Transcript Akustik lektion 1

AKUSTIK
- läran om ljud
Historia
Redan de ”gamla grekerna” började fundera på
vad ljud var.
Troligen började diskussionerna i små grupper
och handlade om ljudet i musikinstrument
Pythagoras
(580 f.Kr – 495 f.Kr)
Försökte förklara ljud
tillsammans med
rörelser på strängar.
Isac Newton
(1642-1727)
Är en mer modern
vetenskapsman som
skrev boken Principia.
Där beskrev han en
mekanisk tolkning av
ljudet som
tryckimpulser som
breder ut sig i mediet.
Herman von Helmholtz (1821-1894)
John William Strutt (1842-1919)
Wallace Clement Sabine (1868-1919)
Var de första som arbetade
med akustik
i rum och byggnader
Akustik – läran om ljudet


Ljud uppkommer via vibrationer
Man ”puttar” molekylerna framför sig och
beroende på hur tätt vågerna med molekylerna
är uppkommer olika ljud
Ljudvåger – förtätning och
förtunning av materialets molekyler
Man kan tänka sig att
när jag trycker
handen framför mig
så trycks molekylerna
ihop. När jag tar
tillbaka handen dras
molekylerna isär.
Förtätningen är
ljudvågens topp och
förtunningen
ljudvågens dal
Ljudvågor kan avbildas
på ett oscilloskop
Mer om ljudvågor
För att ljud ska uppstå krävs materia.
Utan molekyler finns det inget som kan pressas
samman och ljudvåger kan inte uppstå.
I vakuum kan inte ljud uppstå, detta gör att det är
tyst på månen.
Mer om ljudvågor
Man kan dämpa ljudvågor, tex hålla framför
munnen. Men ljudvågor, till skillnad från ljus,
kan gå runt föremål.
Ljudvågornas hastighet i 18°C luft är ca 340 m/s.
För varje grad varmare det blir ökar hastigheten
med ca 0,6 m/s och för varje grad kallare det
blir minskar hastigheten. Därför upplever vi att
det är tystare ute på vintern.
Mer om ljudvågor
Vi sa att ljudet i 18°C luft har en hastighet på 340
m/s. Ljud som färdas i andra material har andra
hastigheter.
Om vi försöker prata under vatten är det svårt att
förstå vad som sägs. Det är för att ljudet färdas i
en hastighet på 1500 m/s.
I aluminium färdas ljudet i 5100 m/s, glas 40005000 m/s och trä ca 4000 m/s
Varför har vi två öron?
Diskutera i par varför och vad det skulle innebära
om vi inte hade just det antalet öron.
Blixtar och Åskmuller
När det åskar så ser vi blixten före vi hör ljudet.
Detta beror på att ljusets hastighet är mycket
snabbare, 300.000 m/s.
Detta gör att vi ser ljuset nästa samtidigt som det
blixtrar.
Ljudet däremot behöver nästan 3 s för att flytta
sig 1 km. Detta gör att om åskan är 1 km bort
så tar det 3 s innan vi hör mullret. Dröjer det 6s
så är avståndet 2 km osv.
Lambda
Avståndet mellan
förtätning till
förtätning, vågtopp till
vågtopp, kallas för en
våglängd.
Våglängd kallas för
Lambda och
betecknas med den
lilla grekiska
bokstaven för
Lambda
Hertz (Hz)
Ljud har olika våglängder beroende på vilka
”svängningar” det har.
Antalet svängningar per sekund är ljudets
frekvens och mäts i Hertz.
Ljud som människan hör
Människan hör ljud som är inom intervallet 2020.000 Hz. Alltså måste föremålet som skall
skapa ljud svänga mellan 20 och 20.000 gånger
per sekund för att skapa så många förtätningar
av molekylerna per sekund
Ju äldre man blir ju svårare brukar man få för att
höra de höga frekvenserna.
Ultraljud och Infraljud
Ultraljud är ljud som har en högra frekvens än
20.000 Hz. Många djur hör dessa höga
frekvenser.
Ultraljud används inom sjukvården för att hjälpa
folk med njursten men framförallt för att
undersöka gravida kvinnor.
Ljudet studsar mot barnet i magen och beroende
på om ljudvågen studsar mot mjuka eller hårda
vävnader registreras detta om och blir som en
bild i datorn.
Ultraljud och Infraljud
Infraljud är ljud som har lägre frekvens än 20 Hz.
Trots att vi inte kan höra så låga frekvenser så
kan dessa ljud ändå påverka oss och visar sig
då ofta genom huvudvärk eller att vi känner oss
trötta.
En del djur använder sig av infraljud bland annat
fladdermöss skickar iväg signaler som studsat
mot omgivningen och de kan då orientera sig i
mörker.
Eko och Ekolod
Eko är ljudvågor som studsar och kommer
tillbaka. Om du ropar in i en bergvägg så
kommer en del av ljudvågorna att vända och
leta sig tillbaka till dina öron.
Ekolod använder man för att mäta djup i hav och
sjöar. Ekolodet sänder ut ultraljud signaler som
studsar mot botten och fångas sedan upp igen.
Man mäter då hur lång tid det tar för ljudet att
färdas till botten och tillbaka.
Avståndet = 1500 m/s (ljudets hastighet i vatten) *
halva den uppmätta tiden.
Arbeta mera
För att arbeta mera med detta området
kan du läsa på s. 82-89
På s. 89 finns ”Testa dig själv” uppgifter.
Källor
http://se.freepik.com/vektor-fritt/dynamisk-ljud-vagorvektor_594212.htm
http://enbloggompsykologi.blogspot.se/p/perspektiv-papsykologi.html
http://www.acesandeighths.com/articles.htm
lhttp://9waysmysteryschool.tripod.com/sacredsoundtools/id13.htm
l
http://fineartamerica.com/featured/1-isaac-newton-opreanicolae.html?currencyid=EUR
http://www.paroc.se/knowhow/lju
d
http://www.component.se/docs.php?id=
1
http://en.wikipedia.org/wiki/Lambda_calculu
s
http://earthquake.usgs.gov/learn/glossary/?term=hertz%20%28Hz%2
9
http://www.hvi.uu.se/meny/m3.htm
l
http://www.humanacademy.com/vetenskaper/naturvetenskap/Akustik.asp