsbølger . Udbredelseshastigheden kaldes lydens hastighed .
Lyd formerer sig i et homogent lydledende medium i alle retninger symmetrisk væk fra excitatoren (dvs. lydkilden ). Hvis patogenet bevæger sig i mediet (eller hvis mediet bevæger sig rundt om patogenet, hvilket set fra mediet svarer til en bevægelse af patogenet i mediet), opstår Doppler -effekten . Dette sker også, når observatøren (lytteren) bevæger sig i mediet (eller følgelig mediet omkring observatøren).
Hvis flere lydbølger mødes, overlapper de uforstyrret ved lave amplituder. Ved meget lave frekvenser og store amplituder forekommer lokalt begrænsede temperaturafvigelser, som på grund aftemperaturafhængigheden af lydens hastighed fører til ikke-lineære effekter.
Lydbølgens egenskaber ændres ved grænsefladerne mellem forskellige medier. Især optræder absorption og refleksion (f.eks. På vægge) samt brydning . Lyden afspejles praktisk talt fuldstændigt ved metal / luft -grænsefladen.
Formering af lyd i atmosfæren
Hvis lyd forplanter sig gennem atmosfæren (f.eks. Trafikstøj), påvirkes den af de meteorologiske forhold og jordens akustiske egenskaber ( akustisk impedans ).
Luftabsorbering
Noget af lydenergien absorberes af molekylær friktion og andre molekylære egenskaber, når den bevæger sig gennem atmosfæren. Graden af luftabsorbering , som normalt er angivet i dB / 100 m, afhænger af lufttemperaturen og fugtigheden . Højere frekvenser absorberes meget stærkere end lavere frekvenser. En anerkendt beregningsmetode for graden af luftabsorbering er specificeret i ISO 9613-1. Atmosfærisk absorptionskoefficient oversættes som atmosfærisk absorptionskoefficient .
| Dæmpning i dB / km kl | ||||||||
| temperatur | fugtighed | 125 Hz | 250 Hz | 500 Hz | 1000 Hz | 2000 Hz | 4000 Hz | 8000 Hz |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 ° | 70% | 0,4 | 1.0 | 1.9 | 3.7 | 9.7 | 32.8 | 117 |
| 20 ° | 70% | 0,3 | 1.1 | 2.8 | 5.0 | 9,0 | 22.9 | 76,6 |
Brydning
Ligesom enhver form for bølge ændrer lydbølger også deres retning, hvis udbredelseshastigheden for forskellige bølgetog er anderledes.
Lignende med lysstråler, der afbøjes (" brydes ") i områdets retning med lavere udbredelseshastighed (det optisk tættere medium), brydes lydbølger også i retning af området med lavere lydhastighed.
Sådanne områder er i. A. Meteorologiske årsager, især på grund af mikroklimaet på spredningsmåden. To vejrforhold - i princippet uafhængige i denne sammenhæng - er afgørende her: lufttemperatur og vindretning.
Hvis temperaturen falder med højden, falder lydens hastighed også opad, og lyden brydes opad. I sådanne situationer, fra en bestemt afstand (for lydkilder tæt på jorden fra omkring 200 m) en akustisk skyggezone med nedsat hørbarhed. Dette er hovedsageligt tilfældet i løbet af dagen på grund af opvarmning af jorden ved solstråling. Hvis temperaturen derimod stiger med højden ( inversion ), fører dette til en nedadgående brydning af lydbølgerne og muligvis flere refleksioner på jorden. Resultatet er god hørbarhed over store afstande. Dette er især tilfældet om natten.
Vind forårsager også rumlige forskelle i lydens hastighed: Da vindhastigheden normalt stiger med højden, brydes lyden nedad i vindens retning, så den kan høres bedre over lange afstande. Omvendt fører lydspredning mod vinden ved brydning opad til en skyggezone og nedsat hørbarhed.
Den vejrrelaterede udsving i lydniveauet i en afstand på 500 til 1000 m fra en konstant lydkilde kan være mellem 20 og 30 dB.
spredning
Noget af lydenergien er spredt, når den passerer gennem turbulens i atmosfæren. Spredning er en mekanisme, hvormed lydenergi kan komme ind i skyggeområder, såsom brydning opad. Lydbølger er hovedsageligt spredt, når deres bølgelængde har størrelsesordenen for turbulenselementernes (eddys) ekspansion.
Diffraktion
Diffraktion er en anden mekanisme, hvormed lydenergi kan trænge ind i skyggeområder, for eksempel ind i skyggefulde områder bag en bygning eller en støjspærre . Lange, lavfrekvente bølger er mere bøjede end korte, højfrekvente bølger.
Refleksion på jorden
Hvis lydbølger rammer jorden, reflekteres de. Afhængigt af gulvets akustiske egenskaber ( blød lyd = lav karakteristisk akustisk impedans eller hård lyd = høj impedans) absorberes mere eller mindre lydenergi i gulvet, eller den reflekterede bølge faseforskydes, så gulvet har en mere eller mindre mindre lydabsorberende effekt. Løs, porøs jord og nyfaldet sne er lydblød og har derfor en stærk dæmpningseffekt, mens komprimeret jord, asfalt eller beton er hård-lyd og derfor har lidt dæmpning. Et højt niveau af gulvdæmpning opnås frem for alt med lydbløde gulve og lav lydindfald (kilde og modtager tæt på gulvet). På hårde gulve er lyden overlejret (= tilføjet) og reflekteres, hvilket afhængigt af lytterens vinkel og position fører til en forstærkning eller endda svækkelse (eller endda udryddelse) af individuelle frekvenskomponenter. Se kamfilter.
Sonisk skygge
En lydskygge eller en lydskygge opstår, når der er forhindringer på den direkte lydsti fra lydkilden til lytteren eller mikrofonen.
Formeringshastighed
| T i ° C | c i m / s | t i ms |
|---|---|---|
| 35 | 352,17 | 2.840 |
| 30. | 349,29 | 2.864 |
| 25. | 346,39 | 2.888 |
| 20. | 343,46 | 2.912 |
| 15. | 340,51 | 2.937 |
| 10 | 337,54 | 2,963 |
| 5 | 334,53 | 2.990 |
| ± 0 | 331,50 | 3.017 |
| −5 | 328,44 | 3.044 |
| −10 | 325,35 | 3.073 |
| −15 | 322,23 | 3.103 |
| −20 | 319.09 | 3.134 |
| −25 | 315,91 | 3.165 |
Udbredelseshastigheden c for en lydbølge i luft er 343 m / s ved 20 ° C; det er cirka 1235 km / t. Det stiger med kvadratroden af den absolutte temperatur T. Den tid t, der kræves for en meter, er angivet i millisekunder (ms).
Bølgefronten har derfor brug for omkring 3 ms pr. Meter. I et homogent medium spredes det langs en lige linje. Forudsat en punktkilde til lyd, er luftpartiklerne begejstrede for at vibrere jævnt på alle sider af rummet fyldt med stof. Det betyder, at alle partikler, der er i samme afstand fra lydkilden, dvs. ligger på en sfærisk overflade, hvis centrum er lydkilden, er i samme excitationstilstand (komprimering eller fortynding) eller i samme fase.
Lydbølger, der spredes jævnt i alle retninger, kaldes derfor sfæriske bølger .
Formering af lyd i væsker
Se vandbåren lyd .
Lydspredning i faste stoffer
Se strukturbåren støj .
Se også
- auditiv opfattelse
- Humboldt effekt
- Luftledning (fysiologi)
- Luftbåren lyd
- Vandbåren lyd
- Liste over lydtermer