Bài giảng Vật lí kiến trúc (Phần 2): Chương 1 - Trường ĐH Kiến trúc Hà Nội

Bài giảng Vật lí kiến trúc (Phần 2) - Chương 1 Các khái niệm cơ bản về âm thanh, cung cấp cho người học những kiến thức như: Bản chất vật lý của âm thanh; tai người và đặc điểm cảm thụ âm thanh; đo âm thanh; truyền âm ở ngoài trời. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lí kiến trúc (Phần 2): Chương 1 - Trường ĐH Kiến trúc Hà Nội MỤC LỤC Phần 1: Môi trường Nhiệt - Ẩm. Chương 1: Khí hậu ngoài nhà và vi khí hậu trong công trình kiến trúc. Chương 2: Truyền nhiệt ổn định. Chương 3: Truyền nhiệt dao động. Chương 4: Truyền ẩm Chương 5: Thiết kế che nắng. Chương 6: Thông gió tự nhiên. Phần 2 : Môi trường Âm thanh. Chương 1: Các khái niệm cơ bản về âm thanh. Chương 2: Âm học phòng thính giả Chương 3: Âm học đô thị. Phần 3: Môi trường Ánh sáng Chương 1: Các khái niệm cơ bản. Chương 2: Chiếu sáng tự nhiên Chương 3. Chiếu sáng nhân tạo. Chương 4: Chiếu sáng công cộng trong đô thịPHẦN 2. MÔI TRƢỜNG ÂM THANH Chương 1: Các khái niệm cơ bản về âm thanh Chương 2: Âm học phòng thính giả Chương 3: Âm học đô thịCHƢƠNG 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ÂM THANH 1.1. BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA ÂM THANH1.1.1. Sóng âma) Khái niệm:• Âm thanh là những sóng dao động xuất hiện trong các môi trường vật chất: khí, lỏng, rắn (gọi chung là môi trường đàn hồi) khi chịu các lực kích thích .• Những lực kích thích là nguồn âm (dây đàn, màng trống, tiếng nói, …).• Sóng dao động được gọi là sóng âm, môi trường có sóng âm lan truyền gọi là trường âm. Sóng âm Trường âm 1.1. BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA ÂM THANH (cont)1.1.1. Sóng âm (tiếp)b) Phân loại sóng âm: Theo phương dao động: Sóng dọc: các phần tử dao động dọc theo phương truyền sóng. Sóng ngang: các phần tử dao động vuông góc với phương truyền sóng. Sóng dọc Theo mặt dạng sóng: Sóng cầu: mặt sóng là mặt cầu (nguồn điểm tạo ra sóng cầu). Sóng phẳng: mặt sóng là mặt phẳng. Sóng trụ: mặt sóng là mặt trụ. Sóng uốn. Sóng ngang Sóng uốn 1.1. BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA ÂM THANH (cont) 1.1.1. Sóng âm (tiếp)c) Các đặc trưng vật lý cơ bản của sóng âm:• Tần số âm : f (Hz),• Bước sóng : λ (m),• Chu kỳ dao động : T (s),• Biên độ dao động : A,• Vận tốc âm : c (m/s), Vận tốc âm trong không khí: c = 340 m/s khi t = 14 oC Phụ thuộc vào nhiệt độ (t, oC): c = 331,5 + 0,61 x t ,m/s Công thức liên hệ: λ = c / f = c.TVận tốc ở một số môi trường ở 21ºC (m/s) 1.1. BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA ÂM THANH (cont)1.1.2. Công suất, cường độ, áp suất và mật độ năng lượng âm: a) Công suất âm: P (W) : là năng lượng âm do nguồn âm bức xạ trong một giây. Máy bay phản lực 10 kW (104 W) Máy tán đinh khí nén, mô-tô tăng tốc 1W Quạt điện hướng trục 50kW 0,1 W (10-1 W) Dàn nhạc (giao hưởng) lớn 0,01 W (10-2 W) Máy trộn thức ăn, máy xay cà-fê 0,001 W (10-3 W) Đàm thoại thông thường 0,00001 W (10-5 W) b) Cường độ âm: I (W/m2) : Số nănglượng trung bình đi qua một đơn vị diện tíchvuông góc với phương truyền âm trong mộtgiây. c) Mật độ năng lượng âm: E (J/m3) lànăng lượng âm chứa trong một đơn vị thể tíchmôi trường trong 1 s. d) Áp suất âm: p (N/m2 hay Pa) : là áp suất dư (áp suất có thêm so với khí quyểntĩnh) có trong môi trường âm. • pmax : áp suất cực đại. phq2 = pmax2 /2 • phq : áp suất hiệu quả. I = pmax2/2ρ0c0 • ρ0c0 = 415 kg/m s : trở âm của không khí. 2 1.1. BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA ÂM THANH (cont)1.1.3. Mức âm (dB - Đề xi ben):• Âm thanh tai người cảm nhận được có cường độ vàáp suất thay đổi trong một phạm vi rất rộng. Ngưỡng nghe: I0 = 10-12 W/m2 p0 = 2.10-5 Pa Ngưỡng đau: I = 1 W/m2 p = 2.10 Pa• Weber Fechner : Cảm giác âm thanh của taingười tỷ lệ với lôgarit của năng lượng âm thanh. >>> Mức âm : là đơn vị đánh giá âm thanh theo thang lôgarit (cơ số 10) của tỷsố giữa áp suất hoặc cường độ âm cần đo với áp suất và cường độ âm lấy làmchuẩn so sánh ( I0 ;P0 ).• Mức cường độ âm: Mức áp suất âm: I I p p LI  lg ( B)  LI  10  lg (dB) L ...