Распространение звука в зале. Регулирование времени реверберации

В зале звуковые волны распространяются от источника к ограждающим поверхностям, от которых многократно отражаются. В результате в помещении образуется звуковое поле.

Для регулирования времени реверберации в залы вносят дополнительное звукопоглощение. Часто используются очень мягкие кресла и сплошное ковровое покрытие. Существенное значение имеет оборудование сцены. Увеличение количества мягких кулис и декораций может несколько уменьшить время реверберации зала. Использование же фанерных декораций увеличивает время реверберации зала. Кроме того, фанерные декорации могут направить в зал полезные звуковые отражения.

В случаях, когда расчет времени реверберации показывает необходимость увеличения эквивалентной площади звукопоглощения зала, этого проще всего достигнуть применением тонких деревянных панелей, увеличивающих звукопоглощение преимущественно на низких частотах, тканевых портьер и дорожек, поглощающих, в основном, средние и высокие частоты.

30. Геометрическое отражение, построение отражений В зале звуковые волны рас-пространяются от источника к ограждающим поверхностям, от которых многократно отражаются. В результате в помещении образуется звуковое поле. При определенных условиях можно вместо звуковых волн рассматривать звуковые лучи, в направлении которых расспрос-траняются эти волны. Рас-пространение таких лучей аналогично распространению световых лучей в геометрической оптике, и построение геометрических (лучевых) отражений широко применяется в архитектурной акустике: 1) падающий и отраженный от какой-либо точки поверхности лучи образуют равные углы (угол падения и угол отражения) с нормалью к отраженной поверхности в этой точке; 2) падающий и отраженный лучи лежат совместно с нормалью в одной плоскости (лучевая плоскость). При построении геометрических отражений от плоскости удобен прием с использованием мнимого источника звука, симметричного с действительным по отношению к отражающей плоскости.

31.Основные понятия геометрической акустики. Геометрическая акустика, раздел акустики, в котором изучаются законы распространения звука на основе представления о звуковых лучах как линиях, вдоль которых распространяется звуковая энергия. Г. А. — предельный случай волновой акустики при переходе к бесконечно малой длине волны, поэтому методы Г. а. являются приближёнными и тем точнее отражают действительность, чем меньше длина волны. Основная задача Г. а. состоит в вычислении траекторий звуковых лучей. Наиболее простой вид лучи имеют в однородной среде, где они представляют собой прямые линии. Уравнения Г. а. имеют в основном такую же форму, как и уравнения геометрической оптики. Для звуковых лучей справедливы те же законы отражения и преломления, что и для световых. Методами Г. а. пользуются для практических приложений в самых различных областях акустики. Например, в архитектурной акустике свойство прямолинейности звуковых лучей даёт возможность весьма просто определять время реверберации. Действие эхолотов и гидролокаторов основано на измерении времени пробега звуковых лучей до отражающего объекта и обратно. Лучевыми представлениями пользуются при расчёте звуковых фокусирующих систем. На основе законов Г. а. удаётся создать приближённую теорию распространения звука в неоднородных средах (например, в море, в атмосфере). Методы Г. а. имеют ограниченную область применения, т.к. самое понятие луча справедливо только в тех случаях, когда амплитуда и направление волны мало меняются на расстояниях порядка длины волны звука. В частности, для применения Г. а. требуется, чтобы размеры помещений или препятствий на пути звука были много больше длины волны звука.

32. Диффузность – самопроизвольное проникновение соприкасающихся веществ друг в друга. В силу теплового движения их частиц.

С физической точки зрения замкнутый воздушный V, ограниченной поверхности представляет собой линейную колебательную систему.

Воздушный V помещается под действием прямых волн от источника и волн, отраженных от всех ограждений, приходит в колебательное движение.

Основным понятием является диффузное звуковое поле, которое характеризуется изотропностью и однородностью.

Изотропность – свойство среды, состоящей в том, что ее свойство в любом направлении проявляется одинаково.

1 св-во поля: равенство средних потоков энергии по различным направлениям.

2 св-во поля: равномерность распространения звуковой энергии по V помещения.

Плотность звуковой энергии в каждой точке можно разложить на две части.

D= D1+D2, где D1 –плотность энергии в прямой волне, приходящей от источника звука в точку приема.

D2- плотность диффузной энергии, приносимой в эту точку всей совокупностью отраженных от ограждения звуковых волн.

Прямой звук в помещении имеет определяющее слухо-психологическое значение. Он вызывает в слуховом аппарате человека представление о направленности звуковой волны или расположении источника звука.

Отраженные волны необходимы для поддержания понижающего уровня прямого звука.

Снижение уровня звука зависит от удаления источника звука.

33. Обеспечение диффузности звучания в зале Первые полезные звуковые отра-жения обеспечивают разборчивость речи и ясность звучания музыки. Более поздние отражения при определенных условиях дадут дополнительное качество звучания в зале: для речи - естественную тембровую окраску, для музыки - полноту и живость. Эти качества зал приобретает, если в нем создано диффузное звуковое поле. Для этого необходимо, чтобы вся площадь слушательских мест была равномерно покрыта поздними, рассеянными звуковыми отражениями, прихо-дящими из всех направлений. Большие гладкие ограждающие поверхности зала не создают в нем диффузного звукового поля. Оно достигается членением поверхностей зала и введением таких элементов, как колонны, балконы, лоджии и т.п. Для получения хорошего отражения или рассеяния звука необходимо, чтобы отражающие поверхности имели линейные размеры не менее 1,5 длины волны падающего на них звука.

34. Свойства звукового поля. Если помещение не содержит фокусирующих поверхностей и геометрически симметричных сечений, а размеры помещения значительно больше длины волны, и если стены не сильно поглощают звуковую энергию, то через некоторое время при непрерывном действии источника через произвольный элемент объема помещения в каждый момент времени будет проходить большое число отдельных волн, распространяющихся в разных направлениях. В результате звуковое поле будет иметь следующие свойства: 1) все направления потоков энергии этих волн будут равновероятны; 2) плотность звуковой энергии такого поля по всему объему помещения будет постоянна. Первое свойство называют изотропией звукового поля, а второе - однородностью. Звуковое поле изотропное и однородное называют диффузным.

35. Разность распостранения звуковых волн В каждой точке звукового поля зала сказывается действие прямых и отраженных звуковых волн, которые приходят в рассматриваемую точку после многократных отражений от внутренних поверхностей с различным временем запаздывания по сравнению с прямыми волнами. В замкнутом помещении звуковые волны, отражаясь от его поверхностей, движутся по разнообразным направлениям. В результате этого в помещении образуется сложное звуковое поле. Если звуковая волна встречает преграду с иным, чем акустическая среда, волновым сопротивлением, то часть звуковой энергии отражается от преграды, часть проникает в нее и поглощается преградой, превращаясь в тепло, а оставшаяся часть проникает сквозь преграду. Во избежание эффекта эха необходимо избегать двукратного отражения звука.