声波的方向性

12–28–16,布莱恩

好吧,boyos,今天我们要谈的是我以前很了解的东西。 希望我的语义记忆能够使我们做得足够好,以便我可以告诉所有所有很酷的内容,而只需足够的细节就可以使它有意义。 当我宣誓时,大多数支持信息都被扔掉了(如下所示的实际镜头)。

有几件事是我这篇文章的灵感。 Lefko在Bose的职位,我的父亲购买了一辆带涂料音响系统的新卡车,我的性感新耳机,以及我对放置低音炮与中音和高音扬声器相比重要得多的迷恋。 我假设大家都知道主动降噪在其余的文章中是如何工作的,但是如果您不了解,则可以轻松查找破坏性的降噪并弄清楚。 无论如何,我基本上会散布一些我认为对声波很酷的东西。

因此,众所周知,声音使扬声器像波浪一样。 声音的波长对其在空间中的移动方式有巨大的影响。 首先,任何给定的扬声器只能根据其尺寸发出特定波长和音量的声音(我还假设您知道,当我说波长时,由于它们绑在一起,所以我也指频率)。 您应该将所有扬声器视为质量弹簧阻尼器系统(喊叫Physics 151)。 扬声器的圆锥体以所需的频率来回移动会发出声音。 然后,您可以想象,为什么扬声器很难以相同的物理参数发出非常高频和非常低频的声音。

好吧,现在到实际的酷事实之一。 基本上,中音由于其波长而具有很大的指向性。 如果声音试图绕过某个物体或穿过某个间隙,则声音的成功取决于波长与障碍物尺寸的比率。 如果有声音要绕过障碍物,则低频(即长波长)dgaf就会像没有声音一样运转。 但是,高频会停滞不前。 这是在光波的背景下我们都知道并喜欢的衍射概念。 我们也可以像对待光一样通过小开口看到波衍射。 下图很好地描述了它。

小开口的示例就是为什么如果有很小的间隙或没有间隙的话,它在噪声消除方面会产生很大的差异。 尝试将窗户尽可能向外打开。 现在将其逐英寸关闭。 请注意,声音会变得更安静,但您仍然可以轻松听到外界的声音。 现在将其打开一点点。 然后将其完全关闭。 破裂和闭合之间的差异可能大于破裂和完全打开之间的差异。 但是,您可能会注意到,随着越来越多地关闭窗口,实际上可以在窗口完全关闭之前消除某些频率。 就声音而言,这是衍射的另一部分,我认为是最酷的。 基本上,随着声音从开口处弯曲出来,两个频率相同的波将完全异相并相互抵消,这就是la Bose耳机。

这就是为什么您可以在任何地方放置低音炮,而低频声波会在家具周围泛滥的原因。 但是,中音扬声器和高音扬声器不能绕过障碍物,因此无论您想从哪里听到声音,都必须有直接的“视线”。 但是请注意,基于更复杂的数学,低音炮放置有一些经验法则。 最重要的是,它并不重要。

想象一下,现在空气导管中的扬声器。 它是一个漂浮在中间的人。 在一个方向上,管道会永远持续下去。 在这个方向上,我们具有相同的波长与高度比,以决定沿管道向下的人会在这里做什么。 如果比率正确,声音将永远沿管道向下传播。 不符合要求的波长将以指数形式衰减。 假设在另一个方向上有一堵墙。 当声波撞击那堵墙时,我们将保持能量守恒。 能量将被反射,传输或吸收。 吸收率是壁的材料特性的函数,波是否被反射或透射(允许通过壁)取决于壁的波长和厚度。 发生一种非常类似于斯涅尔定律的事情,基本上,一旦波浪进入材料,则取决于它是否能够完成一个完整的周期,无论它是否穿过或撞到墙壁然后返回。

牛角的形状还可以根据它们要鼓励的频率使用非常精确的数学公式来确定。 如果喇叭的形状不正确,您可能会向喇叭口大喊,然后喇叭会衰减到另一端。 其他频率可以在同一号角中放大。

最后,我想阐述一下莱夫科在他的玻色(Bose)事实中简要掩饰的内容。 他提到,玻色(Bose)创建了一个四分之一球形扬声器,但没有流行。 在墙壁或圆锥体的作用下,来自点源的声音会球形地移出。 分贝尽管很陌生,但大多数人对此感到困惑,但实际上是声音被感知到的声音的精确测量。 请注意,当人们说“喷气发动机为X分贝”时,这完全是胡说八道。 分贝不是度量产生多少声音的指标,而是感知到多少声音的度量。 相同的声音在一个距离处可以是100分贝,而在另一距离处可以是60分贝。 每当您说声音是X分贝时,从技术上讲,您都必须包括一个距离。 无论如何,回到领域。

压力产生声音。 每当扬声器圆锥体推出时,它就会增加压力。 当它来回运动时,它会产生压力差,然后使您的鼓膜移动,从而使大脑转换成声音。 这就是为什么如果声音足够大,您实际上可以感觉到声波(不仅仅是地面隆隆声)的原因。 因此,如果将该点声源靠在墙上,它将以一半的方向释放产生相同量的压力,这意味着您会在远离墙壁的方向上大大增加压力,因此增加了分贝。 请注意,要做到这一点,它必须正确无误。 如果存在任何分离,您将遭受破坏性干扰和其他恶作剧。 这称为半球。 在混合中再放置一堵墙,以便将点源放置在拐角处,您将获得一个四分之一球。 另一堵墙,你有第八个球体。 我曾经知道用分贝数表示从满到一半,从一半到四分之一等的确切含义,但是重点是……杯形手机中的整个手机才是真正的交易,并且背后有数学依据。

无论如何,我希望你们都喜欢您听到的内容,对于忘记其中的所有数学内容,我深表歉意。 公式很难找到,因为它们非常特定于这些东西。 如果有人有兴趣学习更多诸如此类的东西或它们背后的数学,我很乐意与您一起做更多的事情。 在那之前,我将只使用B1D,并通过具有破坏性干扰功能的耳机欣赏Ratatat。

声音的衍射
您可能会认为衍射具有双重性质,因为同一现象会导致波弯曲…… hyperphysics.phy-astr.gsu.edu