REFERAT ELEMENTE DE ACUSTICA

Acustica se ocupa cu studiul producerii, propagarii si receptionarii sunetelor. Sunetele se propaga prin medii elastice sub forma de unde sonore (zone comprimate care alterneaza cu zone rarefiate). Sursele sonore transmit mediului exterior variatii ale presiunii cu frecvente n intre 16 si 20000 Hz, capabile sa produca senzatii auditive in urma receptarii lor de catre aparatul auditiv.

Tuburile si corzile sonore ale instrumentelor muzicale clasice sunt surse de unde sonore. Undele stationare, care au anumite frecvente caracteristice, se formeaza atunci cand corzile elastice sunt puse in oscilatie prin ciupire, lovire sau frecare cu un arcus sau cand coloanele de aer sunt puse in oscilatie de buzele suflatorului, de mustiuc sau de ancia instrumentelor cu tuburi sonor (nai, trompeta, flaut,clarinet etc.). Propagarea perturbatiilor de presiune se face in mediu exterior sub forma de unde longitudinale, cu transferul unei parti din energia surselor sonore. Sursele sonore genereaza unde sonore care produc senzatii auditive placute urechii umane (sunete muzicale) daca produc un sir ordonat de fluctuatii periodice de presiune, in diferite combinatii.Sunetele muzicale sunt impartite in game muzicale, fiecare fiind alcatuita din note muzicale, ale caror frecvente se afla intre ele in anumite rapoarte. Urmatoare gama, care incepe cu acceasi nota, dar la interval de o octava, are frecventele dublate fata de precedenta

(de aici) .In functie de senzatia auditiva, sunetele se deosebesc dupa inaltime, nivel sonor si timbru. Aceste calitati ale sunetelor sunt subiective. Hainele si draperiile pufoase absorb sunetele inainte de a fi reflectate de peretii unei sali de spectacole.

Reflexia si absorbtia sunetelor are improtanta in salile de spectacole. Acustica (naturala sau superficiala) a unei sali are o importanta majora in calitatea sunetelor receptionate. Reverbertia, controlata prin mijloace electroacustice, urmareste suprapunerea partiala a sunetului reflectat peste cel incident pentru intarirea si prelungirea lui. Reverberatia trebuie sa fie mai mica la auditia operelor si mai mare in cazul muzicii simfonice. Acustica fiziologica grupeaza senzatiile de sunet produse asupra urechii dupa :

inaltime (creste cu frecventa )

intensitate sonora (creste cu amplitudinea)

timbru

Timbrul este caracteristica sunetului care permite distingerea sunetelor produse de surse sonore diferite, care emit un spectru acustic de armonici ale unui sunet fundamental diferite ca numar si intensitati. Piesele muzicale sunt amestecuri de sunete si zgomote a caror proportie s-a schimbat in ultimul secol in favoarea zgomotelor si sunetelor cu timbru sarac in armonice.

(de aici ). Frecventa cea mai joasa se numeste fundamentala, iar celelate se numesc armonice. (de aici) (n n n n1 etc).Tuburile subtiri produc sunete bogate in armonici superioare,percepute de urechea umana ca sunete ascutite si stridente. Tuburile groase produc tonuri joase, placute urechii (frecventa fundamenta si primele armonice inferioare).

Tuburile si coardele instrumentelor au lungimi diferite: cele scurte emit sunete inalte, iar cele lungi emit sunete mai joase. (de aici) In tuburile sonore apare fenomenul de rezonanta a coloanelor de aer pentru anumite frecvente de oascilatie, determinate de dimensiunile tubului. Cand lovesti un vas de sticla, sunetul receptionat este produs de peretii acestuia, care vibreaza cu frecvente depinzand de dimensiunile lui. Un sunet de frecventa egala cu frecventa proprie a vasului de sticla produce vibrtaii cu amplitudini mari, deoarece este indeplinita conditia de rezonanta si se poate produce chiar spargerea vasului. Daca lovesti usor dintii cu un pix, undee sonore se propaga la urechi prin cutia craniana si nu prin aer.

Pentru un sunet din domeniul frecventelor audio sa fie perceput de receptorul auditiv normal (fara defecte de auz), este necesar sa aiba o durata mai mare decat 0,01 secunde. In caz contrar, senzatia podusa este de cea de pocnet. Urechea umana nu poate aprecia de cate ori un sunet are intensitatea sonora mai mare decat a altui sunet, dupa intesitatea senzatiei produse. Intensitatea senzatiei produse S creste proportional cu slogaritmul zecimal al intensitatii electrice I, adica S = klgI. Rezulta ca intensitatea senzatiei creste in progresie aritmetica atunci cand intensitatea energetica sonora creste in progresie geometrica.

Nivelul sonor Ns reprezinta de 10 ori logaritmul zecimal al raprotului dintre intensitatea sonora I a unui sunet si intensitatea minima perceputa de ureche, I0 = 10 (-12) W/m2, la frecventa sonora n0 = 103 Hz, cand sensibilitatea urechii este maxima: Ns = 10 * lg(I/I0). Nivelul sonor este exprimat in S.I. in decibeli (dbel). Intensitatea sonora a unei soapte este de aproximativ de 15 dbel, murmurul produs de o clasa de elevi, de aproximativ de 50 de dbel, zgomotul unei strazi aglomerate, de aproximativ 90 de dbel. Sunetele de peste 100 de dbel pot fii insuportabile. Intensitatii sonore maxime suportate de ureche (I = 1 W/m2), produsa de o variatie a presiunii atmosferice de 30 N/m2 , cand apare senzatia de durere, ii corespunde nivelul sonor Ns = 120 dbel.

(de aici )Corzile instrumentelor se acordeaza pe aceeasi frecventa cu cea a unui diapazon prin modificarea tensiunii, in timp ce vibreaza, pana cand dispare fenomenul de batai.

In timpul inregistrarii digitale (numerice) pe un compact-disc, sunetele convertite in semnale electrice codificate in secvente numerice (0 si 1) sunt gravate pe suprafata discului sub forma unor minuscule scobituri, care sunt apoi acoperite cu o folie subtire de aluminiu reflectorizant. Cand CD-ul este introdus in lectorul optoelectronic de discuri, un fascicul laser reflectat de succesiunea de scobituri decodifica informatia stocata in semnalele elctrice, care apoi sunt convertite in sunete de catre difuzoare. Acul capului unui pick-up urmareste denivelarile discului, facand sa vibreze spirele care se afla intre polii unui magnet, obtinandu-se prin inductie electromagnetica semnale electrice. Ele vor fi amplificate si transformate in semnale acustice de catre difuzoarele boxelor.