Akusztikus spektrum

Az akusztikus spektrum ( hangspektrum ) olyan harmonikus rezgések összessége, amelyekre egy adott hanghullám bontható [1] . A frekvencia vagy a hullámhossz függvényében van beállítva, és kifejezi a különböző frekvenciájú vagy hosszúságú rugalmas hullámok relatív szerepét a vizsgált hangban , azaz megmutatja, hogy milyen mértékben van jelen az akusztikus jelben ultrahang, hallható stb. hullámok. A normalizálásig ez a függvény egybeesik vagy eloszlási sűrűségével . Ennek a függvénynek a lehetséges további elnevezései a hangenergia spektrális sűrűsége ill $\nu$ $\lambda$ $\nu$ $\lambda$ hangteljesítmény spektrális sűrűsége . Az elektromágneses hullámok hasonló fogalmát a sugárzás spektrális sűrűségének nevezik .

Fizikailag az akusztikus spektrum vagy a rugalmas rezgések energiáját fejezi ki egységnyi térfogatú közegben, vagy a hanghullám által egy egységnyi területen átvitt teljesítményt o vagy o egységnyi ingerval , és kellően hosszú időn át átlagolva. Például, ha az argumentum a frekvencia , akkor a spektrum az $\nu$ $\lambda$ $\nu$

<{\frac {dW}{dVd\nu }}>\quad

vagy .

\quad <{\frac {dP}{dSd\nu }}>

Ennek megfelelően a spektrum dimenziója a térfogati energiasűrűség vagy felületi teljesítménysűrűség dimenziója, osztva a frekvencia dimenziójával: (J / m 3 ) / Hz vagy (W / m 2 ) / Hz, és ha vesszük a hullámhossz argumentumként, akkor: (J / m 3 ) / m vagy (W / m 2 ) / m. A spektrumokat gyakran dimenzió nélküli relatív egységekben adják meg. Nincs általánosan elfogadott „ikon” a spektrum kijelölésére.

A határozottság kedvéért a spektrumot tovább tárgyaljuk a formában . Ha a hang frekvenciájába integrálja, megkapja az intenzitást . $<dP/dSd\nu >$ $én$

Egyes esetekben a spektrum egy vagy több éles keskeny csúcsot tartalmaz. Tegyük fel, hogy egy monokromatikus frekvenciahullámnak a spektruma ( - delta függvény ), a monokromatikus hullámok összege pedig az ilyen típusú tagok összege. Ezután függvény helyett egyszerűen felsorolhatjuk a „frekvencia-intenzitás” párokat stb. , így teljes képet adva egy adott hang kompozíciójáról. A relatív egységekben diszkrét spektrum felépítésekor a hangnyomás intenzitása és amplitúdója egyaránt a , ,.. függőleges mentén ábrázolható, míg . Hasonló diszkrét (lineáris) akusztikus spektrumok jellemzőek a különböző hangszerek zenei hangjaira . Ebben az esetben számos frekvencia általában úgy néz ki, mint egy sorozat , , ,.., ahol az első elem adja meg az alaphangot , a többi pedig felhangot ; intenzitásuk halmaza ... alkotja a hangszer hangszínét . $\nu _{1}$ $I_{1}\cdot \delta (\nu -\nu _{1})$ $\delta$ $(\nu _{1},\,I_{1})$ $(\nu _{2},\,I_{2})$ $A_{1}$ $A_{2}$ $A_{1}^{2}:A_{2}^{2}:A_{3}^{2}:..=I_{1}:I_{2}:I_{3}:..$ $\nu _{1}$ $2\nu _{1}$ $3\nu _{1}$ $\nu _{1}$ $I_{1},\,I_{2},\,$

A természetes zajokat, például a tenger hangját, éppen ellenkezőleg, széles, elmosódott akusztikus spektrum jellemzi. Az ipari zaj általában folyamatos akusztikus spektrummal is rendelkezik , spektrális elemzésük fontos a foglalkozás-egészségügyben [2] .

Jegyzetek

↑ Hangspektrum a nagy orosz enciklopédiában (2004).
↑ Lásd az Akusztikai spektrum cikket az orosz munkavédelmi enciklopédiában. — M.: NTs ENAS. Szerk. V. K. Varova, I. A. Vorobieva, A. F. Zubkova, N. F. Izmerova. 2007.