1. A hang, mint akusztikus jel

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "1. A hang, mint akusztikus jel"

Balázs Orsós
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 1. A hang, mint akusztikus jel

2 Mechanikai rezgés - csak anyagi közegben terjed. A levegő molekuláinak a hangforrástól kiinduló, egyre csillapodva tovaterjedő mechanikai rezgése. Nemcsak levegőben, hanem egyéb, rezgésre hajlamos rugalmas közegben is terjed. A hang valamilyen rugalmas közegben terjedő mechanikai rezgéshullám, mely az élőlényekben hangérzetet kelt.

3 A hangrezgés időbeli lefolyása szerint lehet: zenei hang ( periodikus) zörej ( nem periodikus, de hosszabb ideig tart) dörej ( pillanatszerű lökéshullám)

4 A hang terjedése és sebessége Rugalmas közegben terjedő rezgés. A hullámterjedés folyamán a közegben valamilyen fizikai mennyiség (kitérés, nyomás, sűrűség) változik. A közvetítő rugalmas közeg lehet szilárd, cseppfolyós vagy légnemű halmazállapotú (leggyakrabban a levegő). A rezgést továbbító levegő részecskéinek elmozdulása miatt nyomásingadozás keletkezik, amely átterjed a szomszédos részecskékre - tovaterjedő hanghullámok jönnek létre.

5 Hangsebesség = a hangrezgések a vivőközegben való terjedési sebessége. A vivőközegre jellemző számérték. Nagysága csak a közeg sűrűségétől és rugalmasságától függ. Fizikai jele: c. Mértékegysége: méter/másodperc (m/s) Levegő: 340 m/s (normál páratartalom, +15 C esetén) Szilárd anyagokban, folyadékokban nagyobb terjedési sebesség. (Indián könyvek!)

6 A hangrezgés frekvenciája és amplitúdója Harmonikus rezgőmozgás

7 Tiszta szinuszos hangrezgés jellemzői: másodpercenkénti rezgésszám vagy frekvencia egysége a hertz, jele Hz ( az angolszász szakirodalomban c/s, cps). amplitúdó: a szinuszos hangrezgés erőssége, azaz intenzitása Minél nagyobb egy hangrezgés amplitúdója, annál nagyobb rezgési energiát képes közölni a vivőközeggel. A gyakorlatban előforduló hangrezgések amplitúdója az idő és távolság függvényében soha nem állandó, hanem csökkenő jellegű.

8 A tiszta hang és összetett hang tiszta hang - Tiszta szinuszos hangrezgés. - Spektrumában egyetlen vonal van (később!). - Egyetlen frekvencia jellemzi. - A természetben nem fordul elő. - Előállítása: hangvillával (mechanikai eszköz) összetett hangok - Több, egymástól különböző frekvenciájú szinusos komponens összegéből állnak. - Lehet periodikus ill. nemperiodikus.

9 A hangmagasság A keltett hang magasságát mindig a frekvenciája (periódusa) határozza meg! kísérlet: Ha különböző hosszúságú, de azonos vastagságú húrokat feszítünk ki azonos erővel, és egymás után megpendítjük őket, azt tapasztaljuk, hogy mindegyik hangja más és más magasságú A hosszabb a mélyebb vagy a magasabb???

10 A hangszín Milyen lenne a világ, ha a természetben csak tiszta hangok fordulnának elő??? Hangszerek által keltett zenei hangok? Periodikus összetett hang esetén, mindig találunk egy alapfrekvenciát, ami az adott hangban a legmélyebb hang (alaphang). A többi összetevő frekvenciák (felhangok) ennek az alaphangnak az egész számú többszörösei. A hang (jellegzetes) hangszínét az alaphanggal együtt előforduló felhangok száma és szintbeli aránya határozza meg.

11 A hangerősség és hangintenzitás A hangforrás rezgő felülete mozgásba hozza a környezetében levő levegő molekuláit. A mozgás hatására sűrűsödnek, ill. ritkulnak nyomásingadozás lép fel a levegőben a rezgésbe hozott részecskék kitérése és a fellépő nyomásingadozás között meghatározott fizikai kapcsolat van e nyomásváltozás jelenti a hangingert erősségét (intenzitását) hangerősségnek nevezzük

12 A hangerősség objektíven mérhető fizikai mennyiség, amely az élőlényekben szubjektív hangerősségérzetet kelt. ( Ez hangosság.) A hang, mint fizikai inger erőssége két módon jellemezhető. Hangintenzitással (I), ami hang terjedési irányára merőleges, egységnyi felületen, időegység alatt áthaladó hangenergia értékét jelenti. Hangnyomás-változással.

13 Hangintenzitás (I): hang terjedési irányára merőleges, egységnyi felületen, időegység alatt áthaladó hangenergia ingerküszöb = 1000 Hz-es tiszta hang intenzitása, mely még éppen hallható I 0 =10-12 W/m 2 suttogás 10-9 W/m 2 normál beszéd 10-5 W/m 2 kiáltás 10-3 W/m 2 zongora (max) 0,1 W/m 2 autókürt 5 W/m 2 nagy hangszóró 10 2 W/m 2 lökhajtásos repülő 10 5 W/m 2

14 Decibel, db, mint mértékegység A nagy hangintenzitás-tartomány, a könnyebb számolás iránti igény, a fül logaritmikus érzékenysége (lsd. később) miatt a hangteljesítmény, a hangintenzitás, a hangnyomás a hangosság esetén mindig két teljesítmény- vagy intenzitásértéket a hasonlítunk össze a következőképpen Intenzitás: n = 10 lg I 2 / I 1 db (decibel)

15 Ha hangnyomást kívánunk db-ben megadni, figyelembe kell venni az intenzitás és a hangnyomás közötti I=kp 2 összefüggést 10 lg (I 1 /I 2 )=10 lg (kp 2 / kp 22 )= 20 lg (P 1 /P 2 ) db A db-ben meghatározott hangerősséget vagy hangnyomást stb. az elektroakusztikában szintnek nevezik. A szint relatív érték, amely két, teljesítményjellegű mennyiség viszonyát adja meg. Az intenzitásszint-skála 0 db-es alapszintjéül nemzetközi megállapodás alapján az 1000 Hz-es hanghoz tartozó hallásküszöb értékét választották.

Hasonló dokumentumok

Zaj- és rezgés. Törvényszerűségek

Zaj- és rezgés. Törvényszerűségek Zaj- és rezgés Törvényszerűségek A hang valamilyen közegben létrejövő rezgés. A vivőközeg szerint megkülönböztetünk: léghangot (a vivőközeg gáz, leggyakrabban levegő); folyadékhangot (a vivőközeg folyadék,