Hangtechnika
A hang mechanikai rezgéshullám, amely az élőlényekben hangérzetet kelt. Hangtan – akusztika a fizikának hanggal foglalkozó ága. A hang rugalmas közegben (szilárd, folyékony, légnemű), különböző sebességgel hosszanti mechanikai rezgéshullámként terjed. visszaverődés, elnyelődés, interferencia Hangsebesség levegőben* 340 m/s 1Mach vízben 1450 m/s betonban 1660 m/s vasban 4990 m/s fenyőfában 3320 m/s hidrogén gázban 1280 m/s * normál páratartalom 15C, tengerszint Frekvencia hangmagasság Hangerősség: egységnyi felületre eső hangteljesítmény W/m2 Hangteljesítmény: hangforrás időegység alatt kisugárzott hangenergiája, ill a hangenergia-mennyiség átlagos értéke. A hangrezgés időbeli lefolyása szerint: zenei hang (ha a rezgés periodikus, lehet összetett rezgés is), zörej (ha a rezgés nem periodikus, de hosszabb ideig tart), dörej (ha a rezgés pillanatszerű lökéshullám).
A hang érzékelése, hallás
Akusztikai fogalmak A hangmagasságot a frekvenciája határozza meg 0-16 Hz 16 Hz-20 kHz 20 kHz-1 GHz 1 GHz-10 THz Infrahang Hallható hang Ultrahang Hiperhang Életkor 0,5 év 4-5 év 25 év 40 év 60 év Tartomány 14...16Hz -16..18kHz 14...16Hz -18..20kHz 20...25Hz -16..18kHz 30...35Hz - 14..16kHz 100..120Hz -12..14kHz A hangmagasságot a legmélyebb részhang, a hangszínt a frekvenciatartományi viselkedés (amit a burkológörbe szemléltet), a sávszélesség, a különböző frekvenciájú hangok amplitúdó és fázisviszonyai stb. együttesen határozzák meg. Ha a felhang frekvenciája az alaphang frekvenciájának valamilyen egészszámú többszöröse, akkor felharmonikusnak is szokták hívni. Általánosan, egy felharmonikus frekvenciája az alapjel frekvenciájának egészszámú többszöröse.
ahol p0 10-5 Pa, viszonyítás alapja, akusztikai fogalmak Hallástartomány A hallás- és a fájdalomküszöb közötti terület. A decibel (dB), a hangnyomás, a hang erősségének meghatározására bevezetett, nem valódi, mértékegység, tízes alapú logaritmus segítségével kifejezett arány. ahol p0 10-5 Pa, viszonyítás alapja, mely egy 1000 Hz frekvenciájú szinuszhang hangnyomásának felel meg, amit az emberi fül még éppen érzékel Hallásküszöb: adott frekvenciájú szinuszos (tiszta)hang, legkisebb hang-nyomásértéke, amely még hangérzetet kelt (amit éppen meghallunk). normál emberi beszéd: 25-30 dB Fájdalomküszöb: adott frekvenciájú tisztahang, legnagyobb hangnyomás-értéke, amely még éppen fájdalom nélkül elviselhető. A fájdalomküszöb értéke: 120 dB Ehhez a határához közelítő hangerősség tartós hallgatása nagyothallást okozhat. Hallástartomány: a hallás- és a fájdalomküszöb közötti terület. A decibel (dB), a hangnyomás, a hang erősségének meghatározására bevezetett, nem valódi, mértékegység, tízes alapú logaritmus segítségével kifejezett arány. ahol p0 10-5 Pa, viszonyítás alapja, mely egy 1kHz frekvenciájú szinusz-hang hangnyomásának felel meg, amit az emberi fül még éppen érzékel. Hallásküszöb A hallásküszöb valamely adott frekvenciájú tiszta (szinuszos) hang, legkisebb hang-nyomásértéke, amely süketszobában egy normális hallású személy hallószervében még hangérzetet kelt, azaz amit éppen meghallunk. Hallásküszöb 0 dB. Normál emberi beszéd 25-30 dB, mely függ az egy időben hallott hangoktól. Fájdalomküszöb A fájdalomküszöb egy adott frekvenciájú tisztahang ama legnagyobb hangnyomás-értéke, amelyet süketszobában a vizsgált személy még éppen fájdalom nélkül képes elviselni. A fájdalomküszöb határához közelítő hangerősség tartós hallgatása nagyothallást okozhat. A fájdalomküszöb értéke 120 dB.
akusztikai fogalmak „Hallási görbék” Szubjektív hangerősség-érzet Mértékegysége a fon, a decibelhez hasonlóan szintén logaritmikus mértékegység, melyet leginkább a hangstúdiókban alkalmazzák. Egy hang erőségének fon-értke megegyezik, az azonos hangerejűnek érzékelt 1kHz-es tiszta hang decibelben mért intenzitásával. „hallási görbék” A hangerő és hangnyomásszint közötti összefüggést Fletcher és Munson (1933) állította össze és vezette be nemzetközileg 1961-ben ISO ajánlásként. A fül érzékenysége 3000Hz-4000Hz között a legnagyobb. Szubjektív hang-erősségérzet: Mértékegysége a fon, a decibelhez hasonlóan szintén logaritmikus mértékegység, melyet, leginkább a hangstúdiókban alkalmazzák. Egy hang erőségének fon-értke megegyezik, az azonos hangerejűnek érzékelt 1kHz-es tiszta hang decibelben mért intenzitásával.
Hangszintek, hangerősségek A hallásküszöb egyénenként, nemenként, életkoronként változik. halk beszéd hangossága kb. 20 fon, a hangos beszédé kb. 40 fon, a zenekaroké pedig elérheti a 100 fon-t is. Kutatások szerint lakónegyedben elhelyezett zajgenerátor hatása: 45 dB alatt 45-55 dB 50-60 dB 65 dB felett nincs hatással szórványos panaszok a zajra sokaknak feltűnik a zavaró hangforrás igyekeznek megszabadulni a zajforrástól 80 dB felett 90 dB felett már telefonálni sem lehet sokat hibázik az ember a munkában
Pszichofizika „A testnek és léleknek, vagy még általánosabban a mentálisnak és materiálisnak, a fizikai és pszichológiai világnak pontos elmélete” Gustav Theodor Fechner (1860): A pszichofizika alapjai A pszichofizika a pszihológia észleléssel foglalkozó ágának részterülete. A fizikai és pszichikai világ közti összefüggésekkel, fizikailag mérhető ingerek kiváltott élmények és az ehhez kapcsolódó emberi érzések érzékelések kapcsolatával, foglalkozik. Inger, az emberi érzékszervek fizikai ingerlése, mely választ, reakciót vált ki. Hangingerek (akusztikai jelek) Fényingerek (optikai jelek) Észlelés Az emberek különböző érzékszerveik (fül, szem) segítségével képesek érzékelni a körülöttük zajló fizikai ingereket. Az érzékszervben érzékelők (receptorok) találhatók, melyek a fizikai ingereket (hang, fény) kémiai-elektromos jelekké változtatják (hallás, látás), mely elektromos ingereket az idegszálak az agy arra specializálódott területére vezetik. Érzékelés, az agyba érkezet észlelések összefoglalása Eredmények felhasználása digitalizálási megfontolások sztereó és térbeli hangvisszaadás veszteséges tömörítés (pl. hangelfedés kihasználása) stb… Elfedésnek azt a jelenséget nevezik, amikor a "hasznos" hangot egy vele egyidejű, zavaró, idegen hangjelenség hatására kisebb hangosságúnak érezzük. Az elfedő hang tehát megemeli a hallásküszöböt. Az elfedés mértéke az eredeti hang erősségétől, frekvenciájától, az elfedő hang összetételétől és az összetevők intenzitásától függ. Különösen a nagy intenzitású mély hangok fejtenek ki nagy elfedő hatást a magasabb hangokra. A zörejek mindenféle magasságú és összetételű hangot jól elfednek.