KURZUS: Műszaki fizika alapjai

MODUL: VIII. modul: Hullámmozgások

21. lecke: A hangtan alapjai

| Feldolgozandó:
Jegyzet: Alapfogalmak Jegyzet: Távolságmérés és képalkotás hanggal Jegyzet: A hang erősségének mérőszámai (és annak alfejezetei) "Hangtan I." előadás prezentáció Példatár: 15. lecke Hangtan
Tanulási célok: A lecke anyagának feldolgozása után Ön képes lesz:
Elmondani, milyen általános tulajdonságok és jellemző értékek (hullámhossz, frekvencia) rendelhetők a hanghoz, mint hullámhoz. Megfogalmazni, mit értünk ultrahangok és infrahangok alatt és néhány felhasználásukat vázlatosan ismertetni. Meghatározni a hangintenzitás és hangnyomásszint fogalmát, a köztük levő kapcsolat alapján számítási problémákat megoldani. Az emberi fül érzékenységi görbéinek értelmezni, a fon-skálát használni egyszerű számítási feladatokban.
Támpontok a tanuláshoz
A hang a levegőben terjedő longitudinális hullám, ezért a hullámtanban a korábbi leckék során tanultak alkalmazhatók a hangtanban is. Például a Huygens-Fresnel elv, a réseken való elhajlás és a többi jelenség is mind fellép a hangtanban. Ez a lecke a csak a hangra jellemző speciális ismereteket tartalmazza.
A hangra jellemző tipikus értékek (hullámhossz, frekvencia, terjedési sebesség) megismerése azért fontos, mert ebből látható, hogy a különböző frekvenciájú hangok milyen körülmények közt alkalmazhatók távolságmérésre, vagy akár képalkotásra is. Az erről szóló rész olvasmányos, csak elemi számításokat tartalmaz a jellemző paraméterek tipikus értékeivel. Ezen tipikus értékek nagyságrendjének megismerése azonban fontos, így a tanuláskor fordítson rá figyelmet, hogy megjegyezze nagyságrendileg milyen hullámhosszak jellemeznek pl. egy orvosi ultrahang készüléket.
A hangintenzitás fogalma magától értetődő, így ennek megértése nem jelent nehézséget, de a hangnyomásszint ('decibel-skála') már kissé bonyolultabb. Az ezekkel kapcsolatos számításokhoz esetleg fel kell elevenítenie a logaritmus- és exponenciális függvényekről tanultakat. Fontos, hogy az e témakörből közölt gyakorló számítási feladatokat megértse és önállóan is végig tudja számolni.
Az emberi hallás frekvencia-függéséről szóló rész kulcspontja az egyenlő hangosságú görbék grafikonjának megértése. Szánjon időt arra, hogy pontosan megismerje, mit is jelentenek ezek a görbék. A görbékről leolvasott értékek segítségével legyen képes a közölthöz hasonló egyszerű számítási feladatok elvégzésére is.

| Ellenőrző kérdések
1. Mekkora az emberi fül számára hallható frekvenciatartomány?
| 20 Hz - 20 000 Hz
| 100 Hz - 1000 Hz
| 10 kHz - 500 kHz
| 0,1 Hz - 150 Hz
2. Mekkora a hallásküszöbnek megfelelő hangintenzitás?
| 10 W/m2
| 1012 W/m2
| 10-12 W/m2
| 10-6 W/m2
3. Mit értünk egy adott hang fon-értékén?
| Az adott hang hangnyomásszintjét.
| Az adott hang intenzitását.
| Az adott hang terjedési sebességét.
| Azt az 1 kHz-es hangforrásból származó hangnyomásszintet értjük, amelyet ugyanolyan erősnek hallunk, mint az adott hangot.
4. Mennyivel erősebbnek fogjuk hallani a 10-6 W/m2 intenzitású hangot, mint a 10-9 W/m2 intenzitásút?
| Az első hang kétszer olyan erősen szól.
| Az első hang ezerszer olyan erősen szól.
| Az első hang 1,5-szer erősebben szól.
| A két hangot ugyanolyan erősnek fogjuk hallani.
5. Tegyük fel, hogy egy szobában az egy beszélő emberre vonatkoztatott átlagos hangerő 40 dB. Mekkora lesz a hangerő, ha 20-an beszélnek egyszerre?
| 53 dB
| 42 dB
| 400 dB
| 67 dB
Ha a lecke feldolgozásában elakad, kérje a tutor segítségét!