Akustik

Utvecklingen av akustikvetenskap genom historien

akustiker
akustik

Varje fysiskt märkbar mekanisk våg – från jordens vibrationsvågor genom musiken till de termiska vibrationerna tillhör akustikens vetenskap.
Musikalisk akustik inkluderar musikteori, instrumentens fysik, psykoakustik (som handlar om våra örons funktion och hjärnans uppfattning) och teknisk akustik.
Utvecklingen av akustikvetenskapen går tillbaka till antiken i historien.
Under byggandet av de antika kyrkorna på Malta (byggda för ungefär 6 000 år sedan) kan det primära ha varit att utforma lämplig akustik och ljudmiljö.

Ljudspridning!

Det upptäcktes i antiken att i ett öppet rum, på en plan yta kan tal och ljud bara höras och förstås på kort avstånd. De insåg också att ljudet som spred sig uppåt var tydligare och kunde höras längre bort. Dessa observationer användes i samtal och offentliga tal. Skapandet av surroundljud spelade också en roll i utvecklingen av de antika teatrarna. Upplevelsen av teaterspelen utomhus förstärktes också akustiskt av väggarna i byggnaderna. Den halvcirkelformade, stigande sittplatsen är också en upptäckt av antikens greker. Man insåg att talförståelse påverkas av avstånd. När det gäller teatern i antika Grekland typ var valet av material också viktigt för bra akustik.

Betydelsen av scenens yta

akustiker
akustiker

Ytan på scenen var vanligtvis gjord av trä, och stenmurarna spelade en roll i reflektion och spridning av ljud. När en stor kör uppträdde strödde man halm på körscenen för att minska ljudreflektionen. Riktningen och avståndet för ljudspridningen av mänskligt tal tänkte man också på vid utformningen av åskådarplatserna (teatern). För att kunna höra och förstå allting som utspelades på scenen kunde åskådare inte vara på teaterns sida och baksida. Således bildades ett elliptiskt format auditorium med en höjdvinkel på 25-30 grader.

Stenstolarna i teatern spred ljudet och förhindrade eko från att bildas. Stenvaser placerades under raderna för ljudvibration, vilket förbättrade volym och talförståelse.
Effekten av de förskjutna sätesraderna i de antika grekiska teatrarna har jämförts med effekten av det ljudabsorberande material som skärs i rätt storlek och används för ljudisolering i moderna inspelningsstudios. Sätesraderna dämpar ljud under 500 Hertz och filtrerar bort det vanligaste bruset som när åskådare mumlar, vinden susar osv. Denna frekvensgräns är idealisk för att filtrera bort brus enligt experterna.

Ljudet hördes upp till 60 meter bort!

akustiker
akustik

Med denna metod blev det möjligt att det i Epidaurus, den berömda teatern som rymmer 14 000 åskådare, även på den sista raden 60 meter från scenen gick att förstå vad skådespelarna sa. Romerska teatrar genomgick betydande förändringar. Scenen och auditoriet blev halvcirkelformigt, publiken kom närmare scenen. När teatern flyttade inomhus skapades enorma ytor för ljud att reflektera från som ökade ljudfördelningen. Scenens bredd och djup ökade också, vilket försämrade akustiken. Bakom de översta raderna byggdes takstrukturer med arkader för få bra ljud, och man drog fördel av reflektionsförmågan i dessa väggkonstruktioner.

Rader av loger och gardiner dök också upp.

Romarnas uppfinning är inomhus-marknadshallen där folksamlingar hölls. Dessa platta, välproportionerade byggnader är förfäder till föreläsningssalar som idag har utmärkt akustik. I forntiden fick akustiken bara uppmärksamhet när man byggde teatrar.
Under medeltiden blev akustiken viktigare i kyrkor. I de nybyggda basilikorna och kyrkorna var vikten på det ideala ljudet under predikningar och körsånger. De mindre strukturerna i rumänsk stil fungerade fortfarande bra akustiskt. Kupolerna som är karakteristiska för den gotiska stilen förstörde funktionerna mycket. Stora utrymmen blev mer utbredda i arkitekturen, vilket resulterade i ohanterligt ljud. Under renässansen försämrades de akustiska förhållandena ytterligare på grund av ännu större dimensioner.

Med stagnationen av vetenskapens utveckling under medeltiden utvecklades akustikens vetenskap inte på århundraden.

Was Galilei already acoustic?

På 1500-talet omvandlades de första kyrkornas interiörer och kupoler för musikaliska ändamål. En sådan berömd katedral är Thomaskirche i Leipzig, där Johann Sebastian Bach också framförde många av sina verk, och det var mycket viktigt för kompositören att ljudet var sofistikerat och optimalt.
På 1600-talet blomstrade teaterbyggbranschen igen. Ritningarna liknade dem hos grekisk-romerska teatrar, förutom att auditorierna placerades ovanpå varandra och kompletta takkonstruktioner byggdes. Teatrar, operahus och konserthus byggdes på löpande band.

 

Studerade redan Galileo akustik?

Galileo var den första som skrev om akustik. Hans arbete med akustik, publicerad på 1600-talet, nämner geometriska härledningar, ljudavböjning, ljudkontrollplaner och hantering av ekon och efterklang. Ungefär denna tid bestämdes också den ungefärliga hastigheten för hur fort ljud färdas. De flesta teatrar och konserthus byggdes under 1700-1800-talet.
I dag skiljer sig hallarna från de tidigare i många avseenden. De försöker ofta bygga multifunktionella hallar av ekonomiska skäl. Det finns otaliga fall där arkitektoniskt, funktionellt och ekonomiskt väl utformade rum försöker kompensera för sin annars dålig akustik med elektronisk ljudförstärkning, vilket inte alltid är lösningen på problemet.

In the case of interiors, two types of sound spaces can be distinguished:

Karakteristiskt för ljudspridning utomhus är att spridningen av fysiskt ljud inte hindras av någon absorberande eller reflekterande yta.

I praktiken är detta inte fallet, t.ex.

  • jordytans reflekterande egenskaper
  • luftens ljudabsorption.

Förhållandet mellan ljudeffektnivån för en ljudkälla och ljudtrycksnivån i ett utrymme beror på utrymmets tillstånd:

  • temperatur,
  • fuktighet
  • vind.

I luftlager med olika temperaturer reser ljudet med olika hastigheter. Vid gränssnittet mellan två medier med olika temperaturer bryter det alltid mot den kallare.

På sommardagar, på grund av värmen från folkmassan, böjer sig ljudet uppåt mot lagren av kallare luft. I luften ökar hastigheten för ljudutbredningen med ökande temperatur. Lufttryck och -fuktighet med normala värden har ingen effekt på ljudspridningens hastighet.

När det gäller inomhusmiljöer finns två typer av ljudfält:

  • diffust
  • och fritt.

När du slår på en ljudkälla i ett rum skapar den först det fria ljudfältet, sedan studsar det från väggarna och skapar det reflekterade ljudfältet. Tack vare effekten av de två fälten på varandra får vi en känsla av rymd och avstånd.

I ett felaktigt ventilerat rum stiger temperaturen och flera viktiga takreflektioner kan utebli på grund av att ljudvågorna böjer sig. Om det finns omvända temperaturförhållanden får publiken mindre direkt ljudenergi på grund av de uppåtböjda ljudstrålarna. Av detta skäl bör raderna med säten vara utformade så att de stiger uppåt. Ljudet sprids mellan två punkter på den kortaste vägen, dvs längs en rak linje.

Ett annat viktigt ljudfenomen inomhus är reflektion. När en ljudvåg träffar en vägg delas energin i tre delar. Den första delen återspeglas, den andra delen går in i väggen, där en del absorberas, omvandlas till värme. Den tredje delen lämnar väggen och fortsätter. Innan den går ut reflekteras och absorberas en liten del igen.

När man bestämmer inredningen i en byggnad måste inte bara arkitektoniska utan också akustiska riktlinjer uppfyllas för att en ordentlig anläggning ska kunna skapas. Beläggningen på ytorna är också extremt avgörande på grund av ljudabsorptionen/-reflektionen.

acoustic sponge
ljudskum

Till exempel:

  • Frigolit
  • eller vissa skumtyper är mycket dåliga ljudabsorberande material eftersom polerna i deras inre strukturer är ogenomträngliga, och flödet blir inte rätt. Hårdare, fjädrade träkonstruktioner är idealiska lösningar för ljudabsorption. Speciell utrustning är absolut nödvändig för att absorbera djupa ljud (under 200-300 Hz) för balansera hela ljudskalan i rummet.

För att citera den italienska humanistkonstnären Leon Battista Alberti, strävar alltid Perfect Acoustics mot att uppnå det perfekta ljudet med sina produkter.

“Perfektion är en perfekt harmoni av alla detaljer, där ingenting kan läggas till eller tas bort utan att skada helheten.”

Similar Posts