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Som

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A tambor produz som através de uma membrana vibratória.

O som é uma onda mecânica que é um de oscilação pressão transmitida através de um sólido , líquido , ou gás , composta de freqüências dentro do alcance do ouvido. O som também viaja através de plasma .

Propagação do som

O som é uma sequência de ondas de pressão que se propaga através de meios compressíveis, tais como ar ou água. (O som pode se propagar através de sólidos, bem como, mas existem modos adicionais de propagação). Som que é perceptível por seres humanos tem frequências de cerca de 20 Hz a 20.000 Hz. Em ar a a temperatura e pressão padrão, os correspondentes comprimentos de onda das ondas de som de gama de 17 m a 17 mm. Durante a multiplicação, as ondas podem ser reflectido, refratada, ou atenuada pelo meio.

O comportamento da propagação do som é geralmente afetado por três coisas:

  • A relação entre a densidade e pressão. Esta relação, afectada pela temperatura, determina a velocidade do som no seio do meio.
  • A propagação é também afectada pelo movimento do próprio meio. Por exemplo, o som se movendo através de vento. Independente do movimento de som através do meio, se o meio está em movimento, o som é adicionalmente transportado.
  • A viscosidade do meio também afecta o movimento das ondas sonoras. Ela determina a taxa a que o som seja atenuado. Para muitos meios de comunicação, como o ar ou a água, a atenuação devido à viscosidade é insignificante.

Quando o som está a avançar através de um meio que não têm propriedades físicas constantes, pode ser refractada (quer disperso ou concentrado).

Percepção do som

Ouvido humano

A percepção de som em qualquer organismo está limitado a uma certa faixa de frequências. Para os seres humanos, a audição é normalmente limitada a frequências entre cerca de 20 Hz e 20.000 Hz (20 kHz), embora esses limites não são definitivos. O limite superior geralmente diminui com a idade. Outras espécies têm uma gama diferente de audição. Por exemplo, os cães podem perceber as vibrações superiores a 20 kHz, mas são surdos para qualquer coisa abaixo de 40 Hz. Como um sinal percebida por um dos principais sentidos, o som é usado por muitas espécies para detecção de perigo, navegação, predação e comunicação . Terra 's atmosfera, água, e virtualmente qualquer fenômeno físico, como fogo , chuva , vento , ressaca, ou terremoto , produz (e é caracterizada por) seus sons exclusivos. Muitas espécies, tais como sapos , aves , marinho e terrestre mamíferos , também desenvolveram especial órgãos para produzir o som. Em algumas espécies, estes produzem música e discurso. Além disso, os seres humanos desenvolveram a cultura e tecnologia (tais como música , telefone e rádio ), que lhes permite gerar, gravar, transmitir e som de transmissão. O estudo científico da percepção sonora humana é conhecido como psicoacústica.

Física de som

Ondas de compressão esféricas

As vibrações mecânicas que podem ser interpretados como som é capaz de viajar através de todos as formas de matéria: gases , líquidos , sólidos , e plasmas . A matéria que suporta o som é chamada a médio. O som não pode viajar através de um vácuo.

Ondas longitudinais e transversais

O som é transmitido através de gases, de líquidos e de plasma, como o ondas longitudinais, também chamados ondas de compressão. Através de sólidos, no entanto, pode ser transmitida como ambas as ondas longitudinais e ondas transversais. Ondas sonoras são ondas longitudinais de alternância desvios de pressão do pressão de equilíbrio, fazendo com que as regiões de locais e compressão rarefação, enquanto ondas transversais (em sólidos) são ondas de alternada tensão de corte em ângulo recto com a direcção de propagação.

Matéria no meio é periodicamente deslocado por uma onda de som, e, assim, oscila. A energia transportada pela onda de som converte e para trás entre a energia potencial do adicional compressão (no caso de ondas longitudinais) ou deslocamento lateral estirpe (no caso de ondas transversais) da matéria e a energia cinética das oscilações do meio.

Propriedades das ondas de som e características

Ondas senoidais de diferentes frequências; as ondas de fundo têm freqüências mais altas do que aquelas acima. O eixo horizontal representa o tempo.

Som ondas são muitas vezes simplificada para uma descrição em termos de sinusoidal ondas planas, que são caracterizadas por estas propriedades genéricas:

  • Frequência, ou o seu inverso, o período
  • Wavelength
  • Wavenumber
  • Amplitude
  • De pressão sonora
  • A intensidade sonora
  • Velocidade do som
  • Direção

Às vezes, velocidade e direção são combinados como uma velocidade vetor ; wavenumber e direção são combinados como um vetor de onda.

Ondas transversais, também conhecido como ondas de cisalhamento, tem a propriedade adicional, polarização, e não são uma característica de ondas sonoras.

Velocidade do som

Marinha dos EUA F / A-18 se aproximando da barreira do som. O halo branco é formada por gotículas de água condensada que se pensa resultar de uma queda da pressão de ar em torno da aeronave (ver Prandtl-Glauert Singularity).

A velocidade do som depende da forma das ondas passam através de, e é uma propriedade fundamental do material. Em geral, a velocidade do som é proporcional à raiz quadrada do razão entre o módulo de elasticidade (rigidez) de forma a que a sua densidade . Essas propriedades físicas e a velocidade da mudança de som com condições ambientais. Por exemplo, a velocidade do som no gás depende da temperatura . No 20 ° C (68 ° F) no ar do nível do mar, a velocidade do som é de aproximadamente 343 m / s (1.230 kmh; 767 mph), utilizando a fórmula de "v = (331 + 0,6 T), m / s". Em água doce, também a 20 ° C, a velocidade do som é de aproximadamente 1482 m / s (5335 kmh; 3315 mph). Em aço , a velocidade do som é de cerca de 5.960 m / s (21.460 kmh; 13.330 mph). A velocidade do som é também um pouco sensível (a segunda ordem efeito anarmônico) para a amplitude de som, o que significa que existem efeitos de propagação não lineares, tais como a produção de harmónicas e tons mistos não presentes no som original (ver matriz paramétrico).

Acústica

Acústica é a ciência interdisciplinar que lida com o estudo de todas as ondas mecânicas em gases, líquidos e sólidos, incluindo vibração, som, ultra-som e infra-som. Um cientista que trabalha no campo da acústica é um especialista em acústica enquanto alguém que trabalha no campo da acústica tecnologia pode ser chamado de um engenheiro acústico ou de áudio. A aplicação da acústica pode ser visto em quase todos os aspectos da sociedade moderna com o mais óbvio sendo as indústrias de áudio e controle de ruído.

Ruído

O ruído é um termo usado frequentemente para se referir a um som indesejável. Em ciência e engenharia, o ruído é um componente indesejável que obscurece um sinal desejado.

Nível de pressão sonora

Medições de som
Pressão sonora p, SPL
Partículas velocidade v, CRC
Particle deslocamento ξ
A intensidade sonora I, SIL
Potência sonora P ac
Nível de potência sonora SWL
Energia sonora
Densidade de energia do som E
Fluxo q energia sonora
Acústico impedância Z
Velocidade do som c
Freqüência de áudio AF

De pressão acústica é a diferença, num dado meio, entre média pressão local e a pressão da onda sonora. Um quadrado de esta diferença (isto é, um quadrado do desvio em relação à pressão de equilíbrio) é normalmente em média ao longo do tempo e / ou espacial, e uma raiz quadrada desta média fornece um root mean square (RMS) de valor. Por exemplo, uma Pa de pressão sonora RMS (94 dB NPS), em ar atmosférico implica que a pressão real no onda sonora oscila entre (1 atm - \ Sqrt {2} Pa) e (1 atm + \ Sqrt {2} Pa), ou seja, entre 101323,6 101326,4 Pa e. Tal pequena (relativa à atmosférica) variação na pressão do ar numa frequência de áudio é percebida como um ensurdecedor som, e pode causar danos auditivos, de acordo com a tabela abaixo.

À medida que o ouvido humano pode detectar sons com uma vasta gama de amplitudes, a pressão sonora é frequentemente medida como um nível em uma logarítmica escala de decibéis. O nível de pressão de som (SPL) ou L p é definido como

L_ \ mathrm {p} = 10 \, \ log_ {10} \ left (\ frac {{p} ^ 2} {{p_ \ mathrm {ref}} ^ 2} \ right) = 20 \, \ log_ {10 } \ left (\ frac {p} {p_ \ mathrm {ref}} \ right) \ mbox {dB} \,
em que p é a pressão sonora raiz quadrados média e p_ \ mathrm {ref} é uma pressão sonora de referência. Pressões sonoras de referência utilizados comumente, definidos na norma ANSI S1.1-1994, são 20 TPa no ar e 1 TPa em água. Sem uma pressão sonora de referência especificado, um valor expresso em decibéis não podem representar um nível de pressão sonora.

Uma vez que o humano ouvido não tem um apartamento resposta espectral, pressões sonoras são muitas vezes freqüência ponderada de modo que as partidas de nível medidos os níveis percebidos mais de perto. O Comissão Electrotécnica Internacional (IEC) definiu vários esquemas de ponderação. A ponderação tenta corresponder a resposta do ouvido humano para dBA de ruído e níveis de pressão sonora ponderados A são rotulados. C-ponderação é usada para medir os níveis de pico.

Equipamento para lidar com som

Equipamento para outputing ou gerar: instrumento musical , caixa de som, telefones auditivos, sistemas de sonar, reprodução de som e equipamentos de transmissão. Muitos destes transdutores utilização electro-acústico de entrada para: microfones.

Medição do som

  • Decibel, Sone, mel, Phon, Hertz
  • Nível de pressão sonora, De pressão sonora
  • Velocidade das partículas, Velocidade acústica
  • Deslocamento das partículas, Amplitude da partícula, Aceleração de partículas
  • De potência sonora, De potência acústica, Nível de potência sonora
  • Fluxo de energia de som
  • A intensidade sonora, Intensidade acústica, Nível de intensidade sonora
  • Impedância acústica, Impedância de som, Impedância característica
  • Velocidade do som, Amplitude
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