موضوع مقاله: جذب (آکوستیک) | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # جذب (آکوستیک) | مقدمه: جذب آکوستیک به فرآیندی گفته می‌شود که طی آن یک ماده، ساختار یا جسم انرژی صوتی را در هنگام مواجهه با امواج صوتی دریافت می‌کند، که برخلاف انعکاس انرژی است. | ## بخش 1: جذب (آکوستیک) | بخشی از انرژی جذب شده به گرما تبدیل می شود و بخشی از آن به جسم جذب کننده منتقل می شود. درست همانطور که انرژی صوتی به عنوان اختلاف فشار (یا تغییر شکل) از طریق هوا منتقل می شود، انرژی صوتی از طریق ماده تشکیل دهنده دیوار به همان روش حرکت می کند. تغییر شکل باعث تلفات مکانیکی از طریق تبدیل بخشی از انرژی صوت به گرما می شود که در نتیجه باعث تضعیف صوتی می شود که این پدیده بیشتر به دلیل ویسکوزیته دیوار است. مکانیسم های تضعیف مشابهی برای هوا و هر رسانه دیگری که صدا از طریق آن حرکت می کند، اعمال می شود. کسری از صدای جذب شده توسط امپدانس های صوتی هر دو رسانه کنترل می شود و تابعی از فرکانس و زاویه برخورد است. اندازه و شکل می توانند رفتار موج صوتی را تحت تأثیر قرار دهند اگر با طول موج آن تعامل داشته باشند و پدیده های موجی مانند امواج ایستاده و پراش را به وجود آورند. هدف عایق صدا جذب هرچه بیشتر انرژی صوتی (اغلب در فرکانس های خاص) و تبدیل آن به گرما یا انتقال آن از یک مکان خاص است. به طور کلی، مواد نرم، انعطاف پذیر و متخلخل (مانند پارچه ها) به عنوان عایق های صوتی عملکرد خوبی دارند و بیشترین صدا را جذب می کنند، در حالی که مواد متراکم، سخت و غیر قابل نفوذ (مثل فلزات) بیشتر منعکس می‌کنند. میزان جذب صوت توسط یک اتاق با ناحیه جذب مؤثر دیوارها که به آن سطح جذب کل نیز می‌گویند، تعیین می‌شود. ضرایب جذب را می توان با استفاده از یک اتاق طنین اندازه گیری کرد که برعکس محفظه آنکوئیک است (به زیر مراجعه کنید). دیوارها از تعدادی حفره با مواد بسیار جذبی تشکیل شده اند که به گونه ای چیده شده اند که کسری از صدایی که منعکس می کنند به جای برگشتن به اتاق، به سمت یک بافل دیگر هدایت می شود. | ## بخش 2: جذب (آکوستیک) | این باعث می شود که محفظه تقریباً فاقد پژواک باشد که برای اندازه گیری سطح فشار صوتی یک منبع و برای آزمایش ها و اندازه گیری های مختلف دیگر مفید است. آنها باید از تأثیرات خارجی (مانند هواپیما، قطار، اتومبیل، اتومبیل برفی، آسانسور، پمپ، ...؛ در واقع هر منبع صوتی که ممکن است در اندازه گیری های داخل محفظه تداخل داشته باشد) جدا شده و از نظر فیزیکی بزرگ باشند. اولی، انزوای محیطی، در بیشتر موارد مستلزم ساخت دیوارها، کف و سقف‌های مخصوص، تقریباً همیشه عظیم و به همین ترتیب ضخیم است. چنین اتاق‌هایی اغلب به‌عنوان اتاق‌های ایزوله پشتیبان فنری در یک ساختمان بزرگ‌تر ساخته می‌شوند. شورای ملی تحقیقات در کانادا دارای یک اتاقک مدرن آنکوئیک است و ویدئویی را در وب منتشر کرده است که به این موارد و همچنین سایر جزئیات ساختمانی اشاره می کند. درها باید به طور خاص ساخته شوند، آب بندی آنها باید از نظر صوتی کامل باشد (بدون نشتی در اطراف لبه ها)، تهویه (در صورت وجود) با دقت مدیریت شود، و روشنایی به صورت بی صدا انتخاب شود. شرط دوم تا حدی از مورد اول و از لزوم جلوگیری از طنین در داخل اتاق ناشی می شود، مثلاً از یک منبع صوتی در حال آزمایش. جلوگیری از پژواک تقریباً همیشه با فوم‌های جاذب روی دیوارها، کف و سقف انجام می‌شود و اگر قرار است در فرکانس‌های پایین مؤثر باشند، باید از نظر فیزیکی بزرگ باشند. بنابراین، یک محفظه انکوئیک باید بزرگ باشد تا آن جاذب‌ها و طرح‌های جداسازی را در خود جای دهد، اما همچنان فضایی را برای دستگاه‌های آزمایشی و واحدهای تحت آزمایش در نظر بگیرد. قیاس الکتریکی و مکانیکی انرژی اتلاف شده در محیطی که صدا از آن عبور می کند، مشابه انرژی استهلاک شده در مقاومت های الکتریکی یا اتلاف شده در دمپرهای مکانیکی برای سیستم های انتقال حرکت مکانیکی است. عناصر مقاومتی انرژی را پراکنده می کنند (به طور غیرقابل برگشت به گرما) و عناصر واکنش دهنده انرژی را ذخیره و آزاد می کنند (به طور برگشت پذیر، بدون تلفات کوچک). | ## بخش 3: جذب (آکوستیک) | بخش‌های واکنش‌دهنده یک محیط صوتی با مدول حجیم و چگالی آن، به ترتیب مشابه خازن‌های الکتریکی و سلف الکتریکی، و مشابه با فنر مکانیکی متصل به جرم تعیین می‌شوند. توجه داشته باشید که از آنجایی که اتلاف صرفاً به عنصر مقاومتی متکی است، مستقل از فرکانس است. به عنوان مثال، ارتعاشات بیشتر مواد، ساختار فیزیکی و به همین ترتیب خواص فیزیکی آنها را تغییر می دهد. علاوه بر این، چرخه تراکم و نادر شدن، پسماند امواج فشار را در اکثر مواد نشان می دهد که تابعی از فرکانس است، بنابراین برای هر فشرده سازی یک نادری وجود دارد و مقدار کل انرژی تلف شده در اثر پسماند با فرکانس تغییر می کند. علاوه بر این، برخی از مواد به روشی غیر نیوتنی رفتار می کنند، که باعث می شود ویسکوزیته آنها با نرخ کرنش برشی تجربه شده در طول فشرده سازی و نادر شدن تغییر کند. گازها و مایعات عموماً پسماند کمتری نسبت به مواد جامد نشان می‌دهند (مثلاً امواج صوتی باعث فشرده‌سازی آدیاباتیک و نادر شدن می‌شوند) و عمدتاً به روش نیوتنی رفتار می‌کنند. رفتار امواج صوتی که با محیط متفاوتی مواجه می‌شوند، توسط امپدانس‌های صوتی متفاوت دیکته می‌شود. مانند امپدانس های الکتریکی، تطابق و عدم تطابق وجود دارد و انرژی برای فرکانس های خاص (تا نزدیک به 100٪) منتقل می شود، در حالی که برای سایر فرکانس ها بیشتر می تواند منعکس شود (باز هم تا درصدهای بسیار زیاد). در طراحی تقویت‌کننده و بلندگو، امپدانس‌های الکتریکی، امپدانس‌های مکانیکی و امپدانس‌های صوتی سیستم باید به گونه‌ای متعادل باشند که فرکانس و پاسخ فاز حداقل صدای بازتولید شده را در طیف بسیار گسترده‌ای تغییر بدهد و در عین حال سطح های صدای مناسبی را برای شنونده تولید کند. | ## جمع‌بندی | مدل‌سازی سیستم‌های صوتی با استفاده از تکنیک‌های مشابه که مدت‌ها در مدارهای الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گرفتند، به طراحان آکوستیک ابزار طراحی جدید و قدرتمندی داد.