مقدمه

اگر چه از ابتدای اجتماع مردم در سالنهای بزرگ سخنرانی ، آکوستیک محیطهای بسته دارای اهمیت آشکاری بوده است، ولی خرافات بهت آور آن بر جای بوده تا این که سباین (Sabaine) در سال 1896 اندازه گیریهای کمی را جایگزین آنها کرد. از این رو اطلاعات علمی که بر پایه محکمی استوار بود، کم کم جای موهومات را گرفت.

زمان باز آوایش (reverberation)

تعداد ثانیه‌هایی که لازم است تا شدت صوتی که تراز آن 60db بالاتر از آستانه شنوایی است به تراز آستانه شنوایی برسد را زمان باز آوایش گویند. این تعریف تنها پارامتر مهم در تشخیص خاصیت آکوستیکی اتاقها به شمار می‌رود.

آکوستیک موجی

وقتی موج ساده صوت در فضای بسته و محدودی قرار گیرد، پرتوهایی که از آن بر می‌خیزند به دیوارها برخورد می‌کنند. هر بار که این پرتوها به دیوار برخورد کنند، قسمتی از آنها بازتابیده می‌شود. در نتیجه موجهایی که از آغاز همراه پرتو مستقیم صوتی روانه و متوجه نقطه معین از اتاق بودند، بوسیله عده زیادی موجهای بازتابیده دیگر دنبال می‌گردند.

کنترل میزان ازدیاد شدت در برخورد به دیواره

هرگاه منبع صوتی پیوسته در محوطه بسته‌ای تولید صوت کند، آشکار است که تنها بواسطه جذب صوتی که در درون یا در دیواره‌ها صورت می‌گیرد، هیچگاه شدت صوت بسیار زیاد نمی‌شود. در محوطه‌های بسته کوچک یا متوسط ، جذب صوت ناچیز است. از اینرو میزان ازدیاد شدت و حداکثر آن ، هر دو بوسیله توانایی جذب دیواره‌هایی که محوطه را در میان گرفته‌اند، کنترل می‌شود.

اتاق زنده (Live room)

اگر توانایی جذب دیواره زیاد باشد، شدت به تندی به حداکثر مقدار خود که در هر نقطه مقدارش کمی زیادتر از شدت پرتو مستقیم است، می‌رسد. برعکس اگر توانایی جذب کمتر باشد، نمو شدت به آهستگی صورت می‌گیرد و مدت زمانی طول می‌کشد تا شدت مقدار نهایی خود را پیدا کند. اینگونه اتاقها را اتاقهای زنده گویند.

شدت انرژی صوت

اگر ds المان طولی از سطح دیوار و dV المان حجمی از محیط باشد که به فاصله r از ds قرار گرفته است و ε چگالی متوسط انرژی و c سرعت صوت باشد، در این صورت شدت انرژی برخوردی به المان ds دیوار برابر با I = εc/4 است.

شدت انرژی برای حالت جذب

اگر a ضریب صوت توسط دیواره بوده و منبع صوت در زمان t=0 بکار افتاده باشد، شدت انرژی برای منبعی که انرژی W را در حجم V از اتاق تولید می‌کند، در زمان t به صورت زیر خواهد بود.

(I= W/a(1 - e^-act/4V

تباهی صوت در اتاق زنده

اگر I₀ شدت صوت در زمان اولیه باشد، I شدت در زمان t به صورت زیر خواهد بود.

I=I₀e^-act/4V

لذا نرخ تباهی در اتاق زنده با D دسی بل در ثانیه برحسب رابطه زیر کاهش می‌یابد.

D = 1.087ac/V

زمان باز آوایش برای اتاق زنده

زمان باز آوایش را با T نشان می‌دهیم و برابر با مدت زمانی است که لازم است تا تراز صوتی در اتاق به اندازه 60db میرا گردد. یعنی: T = 60/D=0.161V/a.

تباهی صوت در اتاق مرده

در تمام روابط بالا فرض بر این بود که تعداد امواج برگشتی که توام با رشد یا تباهی صوت صورت می‌گیرد و همچنین کسری از انرژی که در هر برگشت موج بر می‌گردد، کافی خواهد بود تا در اتاق ، توزیع چگالی انرژی را بطور یکنواخت تامین کند. ولی در این حالت ، مواد دیوارها هر کدام به فرض دارای ضریبی برابر با واحد جذب صوت هستند. در نتیجه انرژی برگشتی مساوی با 0 خواهد بود و لذا انرژی موجود برابر با انرژی موج مستقیم که از منبع صوت ایجاد می‌شود، خواهد بود. پس D ، نرخ تباهی برحسب دسی بل در ثانیه برای محیطی به حجم V و مساحت S و متوسط ضریب جذب صوت α برابر است با :

D = -1.087CSLn(1-α)/V

در رابطه فوق C سرعت صوت می‌باشد که برابر با 340m/s است.

زمان بازآوایش برای اتاق مرده

زمان باز آوایش برای اتاق مرده براساس رابطه زیر محاسبه می‌شود.

(T = -0.049V/-SLn(1-α

مباحث مرتبط با عنوان

• آستانه شنوایی
• آکوستیک
• ارتفاع صوت
• زمان باز آوایش
• سرعت صوت
• شدت صوت
• معماری
• موج صوتی