proiect

Elemente de acustica CuprinsCap I: Descrierea sunetului. Producerea si propagarea. Perceptia sunetului;Cap II: Caracteristicile sunetului;Cap III: Surse sonore;Cap IV: Aplicatii ale fenomenelor acustice;Cap V: Ultrasunete si infrasunete;Cap VI: Poluarea fonica. Introducere

Acustica este o ramura a fizicii al carui obiect il constitue studiul producerii si propagarii undelor acustice, precum si al efectelor produse in urma interactiunii acestora cu mediul pe care il strabat.

DESCRIEREA SUNETULUIDin punct de vedere fiziologic, sunetul constituie senzaia produs asupra organului auditiv de ctre vibraiile materiale ale corpurilor i transmise pe calea undelor acustice.Din punct de vedere fizic, sunetul are o definiie mai larg, el nefiind legat de senzaia auditiv: orice perturbaie (energie mecanic) propagat printr-un mediu material sub forma unei unde se numete sunet.PRODUCEREA SI PROPAGAREAObiectul acusticii l constituie studiul producerii si propagarii sunetelor, incluznd aici nu numai vibratiile auditive, ci si pe cele care nu produc senzatie auditiva, cum ar fi ultrasunetele.Vibratiile produse ntr-un punct al unui mediu se propag n acel mediu din aproape n aproape sub form de unde. Corpurile care se misca cu o vitez mai mare dect cea a sunetului (supersonice) produc, prin comprimarea aerului n directia de naintare, o und care nu are caracter periodic. O astfel de unda se numeste unda de soc sau unda balistica.

Sunet fundamental.armonicaSunetul fundamental are frecvena egal cu frecvena fundamental a sursei (cea mai cobort dintre frecvenele proprii). Armonica este sunetul care are frecvena egal cu un multiplu ntreg al frecvenei fundamentale.

Sunete compuse.zgomoteSunete complexe (compuse) - sunt produse de oscilaii complexe i conin un numr de sunete simple. Spectrul armonic respectiv este caracterizat de un numr de linii, care corespund frecvenei fundamentale i armonicelor respective. Zgomote le sunt un amestec de sunete de orice fel, fr componente bine definite, produse de oscilaii complexe, caracterizate de un spectru de frecvene continuu, cel puin ntr-o anumit band.

Sunete muzicaleSunetele muzicale sunt impartite in game muzicale, fiecare fiind alcatuita din note muzicale, ale caror frecvente se afla intre ele in anumite rapoarte.

PERCEPTIA SUNETULUIPerceptia sunetelor pentru orice organism este limitata la o gama de frecvente . Pentru oameni , auzul este limitat la frecvente intre 20-20.000 Hz , limita superioara descreste catre varstele mai inaintate.Pentru alte mamifere , frecventele sunt :-pisici : 100-32.000 Hz-caini : 40-46.000 Hz-lilieci : 1000-150.000 Hz-rozatoare : 70-150.000 Hz-elefantii africani : 16-12.000 HzIn general , o parte a corpului , precum parul sau o membrana , vibreaza odata cu miscareaparticulelor din mediul inconjurator (aer , apa , sol )

Caracteristicile sunetuluiIntensitate;Nivel de intensitate sonora;Inaltime;Timbru.Intensitate sonoraPrinintensitate sonorse nelege senzaia pe care o produce asupra organului nostru auditiv amplitudineauneivibraii sonore , altfel spus, volumul vibraiei. Cu ct amplitudinea vibraiilor este mai mare, cu att crete i intensitateasunetuluirezultat, i invers.

Nivel de intensitate sonoraPragul inferior, dedesubtul cruiasunetelenu mai sunt sesizate de urecheaumaneste nsemnat prin0 decibeli.Limita superioareste de aproximativ140 de decibeli, dincolo de caresunetelenu mai pot fi auzite corect, deoarece intensitatea prea mare distorsioneaz perceperea auditiv, producnd chiar senzatii dureroase.

Inaltimea sunetelorSunetelei zgomotele de orice fel i orice provenien se deosebesc ntre ele prin trei caracteristici principale:nlimea, tria(intensitatea) itimbrul.Cele trei mrimi nu sunt independente. La nivelul percepiei, tria i nlimea se influeneaz reciproc. nlimea sunetelor se refer lafrecvenade vibraie acoloanei de aer,coardelorsaumembranelorce producsunetul. Aceast caracteristic a sunetelor este relativ, n funcie de nlimea unui ton de reper, odat cu cretereafrecveneicrescnd i nlimea.

Timbru sonorTimbrulse refer la una dintre calitile de baz ale sunetuluimuzical, anume complexul de nsuiri care permit diferenierea unor surse sonore mai mult sau mai puin asemntoare, precumvocileomenetisauinstrumentele muzicale.

Timbrul se justificacusticprintr-un numr deparametri. ns cei mai importani dintre ei, suntspectrul sonori atacul.

Surse sonore-tuburi sonore--coarde sonore-Orice corp care vibreaza poate servi ca sursa de unde elastice in mediul in care se afla, adica poate fi o sura sonora.Sunetele se produc in corzi vibrante (vioara, corzile vocale umane), coloane de aer vibrante (orga, clarinet), placi si membrane vibrante (xilofon, difuzor, toba).

Tuburi sonoreTuburileconstituieoparteprincipalapentru instrumenteledesuflat,avndrolulrezonatorului.Sursa sonorapropriu zisaoconstituieanciaprincare se produce oscilatiaaeruluicareformeazaundestationarentubulsonor.Modulcum seformeazacomponentelesunetuluintuburi deschisesaunchiseesteredatnfigura1,asib

Coarde sonoreSeconsideraocoardadelungimel,fixatalaambelecapete.Dacaeaesteciupita, sevor propagavibratiitransversalede-a lungulcorzii;acesteperturbatiisereflectapecapetelefixesise formeazaastfeloundastationara.Modurilepropriidevibratiealecorziisuntastfelexcitatesiaceste vibratiidaunastereunorundelongitudinalenaerulnconjuratorcare letransmitepnalaurechile noastrecaunsunetmuzical. Cndexcitamvibratiinaceastacoardanlocurilencareestefixata coarda,adicalacapeteleei, seformeazanoduriiarlamijloculcoardeisevaforma unventru.

Alicatii ale fenomenelor acustice Ecoul; Reverberatia; Rezonanta sonora; Difractia sunetului; Interferenta undelor sonore; Efectul Doppler; Principiul microfonului.

Ecoul Ecoul reprezinta repetarea unei forme de unda datorita reflexiilor in anumite puncte in care caracteristica mediului prin care undele se propaga se schimba.

ReverbertiaEste consecinta faptului ca odata emis,un sunet se va lovi de pereti si se va reflecta astfel permitand aparitia a mai multor ecouri.

Rezonanta sonora Rezonanta este tendinta unui sistem de a oscila cu amplitudine maxima la anumite frecvente,denumite frecvente de rezonanta.

Difractia sunetuluiDifractia este proprietatea undelor de a se mprstia si a se curba atunci cnd trec print-o fant ngust sau lovesc un obstacol de dimensiuni comparabile cu lungimea de und a undei. Difractia este o proprietate a tuturor undelor.

Interferenta undelor sonoreUnda stationara este fenomenul fizic rezultat in urma suprapunerii a doua unde de aceeasi frecventa pe aceeasi directie dar in sesnuri opuse.Prin interferenta a doua unde se obtine o structura ondulatorie constanta in timp. http://ro.wikipedia.org/wiki/Fi%C8%99ier:Standing_wave_2.gif http://www.youtube.com/watch?v=dD9gtq08tssEfectul DopplerEfectul Doppler descrie diferenta de perceptie a frecventei dintre momentul in care un val de sunete paraseste sursa si momentul in care acesta ajunge la observator, fiind de fapt un rezultat al miscarii relative a sursei de sunet sau a observatorului in sine.

Principiul Microfonului

Microfoanele sunt echipamente electro-mecanice care transforma undele sonore (sunetele) in impulsuri electrice (altfel spus, un microfon este un traductor acustic-electric).

Ultrasunete si infrasuneteProducere;Proprietati;Aplicatii.ultrasuneteUltrasunetele se obtin prin folosirea unor cristale piezoelectrice din cuart, care prezinta fenomenul de electrostrictiune. Daca frecventa tensiunii alternative aplicate depaseste 20 kHz, lama va emite ultrasunete in mediul inconjurator.

Proprietati:Viteza ultrasunetelor exprima distanta parcursa de US in unitatea de timp. Se masoara in m/s. Viteza de propagare a US este de 331 m/s n aer, de 1430 m/s n ap si mult mai mare in corpurile solide, fiind dependenta de densitatea si elasticitatea mediului.Energia acustica. Unda ultrasonica transporta si cedeaza o parte din energie mediului strabatut determinand oscilatii ale particulelor din mediu. Se masoara in Jouli (J). Intensitatea ultrasunetelor este cantitatea de energie care strabate unitatea de suprafata in unitatea de timp.

Atenuarea se produce prin: absorbtie, dispersie, reflexie. Atenuarea este direct proportionala cu patratul distantei parcurse si cu frecvena fasciculului de US. Impedanta acustica exprima rezistenta la trecerea undelor, fiind produsul dintre densitatea mediului si viteza US. Impedanta acustica este deci o constanta de material: Z = c. Puterea acustica este cantitatea de energie care strabate o suprafata in unitatea de timp. Se masoara in watt.

aplicatiiLiliecii si delfinii au capacitatea de a receptiona ultrasunetele, ale caror frecvente sunt mai mari de 20.000 Hz.

Distrugerea miroorganismelor cu ultrasunete are importanta in prepararea vaccinurilor, sterilizarea si conservarea alimentelor.Inlaturarea cetii sau a fumului pe aeroporturi are importanta in protectia navigatiei aeriene.Ultrasunetele se folosesc in spalarea si curatarea unor corpuri sau in prelucrarea unor piese.

Defectoscopia ultrasonora. Controlul ultrasonor permite punerea in evidenta a unor defecte (fisuri sau goluri) in elementele de beton armat sau in organele demasini, fara a produce deteriorari ale acestora. Principalele tipuri de defectoscoape ultrasonore utilizeaza transmisia sau reflezia.

Fig 1Fig 2 aFig 2 bInfrasunete

Infrasunetele sunt sunetele cu frecventa cuprinsa ntre 0,001Hz si 20Hz si nu pot fi auzite de urechea umana. Stiinta care se ocupa cu studiul infrasunetelor se numeste infrasonica. Infrasunetele sunt caracterizate de capacitatea acestora de a acoperi distante mari si de a ocoli obstacole fara multa disipatie. Acestea sunt utilizate n special n seismologie la studiul cutremurelor.

Reactia animalelor la infrasuneteEste cunoscut faptul ca animalele pot percepe infrasuntele care circula prin pamnt si pot servi ca un semnal de avertizare. Un exemplu recent este tsunamiul din 2004 din Asia. Animalele au fost observate fugind cu mult nainte ca tsunamiul sa ajunga pe coasta Asiei, nsa nu se stie daca acesta este motivul exact deoarece anumiti cercetatori au sugerat ca poate fi influenta undelor electromagnetice si nu a celor infrasonice care le-au determinat pe animale sa fuga. Elefantii sunt cunoscuti pentru capacitatea lor de a auzi infrasunetele de la 3-4Km distanta.Reactia oamenilor la infrasuneteInfrasunetele sunt cunoscute pentru capacitatea lor de a crea o stare de neliniste, de a induce frica n oameni si de a-i face pe acestia sa creada ca se ntmpla evenimente supranaturale.Unele filme folosesc infrasunete pentru a dezorienta publicul (de exemplu Paranormal Activity).n 2003 a fost efectuat la Londra un experiment utiliznd infrasunete: n timpul unui concert au fost suprapuse, din cnd n cnd, peste sunetele "normale" ale concertului, infrasunete cu frecventa aproximativ 17 Hz . Generatorul de infrasunete a fost realizat dintr-o conducta lunga de 7 m.Spectatorii au raportat cresterea semnificativa a senzatiilor stranii (anxieatate, furnicaturi la nivelul coloanei vertebrale si ale ncheieturilor, senzatie de racire). Pentru a elimina raportarile subiective, acelasi concert a fost prezentat unei audiente asemanatoare, n aceeasi sala, fara a adauga infrasunete. Acest grup de control a raportat cu 22% mai putine senzatii stranii, confirmnd astfel rolul infrasunetelor.Concluzie:Infrasunetele sunt folosite n seismologie la detectarea cutremurelor iar animalele pot simti infrasuntele create de dezastrele naturale fiind astfel un mijloc de a avertiza asupra apropierii unui dezastru natural. Cu toate ca animalele comunica prin infrasunete, infrasunetele genereaza asupra oamenilor sentimente negative si senzatii paranormale.

Poluarea fonicaSurse de poluare fonica;Consecintele poluarii fonice;Masuri pentru protectia analizatorului auditiv si pentru combaterea zgomotelor.Surse de poluare si consecintePoluarea fonica reprezinta totalitatea sunetelor produse de oameni, animale sau de aparatura si masini, care deranjeaza activitatile cotidiene;Poluarea sonora poate fi generata de surse naturale si surse artificiale.http://www.youtube.com/watch?v=e8I74cV_8_E Sunetul se defineste prin vibratiile mecanice ale mediului care se transmit la aparatul auditiv. Unitatea de masura a intesitatii sunetelor este decibelul (db). Omul percepe sunete cu o frecventa intre 16 si 20000 vibratii pe secunda si cu o intensitate intre 0 si 120 db . Limita sunetului este 80 decibeli. Sunete de 130 decibeli provoaca senzatia de durere, iar de 150 decibeli este insuportabil. In natura sunetele puternice sunt o rarietate, zgomotul este slab si de obicei de scurta durata. Marea majoritate a activitatilor omenesti este generatoare de zgomote. Poluarea sonora poate fi generata de surse naturale si surse artificiale.

Durata zgomotuluiIntr-un mediu in care intensitatea este de 120 db, omul poate fi activ doar 2 minute. Zgomotul poate provoca diminuarea volumului caloric, afectarea functiilor circulatorii, schimbari ale ritmului inimii si ale presunii sanguine, nevroze stomacale, insomnii.

Masuri pentru protectia analizatorului auditiv si pentru combaterea zgomotelorIn orice sistem acustic excitat cu oscilatii care satifac conditia de rezonanta se formeaza unde stationare.Stunetele si zgomotele de diferite intensitatea pot produce stres ,oboseala, reducerea atentiei si a capacitatii de munca,traumatism sonor sau surditate profesionala sau spargerea geamurilor.Efectul nociv al zgomotului creste cu durata acestuia

Pot constitui masuri:Atenuarea nivelului de zgomot produs de masinile unelte si de utilajelefolosite;Amplasarea rationala a cladirilor si a ncaperilor zgomotoase, precum sia surselor de zgomot;Captusirea peretilor ncaperilor cu materiale fonoabsorbante simontarea de panouri fonoizolante si fonoabsorbante perpendicular pedirectia de propagare a zgomotului;La alegerea masinilor - uneltesia utilajelor, n conditii tehnicecomparabile, se va acorda prioritate acelora care produc zgomotul celmai mic, precum si acelora care sunt sau pot fi complet automatizaten masura n care aceasta corespunde si cerintelor tehnologice sieconomice.

Participanti la realizarea proiectului:Jantea Alexandru, Lungu Gabriela, Mamaua Doina-Teodora, Musat Alina, Munteanu Florin, Necula Gabriela, Neculai Marius, Nistor Petruta-Adina, Paraschiv Daniel, Popescu Andreea, Roman Ioana, Robe Rares, Teodorescu Andrei, Tudose Gabriel, Ursu Bianca.Coordonator: Sima Silvia-Nicoleta.

Manual fizica clasa a XI-a;Internet. BIBLIOGRAFIE:Va multumim pentru atentie!