Глава 30
Зрительные залы. U03001
Размещение громкоговорители в зале. U03002
Акустический расчет зрительного зала. U03003
Пример расположения громкоговорителей в зале кинотеатра. U03004
Вернуться Глава 1.
Тема: Колебания - 6 часов.
Литература.
Павловская В.И. «Акустика и электроакустическая аппаратура», 1986г.
Болотников И.М. «Акустика зрительного зала», 1968.
Дополнительная литература.
Меерзон Б.Я. «Основы электроакустики и магнитная запись звука», 1997.
Рудник В.М. справочник «Звукопоглощающие материалы и конструкции», 1970г.
Сапожков М.А. «Электроакустика», 1989г.
Акустика и ее разделы.
Акустика - это наука о звуке. Современная акустика насчитывает до 15 разделов. Например: физическая акустика, электроакустика, музыкальная акустика, архитектурная акустика, гидроакустика, медицинская акустика, биоакустика и т.д. Изучаемый предмет включает 4-е раздела:
Физическая акустика - рассматривает природу звука, изучает природу колебательных систем.
Физиологическая акустика рассматривает процесс восприятия звука слуховым органом человека и процесс воспроизведения звука человеком.
Электроакустика - изучает преобразование звуковых волн в электрические колебания, и электрических колебаний в звуковые волны.
Архитектурная акустика - рассматривает процессы распространения звука в закрытых помещениях.
ФИЗИЧЕСКАЯ АКУСТИКА.
Звук проявляет себя в пространстве благодаря звучащему телу, создающему в нем колебания. Например, в воздухе колебания создаются колеблющемся телом - струной, диффузором громкоговорителя, мембраной телефона, голосовыми связками человека, и т.д. Звучащее тело может создавать в среде различные колебания частиц среды, как простой, так и сложной форм, периодические и непериодические, свободные и вынужденные. Возможно также возбуждение в среде и всех других видов колебаний.
Теоретические основы звука связаны с колебательным движением тела. Колебательным движением называется такое движение тела, при котором тело (или поверхности тела) поочередно перемещается в противоположных направлениях от своего среднего положения. Например, движение звучащей струны. Всякое звучащее тело возбуждает (колеблет) окружающие его частицы среды (воздух или любые другие). Их колебание, постепенно распространяясь в среде, создает в ней волну, переносящую энергию колебания из одной точки среды в другую.
Виды колебаний.
Различают колебания:
Периодические и непериодические,
Гармонические и негармонические,
Простой и сложной формы,
Свободные и вынужденные,
Затухающие и незатухающие,
Колебания низкой частоты (НЧ),
Колебания средней частоты (СЧ),
Колебания высокой частоты (ВЧ).
Гармонические колебания.
Гармоническими называют периодические колебания, подчиняющиеся гармоническим законам. В частности они легко описываются уравнениями Фурье. В соответствии с другим определением гармоническими (периодическими) называют колебания с явно выраженным периодом повторения (форма таких колебаний повторяется через равные промежутки времени, называемые периодом повторения или просто периодом). Строго говоря, большинство звуковых колебаний нельзя называть гармоническими, то есть периодическими, так как они не существуют всегда или не являются звуковыми. Однако если рассматривать процесс за некоторый указанный период времени (в том числе как бесконечно большой, так и бесконечно малый), тогда практически любое колебание можно представить как гармоническое или периодическое.
Гармонические колебания чаще всего являются сложными, то есть состоят из нескольких простых. К простым колебаниям, с легкой руки Фурье, относят синусоидальные и косинусоидальные колебания и колебание с частотой равной нулю, то есть постоянную составляющую (некоторое постоянное смещение).
Простейшими колебаниями являются - гармонические колебания простой формы – то есть такие колебания, которые совершаются по синусоидальному закону (например, звук камертона, струны). Синусоидальные (гармонические) колебания графически изображаются в системе координат в виде синусоиды (Рис.1). (см. тригонометрию).
Уравнения простого гармонического колебания имеют следующий вид:
,
,
,
где х - мгновенное значение смещения, то есть отклонения колеблющего тела от положения равновесия; Хmax - амплитуда смещения, это наибольшее отклонение тела от положения равновесия; Т - период колебаний, показывающий время, за которое происходит одно полное колебание; f - величина обратная периоду f=1/T называется частотой колебаний, измеряется в Герцах (Гц); ω = 2πf - круговая (или угловая) частота колебаний (рад/сек).
Если за одну секунду совершается одно полное колебание, то период колебания равен 1 секунде, частота такого колебания равна 1 Гц, а круговая частота равна 6,28 с-1.