Akoestiek 1
Inleiding
Geluid
• Geluid heeft invloed op onze gevoelens
• Kan de hoeveelheid van de adrenaline in het bloed verhogen
• Akoestisch geheugen
• Geluid kan mensen verbinden
• We kunnen onze oren niet sluiten zoals onze ogen: geluid is altijd aanwezig in ons leven
• Is een belangrijk communicatiemiddel
Wat is geluid
• Geluid is de hoorbare verandering van de luchtdruk
• Heel algemeen wordt onder geluid iedere verandering van de dichtheid
van een elastisch medium verstaan
• Elk trillend object kan deze variaties opwekken
• Geluid beweegt zich voort als een longitudinale golf van dichtheidswisselingen
in het medium
Golfverschijnselen en geluid
• Frequentie f (Hz)
• drukt uit hoe vaak iets gebeurt of voorkomt binnen een bepaalde tijd
• het aantal golftoppen (of –dalen) per seconde
• Amplitude pA 𝑝𝐴
• is de grootte, of sterkte, van een trilling 𝑝eff = 𝑝rms = (Pa)
√2
• de waarde vanaf de nul tot aan de maximale uitslag (sterkte) van een golf
• Golflengte λ (m)
• is de lengte van het herhalingsmotief van een sinusoïdale golf
• d.w.z. de afstand tussen twee opeenvolgende punten met dezelfde fase,
zoals de toppen van een sinusvormige golf
• Zuivere toon
• bevat slechts één frequentie (sinusoïdaal)
• Ruis
• is geluid met een niet-periodisch verloop,
d.w.z. geluid met willekeurige variaties in een signaal
• Geluidsdruk p(t)
• normale spraak (*): ongeveer 20mPa
• zwakst hoorbare geluid 20 μPa
• pijngrens: 20 à 100 Pa
• amplitudebereik hoorbare drukvariaties: 107
Eigenschappen geluid
• Hoe hoger de frequentie van het trillend object, hoe hoger de toon of toonhoogte van het geluid
, • Een complex geluid bestaat uit trillingen met meerdere frequenties of tonen
• De grondtoon is dan de laagste frequentie die wordt geproduceerd
• Een boventoon is een component van het complexe geluid waarvan de frequentie een veelvoud is
van die van de grondtoon
• De klankkleur of timbre wordt bepaald door de verhouding van de boventonen tot de grondtoon
• Amplitudemodulaties: variaties van de sterkte van het geluid in de tijd
• spectrale analyse, klankkleur: samenstelling van het geluid
Geluidsnelheid (m/s)
• afhankelijk van de vastheid, de dichtheid en de temperatuur T van het voortplantingsmedium
• c is onafhankelijk van frequentie
• Lucht 𝑐 = 343 m/s
• Vloeistoffen:
𝐾 m
𝑐=√ ( )
𝜌 s
• Vaste stoffen:
𝐸 m
𝑐=√ ( )
𝜌 s
Geluidsintensiteit 𝑃 2
𝐼= (W/m )
• vermogen per eenheid van oppervlakte: 𝑆
• product van de rms druk en de rms deeltjessnelheid v:
• Vlakke golf: 𝑝 = √𝐼. 𝜌. 𝑐 (Pa)
Lijnbron Puntbron
I .r I1 .r12
I2 = 1 1 I2 = 2
r2 r2
3 dB / afstandsverdubbeling 6 dB / afstandsverdubbeling
, geluidsniveau
geluidsdrukniveau
æ L10p1 Lp2 Lp3 Lpn
ö
Lp = 10.log ç 10 + 10 10 + 10 10 + ...+ 10 10 ÷
è ø
geluid in architectuur
geluidsbron
• Richtingskarakteristiek
• Vermogen (lichte – luide stem)
• Frequentiespectrum
• Tijdsverloop
Voorbeelden: Spectrum nodig om goeie façade te ontwerpen (isoleren)
VLIEGTUIG HANDKLAP Vliegtuig: vooral lage
frequenties
Hand: Breedband: alle
frequenties
→ Spectrogram
Inleiding
Geluid
• Geluid heeft invloed op onze gevoelens
• Kan de hoeveelheid van de adrenaline in het bloed verhogen
• Akoestisch geheugen
• Geluid kan mensen verbinden
• We kunnen onze oren niet sluiten zoals onze ogen: geluid is altijd aanwezig in ons leven
• Is een belangrijk communicatiemiddel
Wat is geluid
• Geluid is de hoorbare verandering van de luchtdruk
• Heel algemeen wordt onder geluid iedere verandering van de dichtheid
van een elastisch medium verstaan
• Elk trillend object kan deze variaties opwekken
• Geluid beweegt zich voort als een longitudinale golf van dichtheidswisselingen
in het medium
Golfverschijnselen en geluid
• Frequentie f (Hz)
• drukt uit hoe vaak iets gebeurt of voorkomt binnen een bepaalde tijd
• het aantal golftoppen (of –dalen) per seconde
• Amplitude pA 𝑝𝐴
• is de grootte, of sterkte, van een trilling 𝑝eff = 𝑝rms = (Pa)
√2
• de waarde vanaf de nul tot aan de maximale uitslag (sterkte) van een golf
• Golflengte λ (m)
• is de lengte van het herhalingsmotief van een sinusoïdale golf
• d.w.z. de afstand tussen twee opeenvolgende punten met dezelfde fase,
zoals de toppen van een sinusvormige golf
• Zuivere toon
• bevat slechts één frequentie (sinusoïdaal)
• Ruis
• is geluid met een niet-periodisch verloop,
d.w.z. geluid met willekeurige variaties in een signaal
• Geluidsdruk p(t)
• normale spraak (*): ongeveer 20mPa
• zwakst hoorbare geluid 20 μPa
• pijngrens: 20 à 100 Pa
• amplitudebereik hoorbare drukvariaties: 107
Eigenschappen geluid
• Hoe hoger de frequentie van het trillend object, hoe hoger de toon of toonhoogte van het geluid
, • Een complex geluid bestaat uit trillingen met meerdere frequenties of tonen
• De grondtoon is dan de laagste frequentie die wordt geproduceerd
• Een boventoon is een component van het complexe geluid waarvan de frequentie een veelvoud is
van die van de grondtoon
• De klankkleur of timbre wordt bepaald door de verhouding van de boventonen tot de grondtoon
• Amplitudemodulaties: variaties van de sterkte van het geluid in de tijd
• spectrale analyse, klankkleur: samenstelling van het geluid
Geluidsnelheid (m/s)
• afhankelijk van de vastheid, de dichtheid en de temperatuur T van het voortplantingsmedium
• c is onafhankelijk van frequentie
• Lucht 𝑐 = 343 m/s
• Vloeistoffen:
𝐾 m
𝑐=√ ( )
𝜌 s
• Vaste stoffen:
𝐸 m
𝑐=√ ( )
𝜌 s
Geluidsintensiteit 𝑃 2
𝐼= (W/m )
• vermogen per eenheid van oppervlakte: 𝑆
• product van de rms druk en de rms deeltjessnelheid v:
• Vlakke golf: 𝑝 = √𝐼. 𝜌. 𝑐 (Pa)
Lijnbron Puntbron
I .r I1 .r12
I2 = 1 1 I2 = 2
r2 r2
3 dB / afstandsverdubbeling 6 dB / afstandsverdubbeling
, geluidsniveau
geluidsdrukniveau
æ L10p1 Lp2 Lp3 Lpn
ö
Lp = 10.log ç 10 + 10 10 + 10 10 + ...+ 10 10 ÷
è ø
geluid in architectuur
geluidsbron
• Richtingskarakteristiek
• Vermogen (lichte – luide stem)
• Frequentiespectrum
• Tijdsverloop
Voorbeelden: Spectrum nodig om goeie façade te ontwerpen (isoleren)
VLIEGTUIG HANDKLAP Vliegtuig: vooral lage
frequenties
Hand: Breedband: alle
frequenties
→ Spectrogram
