Wolne pole (akustyka)

Aby zapoznać się z pojęciem fizyki, zobacz Swobodne pole .

W akustyce wolne pole to sytuacja lub przestrzeń, w której nie występują odbicia dźwięku .

Charakterystyka

Brak odbić w polu swobodnym oznacza, że ​​dźwięk w polu jest całkowicie zdeterminowany przez słuchacza lub mikrofon, ponieważ jest odbierany przez bezpośredni dźwięk źródła dźwięku. To sprawia, że ​​otwarte pole jest bezpośrednim polem dźwiękowym. W polu swobodnym dźwięk jest tłumiony wraz ze wzrostem odległości zgodnie z prawem odwrotnych kwadratów .

Przykłady i zastosowania

W naturze warunki pola swobodnego występują tylko wtedy, gdy można zignorować odbicia dźwięku od podłogi, np. w przypadku świeżego śniegu na polu lub w przybliżeniu na podłogach o dobrej dźwiękochłonności (liściaste, suchy piasek itp.). Warunki pola swobodnego można sztucznie wytworzyć w komorach bezechowych . W szczególności warunki pola swobodnego odgrywają główną rolę w pomiarach akustycznych i eksperymentach z percepcją dźwięku, ponieważ wyniki są odizolowane od odbić w pomieszczeniu.

W przypadku nagrań głosowych i dźwiękowych często poszukuje się warunków wolnych od odbić dźwiękowych zbliżonych do pola swobodnego, nawet jeśli w post-processingu zostanie dodane specjalnie pożądane wrażenie przestrzenne, ponieważ nie jest ono zniekształcone przez żadne odbicia dźwiękowe z pomieszczenia, w którym dokonano nagrania.

W prostym przykładzie pokazanym na rysunku 1 pojedyncze źródło dźwięku emituje dźwięk równomiernie i sferycznie bez żadnych przeszkód.

Rysunek 1.

równania

Natężenie dźwięku i poziom ciśnienia dowolnego punktu w polu swobodnym oblicza się poniżej, gdzie r (w metrach) to odległość od źródła, a „gdzie ρ i c to odpowiednio gęstość powietrza i prędkość dźwięku.

${\ Displaystyle p ^ {2} = \ rho cI = \ rho cW / 4 \ pi r ^ {2}}$

Aby obliczyć ciśnienie powietrza, równanie można zapisać inaczej:

${\ Displaystyle L_ {p} = L_ {w} + 10 \ log _ {10} (\ rho c/400)-10\log _{10}(4\pi r^{2})}$

Aby uprościć to równanie, możemy usunąć elementy:

${\ Displaystyle L_ {p} = L_ {w} -10 \ log _ {10} (4 \ pi r ^ {2})}$

Pomiar poziomu ciśnienia akustycznego w odległości odniesienia (Rm) od źródła pozwala łatwiej zmierzyć inną odległość (r) niż innymi metodami:

${\ Displaystyle {\ Displaystyle L_ {p} = L_ {m} -20 \ log _ {10} (r / r_ {m})}}$

Oznacza to, że wraz ze wzrostem odległości od źródeł poziom hałasu zmniejsza się o 6 dB przy każdym podwojeniu. Jeśli jednak pole dźwiękowe nie jest całkowicie wolne od odbić, współczynnik kierunkowości Q pomoże „scharakteryzować właściwości kierunkowego promieniowania źródła dźwięku”.

Zobacz też

• Układ liniowy # Teoria