Spectrul acustic

Spectrul acustic ( spectrul sunetului ) este un set de vibrații armonice în care poate fi descompusă o anumită undă sonoră [1] . Este stabilit în funcție de frecvență sau lungime de undă și exprimă rolul relativ al diferitelor frecvențe sau lungimi ale undelor elastice în sunetul studiat , adică arată în ce măsură sunt prezente ultrasunete, sonore etc. în semnalul acustic. valuri. Până la normalizare, această funcție coincide cu densitatea de distribuție a sau . Alte denumiri posibile pentru această funcție sunt densitatea spectrală a energiei sonore sau densitatea spectrală a puterii sonore . Un concept similar pentru undele electromagnetice se numește densitatea spectrală a radiației . $\nu$ $\lambda$ $\nu$ $\lambda$

Din punct de vedere fizic, spectrul acustic exprimă fie energia vibrațiilor elastice pe unitatea de volum a mediului, fie puterea transportată de o undă sonoră printr-o unitate de suprafață , pe unitatea de ingerval o sau o și mediată pe o perioadă suficient de mare de timp. De exemplu, dacă argumentul este frecvența , atunci spectrul este $\nu$ $\lambda$ $\nu$

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

sau .

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

În consecință, dimensiunea spectrului este dimensiunea densității energiei volumetrice sau a densității puterii de suprafață, împărțită la dimensiunea frecvenței: (J / m 3 ) / Hz sau (W / m 2 ) / Hz, iar dacă luăm lungime de undă ca argument, atunci: (J / m 3 ) / m sau (W / m 2 ) / m. Adesea, spectrele sunt date în unități relative adimensionale. Nu există o „pictogramă” general acceptată pentru desemnarea spectrului.

Pentru certitudine, spectrul este discutat în continuare sub forma . Dacă îl integrezi peste frecvența sunetului, obții intensitatea . $<dP/dSd\nu >$ $eu$

În unele cazuri, spectrul conține unul sau mai multe vârfuri înguste ascuțite. Să spunem, pentru o undă monocromatică de frecvență, spectrul său este ( - funcția delta ), iar pentru suma undelor monocromatice - suma termenilor de acest tip. Apoi, în loc de o funcție, perechile „frecvență-intensitate” pot fi enumerate pur și simplu și așa mai departe, oferind o imagine completă a compoziției unui anumit sunet. Când se construiește un spectru discret în unități relative, atât intensitățile, cât și amplitudinile presiunii sonore , ,.. pot fi reprezentate de-a lungul verticalei, în timp ce . Spectre acustice discrete (liniare) similare sunt caracteristice sunetelor muzicale ale diferitelor instrumente . În acest caz, un număr de frecvențe arată de obicei ca o secvență , , ,.., în care primul element stabilește tonul fundamental , iar restul sunt tonuri ; un set al intensităţilor lor ... formează timbrul instrumentului. $\nu _{1}$ $I_{1}\cdot \delta (\nu -\nu _{1})$ $\delta$ $(\nu _{1},\,I_{1})$ $(\nu _{2},\,I_{2})$ $A_{1}$ $A_{2}$ $A_{1}^{2}:A_{2}^{2}:A_{3}^{2}:..=I_{1}:I_{2}:I_{3}:..$ $\nu _{1}$ $2\nu _{1}$ $3\nu _{1}$ $\nu _{1}$ $I_{1},\,I_{2},\,$

Zgomotele naturale, cum ar fi sunetul mării, dimpotrivă, se caracterizează printr-un spectru acustic larg neclar. Zgomotul industrial are de obicei și un spectru acustic continuu , analiza lor spectrală fiind importantă în sănătatea ocupațională [2] .

Note

↑ Articolul Spectrum of Sound in the Great Russian Encyclopedia (2004).
↑ Vezi articolul Spectru acustic din enciclopedia rusă a protecției muncii. — M.: NTs ENAS. Ed. V. K. Varova, I. A. Vorobieva, A. F. Zubkova, N. F. Izmerova. 2007.