Lydteori. Lyd er ikke stråler, som vi vil se i nogle slides i dag.

Transkript

1 Lydteori Introduktion Lyd er ikke stråler, som vi vil se i nogle slides i dag. Strålerne er en orklaringsmodel, der mere eller mindre godt beskriver virkeligheden. Lyd er bølger a lutmolekyler, der skubber til hinanden. 1

2 Øret Ørets dynamikområde 50Hz db Smertetærskel db kHz 100 Høreskaderisiko 100 Lydniveau Musik Tale Høretærskel Stop k k 5k 10k 0k Hz Frekvens

3 Hvad er lyd? Lyd er svingninger, der udbreder sig Lydudbredelse i et rør med et stempel i den ene ende Lyd transporterer ikke masse eller materiale Lyd transporterer energi Amplitude, bølgelængde og rekvens 3

4 Demonstration a stående bølger 68 Hz, bølgelængde 5m 136 Hz, bølgelængde,5m Stop Lydens transmission 4

5 Et øjebliksbillede Lyd kan danne stødtoner To lydbølger med næsten samme rekvens mødes 5

6 Stødtoner 500 Hz Hz Hz Hz Hz Stop Lyd er ortyndes Lydintensiteten ortyndes med kvadratet på astanden til kilden. En kugles overladeareal er A=4πr. Dette giver astandsloven om at lyden atager med 6 db pr. astandsordobling. 6

7 Det visuelle ortyndes også Astandsloven - punktkilde Astandsloven: Lydtrykket alder med 6 db pr astandsordobling Lyden udbredes over en kuglelade. A = 4πr. L p,1m = 100 db L p,m = L p,1m -10Log( ) = = 94 db L p,4m = L p,1m -10Log(4 ) = = 88 db 7

8 Astandsloven liniekilde, x en tætbeærdet vej Vej 50 m 60 db 100 m 57 db 00 m 54 db Astandsloven or linjekilder: Lydtrykket alder med 3 db pr astandsordobling Lyden udbredes over en cylinderlade. A = πr. L p,50m = 60 db L p,100m = L p,50m -10Log() = 60-3 = 57 db L p,00m = L p,50m -10Log(4) = 60-6 = 54 db Torben Holm Pedersen Lydtryk, p og p e 5 4 p 3 Lydtryk p e p - -3 p -4-5 Tid 8

9 Fordoblinger To ens støjkilder: Niveau stiger 3 db (= 10*log()) Fire ens støjkilder: Niveau stiger 6 db (= 10*log(4)) Ti ens støjkilder: Niveau stiger 10 db (= 10*log(10)) Forskelle i lydtrykniveauer 1 maskine maskiner (plus 3 db) 4 maskiner (plus 6 db) 10 maskiner (plus 10 db) Stop 9

10 Forskelle i lydtrykniveauer 1 maskine maskiner (plus 3 db) 4 maskiner (plus 6 db) 10 maskiner (plus 10 db) Stop Eksempel på orskel inde og ude ca. 0 db City cutter inde og ude Stop 10

11 Hvor små niveauorskelle kan mennesket skelne? Lydtrykniveauer, db(a) db(a) Stop 11

12 Sound pressure levels, db(a) Stop Kalibrering: 70 db(a) Lydens hastighed, c Lydens hastighed i lut er ca. 340 m/s (svarende til ca.100 km/t) Lydens hastighed som unktion a temperatur (c= *t m/s) c (m/s) t (grader C) 1

13 Dronningens og Prinsens sølvbryllup den 10. juni m / (340m/s) = 44 sekunder Lydens rekvens Frekvens er antallet a svingninger pr. sekund Frekvens måles i enheden Hertz, orkortet: Hz Menneskets øre kan registrere lyde med rekvenser ra ca. 0 Hz til ca Hz (= 0 khz) Bølgelængden ved 0 Hz = 340/0= 17 meter Bølgelængden ved 0 khz = 340/0000 = 1,7 cm 13

14 Amplitude, bølgelængde og rekvens - igen Lydens bølgelængde Bølgelængden er astanden mellem to bølgetoppe Sammenhængen mellem bølgelængden (λ), rekvensen () og lydens hastighed (c) er Frekvens λ = c 0 Hz 17 m 100 Hz 3,4 m 500 Hz 68 cm 1000 Hz 34 cm 5000 Hz 6,8 cm 0000 Hz 1,7 cm Bølgelængde (c=340m/s) 14

15 Demonstration rekvens Støj 15Hz Bølgelængde,7m Støj 1000Hz Bølgelængde 34cm Støj 8000Hz Bølgelængde 4cm Stop Frequency ranges, Hz L pg Inralyd 1 0 L pa,lf Lavrekvent L Aeq Alm. støj Ultralyd Frequency [Hz] 16 khz Flygel 440 Hz Torben Holm Pedersen Stort orgel 30 15

16 Høretærskel 140 Høretærsklen er kontinuert, ingen spring ved LF og inralyd Lydtrykniveau, db Inralyd Alm. støj Lavrekvent Frekvens, Hz Torben Holm Pedersen Standard iltre 16

17 Abildning a lydens spektrum Oktavbåndsanalyse Sivkærvej db k k 4k 8k Lin Frekvens (Hz) Lydens spektrum, A-vægtet 50 A-vægtet oktavbåndsanalyse Sivkærvej db k k 4k 8k A Lin Frekvens (Hz) 17

18 Oktav og terts Oktav 4 = 1 1 1/3 oktav 1/1 oktav Terts (1/3 oktav) 1 = 3 = = 1 1 = 3 1,6 Lineær skala p [µpa] db skala L p [db] = 1 atm p L p = 10 log p 0 0 p 0 = 0 µpa 0 L p0 = 0 db 18

19 Fra B&K s Basic Concepts o Sound L Aeq = middelværdien a støjniveauet 19

20 Reerencetidsrum og -perioder Reerencetidsrum: Den periode støjen skal midles over (x 8t, 1t eller ½t). Det mest belastede reerencetidsrum bestemmer støjbelastningen Lr. Reerenceperioder: De perioder a døgnet, hvor de (eventuelt) orskellige grænseværdier er gældende x kl (11 timer), 18- (4 timer) og -07 (9 timer). L Aeq -værdien a varierende støj L Aeq 0

21 Den matematiske deinition a L Aeq L Aeq = 10 log t 1 t 1 t t 1 p ( t) A p 0 dt p A (t) p 0 t 1 og t = lydtrykkets øjebliksværdi = 0 µpa = start- og sluttidspunkt or måling Støj er ikke bare støj Kontinuert støj Intermitterende støj Impulsstøj 1

22 L pa eller L Aeq kan beskrive mange typer lyd Her er en lyd med konstant A-vægtet niveau L pa (tidsvægtning S). 10 db 5 sekunder Men har den også samme gene-potentiale hele vejen igennem? Døm selv! Støjgener Torben Holm Pedersen

23 Støjgener Eekter a støj Støjgener Torben Holm Pedersen: The Genlyd Noise Annoyance Model 3

24 Ikke-akustiske moderatorer i orbindelse med traikstøj Variable Støjækvivalent, db Frygt 19 Støjølsomhed 11 Alder 5 Ahængighed a støjkilden (job etc.) Uddannelse Husholdets størrelse Brug a støjkilden (x busser og tog til transport) Ejerskab a boligen (ejer/lejer/andel) Erhverv 1 Køn 0 Torben Holm Pedersen: The Genlyd Noise Annoyance Model Alm. støj 4