A hangtan Az akusztika Lingvay Dániel XI. oszt. Ady Endre Elméleti Líceum

Meghatározás A hangot mint fizikai jelenséget az akusztika, a beszédhangokat a fonetika, a zenei hangokat a zenetudomány tanulmányozza. A hangtan a fizikának az az ága, amely a hangok keltésével, terjedésével, fizikai jellemzőivel, élettani és lélektani hatásaival és ezek alkalmazásaival foglalkozik. A hangtan tulajdonképpen a kis amplitúdójú rezgőmozgásokat tanulmányozza: A 20Hz alatti infrahangok; A 20Hz és 20kHz közötti halható hangok; A 20kHz és 105 kHz ultrahangok; A 105 kHz feletti hiperhangok.

Hangészleléshez szükséges: Hangforrás (mechanikai rezgést végző rendszer); Hangot vezető közeg (pl. levegő); Hangjelet felfogó rendszer. Hanghullámot bármilyen rugalmas közeg vezet. A hangforrások többségében a beeső és a visszavert hullám állóhullámot hoz létre. Az állóhullám egy olyan rezgés amely nem mozdul el. Az állóhullámok együttese adja meg a hangforrás saját hangjait. A legkisebb frekvenciájú saját hangot alaphangnak és ennek az egész számú többszörösét felhangnak nevezzük.

A hangérzetek osztályozása Az intenzitás (I) Hullám- (hang-) intenzitáson (I) értjük a hullám terjedési irányára merőleges, egységnyi felületen, időegység alatt áthaladó energiát. 𝐼 = 𝐸 𝑡𝑆 = 𝑃 𝑆 [𝐼] 𝑆𝐼 = 𝐽 𝑠 ∗ 𝑚 2 = 𝑊 𝑚 2 A hangérzetek osztályozása A hangérzeteket három csoportba szokták osztani: Zenei hangok (periodikus rezgések); Zörejek (szabálytalan rezgések); Dörejek (durranások, csattanások).

A zenei hang jellemzői A zenei hangot kétféle képen jellemezhetjük. A hang objektív jellemzői: A hang energiája A hangforrás teljesítménye Frekvencia Hangerősség A hang szubjektív jellemzői: A hang magassága Hangosság Hangszín

A hang objektív jellemzői 1.) A hang energiája A levegőben terjedő hanghullámokban sűrűsödések és ritkulások terjednek tovább. A sűrűség növekedése nyomásnövekedést idéz elő. A nyomásnövekedésből származó potenciális energiának és a levegőrészek mozgási energiájának az összege adja a hanghullám energiáját. 2.) A hangforrás teljesítménye egyenlő az általa időegység alatt kisugárzott energiával. Normális beszéd: 10-5 W Kiáltás: 10-3 W Autóduda: 5 W Nagy hangszóró: 100 W Légvédelmi sziréna: 1000W 3.) A frekvencia egyenlő az időegységre eső rezgések számával 4.) Hangerősség (intenzitás)

A hang szubjektív jellemzői 1.) A hang magassága. Ez a frekvenciával egyenesen arányos. A mai „A” hang magassága 440Hz. 2.) A hangosság (H). Ez megfelel a szubjektív hangerősség. 𝐼 0 = 10 −12 𝑊 𝑚 2 ahol I0 annak az 1000 Hz-es tiszta hangnak az erőssége amely az ingerküszöbnek felel meg. Intenzitásszintek jellemzésére használt mértékegység a bel (B). A gyakorlatban decibel(dB)-t használnak. Ha a frekvencia 1000 Hz, akkor 𝐻 =𝑙𝑔 𝐼 𝐼 0 𝐵 𝑣𝑎𝑔𝑦 𝐻=10𝑙𝑔 𝐼 𝐼 0 𝑑𝐵 3.) A hangszín alapján különböztetjük meg a különböző hangforrások ugyanolyan erősségű és magasságú hangjait. Pl. Az emberi beszéd és a zongora ugyanolyan intenzitásszintű és frekvenciájú hangja megkülömbözhető.

A teremakusztika Egy előadóterem akkor jó akusztikailag, ha a zene mindenhol jól halható. Ez sok tényezőnek a függvénye: az épület anyaga, a terem formája, a teremben levő bútorok az emberek száma stb. Ezek meghatározzák az utózengési időt. A terem akusztikája többek közt ettől is függ. Az utózengési idő alatt azt az időt értjük, amely alatt a hangintenzitás ez eredeti értékéhez képest az egy milliomod részére csökken.

A zajok káros hatása Az ultrahangok és az infrahangok káros hatással vannak a hallásra. Ugyanúgy a zajok és a csattanások is rontják a hallást. Ezek idegrendszeri problémákat, szívkoszorúér bántalmakat és süketülést is okozhatnak. Az öreg emberek már alig hallják a 12-14 kHz- es hangokat. Majdnem mindem ember számára létezik egy sajátos zaj ami károsítja a hallását. Ilyen például az a hang, amikor a kréta megcsúszik a táblán, vagy amikor két polisztirén érintkezik.