Отражение от стены

Общие недостатки помещений и методы их устранения. / Разное / Статьи — Салон «Магия звука»

Предположим, вы задались целью улучшить акустические условия вашей комнаты прослушивания. У вас имеется широчайший диапазон возможных решений. Например, можно добавить в интерьер специально разработанные акустические приспособления или потратить много денег на переоборудование помещения. А можно просто повесить ковер на стену или заменить портьеру, — зачастую этого оказывается вполне достаточно. Вы можете самостоятельно повысить качество звучания вашей системы, используя подручные средства и материалы, или, не останавливаясь перед затратами, приобретете специальные приспособления, предназначенные для управления акустическими параметрами помещения. Не торопитесь с решением — прежде внимательно ознакомьтесь с этим разделом. В нем вы найдете описание наиболее часто встречающихся недостатков, присущих помещениям, и способов их устранения. Возможно, эта информация поможет вам сэкономить время и деньги.

1. Акустически необработанные параллельные поверхности

Не исключено, что это самая общая и самая досадная из проблем, связанных с помещениями. Если существуют две параллельные отражающие поверхности, то между ними возникает порхающее эхо — прыгающий звук, слышимый после того как прямой звук уже смолк. Если вы когда-нибудь бывали в пустых незаглушенных помещениях и хлопали там в ладоши, вы слышали порхающее эхо. Оно похоже на повторяющиеся, затухающие в воздухе хлопки. Для того, чтобы лучше уяснить, что такое порхающее эхо, представьте себе трюмо с обращенными друг к другу зеркалами. Одно зеркало отражается в другом, его изображение снова отражается в первом, которое, в свою очередь, отражается во втором и так далее. — создается иллюзия бесконечного зеркального коридора. Здесь происходит нечто подобное: звук, отраженный одной поверхностью, возвращается к другой, отражается от нее и начинает как бы метаться, порхать между двумя стенами (отсюда и название), постепенно затухая. Скорость затухания зависит главным образом от свойств отражающих поверхностей. Порхающее эхо „размывает" фронты нарастания и затухания звуковой волны придает жесткий, металлический характер звучанию верхних средних и высоких частот.

Попробуйте хлопнуть в ладоши в различных помещениях вашего дома. Наиболее отчетливое порхающее эхо вы услышите в холле или ванной комнате. И если нечто подобное вы обнаружите в комнате прослушивания, вам придется решить эту проблему.

Порхающее эхо легко устранить. Выясните, какие поверхности внутри помещения параллельны друг другу и поместите на одну из них звукопоглощающий или рассеивающий материал. Этого достаточно, чтобы не допустить повторных отражений. В качестве такого материала можно использовать ковер, повешенный на стену, палас на полу (если эхо возникает из-за отражений между полом и потолком), шторы на окне или какой-нибудь акустический звукопоглотитель. закрепленный на стене. Даже небольшие кусочки сильно поглощающей звук акустической пены, такой как „Sonex" (этот материал описан ниже), способны ликвидировать порхающее эхо.

Для этой цели можно также с успехом использовать материал типа тонкого коврового покрытия, подобного применяемому в отделке помещений аэропортов и конференц-залов. И хотя он довольно дорогой, когда продается как материал для акустической обработки, вы можете договориться на фабрике ковровых изделий и приобрести его в несколько раз дешевле, чем в магазине. Он выглядит скромно, ненавязчиво, легко прикрепляется к любой поверхности. Его поглощающие свойства позволяют эффективно справляться с порхающими отражениями, и вместе с тем он не поглощает чрезмерное количество энергии, так что комната не кажется „мертвой". Ковровое покрытие можно наклеить на стены или прибить гвоздиками. Если вы воспользуетесь „Masonit'oM", то сможете попробовать установить покрытие в разные места, подыскивая наилучшее.

Недавно фирма „Acoustic Sciences" представила материал, полностью ликвидирующий порхающее эхо. Он называется „Flutter Stix" и поставляется кусками размером 38x90x600 мм или 38x100x900 мм. Прикрепляется к стене легко и быстро.

Каким бы способом решения этой проблемы вы ни воспользовались, ваши труды не пройдут даром, потому что уничтожение порхающего эха имеет первостепенную важность.

2. Неуправляемые отражения от пола и боковых стен

Трудно избежать установки громкоговорителей около стен помещения и вблизи пола. Из-за этого вы слышите прямой звук вместе с отражениями от стен, пола и потолка комнаты. Огражения от боковых стен имеют задержку по времени относительно прямого сигнала, обладают окрашенным тембром и приходят не от громкоговорителей, а совсем с другого направления. Все эти факторы могут ухудшить качество звучания. К ТОМУ же отражения от пола и боковых стен суммируются с прямой волной, дополнительно окрашивая звучание. На рис. 4-11 показано, как в результате наложения прямых и отраженных волн формируется звук, воспринимаемый слушателем.

Рис. 4-11. Слушатель воспринимает комбинацию прямых и отраженныхзвуковых волн

Есть три основные причины, влияющие на тембр звука. Во-первых, фактически все внеосевые частотные характеристики громкоговорителей (то есть измеренные со смещением относительно их рабочей оси) не такие равномерные, как характеристики, измеренные на оси. Звук, излучаемый в сторону от рабочей оси (а именно он, в основном, и отражается от боковых стен), может иметь значительные пики и спады на разных частотах. Таким образом, отраженный сигнал изначально — еще до отражения — отличается по тембру от прямого звука, и мы слышим эту тональную окраску в музыке.

Во-вторых, акустические характеристики боковых стен сами вносят изменения в спектральный состав сигнала. Скажем, если материал стен поглощает высокие частоты, не поглощая энергию средних и низких частот, это, безусловно, повлияет на тембр отраженного звука.

И, наконец, временная задержка отраженного звука относительно прямого также играет свою роль в формировании общего тембра звучания. Задержка эта обусловлена разностью хода прямого и отраженного звука. Зная скорость распространения звука в воздухе (340 м/с), легко вычислить время задержки. Например, если дополнительный путь, проделанный отраженными звуковыми волнами на рис. 4-11, равен 120 см, то время задержки составит 35 мс (тридцать пять тысячных долей секунды) относительно прямого звука.

В результате явления, названного гребенчатой фильтрацией (см. рис. 4-12), возникает ряд пиков и провалов частотной характеристики (отсюда и ассоциация с гребнем), обусловленных интерференцией между прямым и отраженным сигналами. Ввиду разности хода прямой и отраженной звуковых волн происходит ослабление одних частот и усиление других, как это видно на графике. Такая характеристика не может не повлиять на частотный состав звукового сигнала на слушательском месте.

следствие всех этих причин мы слышим звук, отличающийся по тембру от того, что излучается громкоговорителями. Отражения от боковых стен — одна из причин, по которым одни и те же громкоговорители звучат по-разному в разных помещениях.

Рис. 4-12. Амплитудно-частотная характеристика гребенчатого вида состоит из чередующихся пиков и провалов, образовавшихся в результате интерференции прямого и отраженного звука.

Эти отражения не только влияют на тональный баланс, они также мешают точно локализовать образ в пределах звуковой сцены, так как на боковых стенах появляются дополнительные „мнимые" образы сигналов. И хотя отражения в некоторой степени улучшают пространственность и объемность звучания, сильные отражения субъективно увеличивают кажущееся расстояние между громкоговорителями. Отдельные звуковые образы „размываются", ощущение их телесности теряется, а вся звуковая сцена становится менее сфокусированной и точной.

Звук отражается также от пола и потолка. Отражения от пола понижают энергию среднего баса, и звук становится „тоньше". Отражения от потолка влияют на звук слабее отражений от боковых стен из-за большей разницы хода звуковых волн. Звук дипольных громкоговорителей, посылающих очень мало энергии к потолку, меньше подвержен его влиянию, чем звук обычных громкоговорителей. Наконец, наклонный потолок предпочтительнее горизонтального, если громкоговорители расположены в части комнаты, где потолок ниже. Его наклон будет направлять отражения в сторону от слушателя.

Акустически обработать боковые стены несложно: достаточно поместить на них между громкоговорителями и слушательским местом звукопоглощающий или звукорассеивающий материал. Отражения от пола устраняются еще проще — напольный ковер погасит большинство отражений и уменьшит их вредное влияние. Тем не менее он не будет поглощать некоторые низкие частоты, что приведет к ослаблению среднего баса — в результате интерференции между прямой и отраженной волной. Это так называемый „эффект Эллисона", названый по имени конструктора громкоговорителей Роя Эллисона, который первым опубликовал описание данного явления.

Интересно, что тип ковра на полу между вами и громкоговорителями тоже влияет на качество звука. Например, покрытие из шерсти создает более естественный тональный баланс, чем синтетический ковер. Дело в том, что волокна шерсти имеют разную длину и толщину, и это способствует лучшему поглощению различных частот. В отличие от него, синтетическое покрытие состоит из одинаковых ворсинок, а потому эффективно поглощает звук лишь в узком диапазоне частот. Вы можете убедиться в этом на складе ковровых изделий, разговаривая вслух в окружении различных образцов натуральных и синтетических покрытий. С шерстяным ковром вы получите более натуральный тембр звучания своего голоса.

Отражения от боковых стен могут либо рассеиваться, либо поглощаться. Рассеивающая поверхность разбивает единичную падающую волну на множество маломощных, хаотично направленных отражений, как показано на рис. 4-13. Рассеивателями звука могут быть специальные акустические материалы, такие как рассеиватели „RPG" (показанные на рис. 4-14а и описанные ниже в этой главе), или просто неровные поверхности. Например, открытые полки, заполненные книгами, отлично рассеивают звук, если к тому же книжные корешки по-разному „утоплены" вглубь полок. Рис. 4-146 демонстрирует рассеиватели „RPG", установленные позади громкоговорителей. Обратите внимание на ковер между громкоговорителями и слушательским местом.

Рис. 4-13. Звук, попадая на поверхность, поглощается, отражается или рассеивается (может наблюдаться и комбинация всех трех явлений).

Рис. 4-14а. Рассеиватель фирмы "RPG Diffusor Systems".

Рис. 4-14б. Рассеиватель фирмы "RPG Diffusor Systems"

Вы можете выбрать и другой подход — поглощение отражений от боковых стен. Акустические звукопоглощающие материалы, например, акустическая пена, очень эффективны, но надо учитывать опасность слишком заглушить помещение, — тогда звук в нем станет безжизненным, а ощущение пространства и звукового объема уменьшится или исчезнет совсем.

Вообще вопрос о том, что лучше — рассеивание или поглощение отражений от боковых стен, вызывает оживленные дебаты в high-end-сообществе. Сторонники рассеивания аргументируют свои взгляды тем, что отраженная энергия полезна в виде диффузных отражений — они увеличивают ощущение объема звукового пространства. Их оппоненты, отстаивая метод поглощения, утверждают, что любые отражения, поступающие в течение первых 20 мс после прихода прямого звука, субъективно понижают его качество. Большинство комнат прослушивания на студиях звукозаписи построены по принципу „зоны без отражений", где звукорежиссер слышит только прямой звук студийных мониторов. Мой собственный опыт подсказывает: поглощение отражений от боковых стен лучше, чем их рассеивание, хотя рассеивающие материалы, расположенные позади кресла слушателя, тоже приносят ощутимую пользу. Во всяком случае, бесспорно то, что наличие отражений от боковых стен помещения ухудшает качество звука.

Превосходное изделие, эффективно устраняющее отражения от боковых стен, выпускает „Acoustic Sciences Corporation" (ASC). Оно называется „Tower Trap" (башня-ловушка). Это высокий предмет цилиндрической формы, одна сторона которого обладает поглощающими, а другая — отражающими свойствами, причем нужное свойство можно выбрать простым поворотом цилиндра. Когда он установлен около боковой стены с обращенной к ней отражающей стороной, поглощающая сторона задерживает основную часть отражений. То небольшое количество энергии, которое все же достигает боковой стены, отражается в сторону задней стенкой „Tower Trap". Большинство отражений поглощено, остальные ослаблены и рассеяны — все как надо.

Следует помнить, что нет нужды обрабатывать всю поверхность боковых стен в комнате прослушивания, — ведь отражения приходят только от небольшого участка стены. С точки зрения законов отражения звуковые волны средних и высоких частот подобны лучам света. Благодаря этому свойству мы можем изобразить линии отражения звука от боковых стен к креслу прослушивания и обработать акустическим материалом только нужный участок. Согласно законам геометрической оптики, угол падения луча равен углу отражения. Применительно к звуку это означает, что если звуковая волна ударяет в отражающую поверхность под некоторым углом, то под тем же углом покидает ее и отраженная волна.

Метод отслеживания траектории отражений показан на рис. 4-15, 4-16 и 4-17. Сначала на стену между линией громкоговорителей и слушателем прикрепляется отражающая майларовая лента. Ее следует разместить на высоте ваших ушей, когда вы сидите в кресле прослушивания. Затем установите источники света (в идеале — две лампы без абажуров) там, где обычно располагаются громкоговорители, как изображено на рис. 4-15. Сидя в кресле прослушивания, вы видите отражения ламп в ленте на стене (рис. 4-16). Места майларовой ленты, где вы видите отражения ламп, и есть те участки стены, от которых звуковая волна отражается в вашу сторону и где надо провести акустическую обработку. Фотография рис. 4-17 показывает, как стратегически правильное размещение акустических материалов (в данном случае, „Tower Trap" фирмы „ASC") устраняет отражения от боковых стен сигналов обоих громкоговорителей. Сравните рис. 4-16 с рис. 4-17.

Выполните аналогичные действия для левой стены. Если ваша комната прослушивания симметрична и место прослушивания находится в центре, вам нет нужды проделывать эту процедуру дважды — просто проведите аналогичную обработку другой стены. Для сохранения акустической симметрии помещения обе боковые стены должны быть обработаны одинаково.

Следует учитывать, что стены отражают звук каждого громкоговорителя. Например, звук левого громкоговорителя, отражаясь от правой стены, приходит к правому уху и смешивается со звуком правого громкоговорителя. Такое перекрещивание звуковых волн сжимает размеры звуковой сцены, из-за чего становится трудно локализовать звуковой образ. Поэтому, занимаясь акустической обработкой боковых стен, желательно устранить отражения звука не только ближнего к ней, но и дальнего громкоговорителя.

Рис. 4-15. Замена громкоговорителей источниками света и установка отражающей майларовой ленты.

Рис. 4-16. Точки, в которых видны отражения источников света, одновременно являются и точками отражения звука.

Заметим, что объемный звукопоглотитель, размещенный на некотором расстоянии от стены, работает лучше, чем закрепленный на ней. Происходит это потому, что такой поглотитель как бы отбрасывает „акустическую тень" на стену и тем самым увеличивает эффективную зону поглощения.

Аналогично можно ликвидировать все отражения в комнате прослушивания. Если вы опояшете зеркальной лентой все помещение, то увидите все точки отражения звуковых волн, которые достигают ваших ушей. Благодаря этому вы сможете разместить поглощающие или рассеивающие материалы именно в тех местах, где необходимо. Если не хотите возиться с зеркальной лентой и лампами, просто попросите кого-нибудь обойти вокруг комнаты с зеркалом в руках (его необходимо держать возле стены на высоте головы сидящего слушателя) и отметьте все точки, в которых видны отражения диффузоров громкоговорителей.

Если вы не желаете утруждать себя даже этим, все равно можете как-то повлиять на отражения от боковых стен. Книжные полки, ковры и драпировки — все же лучше, чем ничего. Но если вы хотите добиться действительно хорошего звука, ничто не заменит вам профессионально спроектированную акустическую обработку.

Рис. 4-17. Акустические материалы, помещенные точно в местах отражений, ликвидируют их.

3. Густой бубнящий бас

Густой бубнящий бас — болезнь, трудно поддающаяся лечению. Зачастую на его появление влияют собственные резонансы помещения, недостаточное поглощение низких частот, плохие акустические системы или неправильное их расположение, недостаточное звукопоглощение на низких частотах. Как станет ясно из раздела, описывающего стоячие волны, положение места прослушивания тоже может способствовать „разбуханию" баса.

Конечно, качество акустических систем занимает не последнее место среди причин, вызывающих этот неприятный эффект. И если даже при правильном расположении громкоговорителей (а это наиболее эффективный метод его устранения) эффект все еще проявляется, вам имеет смысл сменить акустические системы. Однако прежде чем принимать столь кардинальные меры, попробуйте использовать низкочастотные звукопоглотители — возможно, с ними ситуация изменится к лучшему.

Пассивные низкочастотные поглотители преобразуют звуковую энергию в другую форму, например, в тепловую энергию внутри волокнистых материалов. Такие звукопоглотители продаются в готовом виде (например, „Tube Traps" и „Tower Traps" фирмы „ASC" ), встраиваются в существующий интерьер комнаты или сооружаются из подручных материалов.

Так, весьма недорогой и эффективный поглотитель низких частот можно сделать самостоятельно за несколько часов, и он будет стоить вам меньше $20. Это устройство, называемое также звукопоглощающей панелью, имеет достаточно высокий коэффициент поглощения и может настраиваться на требуемую частоту или диапазон частот.

Панель устанавливается свободно или встраивается в стену. Обычный размер панели — 1,2x2,4 м, она набирается из фрагментов 0,6x1,2 м и прикрепляется к стене за края. Места стыков панели со стеной герметизируются, а воздушный промежуток внутри конструкции заполняется стекловолоконным наполнителем. Затем следует лишь прикрепить поверх панели кусок фанеры или мазонита, просверлить в нем много маленьких отверстий — и низкочастотный поглотитель (конструкцию такого типа еще называют резонатором Гельмгольца) готов!

Некоторые панели могут и не иметь отверстий — взамен используется очень тонкий материал, прогибающийся под давлением звука. Частоты эффективного поглощения зависят от глубины воздушной прослойки и толщины панели. Стекловолокно внутри структуры сглаживает частотную характеристику поглощения. Изменяя величину воздушного зазора и диаметр отверстий (в перфорированных панелях), а также толщину панелей, можно настроить панель на определенную частоту в диапазоне от низких до средних частот. В большинстве помещений необходимо широкополосное поглощение в области нижних частот, но панельные поглотители могут решить и проблемы резонансов помещения, если их точно настроить на соответствующие частоты. Некоторые поглощающие панели, настроенные на основные резонансы в низкочастотном диапазоне, могут существенно уменьшить басовые проблемы небольших помещений. Чтобы сделать панели соответствующими вашему вкусу, покройте их поверхность тканью, но помните, что для поглотителей типа резонатора Гельмгольца слишком плотное покрытие нежелательно, — необходимо оставить хотя бы 5-мм воздушный зазор, чтобы дать возможность отверстиям „дышать".

Свободно стоящий панельный поглотитель строится аналогичным образом, но с жесткой задней стенкой, например, из доски толщиной 3/4 дюйма. Конкретную информацию, необходимую для изготовления панельных поглотителей — толщину материала, диаметр отверстий, промежуток между ними и т. д. — можно найти в книге „The Master Handbook of Acoustics", автор F. Alton Everest.

Низкочастотное поглощение достигается и другим способом: встраиванием объемного поглотителя в уже существующие сооружения, скажем, в стенной шкаф. Простая драпировка проема стенного шкафа поглощающим материалом — акустической пеной или стекловолокном, уже обеспечивает низкочастотное поглощение. Звукопоглощающая конструкция такого типа называется „четвертьволновым поглощающим фильтром". Она имеет максимум звукопоглощения на частоте, для которой расстояние от ближайшей задней стенки до поглощающего материала составляет четверть длины звуковой волны или кратно нечетному числу четвертей ее длины. Фактически, любой поглощающий материал, подвешенный перед отражающей поверхностью, представляет собой такой фильтр. Портьеры на окнах также дадут подобный эффект, но расстояние между окном и занавеской слишком мало, и самая низкая поглощаемая частота в этом случае будет находиться в диапазоне средних частот.

Давайте подсчитаем частоту поглощения для короба глубиной 60 см с подвешенным перед ним поглощающим материалом по следующей формуле: F=340/(4xD), где F — наиболее низкая эффективно поглощаемая частота, 340 — скорость звука в м/с, 4xD — четыре расстояния между задней стенкой короба и поглотителем. Таким образом, для ящика глубиной 60 см F=141 Гц. Эта конструкция имеет пики поглощения и на нечетных кратных F частотах, например, 3xF (423 Гц), 5xF (706 Гц), 7xF (989 Гц), и так далее. Драпировка же на расстоянии 15 см от окна дает пики поглощения на частотах 565 Гц, 1695 Гц, 3955 Гц... Наклон поглощающих материалов сдвинет эти величины по оси частот, а поглощение может даже увеличиться.

Применение четвертьволновых поглотителей ограничено большими размерами короба — это необходимо для поглощения самых низких частот. Я был поражен, когда выяснил, что самый простой и наиболее эффективный метод снижения густоты баса — правильная расстановка громкоговорителей. Поэтому используйте акустическую обработку только после того, как вы выполните все рекомендации по размещению акустических систем.

4. Отражающие объекты возле громкоговорителя

Отражающие объекты около громкоговорителей: стойки для аппаратуры, окна позади громкоговорителей, сабвуферы или мебель между ними, даже усилитель мощности на полу — все это может привести к потере глубины и сфокусированности звукового образа. Лучшее решение в данном случае — убрать мешающий объект. Аппаратурная стойка стояла у меня между громкоговорителями; передвинув ее к стене, я добился от моей системы потрясающей глубины звуковой сцены и точности образа. Если для вас это неприемлемо, отодвиньте все отражающие предметы как можно дальше за громкоговорители. Например, усилитель мощности совсем не обязательно выставлять перед лицевой панелью громкоговорителей. Для улучшения качества звука следует избегать установки между громкоговорителями большого телевизионного монитора. Эта одна из причин, по которой музыкальная система в идеале должна быть разделена с видеосистемой: звуковые образы ухудшаются большими отражающими стеклянными поверхностями, расположенными в непосредственной близости от громкоговорителей. Правда, существует несколько приемов, с помощью которых можно снизить неблагоприятное влияние видеомонитора на качество звучания (они описаны в главе 13). Системы, использующие видеопроекторы с выносными экранами, не создают таких проблем.

Если вы не можете переместить отражающие объекты, накройте их звукопоглощающим материалом, например, „Sonex'ом". Во время прослушивания лучше занавесить окна позади акустических систем. Я слышу значительное увеличение глубины звуковой сцены, когда занавешиваю большое окно за моими громкоговорителями.

Диагностическая запись для условий прослушивания (LEDR — Listening Environment Diagnostic Recording), которую можно найти на диске Chesky Record Jazz Sampler & Audiophiles Test Compact Disk, часть 1 (Chesky JD37) — хорошая проверка того, насколько отражающие поверхности возле громкоговорителей мешают хорошему звуковоспроизведению. Этот тест содержит запись синтезированных ударных инструментов, звук которых как бы движется по дуге, расположенной между громкоговорителями и над ними. Система и комната с хорошим качеством звуковоспроизведения создадут впечатление плавного движения источника звука в требуемом направлении. Любые провалы в звуковой сцене приведут к „перепрыгиванию" звука из одного места в другое, нарушат плавное и постепенное движение. Причиной этих провалов могут быть плохие громкоговорители или неправильное их размещение, но часто провалы можно устранить, отодвинув от громкоговорителей отражающие объекты. Лучше всего, когда вы добиваетесь значительного улучшения качества звучания и звуковой сцены, потратив на это всего несколько минут вашего времени.

magiazvuka.com

подготовка комнаты для домашнего кинотеатра / Pult.ru corporate blog / Habr

Общеизвестно, что на звучание аудиоаппаратуры влияет множество факторов и одной из важнейших составляющих качества звука является акустика помещения. Учитывая многочисленные просьбы наших читателей и активное обсуждение вопроса на GT, мы решили посвятить этой теме несколько публикаций.

В этом материале мы рассмотрим акустическую подготовку помещений для домашнего кинотеатра. Следует также отметить, что принципы, описанные в этой статье, во многом будут полезны при создании комнат для прослушивания музыки, домашних музыкальных студий и репетиционных баз.

Сегодня многие приобретают достаточно дорогую аудиоаппаратуру для домашнего кинотеатра, и, нередко случается, что в связи с проблемами помещения, где она установлена, звук оставляет желать лучшего. Акустика помещения играет одну из ключевых ролей при формировании сцены, характера звучания, передачи различных тембральных и частотных особенностей. Во многом именно благодаря акустике помещения удается добиться т.н. эффекта присутствия при просмотре фильмов и использовании систем объёмного звука.

Общие принципы

Путешествие звуковых волн по помещению начинается на выходе из излучателей, после чего они многократно отражаются от стен, пола и потолка. Именно эти препятствия на их пути и создают наибольшее количество проблем. На звук влияет всё, начиная от мебели, напольного покрытия, типа потолка, вплоть до материала, из которого создано здание и межкомнатные перегородки. В некоторых помещениях существенной проблемой становится не только отражение, но и резонанс материалов отделки или мебели.

Стремление к получению качественного звука начинается со снижения количества отражений, устранения резонансных поверхностей, и получения максимально возможного рассеивания звука в помещении. При подготовке помещения необходимо чтобы акустические свойства поверхностей минимально влияли на частотные параметры сигнала, не вносили существенных искажений, не порождали негативно влияющих отражений и отзвуков.

Для этого при подготовке такого помещения настоятельно рекомендуется свести к минимуму количество плоских поверхностей, деревянных и стеклянных предметов интерьера. Совсем идеальный вариант – оставить в комнате только мягкую мебель, а также предметы интерьера с рельефной поверхностью. Кроме того, важно понимать, что чем больше помещение, тем более существенные изменения придется вносить в отделку.

Подавляющее количество акустических проблем вызывается т.н. «стоячими волнами» и отражением звуковых волн. Используя ряд доработок в отделке можно свести к минимуму влияние этих факторов на звук домашнего кинотеатра. Наиболее простыми и доступными способами изменения акустических свойств помещения является применения звукопоглощающих и звукорассеивающих материалов. Для наглядности на схеме ниже отражено влияние поглощающих и рассеивающих поверхностей на звуковые волны:

Поглощение

Для отделки стен домашних кинотеатров сегодня широко используются звукопоглощающие панели. При этом следует понимать, что различные частоты поглощаются материалами неодинаково. Большинство современных панелей, созданных на основе стекловолокна, с толщиной 2,5 см способны эффективно поглощать звуковые волны с частотой до нижней границы 850 -1000 Гц.

При этом добиться эффективного поглощения более низких частот можно используя увеличение толщины слоя. Закономерно, что при подобном подходе, неизбежно придётся жертвовать объёмом помещения. Учитывая линейность зависимости, при использовании стекловолоконных и аналогичных им панелей, для эффективного поглощения звуковых волн всего слышимого спектра необходимо использовать слой толщиной около 15 см. При более эффективном звукопоглощении материала толщина подобного слоя может быть меньше.

Для оценки звукопоглощения используется специальный коэффициент.

Коэффициент звукопоглощения – отношение величины, не отраженной от поверхности звуковой энергии, к величине падающей энергии. Она рассчитывается по формуле:

А(зв)=Е(погл)/Е(пад)

где А(зв) — коэффициент звукопоглощения; Е(погл) — поглощённая звуковая волна; Е(пад) — падающая звуковая волна; E(отр) — отраженная звуковая волна; Е(рас) — звуковая волна, рассеянная в материале; Е(прош) — звуковая волна, прошедшая через материал.

При этом, следует помнить, что при расчетах коэффициента для материалов оценивается не весь слышимый спектр частот, а лишь диапазон в пределах от 125 до 4000 Гц.
Ниже привожу сравнительную таблицу с коэффициентами некоторых материалов:

Наиболее существенная роль поглощающих панелей – это устранение так называемого «первого отражения". Как известно, звук из АС достигает наших ушей как непосредственно, так и за счет отражений от нескольких поверхностей, и, естественно, отраженная волна делает это через несколько миллисекунд после прямой. Негативное влияние первого отражения неизбежно искажает сцену (расположение кажущихся источников звука), может способствовать формированию нежелательных пространственных звуковых иллюзий при использовании систем объемного звука (4.0, 5.1, 7.1 и др).

Соответственно, в первую очередь необходимо оборудовать звукопоглощающими панелями поверхности, на которых будут находиться проекции точек «первого отражения». Количество таких точек будет зависеть от количества колонок (кабинетов) в использованной акустической системе.
Ниже приведены упрощённые схемы дающая представление о точках первого отражения:

Ориентировочное расположение точек первого отражения легко определить при помощи зеркала. Суть метода: один человек находится на месте просмотра, другой двигается вдоль стен с зеркалом. Как только первый видит в зеркале отражение динамика – точка первого отражения определена. Большинство специалистов считают, что для эффективного звукопоглощения нет необходимости покрывать материалами все поверхности, достаточно закрыть точки отражения панелями с шириной 70-90 X 200-250 см (или более) в зависимости от высоты стен. Также, для того, чтобы снизить негативное влияние низких средних, имеет смысл установить панели на потолке.

После правильной установки панелей остаётся только одна проблема с поглощением – волны с частотой ниже 140 Гц. Обеспечение оптимального звучания низких частот требует особого подхода – использования специальных низкочастотных поглотителей. Существует несколько конструкций таких поглотителей, и я не берусь утверждать какие из них лучше (многие хвалят трубы). Важно понимать, что их количество и коэффициент поглощения будут зависеть от уровня звукового давления сабвуфера или низкочастотных динамиков АС. Также, в качестве альтернативы поглотителям, можно использовать мягкую мебель, что не всегда эффективно, но в ряде случаев может помочь справиться с низкими.

Рассеивание

Поглощение должно быть оптимальным, чрезмерное звукопоглощение сделает звук менее реалистичным, исчезнет иллюзия объёма. Для обеспечения баланса отражения и поглощения используется рассеивание звука. Как мы видели на таблице во второй части статьи, рассеивание позволяет увеличить количество векторов каждого отражения. За счет неровностей поверхности возникают дополнительные звуковые поля, образующиеся в результате дифракции звука. Таким образом звук «заполняет» помещение более равномерно.

Существуют разнообразные рассеивающие панели, которые могут создаваться из различных материалов, например, твёрдых сортов древесины, камня, синтетических материалов. В некоторых случаях рассеивающие панели покрывают тканью или войлоком. Характерной особенностью рассеивающих панелей является неровная фактура поверхности, не редко используется коническая форма элементов. Известно, что в нашем недалёком советском прошлом, при остром дефиците акустических отделочных материалов, в качестве рассеивающих панелей, некоторые музыканты и меломаны использовали яичные лотки.

Расчет комнатных резонансов

Для более точного определения параметров звукопоглощения низких частот будет полезен расчет комнатных мод (комнатных резонансов). В любом помещении возникают так называемые комнатные моды или комнатные резонансы. На их формирование влияют соотношения длины, ширины и высоты комнаты. Эти параметры задают расположение комнатных резонансов в частотном спектре и плотность их распределения.

Таким образом, используя известные размеры помещения, можно заранее рассчитать частоты, на которых возникнут резонансы, а, следовательно, знать о том будут ли усиливаться или же подавляться те или иные частоты.

Для идеального прямоугольного помещения с ровными поверхностями стен пола и потолка, резонансы вычисляются по формуле:

где nx, ny и nz – целые числа, а Lx, Ly и Lz – это соответственно длина, ширина и высота комнаты.

Для вычисляя все резонансы необходимо поочередно подбирать все комбинации из трех целых чисел Nx, Ny, Nz. Специалисты отмечают, что на практике имеет значение вычисление только низкочастотных мод, т.е. максимальным N=4.

Отдельные резонансы описываются различными комбинациями из целых чисел Nx, Ny, Nz. Так, например, комбинация (1, 0, 0) будет описывать моду первого порядка вдоль стороны, принятой за «x», а (0, 2, 0) описывает моду второго порядка вдоль стороны, принятой за «y», и т.п…

Когда 2 из 3-х целых чисел равны нулю, расчет существенно упрощается и позволяет легко вычислить частоты «стоячих волн», которые возникают между парой противоположных стен вдоль одного из размеров помещения. f (1,0,0) = c/2/L

Эти моды называются осевыми или аксиальными и являются самыми интенсивными из всех. Именно их расчет представляет наиболее существенную важность.

Итог

Оптимальное использование рассеивающих и поглощающих материалов позволят избавиться от негативных эффектов в акустике помещения, а соблюдение простых принципов, использование технически не сложных приёмов может существенно улучшить ваши ощущения от просмотра кино и прослушивания музыки. В следующем материале на эту тему специалисты нашей компании поделятся опытом, который они получили при создании наших демонстрационных комнат.

habr.com

Архитектурная акустика: преимущества и факторы

Автор Admin На чтение 10 мин. Просмотров 58 Опубликовано 2011-06-12

Преимущества акустического проектирования

Если основные акустические особенности зала предусмотрены уже в проекте, то рекомендуемые конструкции и акустические материалы могут быть монтированы еще в процессе постройки. Этот путь позволяет архитектору избегнуть обычной неопределенности и сомнений относительно будущих акустических свойств помещения и, кроме того, значительно дешевле, чем исправление акустических условий, производимое после окончания постройки. Далее, оказывается возможным избежать некоторых акустических дефектов, не всегда поддающихся последующему исправлению. Так, например, изогнутые стены зала, изображенного на рис. 63, нельзя выпрямить, не нарушая архитектурного вида помещения, и возможность исправления его акустических свойств поэтому ограничена.

Три основных фактора в акустическом проектировании

Три весьма существенных для акустики соображения при проектировании залов касаются вопросов объема помещения, его формы и поглощения звука.

Объем помещения определяется в соответствии с интенсивностью звуков, которые будут в нем возникать. Для оркестровых выступлений объем этот должен быть очень велик: музыка должна иметь достаточное пространство для своего распространения. С другой стороны, театральные представления, связанные обычно со сравнительно слабыми звуками, должны даваться в помещениях меньшего объема, хотя применение современных звукоусилительных установок может сделать речь слышимой даже в больших залах. Определение объема помещения обычно не представляет больших затруднений, поскольку опыт предыдущих построек дает нам надежные указания.

Рисунок 54. Отражение звука от плоского потолка. Высота  помещения достаточна для образования эхо. Акустические условия были бы лучше при высоте помещения, не превосходящей 7,5 м.

Рисунок 55. Чертеж, показывающий весьма нежелательную концентрацию звука вогнутым . потолком. Предпочтительнее был бы плоский или, еще лучше, выпуклый потолок.

Форма помещения

Форма помещения является более существенным фактором и требует большого внимания, благодаря все возрастающему применению звукоусилителей и вытекающей отсюда возможности эхо и других помех, обусловленных отражением звука от различных поверхностей зала. Чтобы легче судить о воздействии формы стен, проектировщик должен исследовать геометрически основные разрезы помещения и вычертить траектории отраженного звука, обращая особое внимание на концентрацию звуковых волн. Большую помощь в этой работе оказывают фотографии волн, распространяющихся в миниатюрной модели помещения (пример такой фотографии представлен на рис. 19). Вогнутые стены всегда создают возможность помех, так как они концентрируют звук. Следует отдать предпочтение плоским стенам или, еще лучше—выпуклым, устраняющим возможность появления эхо.

Рисунок 56. Концентрация звука этой куполообразной поверхностью не причиняет особого вреда. Концентрируемый звуковой пучок невелик, фокус лежит далеко от слушателей, и отраженный пучок быстро расширяется.

На рис. 54, 55, 56 показано отражение звука от трех различных типов потолка. Отражение от плоского потолка (рис. 54) подобно отражению на рис. 3. Для слегка вогнутого потолка (рис.55) картина мало отличается от отражения от плоского потолка, но вызывает некоторое схождение волн. Для вогнутого купола небольших размеров (рис. 56) отраженный звук фокусируется вблизи потолка в точке О и затем распространяется быстро расходящимся пучком. Можно дать следующее практическое указание для уменьшения вредного влияния фокусирующего действия вогнутого потолка: радиус кривизны потолка должен быть либо, по крайней мере, вдвое больше высоты помещения, либо меньше половины этой высоты. При большом радиусе потолок будет действовать подобно плоскости, тогда как при малом радиусе кривизны площадь вогнутой поверхности будет невелика, и узкий отраженный пучок звука сфокусируется вблизи нее и распространится расходящимся пучком, вызывая таким образом лишь незначительные нарушения равномерности звука.

На рис. 57 показано действие выпуклых участков стен. Обширная поверхность вогнутой стены ABC стремится фокусировать звук в F это будет мешать находящимся в этом месте слушателям.

Рисунок 57. Выпуклые сегменты стены устраняют вредную фокусировку звука, которая была бы создана вогнутой стеной.

Вводя выпуклые сегменты ВВВ, добиваются рассеяния звуковых волн, чем достигается их лучшее распределение по помещению.

Методы нарушения правильности отражений от стен

Чтобы нарушить правильность отражений звуков (как это сделано, например, выпуклыми сегментами, (рис. 57), можно пользоваться целым рядом способов. Можно, например, придать отражающей поверхности зигзагообразную форму, составляя ее из ряда плоских сегментов. Они будут отражать соседние пучки звука в разные стороны, чем и будет устранено фокусирование. Можно вделать в стены секции решеток, почти полностью пропускающих через себя звук и соответственно обладающих малым отражением. Если бы все стены зала представляли собой такие решетки, то практически весь звук передавался бы сквозь них. Такое устройство было применено в зале, изображенном на рис. 67.

Рисунок 58. Образование эхо вследствие двукратного отражения звука от поверхности купола.

Иногда для этого применяются вентиляционные решетки. Расположенные по стенам полосы поглощающего материала оказывают заметное влияние на звук. Они рассеивают звуковые волны, как это показано на рис. 9, а также поглощают часть энергии и изменяют фазу отраженного звука. Для воздействия на звуки разной частоты все эти разнообразные устройства (выпуклые участки стен, решетки, полосы поглощающего материала) должны быть разной ширины. Весьма эффективная, хотя и довольно сложная конструкция для ослабления отражений от вогнутых поверхностей была установлена в куполе университетской аудитории см. (рис. 71).

Возникновение эхо после двукратного отражения звука показано на рис. 58). Слушатель В воспринимает сначала прямой звук непосредственно от говорящего А, а затем, спустя некоторое время,—эхо, вызванное отражением звука от поверхности купола. Явление это можно несколько ослабить кессонированием поверхности купола или установкой специальных решетчатых панелей, обладающих чрезвычайно большим звукопоглощением.

Рисунок 59. Покрытие поглотителем готического свода дает благоприятный эффект. Прежде чем вернуться к слушателю, звук падает сначала на одну из граней свода, а затем на другую, чем достигается двойное поглощение.

Однако весьма вероятно, что эхо полностью устранено не будет. На рис. 59 изображено весьма эффективное расположение поглощающих материалов, ослабляющее звук при его двукратном отражении от готического свода. Звук, идущий к потолку, падает на наклонную поверхность облицованного поглощающим материалом свода, отражается от нее и падает на противоположную поверхность, где также испытывает поглощение, и лишь затем возвращается вниз. Таким образом, свод действует как двукратный поглотитель звука.

Отражения от поверхности купола

Сложные отражения и концентрация звука, обусловленные поверхностью купола двойной кривизны, изображены на рис. 60. Очевидно, что плоские и выпуклые поверхности значительно выгоднее такой вогнутой поверхности. Сравнение степени концентрации звука поверхностью купола и плоской поверхностью потолка той же высоты наглядно представлено на рис. 61. В задаче 4 предлагается подтвердить картину, изображенную на этом чертеже.

Поглощение звука

Третье весьма существенное соображение при акустическом проектировании залов касается звукопоглощающих материалов для ослабления реверберации.

Рисунок 61. Схема, показывающая концентрацию звука куполообразным потолком в сравнении с плоским потолком той же высоты.

Рисунок 60. Вредные отражения звука, вызванные куполообразным потолком. Распределение звука весьма неравномерное, с возможным образованием эхо.

Нельзя обеспечить удовлетворительную акустику помещения, не применив соответственного количества поглощающих материалов. Для выяснения потребного количества и рода материалов и наиболее эффективного их расположения необходимо исследовать специфические свойства данного помещения. Натянутые проволоки в качестве возможного средства исправления акустических свойств зала. Необходимо сказать несколько слов по поводу распространенного мнения о возможности исправления акустических недостатков залов с помощью натянутых проволок и звуковых отражателей. Опыты и наблюдения показали, что натянутые в помещении проволоки практически не оказывают на акустические условия никакого влияния, так как поверхность их слишком мала. Они воздействуют на звуковые волны не более, чем леска удочки на волны, распространяющиеся по поверхности воды. Может быть, сама эта идея развилась из наблюдения, что струны рояля резонируют на пение певца. Но слишком велика разница между струнами рояля и натянутой в зале проволокой. В рояле натянуто множество струн, настроенных на самые различные частоты колебаний и отвечающих почти на каждую ноту певца; кроме того, дека рояля является резонатором, значительно усиливающим звук струн. Наконец, певец находится обычно рядом с роялем. Натянутые же в зале проволоки отвечают только на один из тонов среди всего их возможного многообразия; они не имеют резонатора, а певец находится от них на довольно значительном  расстоянии; поэтому можно ожидать лишь весьма малого эффекта. Автор посетил ряд залов, в которых были натянуты проволоки, и пока не обнаружил ни одного случая, где бы они давали заметное улучшение Сэбина сообщает о зале, в котором было натянуто восемь километров проволок, что нисколько не улучшило акустических условий помещения. Весьма удивительно, что столь ошибочное суждение, не опирающееся ни на какие экспериментальные данные, получило такое широкое распространение.

Звуковые отражатели в качестве средства исправления акустических условий. Звуковые отражатели иногда приносят некоторую пользу, но никогда не могут полностью исправить плохие акустические условия зала. Будучи соответственным образом спроектированы и расположены, они отражают звук в определенном направлении, но не обладают поглощающими свойствами,

Рисунок 62. Действие звукового отражателя.

Необходимыми для ослабления реверберации. На рис. 62 схематически изображено направляющее действие звукового отражателя. Отражатель не должен выдаваться вперед настолько, как это. показано. на рисунке: но зато желательно сделать его шире, продолжив, по крайней мере, до краев эстрады.

Звуковой отражатель, — примененный при акустических исследованиях, изображен на рис. 63. Когда оратор стоял в фокусе этого отражателя (один квадрант параболоида вращения), звук его голоса направлялся почти параллельным пучком вдоль оси отражателя.

Рисунок 63. Звуковой отражатель. Его применение не исправило акустики аудитории.

Отражатель частично устранял отражение от купола, позволяя таким образом избегнуть эхо. Однако для окончательного исправления акустических свойств помещения потребовалось установить значительное количество звукопоглощающего материала.

В помещениях с весьма высоким потолком рекомендуется наклонная установка плоского звукоотражателя над кафедрой. Такой отражатель частично устраняет отражение от потолка, дает отражение на слушателей и обеспечивает необходимый резонанс. Звукоусилительная установка дает еще большую поддержку голосу оратора. Микрофон можно поместить на кафедре, однако звукоизолировав его, чтобы избежать случайных звуков. Громкоговоритель можно установить на верхней поверхности отражателя, замаскировав его от аудитории пористой драпировкой, свободно пропускающей звук.

Постройка новых задов по образцу старых, обладающих хорошей акустикой. Нередко предлагают строить новые залы по образцу уже построенных, обладающих хорошими акустическими свойствами. Однако построенные таким образом залы вовсе не обязательно будут удачны, так как применяемые при постройке материалы из года в год меняются. Например, много лет назад здания обычно строились из дерева, и штукатурка наносилась на деревянные перегородки. Современные здания строятся из более жестких металлических конструкций и бетона, вследствие чего их поверхности совершенно иначе воздействуют на звук. Далее, по замыслу архитектора новый зал всегда имеет несколько измененную, по сравнению со старым, форму, и весьма вероятно, что это изменение может сказаться на его акустических свойствах.

Влияние вентиляционной системы. На первый взгляд кажется, что вентиляционная система помещения должна влиять на его акустические свойства. Воздух является звукопередающей средой; кроме того, известно, что ветер изменяет направление распространения звука, а на границе газов различной температуры и плотности звук испытывает отражение и преломление. Однако практика показала, что влияние обычных вентиляционных токов воздуха на акустику залов очень мало. Разность температур между нагретым потоком и воздухом помещения недостаточна для получения заметного эффекта, а движение потока слишком медленно и происходит на слишком ограниченном пространстве, чтобы заметно воздействовать на звук.

При некоторых специальных условиях отопительные и вентиляционные установки могут оказать отрицательное влияние. Нагретая печь или поток нагретого воздуха в средней части помещения существенно нарушит поведение звука. Всякая неравномерность в распределении потоков воздуха, вызывающая появление чередующихся слоев холодного и нагретого воздуха, изменит нормальное распространение звука и нарушит его четкость. Необходимо по возможности сохранять однородное и спокойное состояние воздуха в помещении. Печи и радиаторы следует размещать у стен, вдоль которых должны направляться также и потоки нагретого воздуха.

Заключение. В приведенных выше рассуждениях мы частично изложили принципы акустического проектирования залов. В дальнейшем приводится ряд примеров применения высказанных положений, а также высказываются дополнительные предположения, могущие способствовать разрешению специальных задач.

arxipedia.ru

Отражение (физика) — Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Отражение. два отражения: от перьев птицы и от воды

Отраже́ние — физический процесс взаимодействия волн или частиц с поверхностью, изменение направления волнового фронта на границе двух сред с разными свойствами, в котором волновой фронт возвращается в среду, из которой он пришёл. Одновременно с отражением волн на границе раздела сред, как правило, происходит преломление волн (за исключением случаев полного внутреннего отражения).

В акустике отражение является причиной эха и используется в гидролокации. В геологии оно играет важную роль в изучении сейсмических волн. Отражение наблюдается на поверхностных волнах в водоёмах. Отражение наблюдается со многими типами электромагнитных волн, не только для видимого света: отражение УКВ и радиоволн более высоких частот имеет важное значение для радиопередач и радиолокации. Даже жёсткое рентгеновское излучение и гамма-лучи могут быть отражены на малых углах к поверхности специально изготовленными зеркалами. В медицине отражение ультразвука на границах раздела тканей и органов используется при проведении УЗИ-диагностики.

Впервые закон отражения упоминается в «Катоптрике» Евклида, датируемой примерно 300 годом до н. э.

Закон отражения света — устанавливает изменение направления хода светового луча в результате встречи с отражающей (зеркальной) поверхностью: падающий и отражённый лучи лежат в одной плоскости с нормалью к отражающей поверхности в точке падения, и эта нормаль делит угол между лучами на две равные части. Широко распространённая, но менее точная формулировка «угол отражения равен углу падения» не указывает точное направление отражения луча. Тем не менее, выглядит это следующим образом:

Этот закон является следствием применения принципа Ферма к отражающей поверхности и, как и все законы геометрической оптики, выводится из волновой оптики. Закон справедлив не только для идеально отражающих поверхностей, но и для границы двух сред, частично отражающей свет. В этом случае, равно как и закон преломления света, он ничего не утверждает об интенсивности отражённого света.

Вывод закона

Пусть k→{\displaystyle {\vec {k}}} лежит в плоскости чертежа. Пусть ось x{\displaystyle x} направлена горизонтально, ось y{\displaystyle y} — вертикально. Из соображений симметрии следует, что k→{\displaystyle {\vec {k}}}, k′→{\displaystyle {\vec {k'}}} и k″→{\displaystyle {\vec {k''}}}должны лежать в одной плоскости.

Выделим из падающего луча плоскополяризованную составляющую, у которой угол между E→{\displaystyle {\vec {E}}} и плоскостью произволен. Тогда если выбрать начальную фазу равной нулю, то

• E=Emei(ωt−k→r→)=Emeωt−kxx−kyy;{\displaystyle E=E_{m}e^{i(\omega t-{\vec {k}}{\vec {r}})}=E_{m}e^{\omega t-k_{x}x-k_{y}y};}
• E′=Em′ei(ω′t−k′→r→)=Em′eω′t−kx′x−ky′y+α′;{\displaystyle E'=E'_{m}e^{i(\omega 't-{\vec {k'}}{\vec {r}})}=E'_{m}e^{\omega 't-k'_{x}x-k'_{y}y+\alpha '};}
• E″=Em″ei(ω″t−k″→r→)=Em″eω″t−kx″x−ky″y+α″.{\displaystyle E''=E''_{m}e^{i(\omega ''t-{\vec {k''}}{\vec {r}})}=E''_{m}e^{\omega ''t-k''_{x}x-k''_{y}y+\alpha ''}.}

Результирующее поле в первой и второй среде равны соответственно

• E1=E+E′=Emeωt−kxx−kyy+Em′eω′t−kx′x−ky′y+α′;{\displaystyle E_{1}=E+E'=E_{m}e^{\omega t-k_{x}x-k_{y}y}+E'_{m}e^{\omega 't-k'_{x}x-k'_{y}y+\alpha '};}
• E2=E″=Em″eω″t−kx″x−ky″y+α″.{\displaystyle E_{2}=E''=E''_{m}e^{\omega ''t-k''_{x}x-k''_{y}y+\alpha ''}.}

Очевидно, что тангенциальные составляющие E1{\displaystyle E_{1}} и E2{\displaystyle E_{2}} должны быть равны на границе раздела то есть при y=0.{\displaystyle y=0.}

Тогда

Emeωt−kxx−kyy+Em′eω′t−kx′x−ky′y+α′=Em″eω″t−kx″x−ky″y+α″{\displaystyle E_{m}e^{\omega t-k_{x}x-k_{y}y}+E'_{m}e^{\omega 't-k'_{x}x-k'_{y}y+\alpha '}=E''_{m}e^{\omega ''t-k''_{x}x-k''_{y}y+\alpha ''}}

Для того, чтобы последнее уравнение выполнялось для всех t,{\displaystyle t,} необходимо, чтобы ω=ω′=ω″{\displaystyle \omega =\omega '=\omega ''}, а для того, чтобы оно выполнялось при всех x,{\displaystyle x,} необходимо, чтобы

kx=kx′=kx″⇔ksin⁡α=k′sin⁡α′=k″sin⁡α″⇔ωv1sin⁡α=ωv1sin⁡α′=ωv2sin⁡α″,{\displaystyle k_{x}=k'_{x}=k''_{x}\Leftrightarrow k\sin {\alpha }=k'\sin {\alpha '}=k''\sin {\alpha ''}\Leftrightarrow {\cfrac {\omega }{v_{1}}}\sin {\alpha }={\cfrac {\omega }{v_{1}}}\sin {\alpha '}={\cfrac {\omega }{v_{2}}}\sin {\alpha ''},}

где

v1{\displaystyle v_{1}} и v2{\displaystyle v_{2}} — скорости волн в первой и второй среде соответственно.

Отсюда следует, что α=α′◼{\displaystyle \alpha =\alpha '\blacksquare }

Сдвиг Фёдорова[править | править код]

Сдвиг Фёдорова — явление малого (меньше длины волны) бокового смещения луча света с круговой или эллиптической поляризацией при полном внутреннем отражении. В результате смещения отражённый луч не лежит в одной плоскости с падающим лучом, как это декларирует закон отражения света геометрической оптики.

Явление теоретически предсказано Ф. И. Фёдоровым в 1954 году, позже обнаружено экспериментально.

В классической электродинамике, свет рассматривается как электромагнитная волна, которая описывается уравнениями Максвелла.

• При попадании электромагнитной волны (свет) на поверхность диэлектрика: возникают малые колебания диэлектрической поляризации в отдельных атомах, в результате чего каждая частица излучает вторичные волны во всех направлениях (как антенна-диполь). Все эти волны складываются и — в соответствии с принципом Гюйгенса — Френеля — дают зеркальное отражение и преломление^{[прояснить][источник не указан 1162 дня]}.
• При попадании электромагнитной волны (свет) на поверхность проводника: возникают колебания электронов (электрический ток), электромагнитное поле которого стремится компенсировать это воздействие, что приводит к практически полному отражению света.

В зависимости от резонансной частоты колебательных контуров в молекулярной структуре вещества при отражении излучается волна определённой частоты (определённого цвета). Так предметы приобретают цвет. Хотя цвет объекта определяется не только свойствами отражённого света (см. Цветовое зрение и Физиология восприятия цвета).

θ_i = θ_r.
Угол падения равен углу отражения

Отражение света может быть зеркальным (то есть таким, как наблюдается при использовании зеркал) или диффузным (в этом случае при отражении не сохраняется путь лучей от объекта, а только энергетическая составляющая светового потока) в зависимости от природы поверхности.

Зеркальное отражение[править | править код]

Зеркальное отражение света отличает определённая связь положений падающего и отражённого лучей: 1) отражённый луч лежит в плоскости, проходящей через падающий луч и нормаль к отражающей поверхности, восстановленную в точке падения; 2) угол отражения равен углу падения. Интенсивность отражённого света (характеризуемая коэффициентом отражения) зависит от угла падения и поляризации падающего пучка лучей (см. Поляризация света), а также от соотношения показателей преломления n₂ и n₁ 2-й и 1-й сред. Количественно эту зависимость (для отражающей среды — диэлектрика) выражают формулы Френеля. Из них, в частности, следует, что при падении света по нормали к поверхности коэффициент отражения не зависит от поляризации падающего пучка и равен

(n2−n1)2(n2+n1)2{\displaystyle {\frac {(n_{2}-n_{1})^{2}}{(n_{2}+n_{1})^{2}}}}

В важном частном случае нормального падения из воздуха или стекла на границу их раздела (показатель преломления воздуха = 1,0; стекла = 1,5) он составляет 4 %.

Полное внутреннее отражение[править | править код]

Наблюдается для электромагнитных или звуковых волн на границе раздела двух сред, когда волна падает из среды с меньшей скоростью распространения (в случае световых лучей это соответствует бо́льшему показателю преломления).

С увеличением угла падения i{\displaystyle i}, угол преломления также возрастает, при этом интенсивность отражённого луча растет, а преломленного — падает (их сумма равна интенсивности падающего луча). При некотором критическом значении i=ik{\displaystyle i=i_{k}} интенсивность преломленного луча становится равной нулю и происходит полное отражение света. Значение критического угла падения можно найти, положив в законе преломления угол преломления равным 90°:

sin⁡ik=n2/n1{\displaystyle \sin {i_{k}}=n_{2}/n_{1}}

Диффузное отражение света[править | править код]

При отражении света от неровной поверхности отраженные лучи расходятся в разные стороны (см. Закон Ламберта). По этой причине нельзя увидеть своё отражение, глядя на шероховатую (матовую) поверхность. Диффузным отражение становится при неровностях поверхности порядка длины волны и более. Таким образом, одна и та же поверхность может быть матовой, диффузно-отражающей для видимого или ультрафиолетового излучения, но гладкой и зеркально-отражающей для инфракрасного излучения.

Примечания

ru.wikipedia.org

Отражение света. Видеоурок. Физика 8 Класс

На этом уроке вы узнаете о том, что происходит на границе раздела двух прозрачных сред. Познакомитесь со вторым законом отражения света, узнаете о диффузном и зеркальном отражении, а также о том, что такое зеркало

На сегодняшнем уроке мы рассмотрим второй закон геометрической оптики, который связан с отражением света.  

Чтобы говорить о том, что такое отражение, в первую очередь надо рассмотреть то, что происходит на границе раздела двух сред.

Что происходит на границе раздела (рис. 1)?

Рис. 1. Поведение луча на границе двух сред

От точечного источника света на границу раздела падает световой луч. Часть этого луча пройдет внутрь следующей прозрачной среды, а часть отразится. В данном случае отражением мы можем назвать такое явление, при котором часть падающего светового луча отражается, т. е. возвращается в ту же среду, из которой свет упал на границу раздела. Часть луча, которая прошла внутрь второй среды, будет называться лучом преломленным.

О преломлении у нас разговор будет впереди.

Рассматривая явления отражения, мы должны сказать о законах отражения света. 

Законы отражения

Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восставленный в точку падения луча, лежат в одной плоскости.

Угол падения луча равен углу отражения луча. 

Обратимся к рисунку, который иллюстрирует этот закон.

Рис. 2. Иллюстрация закона отражения

На  рисунке 2 представлена граница раздела двух сред. От точечного источника луч света падает на границу раздела. Восставим перпендикуляр в точку падения луча. Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восставленный в точку падения луча, лежат в одной плоскости. В данном случае это плоскость нашего рисунка. 

Угол  – это угол падения.

Угол  – это угол отражения. Между собой углы равны.

Важное значение имеет граница раздела, от которой отражается свет. Если это прозрачная среда, то отражение света наблюдаться не будет.

Поверхность, от которой мы наблюдаем отражение, называется зеркалом.

Отражение бывает двух видов. Есть отражение диффузное, есть отражение зеркальное.

Что такое диффузное отражение?

Диффузное отражение – это отражение от достаточно шероховатых поверхностей. Ярким примером диффузного отражения можно назвать отражение от белой бумаги (рис. 3). 

Рис. 3. Диффузное отражение

Для каждого луча в отдельности закон отражения выполняется. А группа лучей в итоге отражается в разных направлениях. 

Зеркальное отражение – это отражение, когда все лучи, упавшие на данную поверхность параллельно друг другу, также отразились (рис. 4).

Рис. 4. Зеркальное отражение

На рисунке ниже показано диффузное отражение (рис. 5).

Рис. 5. Диффузное отражение

На поверхность, падают 4 луча параллельно друг другу. Каждый луч в отдельности испытывает отражение в точности в соответствии с законом и, меняя свое направление, возвращается в первую среду. Отраженные лучи не параллельны друг другу.

Второе отражение – это зеркальное отражение.

Рис. 6. Зеркальное отражение

На поверхность параллельно друг другу падают световые лучи и отражаются тоже параллельно друг другу.

Что такое зеркало?

Зеркалом называют тело, которое создает изображения предметов, а также изображения источников света.

Вывод

Вы узнали о том, что происходит на границе раздела двух прозрачных сред. Познакомились со вторым законом отражения света, узнали о диффузном и зеркальном отражениях, а также о том, что такое зеркало.

 

Список литературы

1. Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б./Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. Физика 8. – М.: Мнемозина.
2. Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
3. Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

 

Домашнее задание

1. Как изменится угол отражения, если угол падения уменьшится?
2. Под каким углом отражается луч, упавший перпендикулярно зеркалу?
3. Солнечные лучи образуют с горизонтом угол . Как нужно расположить плоское зеркало, чтобы осветить солнечным светом дно колодца?

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет-портал Tepka.ru (Источник).
2. Интернет-портал Kopilkaurokov.ru (Источник).
3. Интернет-портал Av-physics.narod.ru (Источник).

interneturok.ru

Проходит ли ультразвук через стены

Выбор ультразвукового отпугивателя грызунов

При выборе ультразвукоых отпугивателей грызунов необходимо принимать во внимание следующие соображения:

1. Электронные отпугиватели AR-130, UP-116-T, TM -9034 излучают как ультразвук, так и электромагнитные волны. Остальные отпугиватели грызунов излучают только ультразвук.

2. Ультразвук не проникает через стены, полы, гипрок, подвесные потолки и т. п.

3. Электромагнитные волны проникают через любые препятствия, кроме металлических.

4. Ультразвук имеет свойство отражаться от любых поверхностей (препятствий). От твердых поверхностей (стены, потолки) ультразвук отражается лучше, чем от мягких (ковролин, мягкая мебель).

5. В характеристиках ультразвуковых отпугивателей грызунов защищаемая площадь указывается для пустых помещений с бетонными стенами. Если помещение имеет среднюю степень загруженности, то защищаемая площадь уменьшается в два раза. Если помещение имеет сильную степень загруженности, то защищаемая площадь уменьшается в три раза. Защищаемая площадь так же снижается, если в помещении имеются предметы, плохо отражающие ультразвук (мягкая мебель, мешки с товаром, тюки и т. д.).

6. Как правило, из помещений, где хранятся продукты питания, уход грызунов может затянуться до двух месяцев. При отсутствии продуктов питания этот срок может сократиться до двух недель.

7. Для электронных отпугивателей AR-130, UP-116-T, TM -9034 защищаемая площадь указывается по электромагнитной волне для помещений с большим количеством электропроводки. Если электропроводки в помещении нет или ее мало, то эффективность этих приборов сильно снижается.

8. Приборы ЧИСТОН и ГРАД могут работать при больших отрицательных температурах. Остальные приборы работают при температуре воздуха до минус 10 градусов.

9. По давлению ультразвука импортные приборы больше подходят для небольших и средних помещений (не более 100 кв. м). Приборы Российского производства (а так же UP-11-K) больше годятся для помещений площадью более 100 кв. м. Нельзя долгое время находиться на расстоянии ближе 1,5 м от работающих приборов ЧИСТОН и UP-11-K.

10. Ультразвук, излучаемый импортными приборами не слышат домашние животные (кроме грызунов), птицы и рыбы. Ультразвук, излучаемый приборами Российского производства слышат домашние животные и птицы.

11. Ультразвуковой отпугиватель грызунов ЧИСТОН при работе на частотах ниже 20 кГц издает звуковые сигналы в слышимом для человека диапазоне. Остальные приборы работают беззвучно.

12. Все ультразвуковые отпугиватели грызунов должны постоянно работать в течение двух месяцев. Далее приборы можно отключить и включать по мере необходимости.

13. Приборы AR-130, UP-116-T, TM -9034 могут работать непрерывно в течение всего времени.

14. От ультразвука грызуны уходят значительно быстрее, чем от электромагнитной волны.

15. Гарантия на все отпугиватели — один год.

16. Как правило, отпугиватели выходят из строя в течение гарантийного срока (выявляются так называемые «скрытые дефекты»). Если прибор в течение гарантийного срока не вышел из строя, он прослужит Вам не один год.

17. Опыт эксплуатации показывает, что в течение гарантийного срока обменивается около 0,5 % всех проданных отпугивателей.

Клуб защитников тишины

Рассказывать свою историю не буду, как у всех, семья сверху и дети. Просили тишины, хотя бы в дневное время и после 21-00, в течении 2-х лет. Все, терпелка кончилась. Колонки в потолок, и днем полный отрыв. Но у меня маленький ребенок, и все врем я не могу третировать их. Недавно в интернете скачала ультразвук The_Buzz, и другие похожие записи. Взрослые их не слышат, а вот дети. Забыв про физику я включила на полную громкость соседям. Там такое началось, крики ребенка, вопли отца, «ты что?». Сделала потише, откудаш я знала. Теперь когда соседский конь разгуливается я потихоньку включаю эти записи. Вечером я это сделать не могу, у самой ребенок укладывается спать в 21-00. И мы всем семейством с баллоном валерьянки слушаем игры великовозрасного жеребца.
Это так присказка, а сказка вот в чем. Вспомним физику, ультразвук сквозь стены не проходит, как тогда? Совпадение? Может кто то сталкивался с этим?

Еще вопрос возник, а может возле двери соседей постоять, в замочную скважину пустить?

• Комментировать
• 11961 просмотр

Похожие документы

Подписка на комментарии Комментарии (17)

извините но помоему чушь этот ультразвук, чтобы не быть голословным:
1. мне 28 но я хорошо слышу этот неприятный писк типа для детей и молодежи
2. не каждая АС сможет проиграть с хорощей громкостью эту частоту
3. высокие частоты в отличие от низких очень очнеь плохо проходят сковзь препядствия. вы не замечали что при громкой музыке с улицы или у соседей вы слышите в основном бухание?)
4. Концентрированная ВЧ нагрузка очень нагружает пищадку в отличие от музыки и даже относительно средняя громкость может убить динамик. при клипинге услилителя эта вероятность возрастает
5. Вашим домашним питомцам будет очень дискомфортно- и их не защищают бетонные перекрытия как сосоедей

но оспаривать вашу победу не буду значит повезло либо факторы совпали. Хочу лишь предупредить об опасности данного метода прежде всего для владельца ас.

Мои бы сразу начали по батарее стучать. Я слышу оба этих звука. Колонку боюсь спалить, берегу. В Ночных шумах есть «невероятно раздражающий звук». Его если зациклить эффект еще тот. Писк в ушах стоит, когда выключишь. Но у меня не долго, тк через виброколонку я его тихо слышу. У них надеюсь долго. Тоже не злоупотребляю. Не хочется остаться без «оружия».

жесть , включил дома , уши закладывает во всех комнатах , уверен что соседи с низу и с верху тоже слышат.
единственное что беспокоит так это то что соседи могут применить это против вас так же как и вы против них

Из интернета, звук который не слышат люди старше 20 лет. Я тоже слышу небольшой писк, а дочь, 14 лет сразу визжать начинает.

Правильное использование ультразвуковых отпугивателей

Рекомендации по использованию ультразвуковых отпугивателей

1. Отпугиваем или приманиваем?

Если Вы решили избавиться от грызунов с помощью ультразвукового отпугивателя, то придётся отказаться от других способов «травли».

Все другие приманки и ловушки нужно убрать. Нельзя одновременно отпугивать и приманивать. Это два противоположных способа избавиться от мышей и крыс. Совместное их использование вообще не даст никакого положительного результата. У Вас будет ощущение, что ультразвуковой отпугиватель не работает.

Приманки с отравой не усиливают действие отпугивателя, а наоборот ― сводят его эффективность к нулю. Крысы (или мыши) под действием ультразвука давно бы уже покинули ваши помещения, но запах еды в приманках или ловушках заставляет их вернуться обратно. Поэтому, если устанавливаем отпугиватель крыс, то все приманки убираем. Тогда можно будет действительно прогнать всех грызунов.

Кстати, если Вы позавчера установили отпугиватель мышей, то это не означает, что теперь можно оставлять недоеденную колбасу на столе.

2. Ультразвук не проходит через стены.

Прежде всего, давайте учтём, что ультразвук распространяется в воздухе сродни световым лучам.

Представьте себе настольную лампу. Будет ли она освещать соседнюю комнату? 2-й этаж? Подвал и чердак одновременно? Скорее всего нет. Примерно так же действует и ультразвук. Он не проходит сквозь преграды.

Он отражается от твёрдых предметов и поглощается мягкими. От ультразвука можно частично защититься даже прикрывшись накидкой ― так же, как от света.

Поэтому любой ультразвуковой отпугиватель эффективно работает только в пределах одного помещения .

Сквозь стены и перекрытия (пол, потолок) ультразвук не проходит. И даже самый мощный ультразвуковой отпугиватель здесь не исключение.

3. Отражение и поглощение ультразвука.

Если в помещении нет мягкой мебели, занавесок, ковров и других мягких предметов, то ультразвук за счёт многократного отражения от стен, потолка и пола максимально заполняет собой всё пространство (рисунок 1).

Рисунок № 1: Распространение ультразвука в пустом помещении.

Таким образом достигается наилучший эффект от воздействия отпугивателя грызунов.

В помещениях, где есть мягкая мебель и другие предметы, поглощающие ультразвук, отражённого ультразвука будет минимум, либо его не будет совсем (рисунок 2).

Рисунок № 2: Распространение ультразвука в помещении с мебелью.

Здесь можно рассчитывать только на прямое воздействие отпугивателя грызунов. В этом случае лучше использовать более мощный ультразвуковой отпугиватель. Запас мощности в определённой степени скомпенсирует отсутствие отражённого ультразвука.

4. Нюансы воздействия на грызунов.

Ультразвуковые отпугиватели предназначены для того, чтобы выгонять из дома уже существующих грызунов, а не защититься от того, кого нет.

По словам производителей, которые действительно проводили испытания своих отпугивателей, крысы и мыши просто получают шок от воздействия ультразвука, и в начале выглядят как оцепеневшие. С точки зрения их восприятия, непонятно откуда по их «нервам» бьёт что-то неприятное, вызывающие сильный дискомфорт. Сразу понять, что происходит, они не в состоянии, поэтому нередко бывает так, что в первые дни работы отпугивателя люди могут увидеть крысу, бегающую кругами или застывшую в оцепенении.

Через некоторое время грызуны начинают «понимать», что с ними происходит что-то не то и стараются уйти из зоны действия ультразвука. Поэтому в паспортах отпугивателей написано, что время ухода грызунов от 3-4 дней до 3-4 недель.

Производитель ультразвукового отпугивателя «Торнадо» рассказывал, что один из его покупателей поставил в баню 4 мощных прибора, каждый из которых мог обслужить 400 м². И к утру лежали лапками кверху 16 мышек ― им некуда было уйти. Баня была сделана на совесть в ней не было ни одной дырочки.

Была другая подобная ситуация. Как то утром, после установки приборов, покупатель открыл дверь в свой сарайчик и, мимо него метнулось в дверь целое крысиное семейство с налитыми кровью глазами. После таких случаев в технических паспортах появилась запись о том, что желательно оставить щель или дырочку, в которую животные могут уйти.

5. Отпугиватели на батарейках.

Очень часто, с наступлением зимнего сезона, люди обращаются с просьбой предложить им ультразвуковой отпугиватель грызунов на батарейках для установки в неотапливаемом зимой помещении.

Дорогие товарищи, батарейки зимой не работают, они замерзают.

На китайских приборах, которые в основной массе выпускаются на батарейках, даже не отмечается температура эксплуатации прибора. Они работают только при плюсовой температуре.

Если у Вас есть необходимость установить ультразвуковой отпугиватель в неотапливаемом помещении где нет электричества, то лучше всего использовать автомобильный отпугиватель (например «Торнадо-200 — 12К»), работающий от автомобильного аккумулятора. Тут и мощность ультразвука больше, чем у батареечного отпугивателя, и длительность непрерывной работы во много раз дольше.

6. Особенности размещения.

Специально для маленьких помещений (многокомнатных офисов) мы предлагаем отпугиватель «Торнадо-200» для установки в каждом помещении. Для квартир и загородных домов мы рекомендуем устанавливать отпугиватели грызунов минимум по одному на этаже, в подвале, на чердаке. В подвале ― в каждом изолированном отсеке. В квартирах ― на кухне или в ванной (где они проникают по стояку). На складах количество приборов выбирается в зависимости от загруженности помещения.

Подробнее. Замечено, что если на стеллажах лежат полотняные мешочки с продуктами, с кормами, что-то пористое, то ультразвук там просто «вязнет». Если в таком помещении поставить один отпугиватель ― он будет обслуживать вокруг себя очень маленькую площадь. Поэтому в таком помещении лучше устанавливать несколько ультразвуковых отпугивателей грызунов. Другими словами, если есть стеллажи, то приборы устанавливаются в промежутках между стеллажами, вне зависимости от общей площади помещения.

И наконец, единственное помещение, метраж которого может соответствовать метражу, указанному в технических характеристиках прибора, это помещение со стеллажами по периметру. В этом случае на помещение в 200 квадратных метров можно установить один отпугиватель, рассчитанный на 200 квадратных метров. Во всех остальных случаях приборов требуется больше.

7. Выключать отпугиватель, или нет?

И опять же, возвращаясь к тому, что прибор выгоняет тех, кто есть, а не предохраняет от того, кого нет, мы присоединяемся к мнению производителя и предлагаем выключать ультразвуковые отпугиватели грызунов после полного ухода грызунов.

Нужно понимать принцип изгнания грызунов из помещения, в которое Вы устанавливаете ультразвуковой отпугиватель. Он основан на резком изменении в худшую сторону обстановки, в которой грызуны уже привыкли обитать. То есть до установки отпугивателя грызунам жилось спокойно, они уже обследовали ваши помещения, нашли где и чем можно поживиться и т. д.

И тут с включением ультразвукового отпугивателя ситуация резко меняется. Появившийся теперь ультразвук создаёт сильный дискомфорт грызунам, раздражает их, а у крыс даже вызывает боль в ушах. Теперь грызуны вынуждены избегать помещения с ультразвуком. А если это помещение, в котором они ранее нашли для себя еду, то через некоторое время им приходится искать себе другую «кормушку» и, соответственно, другой «дом». Но если отпугиватель у Вас работал всегда, то есть ещё до того, как у Вас решили поселиться мыши, то ситуация может начать развиваться по совершенно другому сценарию.

Пример. К нам как-то обращались люди, которые сказали, что их отпугиватель перестал работать. Вначале, когда они его устанавливали, мыши-крысы уходили, а через какое-то время появлялись вновь и отпугиватель крыс больше их не беспокоил.

Как правило тут выявлялся один факт: после ухода грызунов прибор не отключался. Возможно, что очередное семейство грызунов, пробегавшее мимо в поисках жилья, уже с самого начала согласилось с присутствием такого ультразвукового сигнала, изначально поселилось при нем, разумеется этот сигнал их не беспокоит. Можно порекомендовать в таком случае поменять марку отпугивателя.

Часто задаваемые вопросы

Мыши повредили электропроводку и салон автомобиля. Поможет ли ОГ для защиты авто ?

Повреждение грызунами автомобиля — достаточно распространенное явление. В холода вредители пытаются найти теплое место внутри авто, проникая в отсек двигателя или салон. Не секрет, что стоимость восстановления электропроводки или салона автомобиля несравнимо выше стоимости отпугивателя грызунов. Можно смело говорить, что ультразвуковые отпугиватели эффективны для защиты авто. Существуют приборы с дополнительным автономным питанием: от батареек (например, ОГ Град) или аккумулятора автомобиля (например, Торнадо-200-авто).

За натяжным потолком завелись мыши. Поможет ли УЗ отпугиватель?

Да, ультразвуковой отпугиватель поможет избавиться от грызунов в данном случае. Натяжной потолок сделан из тонкого материала, который пропускает ультразвук.

Что необходимо учитывать при установке ультразвукового отпугивателя?

Ультразвук отражается от встречаемых препятствий (стен, оборудования, складируемого товара), поэтому перед установкой ультразвукового отпугивателя стоит принять во внимание следующее:

1. Какие зоны должны быть защищены в первую очередь (например, места наиболее частого появления вредителей) – соответственно ультразвуковой отпугиватель должен быть установлен так, чтобы ультразвук беспрепятственно достигал эти участки.
2. Какова геометрия помещения (квадратное, вытянутое, состоящее из нескольких комнат с переходами) – вполне возможно, что для эффективной защиты необходимо будет установить не один, а несколько ультразвуковых отпугивателей.
3. Место расположение ультразвукового отпугивателя стоит выбирать так, чтобы перед излучателем оставалось не менее 2-3 метров свободного пространства и по возможности, на пути распространения ультразвуковых волн не было больших препятствий, т.к. за ними образуются т.н. «слепые» зоны. Если избежать «слепых» зон не удается, необходимо установить дополнительный ультразвуковой отпугиватель так, чтобы он нейтрализовал данную зону.

Оптимальными зонами для установки в жилых домах являются подвалы, мусорные коллекторы и чердаки.

Может ультразвук воздействовать на вредителей в стенах?

Нет, сквозь стены и перегородки ультразвук (как и свет) не проникает, поэтому на вредителей, обитающих в межстеновых, межпотолочных и других подобных местах, ультразвук влияния не оказыват. В случае, если вы все же столкнулись с такой проблемой, вы можете установить ультразвуковой отпугиватель так, чтобы он «блокировал» щели и отверстия, через которые вредители выбираются наружу. Тогда им волей-неволей придется в поисках питания найти себе другую зону обитания.

Как определить необходимую мощность ультразвукового отпугивателя?

Самое простое: использовать ультразвуковой отпугиватель раза в два мощнее, чем необходимо. Хотя у каждого отпугивателя в характеристиках есть максимальная защищаемая площадь, стоит иметь в виду, что это как правило «идеальный» вариант помещения в виде куба без внутренних перегородок, расположенного в нем оборудования и товара. На деле это далеко не так (хотя бы потому, что в пустом помещении крысам делать нечего). Поэтому лучше или установить более мощный прибор, или установить их 2-3 в разных углах защищаемого помещения с тем, чтобы минимизировать «слепые» зоны.

Эффективны ли ультразвуковые отпугиватели на открытых площадках?

Да, ультразвуковые отпугиватели возможно использовать вне помещений (в поле, во дворах и пр.), но необходимо принимать во внимание следующее: в помещении ультразвук отражается от стен, в то время как на открытых пространствах он распространяется во все стороны без всяких препятствий. Соответственно, эффективность его воздействия снижается и для защиты аналогичной по площади территории вам необходимо приобрести более мощный прибор. Также при размещении ультразвукового отпугивателя вне помещения, следует учитывать температурный диапазон и влажность, которую выдерживает данный отпугиватель.

Проходит ли ультразвук сквозь стены?

Нет, по своим физически свойствам ультразвук похож на свет, поэтому он не может проходить сквозь стены, бетонные перегородки и прочие препятствия. Поэтому при установке ультразвукового отпугивателя важно учитывать не только общую площадь охраняемого помещения, но и его геометрию, а также наличие перегородок, мебели и прочих препятствий. При этом, например, если прибор установлен в одной комнате, но в другие комнаты двери не закрыты, ультразвук будет распространяться и в эти комнаты, защищая их от насекомых и животных-вредителей, при условии достаточной мощности данного прибора.

Могут ли крысы привыкнуть к отпугивателю?

Нет. Для этого в современных ультразвуковых отпугивателях предусмотрена «плавающая частота», т.е. автоматическое изменение диапазона излучаемых частот ультразвука, эффективно воздействующих на грызунов.

Ультразвук уничтожает крыс и мышей?

Ответ зависит от того, что вкладывать в понятие «уничтожает». Если «убивает» — то нет, ультразвук не убивает крыс и мышей. Но он их изгоняет с данной территории. Ультразвуковой отпугиватель настроен на определенные волны, воспринимаемые грызунами как сигнал опасности и вызывающие у них чувство страха и тревоги. Чтобы было более понятно, представьте, что кто-то рядом с вами будет непрерывно царапать гвоздем по стеклу. Не пройдет и получаса, как вы захотите покинуть это «музыкальное» место. Такой же самый эффект вызывает действие ультразвука на грызунов. В результате мыши и крысы покидают помещение где установлен ультразвуковой отпугиватель примерно через 2-3 недели.

Влияет ли ультразвуковой отпугиватель на человека?

Нет. Дело в том, что ультразвук – это звуковые волны с частотой свыше 20 кГц, и хотя ультразвук и называют звуком, по своим физическим свойствам он больше похож на свет. Человек слышит звук в пределах от 20ГЦ до 18 кГц максимум 20 кГц, поэтому для человека ультразвук безопасен. В отличие например от мышей и крыс, у которых диапазон слышимых частот гораздо выше. На этом факте и основано действие ультразвукового отпугивателя. Тем не менее, мы рекомендуем ставить в жилые помещения маломощные отпугиватели, рассчитанные на небольшую площадь.

klub-masterov.ru

отражение от стен - это... Что такое отражение от стен?



отражение от стен

n

electr. Wandreflexion

Универсальный русско-немецкий словарь. Академик.ру. 2011.

• отражение от спорадического слоя
• отражение от футеровки

Смотреть что такое "отражение от стен" в других словарях:

• стен, сен —   сянка; отражение; образ …   Църковнославянски речник

• ПТИЦЫ — (Aves) класс позвоночных, объединяющий животных, которые отличаются от всех прочих животных наличием перьевого покрова. Птицы распространены по всему миру, весьма разнообразны, многочисленны и легко доступны для наблюдения. Эти… …   Энциклопедия Кольера

• ВИЗАНТИЙСКАЯ ИМПЕРИЯ. ЧАСТЬ III — Литература Визант. лит ра, словесность и книжность в целом составляют труднообозримый массив духовного наследия христ. империи. Его освещение предполагает обращение ко мн. видам и жанрам лит ры, в первую очередь к святоотеческой, богословской лит …   Православная энциклопедия

• ГРУЗИНСКАЯ ПРАВОСЛАВНАЯ ЦЕРКОВЬ. ЧАСТЬ III — Народные обычаи, связанные с церковным календарем Мн. груз. сказания и обычаи были зафиксированы лишь в XIX XX вв. Трудно определить время возникновения. В наст. время большая часть обычаев, не связанных с церковной традицией, не сохранилась.… …   Православная энциклопедия

• ДИМИТРИЙ СОЛУНСКИЙ — († ок. 306), вмч. (пам. 26 окт.), один из наиболее чтимых святых в правосл. мире, покровитель г. Фессалоника (слав. Солунь). Греки именуют Д. С. Мироточцем (ὁ μυροβλύτης / μυροβλήτης), т. к. его мощи источали миро, а в визант. текстах… …   Православная энциклопедия

• Российская Советская Федеративная Социалистическая Республика —         РСФСР.          I. Общие сведения РСФСР образована 25 октября (7 ноября) 1917. Граничит на С. З. с Норвегией и Финляндией, на З. с Польшей, на Ю. В. с Китаем, МНР и КНДР, а также с союзными республиками, входящими в состав СССР: на З. с… …   Большая советская энциклопедия

• ВИЗАНТИЙСКАЯ ИМПЕРИЯ. ЧАСТЬ II — Право и Церковь Рецепция римского права в Византии. Понятие византийского права Правовая культура В. и. с начала ее истории вплоть до падения К поля была основана на рецепции классического римского права. Источники рим. права подразделялись на… …   Православная энциклопедия

• ВИЗАНТИЙСКАЯ ИМПЕРИЯ. ЧАСТЬ IV — Изобразительное искусство является важнейшей по значению в христ. культуре и наиболее обширной по количеству сохранившихся памятников частью художественного наследия В. и. Хронология развития визант. искусства не вполне совпадает с хронологией… …   Православная энциклопедия

• Испания — (Espana)         официальное название Испанское Государство (Estado Espanol).                   I. Общие сведения          И. государство на крайнем Ю. З. Европы. Занимает 5/6 Пиренейского полуострова, Балеарские и Питиусские острова в… …   Большая советская энциклопедия

• АРМЕНИЯ — [Республика Армения; арм. (?)այյաստաճ Айастан], гос во в Закавказье. Территория: ок. 29800 кв. км. Столица: Ереван (1,25 млн. чел., 1998). Крупнейшие города: Гюмри, Ванадзор. Гос. язык: армянский. География. Граничит на западе с Турцией, на… …   Православная энциклопедия

• ВИЗАНТИЙСКАЯ ИМПЕРИЯ. ЧАСТЬ I — [Вост. Римская империя, Византия], позднеантичное и средневек. христ. гос во в Средиземноморье со столицей в К поле в IV сер. XV в.; важнейший исторический центр развития Православия. Уникальная по своему богатству христ. культура, созданная в В …   Православная энциклопедия

universal_ru_de.academic.ru

отражение от стен - это... Что такое отражение от стен?



отражение от стен

n

electr. Wandreflexion

Универсальный русско-немецкий словарь. Академик.ру. 2011.

• отражение от спорадического слоя
• отражение от футеровки

Смотреть что такое "отражение от стен" в других словарях:

• стен, сен —   сянка; отражение; образ …   Църковнославянски речник

• ПТИЦЫ — (Aves) класс позвоночных, объединяющий животных, которые отличаются от всех прочих животных наличием перьевого покрова. Птицы распространены по всему миру, весьма разнообразны, многочисленны и легко доступны для наблюдения. Эти… …   Энциклопедия Кольера

• ВИЗАНТИЙСКАЯ ИМПЕРИЯ. ЧАСТЬ III — Литература Визант. лит ра, словесность и книжность в целом составляют труднообозримый массив духовного наследия христ. империи. Его освещение предполагает обращение ко мн. видам и жанрам лит ры, в первую очередь к святоотеческой, богословской лит …   Православная энциклопедия

• ГРУЗИНСКАЯ ПРАВОСЛАВНАЯ ЦЕРКОВЬ. ЧАСТЬ III — Народные обычаи, связанные с церковным календарем Мн. груз. сказания и обычаи были зафиксированы лишь в XIX XX вв. Трудно определить время возникновения. В наст. время большая часть обычаев, не связанных с церковной традицией, не сохранилась.… …   Православная энциклопедия

• ДИМИТРИЙ СОЛУНСКИЙ — († ок. 306), вмч. (пам. 26 окт.), один из наиболее чтимых святых в правосл. мире, покровитель г. Фессалоника (слав. Солунь). Греки именуют Д. С. Мироточцем (ὁ μυροβλύτης / μυροβλήτης), т. к. его мощи источали миро, а в визант. текстах… …   Православная энциклопедия

• Российская Советская Федеративная Социалистическая Республика —         РСФСР.          I. Общие сведения РСФСР образована 25 октября (7 ноября) 1917. Граничит на С. З. с Норвегией и Финляндией, на З. с Польшей, на Ю. В. с Китаем, МНР и КНДР, а также с союзными республиками, входящими в состав СССР: на З. с… …   Большая советская энциклопедия

• ВИЗАНТИЙСКАЯ ИМПЕРИЯ. ЧАСТЬ II — Право и Церковь Рецепция римского права в Византии. Понятие византийского права Правовая культура В. и. с начала ее истории вплоть до падения К поля была основана на рецепции классического римского права. Источники рим. права подразделялись на… …   Православная энциклопедия

• ВИЗАНТИЙСКАЯ ИМПЕРИЯ. ЧАСТЬ IV — Изобразительное искусство является важнейшей по значению в христ. культуре и наиболее обширной по количеству сохранившихся памятников частью художественного наследия В. и. Хронология развития визант. искусства не вполне совпадает с хронологией… …   Православная энциклопедия

• Испания — (Espana)         официальное название Испанское Государство (Estado Espanol).                   I. Общие сведения          И. государство на крайнем Ю. З. Европы. Занимает 5/6 Пиренейского полуострова, Балеарские и Питиусские острова в… …   Большая советская энциклопедия

• АРМЕНИЯ — [Республика Армения; арм. (?)այյաստաճ Айастан], гос во в Закавказье. Территория: ок. 29800 кв. км. Столица: Ереван (1,25 млн. чел., 1998). Крупнейшие города: Гюмри, Ванадзор. Гос. язык: армянский. География. Граничит на западе с Турцией, на… …   Православная энциклопедия

• ВИЗАНТИЙСКАЯ ИМПЕРИЯ. ЧАСТЬ I — [Вост. Римская империя, Византия], позднеантичное и средневек. христ. гос во в Средиземноморье со столицей в К поле в IV сер. XV в.; важнейший исторический центр развития Православия. Уникальная по своему богатству христ. культура, созданная в В …   Православная энциклопедия

universal_ru_de.academic.ru

Диффузное отражение — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Диффузное и зеркальное отражения^[1] Диффузное отражение от неровной поверхности Механизм диффузного отражения в оптически неоднородном твёрдом теле

Диффу́зное отраже́ние (от лат. diffusio «распространение, растекание, рассеивание; взаимодействие») — это отражение светового потока, падающего на поверхность, при котором отражение происходит под углом, отличающимся от падающего и лежащим не обязательно в плоскости падающего луча и нормали к поверхности (зеркальное отражение).

Диффузным отражение становится в том случае, если неровности поверхности имеют порядок длины волны (или превышают её) и расположены беспорядочно^[2]. Критерием неровности поверхности по отражению является критерий Рэлея:

h<λ8cos⁡ϕ,{\displaystyle h<{\frac {\lambda }{8\cos \phi }},}

где h{\displaystyle h} — высота неровностей;

λ{\displaystyle \lambda } — длина волны падающего света;

ϕ{\displaystyle \phi } — угол падения на поверхность.

Одна и та же поверхность может быть матовой, диффузно-отражающей для видимого или ультрафиолетового излучения, но гладкой и зеркально-отражающей для инфракрасного излучения. В случае смешанного отражения света часть излучения отражается зеркально, а часть — диффузно.

Возможно диффузное отражение и от гладких поверхностей, если в прозрачной среде материала поверхности имеются центры рассеивания света — неоднородности, например, полированный белый мрамор или поверхность молока.

В астрономии численно характеризуется коэффициентом отражения относительно абсолютно белого тела, отражение которого принимается за 1, называющимся альбедо.

ru.wikipedia.org

Предложения со словосочетанием ОТРАЖАТЬСЯ ОТ СТЕН

Звуки отражаются от стен, накладываются друг на друга, интерферируют в жуткую какофонию, в песне не разобрать ни слова. Оранжевое, белое и алое отражалось от стен, сверкала нерукотворная позолота, и было так тепло на сердце, как будто кто-то хороший встретил его на пороге, проводил в дом, накормил хлебом, мясом и напоил вином. Акустика как таковая определяется тем, что происходит со звуковой волной, когда она отражается от стен комнаты или другого пустого пространства. В ней горел огонь, свечение которого отражалось от стен, колонн и всего начищенного до блеска убранства. Но резонирующий звук, отражаясь от стен, рассказал мне всё необходимое.

Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!

Спасибо! Я обязательно научусь отличать широко распространённые слова от узкоспециальных.

Насколько понятно значение слова подписание (существительное):

Кристально
понятно

Понятно
в общих чертах

Могу только
догадываться

Понятия не имею,
что это

Другое
Пропустить

Пройдя через зал, они следовали за женщиной-вампиром. Их следы гулким эхом отражались от стен и пола большого пустого зала. Его голос снова и снова эхом отражался от стен склепа. Голос взвился ввысь, отражаясь от стен, множась и расслаиваясь, заглушая хохмачей и шелест ветра, ввинтился в небо спиралью. Сначала была темнота, в которой было слышно только шумное, эхом отражающееся от стен, дыхание большого зверя, да тихий перезвон монет, которые осыпались вниз, потревоженные неосторожным движением. Друг с другом приходилось общаться почти шёпотом: громкие звуки эхом отражались от стен, разносясь повсюду. Но простое слово, произнесённое шёпотом, гулким эхом отразилось от стен и вернулось к нам многократно усиленным. За переулком явно шла борьба, звуки битвы разносились по всей улице, отражаясь от стен домов. Шаги гулким эхом отражались от стен, перемешиваясь с завыванием сквозняков и звуками капающей воды. Тихий материнский голос громом звенел в комнате, горным эхом отражаясь от стен. — Бестелесный голос гулким эхом отразился от стен огромного склепа, и в углах заплясали бесплотные тени. Эхо моих слов отразилось от стен и обрушилось на меня. Его короткий вопль эхом отразился от стен, заставив тёмного кастера отшатнуться. Голос, отразившись от стен, гулко закачался в воздухе пустой квартиры. Шум воды доносился до неё, отражаясь от стен домов. Стены были обклеены картонными коробками из-под яиц, очевидно, чтобы звук не отражался от стен. Его голос, многократно усиленный, гулко отозвался в огромном колодце посреди зала, эхом отразился от стен. Гулкий хлопок эхом отразился от стен внутреннего двора, и облако чёрного дыма вознеслось в небо, медленно растворяясь в воздухе. Её слова, произнесённые раздражённым тоном, отразившись от стен и заполняя гигантское пространство, прозвучали громче, чем она, видимо, того хотела. — Голос отца эхом отразился от стен. Слух мой усилился втрое, и звуки за окном пещерным эхом отражались от стен палаты. И... мне вас жаль, — слова отразились от стен и растворились в воздухе облачком горьковатого аромата прекрасного, но ядовитого цветка. Треск разлетался далеко в стороны, отражался от стен домов и крепостных стен и возвращался обратно, ударяя девочке по ушам. Эхо отразилось от стен, понеслось-понеслось. Его слова отражались от стен, усиливались, проникая, казалось, в сам мозг. Их голоса отражались от стен, перемежаясь глухими стуками и скрипами. Каждый из них повторялся семь раз, отражаясь от стены к стене. В зале никто не шелохнётся, а голос разносится всюду, отражается от стен и возвращается слабым эхом, создавая объёмность. Долгий протяжный звук всё ещё прятался в ледяном доме, отражаясь от стен, утопал в мехах, разбросанных повсюду. Шаги несколько приглушались ковровой дорожкой, но разговаривать сверх необходимого с провожатым не хотелось — гулкое эхо, отражаясь от стен коридора, заставляло огонёк масляной лампы, которую нёс дежурный, испуганно вздрагивать, запуская метаться по стенам причудливые тени. Учёный поднял своё оружие для большей убедительности выстрелил яркими потоками частиц в излучатели, продолжающие стрелять в его сторону, потоки своей невероятной, усиленной активностью взорвали все установки, отражаясь от стен. Он летел снизу вверх, отражаясь от стен и спиралью уходя дальше. При этом все шумы, которые издаёт автомобиль, отразятся от стены обратно к вам и вы сможете услышать каждую мелочь из той симфонии, что исполняет ваша машина. Их направили таким образом, что они, отражаясь от стен и иногда разлетаясь от мощнейшего удара на тысячи осколков, только потом били по шеренгам недеров, ещё не оправившихся от первого шока. — Ответ вырвался непроизвольно, и эхо её голоса заплясало, отражаясь от стен. Прошипев над ухом остолбеневшего нахала, она отразилась от стены подвала и рикошетом от валуна, затем с угрожающим треском вынесла в небеса скрывающий свободу люк. Протяжный гул прокатился по пещере, эхом отражаясь от стен и куполообразного потолка, вызывая дрожь в костях. Её жуткий крик эхом отражался от стен, демонстрируя всю силу её ужаса и боли. Шаги слишком громко отражались от стен башни. Они отражались от стен домов. Её голос, сотню раз отразившись от стен, заставил фонарь дребезжать и чуть было не проделал трещину в стёклышках. Эхо прокатилось по пещере, отразившись от стен, и затихло где-то высоко под сводами. Её крик отражался от стен, заставлял спотыкаться на кривых ступеньках. Вой повторился, отражаясь от стен многоголосым эхом.

Неточные совпадения

На кончиках её усов висело по разноцветному фонарику, их блики причудливо отражались от прозрачных стен. Рассказывали также, что ветреными ночами призрачные завывания невинно убиенной собаки разносились по пустынным кельям, отражаясь от холодных стен. Светлая форма движется и, отражаясь, отбрасывается камерою на стену, и стена безрассудно думает, что движется она. На берегу озера отрешённо и величаво стоял костёл, отражаясь серыми и заброшенными каменными стенами в неподвижных зеркальных водах. В нём отражалась только стена, которая была позади меня, но не я. Нота заметалась по лугу, отражаясь от невидимых стен, всё набирая и набирая громкость. Свет уличных фонарей превращался в полосы и осколки и отражался на стенах. Во сне она двигалась в танце сквозь клубы дыма, по коридору, стену которого были увешаны зеркалами, и в каждом зеркале, мимо которого она проплывала, отражалось новое лицо. Одна стена была полностью скрыта зеркалами, в которых отражался встроенный шкаф с зеркалом, над которым красовалось множество встроенных ламп. Свет фонаря мягко отражался в тёмном дереве стен каюты. От зеркальных стен отражался свет для освещения площадей и малых парков. Теперь в нём отражалась та самая комната, в которой они стояли. Ни руин, ни заплесневевших стен, ни лианы на изголовье кровати. Стены и потолок зала были выложены блистающими камнями, в которых отражался свет от многочисленных светильников и огня в большом камине. Самолёт летел над долиной, оглушительный рёв двигателей отражался от дна долины и скальных стен. Свет, падающий из высоких окон, отражаясь от жёлтых стен, наполнял пространство тёплым сиянием. Поток воздуха отражается от горной стены, опускается вниз, затем отражается от дна и другой стены, и при этом возникает восходящий поток. — Помоги мне..., — эти слова, как удары железной палкой, вновь и вновь отражались гулким эхом от стен по обе стороны узкого тёмного коридора и напряжённым, даже каким-то болезненным трепетом отзывались в груди, вызывая страх и панику... Откуда-то изнутри, из самых глубин подсознания возникала необъяснимая уверенность в том, что двигаться нужно только вперёд, что именно оттуда раздаётся этот странный зов. Звуки дробились, отражаясь от мозаичных стен. На стенах разноцветные зайчики, которые отражаются от шара. Неровный свет факелов плясал по чёрным стенам пещеры, а звук шагов отражался от них гулким эхом. Были хорошо завешаны окна домов, стёкла автомобилей, чтобы в них не отражалась луна, однако светлых стен хат было достаточно, чтобы населённый пункт бросался в глаза. Маленькие солнечные зайчики заплясали по стенам ивановской комнаты, отражаясь в дрожащем круге воды стакана с чаем. Грохот отражался от коридорных стен, эхо пошло гулять по комнатам первого этажа, словно дом превратился в огромный колокол. В большом камине весело потрескивали поленья и пламя отражалось разноцветными бликами на сверкающей камнями стене.

kartaslov.ru

Тема 1.2. Основы геометрической теории акустики

Архитектурная физика. Л1 среда, день Велеса

Солодченкова Т. Б, 596 лютня 7521 г. от с.м.З.Х.

Лекция № 2

1. Закон отражения звука

2. Роль начальных отражений

3. Исторические примеры акустики сооружений. Неудачные решения акустики залов. Лучшие залы

Тема 1.3. Основы статистической теории акустики

1. Модель идеального помещения с изотропным звуковым полем Средняя длина пробега луча

2. Определение времени реверберации звука

3. Влияние климатических условий на время реверберации

Тема 1.2. Основы геометрической теории акустики

1. Закон отражения звука

В настоящее время не существует единой теории, объясняющей все акустические процессы в помещениях и позволяющей с единых позиций решать конкретные задачи оптимизации в помещениях разного назначения. К тому же эти задачи связаны с психофизиологией и эстетической оценкой звучания слушателями, со вкусами музыкантов и актёров. Акустику помещений можно изучать с помощью всех трёх теорий – геометрической, статистической и волновой.

Геометрическая (лучевая) теория акустических процессов в помещениях основана на законах геометрической оптики. Движение звуковых волн рассматривают подобно движению световых лучей. В соответствии с законами геометрической оптики при отражении от зеркальных поверхностей угол отражения b равен углу падения a, и падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости. Это справедливо, если размеры отражающих поверхностей много больше длины волны, а размеры неровностей поверхностей много меньше длины волны.

Характер отражения зависит от формы отражающей поверхности. При отражении от плоской поверхности (рис.10, а) возникает мнимый источник И', место которого ощущается на слух подобно тому, как глаз видит мнимый источник света в зеркале. Отражение от вогнутой поверхности (рис.10, б) приводит к фокусировке лучей в точке И'. Выпуклые поверхности (колонны, пилястры, крупные лепные украшения, люстры) рассеивают звук (рис.10, в).

Рис. 10. Характер отражения в зависимости от формы отражающей поверхности

2. Роль начальных отражений

Немаловажным для слухового восприятия является запаздывание отраженных звуковых волн. Звук, излученный источником, доходит до преграды (например, стены) и отражается от нее. Процесс многократно повторяется с потерей при каждом отражении части энергии. На места слушателей (или в точку расположения микрофона) первые запаздывающее импульсы, как правило, приходят после отражения от потолка и стен зала (студии).

Вследствие инерционности слуха человек обладает способностью сохранять (интегрировать) слуховые ощущения, объединять их в общее впечатление, если они длятся не более 50 мс (точнее 48 мс). Поэтому к полезному звуку, подкрепляющему исходный, относятся все волны, которые достигают уха в течение 50 мс после исходного звука. Запаздыванию на 50 мс соответствует разница в пути 17 м. Концентрированные звуки, приходящие позднее, воспринимаются как эхо. Отражения от преград, укладывающиеся в указанный промежуток времени, являются полезными, желательными, так как они увеличивают ощущение громкости на значения, доходящие до 5 - 6 дБ, улучшают качество звучания, придавая звуку "живость", "пластичность", "объемность". Таковы эстетические оценки музыкантов.

Исследования начальных отражений методом акустического моделирования были проведены в Научно-исследовательском кинофотоинституте (НИКФИ) под руководством А. И. Качеровича. Изучалось влияние на качество звучания речи и музыки формы, объема, линейных размеров, размещения звукопоглощающих материалов. Получены интересные результаты.

Существенную роль играет направление прихода начальных отражений. Если запаздывающие сигналы, т.е. все ранние отражения, поступают к слушателю с того же направления, что и прямой сигнал, слух почти не различает разницы в качестве звучания по сравнению со звучанием только прямого звука. Возникает впечатление "плоского" звука, лишенного объемности. Между тем даже приход только трех запаздывающих сигналов по разным направлениям, несмотря на отсутствие реверберационного процесса, создает эффект пространственного звучания. Качество звучания зависит от того, с каких направлений и в какой последовательности приходят запаздывающие звуки. Если первое отражение поступает с фронтальной стороны, звучание ухудшается, а если с тыльной стороны, то резко ухудшается.

Весьма существенно время запаздывания начальных отражений по отношению к моменту прихода прямого звука и относительно друг друга. Длительности запаздывания должны быть различными для наилучшего звучания речи и музыки. Хорошая разборчивость речи достигается, если первый запаздывающий сигнал поступает не позже 10 - 15 мс после прямого, а все три должны занимать интервал времени 25 - 35 мс. При звучании музыки наилучшее ощущение пространственности и "прозрачности" достигается, если первое отражение приходит к слушателю не ранее 20 мс и не позже 30 мс после прямого сигнала. Все три запаздывающих сигнала должны располагаться в промежутке времени 45 - 70 мс. Наилучший пространственный эффект достигается, если уровни запаздывающих начальных сигналов незначительно отличаются друг от друга и от уровня прямого сигнала.

При подключении к структуре начальных отражений (первого, второго, третьего) остальной части отзвука наиболее благоприятное звучание получается в том случае, когда вторая часть процесса начинается после всех дискретных отражений. Подключение же процесса реверберации (отзвука) сразу же за прямым сигналом ухудшает качество звучания.

При обеспечении оптимальной структуры начальных (ранних) отражений звучание музыки остается хорошим даже при значительном (на 10 - 15%) отклонении времени реверберации от рекомендуемого. Достижение оптимального запаздывания отраженных сигналов по отношению к прямому звуку выдвигает требование к минимальному объему помещения, которое не рекомендуется нарушать. Между тем при проектировании помещения выбирают его размеры, исходя из заданной вместимости, т.е. решают задачу чисто экономически, что неправильно. Даже в небольшом концертном зале оптимальную структуру ранних отражений можно получить лишь при заданных высоте и ширине зала перед эстрадой, меньше которых спускаться нельзя. Известно, например, что звучание симфонического оркестра в зале с низким потолком существенно хуже, чем в зале с высоким потолком.

Полученные результаты дали возможность выработать рекомендации в отношении времени запаздывания и размеров зала. Учитывалось, что первый запаздывающий сигнал, как правило, приходит от потолка, второй - от боковых стен, третий - от задней стены зала. Разные требования по времени задержки начальных отражений объясняются особенностями речи и музыкальных звуков и различием решаемых акустических задач.

Таблица 1

Вид звучания	Время запаздывания
	от потолка Δt1, мс	от боковых стен Δt2, мс	от задней стены Δt3, мс
Речь	10 – 15	15 – 22	25 – 45
Музыка	20 – 30	35 – 50	50 – 70

Чтобы добиться хорошей разборчивости речи, запаздывания должны быть сравнительно небольшими.

При звучании музыки нужно подчеркнуть мелодическое начало, для обеспечения слитности звуков необходимо большее время запаздывания начальных отражений. Отсюда вытекают рекомендуемые размеры концертных залов: высота и ширина не менее 9 и 18,5 м соответственно и не более (у портала) 9 и 25 м. Увеличивать высоту и ширину зала в некоторой мере можно лишь на расстоянии от портала сцены (эстрады), превышающем примерно 1/4 - 1/3 общей длины зала: высоту до 10,5 м, ширину до 30 м.

Длину зала выбирают, учитывая необходимость получать на самых удаленных слушательских местах достаточную энергию прямого звука. Исходя из этого обстоятельства, рекомендуют выбирать длину зала по партеру не более 40 м, а по балкону - 46 м.

В таблице 5 приводим сведения о геометрии некоторых залов, акустические качества которых считаются хорошими (n - вместимость зала, l_п - наибольшее удаление слушателя от эстрады в партере, l_б - то же на балконе, Δt₁ –время запаздывания первого отражения).

Таблица 2

Зал	n, чел	lп, м	lб, м	Δt1, мс
Колонный зал Дома союзов, Москва	–	–	–	24 – 28
Большой зал московской консерватории	1900	29	47	21 – 26
Малый зал московской консерватории	400	21	25	21 – 26
Зал Академической капеллы, С-Петербург	–	–	–	25 – 30
Концертный зал, Бостон	2630	40	45	–
Концертный зал, Нью-Йорк	2700	34	45	–
Концертный зал, Зальцбург	2700	34	45	–
Концертный зал, Каракас	2000	28	35	30

Таким образом, минимальные размеры помещения для воспроизведения музыки (высота и ширина) не связаны с его вместимостью, а определяются необходимой структурой начальных отражений. Даже если помещение предназначено для исполнения музыки в отсутствии слушателей (студия звукозаписи, звукового вещания, ателье записи музыки, зал прослушивания киностудии), его размеры должны определяться только качеством звучания музыки. "Экономить" на этих размерах - значительно ухудшать качество звучания.

3. Исторические примеры

акустики сооружений

Неудачные решения акустики залов.

Лучшие залы

Исторические примеры акустики сооружений

По сохранившимся до наших времен культовым и зрелищным сооружениям видно, что основные положения лучевой теории были известны древним строителям и что эти положения неукоснительно соблюдались. Размеры греческих и римских театров на открытом воздухе были выбраны такими, чтобы в наибольшей степени использовать энергию отраженных волн.

	Рис. 11. Схема театра

Театры (рис.11) содержали три основные части:

• сцену (shena) глубиной 3,5 - 4 м в Греции и 6 - 8 м в Риме, на которой разыгрывалось театральное действие;

• площадку перед сценой - орхестру (orhestra буквально "место плясок"), на которой располагался хор и выступали танцоры;

• поднимающиеся ступенями зрительские места вокруг орхестры, образующие так называемый амфитеатр (от греческих слов amphi - "с обеих сторон", "кругом" и theatron - "место зрелищ").

Рис 12. Греческий театр.

Звуки от исполнителей достигали зрителей, располагавшихся на амфитеатре, прямым путем 1, а также после отражений от поверхности орхестры (луч 2) и стены 3, находящихся позади сцены (рис.13,а). Плоскость орхестры покрывали хорошо отражающим материалом. Как указывал Витрувий, высоту стены 3 следовало выбирать равной высоте парапета 4, ограждавшего верхний ряд амфитеатра, "для улучшения акустики". Видимо, речь шла о том, чтобы не допустить излишнего рассеяния звуковой энергии в пространстве. Глубину сцены в греческих театрах делали небольшой, чтобы лучи 5, отраженные от задней стены, не слишком запаздывали по отношению к прямому лучу 1 и не ухудшали разборчивость речи актеров. Часть звуковой энергии, отразившись от стен 3 и 4, уходила вверх. В современных крытых театральных залах эта энергия отражается потолком вниз и увеличивает интенсивность звука на зрительских местах. На орхестре происходили танцы и располагался хор, повторявший реплики актеров, т.е. выполнявший задачу звукоусиления. При расположении хора в точке 1 звуковые лучи, отразившись от стены 3 (рис.13,б), приходят к зрителю с большой задержкой во времени, вызывающей эхо. Для уменьшения этого недостатка в римских театрах хор стали располагать ближе к сцене, в точке 2. Тогда для направления энергии в сторону зрителей начали использовать отражения от сцены (ее высота в римских театрах достигала 3,5 м), а освободившуюся часть орхестры заняли танцоры. В современных театрах перед сценой находятся музыканты, и на них перешло название занимаемой ими площадки.

Рис. 13.

Особую роль в усилении и обогащении звучания играли так называемые "гармоники" - системы резонаторов в виде бронзовых цилиндрических сосудов и глиняных кувшинов-амфор. Они располагались в нишах стены позади зрительских мест и под скамьями. Греки считали, что для благозвучия речи и музыки резонаторы должны быть подобраны или настроены по тонам музыкальных гамм: энгармонической, хроматической и диатонической.

• Первая система, по мнению их создателей, придавала звукам торжественность и строгость;

• Вторая, благодаря "толпящимся" нотам, - утонченность, нежность звучанию;

• Третья - из-за консонансности интервалов - естественность музыкальному исполнению.

Очевидно, что античные архитекторы при строительстве театров искали и находили технические пути передачи зрителям и слушателям не только смысловой (семантической), но и художественной (эстетической) информации, стремились обогатить музыкальное звучание.

Рациональной формой и разумно выбранными размерами отличались театральные и концертные залы 18 и 19 веков. Ряд хороших в акустическом отношении театральных и концертных залов был построен в разных странах в 20 веке.

	Рис. 14. Распределение звуковых волн в круглом зале

Рис. 15. Распределение звуковых волн в а) зале с плоским потолком и низким порталом сцены, б) зале с рассеивающим потолком, в) зале с акустической раковиной и козырьком.

Неудачные решения

Казалось бы, опыт, накопленный за тысячелетия, должен использоваться современными архитекторами и строителями. Между тем множатся примеры неудовлетворительных акустических решений, например, строительство залов круглой или эллиптической в плане формы (кинотеатр "Колизей" в Санкт-Петербурге, концертный зал им. Чайковского в Москве и др.). В них образуются зоны фокусировки отраженных лучей и зоны, в которые отраженные лучи либо не попадают, либо попадают с большой временной задержкой. В круглом в плане зале (рис.14) касательный к стене луч 1 и при последующих отражениях остается в близкой к стене зоне. Лучи 2, распространяющиеся примерно в диаметральном направлении, образуют после отражения мнимое изображение источника И', в котором интенсивность звука, как и в кольцевой зоне возле стены, повышена. Неудовлетворительными являются залы с плоским потолком и низким порталом сцены (рис.15, а). Зона АВС оказывается своеобразной ловушкой для значительной части, излучаемой источником звука энергии. Только зона DE дает полезные отражения, но они попадают лишь в удаленную часть зала ЕС. Предпочтительнее конструкции с рассеивающим потолком (рис.15,б), акустической раковиной и козырьком (рис.15,в).

Неудовлетворительным в акустическом отношении являлся знаменитый зал Альберт-холл в Лондоне шириной 56 м при высоте 39 м. Ввиду необычайно большой высоты зала разница в пути между прямым звуком и звуками, отраженными от потолка, достигала 60 м, что давало запаздывание почти на 200 мс. Центр кривизны вогнутого потолка находился в зоне, занятой слушателями, что порождало сильное эхо.

Примером неудачного акустического решения может служить Большой зал Центрального театра Российской армии (ЦТРА). Основные недостатки

	Рис. 16. Распределение звуковых волн в Большом зале Центрального театра Российской армии

зала: большая ширина, равная в середине зала 42 м, и чрезмерно высокий потолок - у портала 18 м над планшетом сцены (рис.16). Отражения от боковых стен не приходят в центральную часть зала,

а первые отражения от потолка поступают в середину партера с запаздыванием более 35 мс. В результате разборчивость речи в партере низкая, несмотря на близость актеров к публике. Форма задней стены зала и парапета балкона является частью окружности, центр которой расположен на авансцене в точке О. Звуки, отраженные от задней стены и парапета балкона, возвращаются в эту же точку и прослушиваются как сильное эхо, ибо запаздывание превышает 50 мс. При перемещении актера в точку И сопряженные фокусы И' и И" смещаются в партер. В результате эхо возникает в первых рядах партера.

Когда-то хорошей акустикой отличался актовый зал МТУСИ, где даже проводились симфонические концерты, транслировавшиеся по радио. Акустические условия значительно ухудшились после косметического ремонта зала. Была изменена конструкция ограждения балкона, в глубине которого был поставлен отражающий щит. Сильные отражения от парапета и щита ухудшили звучание в партере. Из-за больших запаздываний снизилась разборчивость речи.

Примером неудачного акустического решения является и Центральный концертный зал гостиницы "Россия" в Москве. Квадратная в плане форма зала привела к обеднению спектра собственных частот, низкий потолок создает малую задержку первых отражений, а большая ширина зала приводит к тому, что отражения от стен не попадают в первую половину партера. Трижды пытались улучшить звучание заменой звукопоглощающих материалов и их размещением в зале. Однако скомпенсировать заведомо неудачную исходную форму зала не удалось.

Даже в помещениях с правильно выбранными формой и линейными размерами, пропорции которых приближаются к "золотому сечению", обнаруживаются недостатки звучания, устранение которых занимает много времени, сил и средств. В тщательной подготовке к нормальной эксплуатации нуждаются студии звукового и телевизионного вещания. Примером может служить комплекс работ по подготовке студии N5 Государственного дома радиовещания и звукозаписи (ГДРЗ). Студия предназначена для исполнения произведений крупных форм с участием симфонического оркестра и хора в присутствии слушателей. Ее линейные размеры (29,8 х 20,5 х 14 м) почти соответствуют "золотому сечению", расчетное время реверберации на средних частотах 2,3 с. Ввиду большой высоты и ширины время прихода начальных отражений не оптимально. Для уменьшений длины путей отраженных лучей над местом расположения оркестра и на боковых стенах были укреплены отражающие панели. Потребовалось несколько раз изменять положение панелей и уменьшать площадь звукопоглощающих конструкций, прежде чем музыканты и звукорежиссеры признали качество звучания хорошим. Из этого примера видно, насколько тонкой и скрупулезной является акустическая настройка помещений.

Встречаются залы, рассчитанные на небольшое количество слушателей, соответственно небольшой площади и невысокие. Авторы их, по-видимому, полагали, что при небольших размерах зала "все будет хорошо слышно". В действительности в таких залах на слушательских местах образуется плотная структура начальных отражений. Из-за этого при небольшом времени реверберации звучание оказывается "плоским", подобно звучанию на открытом воздухе, а при большом времени реверберации теряется "прозрачность" звучания, начинается маскировка последующих музыкальных звуков предыдущими.

Также неудовлетворительны большей частью так называемые актовые залы. Они предназначаются для собраний, т.е. для звучания речи. Низкий потолок, гладкие параллельные стены, лишенные акустической отделки порождают неоптимальные начальныфяе отражения. Попытки проводить в них концерты не приносят успеха. Музыка звучит в них плохо. Хуже всего, что концерты в таких залах портят публику. Ниже всякой критики акустика так называемых "концертно-спортивных" залов.

В нашей стране большой вред качеству театральных и концертных залов принесла "борьба с архитектурными излишествами". "Излишествами" были объявлены все звукорассеивающие и звукопоглощающие конструкции и даже мягкая обивка кресел, призванная служить эквивалентом отсутствующих зрителей. В результате - на слушательских местах плохая структура начальных отражений, невысокая диффузность, а при частичном заполнении - чрезмерная "гулкость".

Лучшие залы

Непревзойденными по качеству звучания остаются Колонный зал Дома союзов, Большой и Малый залы Московской консерватории, Большой зал Санкт-Петербургской филармонии и некоторые другие залы старой постройки.

К достижениям отечественной архитектурной акустики следует отнести зрительные залы Детского музыкального театра, Театра им. Евг. Вахтангова, Московского драматического театра им. А.С. Пушкина, Дворца культуры ЗиЛ, студии Государственного дома звукозаписи, ателье записи звука и зал прослушивания "Мосфильма". При их проектировании и строительстве были учтены положения и рекомендации отечественных и зарубежных акустиков.

В этих залах соблюдены требования геометрической акустики: рационально выбраны форма и размеры, что обеспечило высокую степень диффузности поля и оптимизацию времен запаздывания начальных отражений. В каждом конкретном случае выбраны свои архитектурно-планировочные решения. Залам сравнительно небольшой ширины придана форма прямоугольного параллелепипеда. Таковы Большой и Малый залы Московской консерватории, Большой зал московского Дома ученых. При небольшой ширине количество отражений, приходящих на места слушателей, быстро нарастает со временем и в завершающей части процесса реверберации настолько велико, что обеспечивает хорошую диффузность поля. В залах большой ширины (Колонный зал Дома союзов, Большой зал Санкт-Петербургской филармонии) введены звукорассеивающие конструкции в виде ряда колонн. В современных залах большой вместимости хорошего рассеяния звуков достигают членением стен и потолка и установкой крупных рассеивающих поверхностей на стенах.

Важное значение имеет материал, которым отделаны стены и потолок. Наилучшим является дерево. Звучание музыки в залах, отделанных деревом, отличается красивой тембральной окраской. Наоборот, совершенно противопоказаны железобетонные конструкции, особенно тонкие, и штукатурка по сетке рабица. Звуки, отраженные от этих поверхностей, обладают неприятным "металлическим" оттенком.

studfile.net

---

Смотрите также

• 
  Как удалить побелку со стен
• 
  Какие обои подойдут к кирпичной стене
• 
  Раскрепление кирпичных стен
• 
  Чем мыть бревенчатые стены в доме
• 
  Как вставить окно в стену
• 
  Установка сэндвич трубы через стену
• 
  Ты можешь стереть все со стены или удалить страницу
• 
  Грустные записи на стену в вк
• 
  Стена из керамоблока
• 
  Чем отделать стены в маленькой прихожей
• 
  Икона нерушимая стена греция