Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Tartalom A hang 2. (II. 19) Hang fajtái, jellemzői, alapfogalmak, definíciók (infrahang, emberi hang, ultrahang), (térbeli, időbeli, energetikai, frekvenciás.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Tartalom A hang 2. (II. 19) Hang fajtái, jellemzői, alapfogalmak, definíciók (infrahang, emberi hang, ultrahang), (térbeli, időbeli, energetikai, frekvenciás."— Előadás másolata:

1 Tartalom A hang 2. (II. 19) Hang fajtái, jellemzői, alapfogalmak, definíciók (infrahang, emberi hang, ultrahang), (térbeli, időbeli, energetikai, frekvenciás jellemzők). Hullámhossz, frekvencia, sebesség. Hangjelenség (fizikai), hangérzet (fiziológiai), hangélmény (pszichikai). Energia, intenzitás, amplitúdó, nyomás. Sebesség, gyorsulás. Hangintenzitás, hangintenzitás szint, dB-skálák. Klasszikus hangtan ELTE IV. Környezettudomány 2008/2009 II.félév AKUSZTIKA és ZAJSZENNYEZÉS 1

2 Hang:Hang (definició): -diszkrét frekvenciájú, a hallástartományon belüli rezgés vagy harmonikus sorú rezgések eredője. -fizikai értelemben: hangjelenség: valamely rugalmas közegben hullámszerűen tovaterjedő mechanikai zavarási állapot. zavarás: a közeg állapotának térben és időben történő ingadozása az egyensúlyi állapot körül. élettani szempontból: hangérzet (  ) lélektani szempontból: hangélmény (  ) Zaj: különböző erősségű (intenzitású) és frekvenciájú hangok zavaró keveréke. 2

3 A hang nyomáshullám Csillapított rezgés Szinuszos hang Lecsengő zenei hang Állandósult zenei hang Öngerjesztett rezgés Keverékhang Zörej  /  <<1;  p/p<<1 3

4 Intenzitás:- küszöbalatti hangok (I<1 pW/m 2 ) - szuperhangok (I>1 W/m 2 ) Teljesítmény- küszöbalatti hangok (P <1 pW) I = P/A ; I = p 2 /Z aku. Időtartam: - hanglökés - rövid idejű hang - tartós hang Időbeli lefolyás: - állandó hang - változó hang Frekvencia:- infrahangok (f <16 Hz) - hallható hangok (20 Hz< f <16 kHz) - ultrahangok (f>20 kHz) Hullámhossz:- f = c (20 m > > 20 mm) Sebesség: c hang levegő  340 m/s hangok A hangok jellemzői: 4

5 Hangjelenségek hangerősség – frekvencia (Intenzitás) 5

6 Hangjelenségek Érzékelhető Érzékelhető intenzitásszint – frekvencia (Lineáris frekvencia skála!) Az emberi hallás tartománya 20 Hz-16 kHz között van. A legnagyobb érzékenysége: 3 kHz körül van. 6

7 Teljesítmény - teljesítményszint (W - dB) Teljesítmény (W) Széles tartományban (12-15 nagyságrend) Abszolút adat (1 pW) Teljesítményszint Követi a szervezet ingerelemzését (log), Alaphoz való viszonyítás relatív adat: dB. Pl: Viszonyítási alap: P o = 1 pW Pl: Az I o hallásküszöbnek megfelelő hangintenzitás, ez 1 kHz-nél W/m 2, azaz az L o hallásküszöb a 0 dB : az ennek megfelelő hangnyomás pedig: 7

8 Zajforrás (hangforrás)Hangtelj. (W) Suttogás1…5*10 -8 Kis asztali ventilátor10 -5 Társalgás1…1*10 -5 Háztartási gépek10 -4 Kiabálás6…8*10 -4 Hangos kiáltás1…3*10 -3 Kis szövőszék10 -2 Személygépkocsi (80 km/h)10 -1 Zongora (forte)1…2*10 -1 Trombita (forte)3…4*10 -1 Sűrített levegős kalapácsok1 Autókürt3…5 Kis mezőgazdasági repülőgép7…8 Orgona, 75 tagú szimf. zenekar10 Nagy szimfónikus zenekar (forte) 50…70 Riasztó sziréna légcsavaros repülőgép10 4 Katonai sug.h rep.gép utánég.10 5 rakétamotor10 7 ZajforrásZajszint (dB) Levélsusogás10 Óraketyegés20 Halk rádiózás50 Társalgási beszéd60-70 Hangos beszéd70-85 Kiabálás Zongora60-95 Nyomdai szedőgép95 Faipari marógép Légkalapács105 Légköszörű Kézi köszörű Négymotoros repülő 3 m-ről 120 Léglökéses repülő 3 m-ről Fájdalomküszöb130 8

9 Az alábbi értékeket célszerű megjegyezni: +1 dB 25% teljesítménykülönbséget, 12% nyomás különbséget jelent. +3 dB a kétszeres teljesítményhez tartozik. +6 dB négyszeres teljesítményt, kétszeres nyomást jelent. Az azonos hangnyomásszintű hangok összegzésekor az eredő +3 dB-el nő mindig, bármi is legyen a kiindulási hangnyomásszint: 1 dB + 1 dB = 4 dB,vagy 10 dB + 10 dB = 13 dB, avagy 100 dB dB = 103 dB. A dB ! 9

10 Az ábra azt mutatja, miként kell két logaritmikus egységet helyesen összegezni. Ha egy 55dB-es és egy 51 dB -es hang eredőjét akarjuk megkapni, akkor a különbségből kell kiindulni, ami 4dB. Ha ez a két hang egyszerre szól, akkor annak nem 106 dB lesz az eredménye, hanem lényegesen kevesebb! A vízszintes tengelyen megkeressük a 4 dB-es pontot és kivetítjük a függőleges tengelyre, ahol 1,4 dB-t kapunk. Ezt végül a nagyobb hangnyomásszintű hanghoz adjuk hozzá, a végeredmény tehát : 55 dB + 51 dB = 56,4 dB! Mint láttuk, s az ábráról is leolvasható, hogy 0 dB eltéréshez 3 dB-es növekedés tartozik. LpLp 10

11 Távolságfüggés 11

12 Adó (Donor) Emisszió Vivő közeg Vevő (Akceptor) Abszorbció Hangsebesség Sűrűség,Impedancia Hangkeltés Hang terjedés Hangfelfogás HangforrásHangtér Objektív (fizikai inger) Szubjektív (pszichológiai érzet) 12

13 Hangkeltés Hang terjedés Hang felfogás HangforrásHangtér Objektív  (fizikai inger) Szubjektív  (pszichológiai érzet) Energia Áramlások Rezgetések Intenzitás (phon) Hangosság (son) Frekvencia Hullámhossz Frekvencia (Hz) Hangmagasság (hangsor) Színkép (spektrum) Hangszín IdőIdő (ms)Érzett idő Irány, távolságIrányÉrzékelt irány Jelenségek: Terjedés, Reflexió, Törés, Elhajlás, Interferencia, Elnyelés, (Csillapítás) Információ sebesség (Mb/s) Információ (életben maradás) (kb/s) Zaj Élvezet (zene, HiFi) 13

14 Áramlások Seebeck félesziréna Hangkeltés Hangkeltés Hangforrások Rezgetések hegedű 14

15 Hangterjedés Hangterjedés Hangtér Hangteljesítmény (P) 15

16 Akusztikai hatásfok, akusztikai áttétel Az akusztikai teljesítmény (P) és a zajforrást létrehozó teljesítmény (N) viszonya Értéke: ppm (10 -6 ) – 10% (10 -1 ) Kis asztali ventilátor : (10  W/ 10 W) Kiabálás : (1 mW/ 1 W) Szgk (80 km/h):10 -6 (0.1 W/ 100 kW) Légkalapács:10 -3 (1 W/ 1 kW) Repülőgép:10 -3 (10 kW/ 10 MW) HiFi: 3-5 %(5W/ 100 W) Sziréna 10% (1kW/ 10 kW) 16

17 Hangnyomás (p’), hangsebesség(c), akusztikai Ohm törvény, akusztikai ellenállás (keménység) (Z). Hangterjedés Hangterjedés Hangtér Részecske sebesség: v’ részecske kitérés:  17

18 18

19 c hang levegő  340 m/s Hangsebesség (c) Hangterjedés Hangterjedés Hangtér c hang víz  1500 m/s Közeg Hőmérsé klet, °C Hangs eb. m/s Levegő – Nitrogén Oxigén Víz Acél

20 Newton törvényAnyagmegmaradás Euler egyenlet Kontinuitási egyenlet Hullámegyenlet 20

21 hangintenzitás (I). Hangteljesítmény (P), hangintenzitás (I). Energia (időátlaga) energiasűrűség (időátlaga) energiaáram-sűrűség 21

22 22

23 Hangintenzitás (I)  W= - p dV 23

24 Hangintenzitás (I) és Impedancia (Z) normál levegőre: 430 Ns/m 3 vízre : Ns/m 3 Egy állandó teljesítményű hanforrástól adott távolságban észlelhető I hangintenzitás nagyobb impedanciájú közegben nagyobb (gyökösen) nyomást kelt. (Vízben jóval nagyobb a hangérzet, mint a levegőben ). Z =  o c 24

25 Hangosságszint  (phon) Eltérő frekvenciájú hangok összevetése Élettani mennyiség (hang ekvivalens). Jele: L N Mértékegysége: phon Értelmezése: annak az 1 kHz frekvenciájú, szabad hangtérben szemközt érkező tisztahangnak a hangnyomásszintje, amely azonos hangérzetet kelt a kérdéses hanggal. Hang felfogás 25

26  Hangosság  (son) Eltérő intenzitású hangok összevetése A hangosságérzetet jellemző mennyiség, a valóságos érzetnek felel meg. Mértékegysége a son, jele N. A hangosságszint rendszerhez kötött azonosítási pontja: 1 son = 40 phon. A hangosság és a hangosságszint közötti kapcsolat: Hang felfogás 26

27 Az ember hallásgörbéje Az egyenlő hangosságszintek ( , L N ) frekvencia görbéi (phon-görbék) Két hang közül az egyiket akkor értékeljük szubjektíven kétszer olyan hangosnak, ha a hangosságszintek különbsége 10 phon. Az így megállapított hangosságskála son-ban, arányos a hangosságérzettel (N). (1 son az 40 phonnak felel meg,). Az N hangosság (son) és az L N (dB) hangosságszint összefüggése: A son skála lineáris! 27

28 Phon-son átszámítás Phon (dB) / Son ,501,002,004,008,0016,032,064, ,50,521,042,074,148,2816,633,266, ,541,072,144,298,5817,134,368, ,50,561,112,224,448,8717,735,571, ,581,152,304,609,2018,436,873, ,50,601,192,384,759,5019,038,076, ,621,232,464,929,8519,739,478, ,50,641,272,555,1010,220,440,881, ,661,322,645,2910,621,142,284, ,50,681,372,735,4610,921,943,887, ,711,412,825,6511,322,645,290, ,50,731,462,935,8611,723,446,893, ,751,523,036,0612,124,248, ,50,781,573,146,2812,625,150, ,811,623,256,5013,026,052, ,50,841,683,366,7213,426,953, ,871,743,486,9613,927,855, ,50,901,803,617,2214,428,857, ,931,863,737,4614,929,859, ,50,961,933,867,7215,430,961,


Letölteni ppt "Tartalom A hang 2. (II. 19) Hang fajtái, jellemzői, alapfogalmak, definíciók (infrahang, emberi hang, ultrahang), (térbeli, időbeli, energetikai, frekvenciás."

Hasonló előadás


Google Hirdetések