- נשמע
- דוגמאות להפרדת צלילים
- הדלת הפתוחה של אודיטוריום
- מאחורי ארגז רמקולים
- להקת הנגנים ברחוב
- בעלי חיים המשתמשים בתדרים נמוכים
- יישומים של עקיפה קול
- אזור שמיעה מוגבר
- הפניות
הקול העקיף הוא התופעה המתרחשת כאשר עקומת הקול ומתפזר סביב פתח או מכשול. זה משהו המשותף לכל הגלים: כאשר גל הקול מגיע לפתח או למכשול, נקודות המישור שלו הופכות למקורות ופולטות כאלה מעוותות אחרות.
צליל הוא בדיוק גל לחץ שנוסע באוויר וגם דרך מים ומוצקים. בניגוד לאור, שהוא גם גל, הצליל אינו יכול להתפשט באמצעות ואקום. הסיבה לכך היא שאור עובד אחרת לחלוטין - זהו גל אלקטרומגנטי.
איור 1. איור 1. אירוע גל מטוס על החריץ ומתסכל. מקור: pixabay
המפתח בתופעת הדיפרקציה הוא גודל המכשול ביחס לאורך הגל: הדיפרקציה יותר אינטנסיבית כאשר למכשול יש מידות הדומות לאורך הגל.
בצליל אורך הגל הוא בסדר גודל של מטרים, בעוד שאור האור בסדר גודל של מאות ננומטר. בעוד שלסאונד יש סולם אנושי, לאור יש סולם חיידקים.
ההבדל העצום הזה בסולם אורך הגל בין צליל לאור הוא העומד מאחורי העובדה שאנחנו יכולים להאזין לשיחה מעבר לפינה מבלי שנוכל לצפות במי שמשוחח.
וזה שהצליל מסוגל להתעקם מעבר לפינה, ואילו האור ממשיך ישר. תופעה זו של עקמומיות בהתפשטות גל הקול היא בדיוק דיפרקציה של הצליל.
נשמע
הצליל מובן כגלי הלחץ העוברים באוויר ונכללים בטווח הקריא.
טווח השמיעה לאוזנו של אדם צעיר, לקוי שמיעה, נע בין 20 הרץ ל- 20,000 הרץ. טווח זה נוטה להצטמצם עם הגיל.
צלילים או תדרים נמוכים נעים בין 20 הרץ ל 256 הרץ. גוונים אמצעיים בין 256 הרץ ל -2000 הרץ. וטונים גבוהים הם אלה שבין 2 קילוהרץ ל 20 קילוהרץ.
מהירות הצליל באוויר בלחץ אטמוספרי של 1 אטמוספרה ו- 0 מעלות צלזיוס היא 331 מ '/ ש. הקשר בין מהירות התפשטות הגל של גל עם אורך הגל שלו λ ותדרו f הוא הבא:
v = λ⋅f
ממערכת יחסים זו יש לנו שאורך הגל כולל את הטווחים הבאים:
- צלילים נמוכים: 16.5 מ 'עד 1.3 מ'.
- גוונים בינוניים: 130 ס"מ עד 17 ס"מ.
- גוונים גבוהים: 17 ס"מ עד 1.7 ס"מ.
דוגמאות להפרדת צלילים
הדלת הפתוחה של אודיטוריום
אולם או אולם קונצרטים הם בדרך כלל חלל סגור עם קירות הקולטים צליל, ומונעים את השתקפותו.
אולם אם דלת האולם פתוחה ניתן לשמוע את הקונצרט ללא בעיות, גם כאשר התזמורת נותרה מחוץ לטווח הראייה.
אם אתה ממש מול הדלת אתה יכול לשמוע את מכלול הצלילים. עם זאת, אם אתה בצד, תשמע את צלילי הבס, בעוד הטרבל לא.
לצלילי בס יש אורכי גל ארוכים ולכן הם יכולים להקיף את הדלת ולהישמע מאחוריה. הכל נובע מתופעת ההפרעה.
מאחורי ארגז רמקולים
רמקול או רמקול פולטים טווח רחב של אורכי גל. תיבת הרמקולים היא עצמה מכשול שמטיל אחריו צליל צליל.
צל צליל זה ברור לתדרים גבוהים, שלא ניתן לשמוע אותו מאחורי הרמקול, ואילו את הבס וחלק האמצע ניתן לשמוע מכיוון שהם הופכים את היחידה.
הניסוי שלמעלה עובד בצורה הטובה ביותר בחלל פתוח, מכיוון שיש לקחת בחשבון שניתן לשקף צליל מקירות ועצמים אחרים, ומאפשר לשמוע את כל הצלילים אפילו מאחורי תיבת הרמקולים.
להקת הנגנים ברחוב
להקת מוזיקאים המנגנת ברחוב ניתן לשמוע מרחוב חוצה שממנו אי אפשר לראות את האמנים.
הסיבה, כמו שאמרנו קודם, היא שכיוון הצליל מסוגל להתכופף ולחצות את הפינה, בעוד האור נעה בקו ישר.
עם זאת, השפעה זו אינה זהה לכל אורכי הגל. אלה עם גל ארוך מפוזרים או מוכפלים יותר מאורך הגל הקצר.
מסיבה זו, ברחוב הרוחבי, משם אי אפשר לראות את הנגנים, לא ניתן לשמוע היטב את הכלים הגבוהים כמו חצוצרות וכינורות, ואילו התופים והתופים בס נשמעים בצורה ברורה יותר.
איור 2. דיפרקציה של צליל ברחוב. מקור: תוצרת עצמית
יתרה מזאת, צלילים נמוכים באורך גל מחלישים פחות את המרחק מאשר צלילים בתדר גבוה באורך גל קצר.
בעלי חיים המשתמשים בתדרים נמוכים
פילים פולטים גלי אינפר-סאונד בתדירות נמוכה מאוד ואורכי גל כדי לתקשר עם בני גילם לאורך מרחקים גדולים. גם הלווייתנים עושים זאת, מה שמאפשר להם גם תקשורת טובה מרחוק.
יישומים של עקיפה קול
אזור שמיעה מוגבר
לרמקול שיש אזור האזנה גדול, רוחב הרמקול צריך להיות פחות מאורך הגל של הצליל שהוא פולט.
יש עיצוב קרן ספציפי שמנצל את דיפרקציות הצליל: זו קרן הפיזור.
בדרך כלל מאמינים שככל שסרעפת הקרן גדולה יותר, כך היא מכסה שטח רב יותר. עם זאת, בקרן הפיזור הסרעפת קטנה וצורתה היא הגורמת לצליל להתגבר, תוך ניצול תופעת דיפרקציה של הצליל.
צורת הקרן דומה לפה מלבני או צופר מוצא קטן מאורך הגל שהוא פולט.
התקנה נכונה של רמקול מסוג זה נעשית כאשר הצד הקצר של הפה המלבני אופקית והצד הארוך אנכית. בדרך זו מושגת רוחב גדול יותר של כיסוי אופקי וכיווניות של הצליל המקביל לקרקע.
הפניות
- פיזיקה / אקוסטיקה / הפצת קול. התאושש מ: es.wikibooks.org
- קונסטרופדיה. הפרעת קול. התאושש מ: construmatica.com
- דיפרקציה (צליל). התאושש מ: esacademic.com
- כיתת הפיזיקה. דיפרקציה של גלי קול. התאושש מ: physicsclassroom.com
- ויקיפדיה. דיפרקציה (צליל). התאושש מ- wikipedia.com