آكوستيك و نقش آن در معماري
زندگي پر از صداست و ما هميشه طالب شنيدن صداهاي خوش و حياتي هستيم و از صداهاي نا مطبوع و خطرناك گريزانيم. بطور كلي بايد گفت كه هر چه پيش مي دويم، بشر نسبت به حس شنوايي بيشتر توجه پيدا مي‌كند. پيشرفت روز افزون صنايع صوت از قبيل : تلفن ـ راديو ـ فونوگراف ضبط صوت روي فيلم و تهيه فيلمهاي صدا دار و غيره خود مي‌تواند بر اين موضوع دليلي مسلم باشد .
از نظر اهميتي كه آكوستيك يا علم صدا دارا مي‌باشد مي‌توان انتظار داشت كه اين موضوع در تاريخ علوم فيزيك جزو مطالب اساسي به شمار رفته باشد، در صورتي كه چنين چيزي نيست، زيرا در قبال تاريخ ساير علوم ، تاريخ آكوستيك قسمت از قلم افتاده و مهجوري بيش نيست. يكي از دلايل اين مهجوريت تاريخي اين است كه نظريه اساسي اصلي راجع به انتشار و اخذ صوت از زمانهاي بسيار قديم در تحولات فكر بشري پيدا شده و اسلوب اين فكر همان است كه امروزه مورد قبول ماست.
توليد صوت :
وقتي كه به يك جسم جامد ضربه وارد مي‌سازيم، توليد صدا مي‌كند. تحت بعضي از شرايط صداي حاصل ، بگوش انسان خوش آيند و مطبوع است و اين در واقع اساس پيدايش علم موسيقي است كه ساليان دراز قبل از تاريخ ضبط صوت ، موجود بوده است، اما موسيقي ، قرنها قبل از نظر علمي مورد تحقيق قرار گيرد، جزو صنايع ظريفه محسوب مي‌گرديد. اين مطلب مورد قبول عموم است كه اولين فيلسوف يوناني كه مبناي موسيقي را برسي نموده است. فيثاغورث مي‌باشد كه 6 قرن قبل از ميلاد زندگي مي‌كرده است .
ارتباط صوت و ارتعاش :
تجربيات يوميه نشان مي‌دهد كه احساس شنيدن وقتي براي ما پيدا مي‌شود كه شي كه در مجاورت ما واقع شده است به ارتعاش در آيد. مثلا اگر پهلوي ما جامي فلزي قرار داشته باشد چنانچه با يك قطعه فلز به بدنه جام بزنيم صدايي از آن به گوش مي‌رسد، و اگر با دقت به آن نگاه كنيم ملاحظه مي‌گردد كه در حين صدا دادن لبه جام غير واضح مي‌باشد و اين علامت ارتعاش سريع است .
اگر در اين هنگام پاندول سبك وزن ساده‌اي را به بدنه جام نزديك كنيم ضربه‌هاي پشت سر هم بدنه جام را روي پاندول كه دليل ارتعاش آن است بخوبي مشاهده مي‌كنيم. اما بعضي اوقات ارتعاش به اندازه‌اي سريع است كه با چشم ديده نمي‌شود و بايد با وسايل مختلف از قبيل وسيله فوق وجود آنرا در اجسام ظاهر ساخت .
• علاوه بر آزمايش‌هاي مربوط به هوا جامدات و مايعات نيز براي صوت ناقل خوبي هستند. هر كس مي‌داند كه با گذاشتن گوش خود بزمين مي‌تواند حركت عابرين پياده و چهارپايان را از مسافت نسبتا زيادي بشنود. همچنين اگر گوش خود را به ريل راه آهن بچسبانيم حركت لكوموتيو و قطار را ممكن است از چندين كيلومتر بشنويم . خاصيت انتقال صوت در جامدات و مايعات قويتر از خاصيت مزبور در گازها مي‌باشد .
اغلب ديده‌ايم كه با وجوديكه پهلوي ريل راه آهن ايستاده‌ايم ، صداي حركت قطاري را كه دور از ما واقع شده است نمي‌شنويم، و اگر بخواهيم صداي حركت قطار مزبور را بشنويم يا بايد گوش خود را به ريل بچسبانيم و يا اينكه يك سر ميله چوبي و يا فلزي را به ريل چسبانده و سر ديگر را روي گوش خود بگذاريم، طوريكه در هر دو حالت استخوان خارجي گوش به ارتعاش در آيد. به همين دليل است كه دياپازون را روي جعبه مخصوص قرار مي‌دهند تا صدايش قوي شود .
• صدا نتیجه ارتعاش یک جسم است و در محیط مادی (هوا یا آب) به صورت موج انتشار می یابد و ما در دستگاه شنوایی مان آن را با فعل و انفعالات فیزیولوژیک درک می کنیم.
• بسامد : تعداد حرکت نوسانی را در مدت زمان معین بسامد می نامند.(هر حرکت کامل نوسانی تناوب نامیده می شود).زمان اندازه گیری نوسان ها ثانیه می باشد و تعدادشان با واحد هرتز مشخص می شود. ثانیه/تعداد نوسان Hz=
• هرقدر بسامد صدا بیشتر باشد یعنی حرکت ارتعاشی تندتر باشد صدای حاصل زیرتر و هرقدر بسامد آن کمتر باشد بم تر خواهد بود. اما گوش انسان تنها قادر به شنیدن صداها در بازه بسامدی بین 20 تا 20000هرتز می باشد.
• برای تولید و انتشارات امواج آکوستیکی ، ارتعاشهایی را که سبب تولید و انتقال موجهای آکوستیکی می‌شوند بر حسب حدود فرکانسشان به سه دسته تقسیم می‌شوند: ارتعاشهای صوتی که در ایجاد صدا موثرند و با گوش شنیده می‌شوند. حدود فرکانس ارتعاشهایی از این نوع که در ایجاد صدا موثرند و با گوش شنیده می‌شوند، بین 20 الی 15000 سیکل بر ثانیه می‌باشد. ارتعاشهای فراصوتی از فرکانسهای 15000 سیکل بر ثانیه به بالا و ارتعاشهای فروصوتی، از فرکانسهای 20 سیکل بر ثانیه به پایین.
• طول موج : جسم مرتعش هر تناوب کامل را در مدت زمانی مشخص انجام می دهد . واحد طول موج متر بوده و هرچه این مقدار کوتاهتر باشد صدا زیرتر و در صورت بلند بودن صدا بم تر می باشد.
• دامنه : حداکثر مسافتی که جسم مرتعش از نقطه تعادل خود در وسط به دو طرف (نقاط اوج ) طی می کند. . دامنه بیانی از شدت صداست. هرچه دامنه صدا بلندتر صدا شدیدتر و در صورت کوتاه بودن صدا ضعیف تر است.
• شدت صوت :احساس بلندی و کوتاهی صدا مربوط به انرژی حمل شده با امواج صوتی است و بر حسب واحد دسی بل می‌باشد که یک واحد مقایسه‌ای است و عبارت است از ده برابر log نسبت شدت صدای مورد نظر به شدت یک سطح مقایسه‌ای که بطور قراردادی صدایی است که دارای ۰۰۰۲/۰ میکرو بار فشار بوده و به عنوان آستانه شنوایی در انسان در نظر گرفته می‌شود.
فرکانس شنوایی انسان بین۲۰۰۰۰ - ۲۰ سیکل در ثانیه انجام می‌شود که دارای شدتی برابرا ۶۰ - ۳۰ دسی بل می‌باشد.
• تفاوت بلندي و شدت صوت : شدت صوت يك كميت فيزيكي است اما بلندي صوت يك خاصيت فيزيولوژيكي كه علاوه بر شدت صوت به گوش انسان نيز بستگي دارد .
• نوفه : نوفه يا سر و صدا واژه‌اي است كه براي توضيح وضعيت صدا در زمانهاي به خصوص به كار مي‌رود. صدا، تعريف نوفه بر اساس جنبه‌هاي فيزيكي صدا ممكن نيست، چرا كه يك صدا مي‌تواند در يك لحظه "خواسته" باشد، در صورتي كه در شرايط ديگر يا براي همان افراد "ناخواسته" باشد و به عنوان نوفه تلقي شود و لذا به دليل مطرح شدن عوامل ذهني و فيزيولوژيكي و حالات دروني ارائه تعريف براي آن مشكل است. اما به طور كلي به صداهاي ناخواسته يا آزاردهنده كه به هر دليلي بر فعاليت‌هاي روزانه ما اثر منفي بگذارد، نوفه گفته مي‌شود. صداها زماني ناخواسته گفته مي‌شود كه: - صحبت كردن و برقراري ارتباط ميان افراد را تحت تأثير قرار دهند. - در فرآيندهاي فكر كردن و تمركز فكري اختلال ايجاد كنند. - از انجام مناسب فعاليت‌ها جلوگيري نمايند .
• شیوش ( طنین یا رنگ صوتی): صداهای موسیقیایی و سازها دارای شیوش خاص خود هستند و علت تشخیص صدای سازها از یکدیگر در حال نواختن یک نت مشترک همین امر است. صدای بی شیوش منحنی سینوسی دارد و منظم است.
• هارمونیک(موج فرعی) : صدای شما ترکیبی از چند موج صوتی است. دانشمندان هر موج صوتی را "هارمونیک" می نامند. مجموع این هارمونیک ها، صدای شما را به شکل یک موج پیچیده ی صوتی تشکیل می دهند. تفاوت صدای افراد ناشی از تفاوت در همین هارمونیک ها می باشد.
• نواک : بیانی از زیر یا بم بودن یک صداست. بعضی صداهای غیر موسیقیایی شیوش دارند اما تشخیص نواک در آنها مشکل می باشد. مانند صدای باران
• پژواک : وقتی داخل یک سالن بزرگ و یا یک معبد با صدای بلند سخن می گوییم،انعکاس صدای خود را پی در پی می شنویم.به این پدیده اکو یا پژواک می گویند .. پژواک زمانی تولید می گردد که از موانع انعکاس یابند.اما همه اشیا صوت را منعکس نمی کنند.برخی از اشیا مثل چوب،جوت(کنف هندی)،مقوای نازک وموارد دیگر صوت را جذب می کنند. جهت شنیدن پژواک لازم است که مانع منعکس کننده صوت در فاصله حداقل 17متری از منبع صوتی قرار گیرد.زیرا اثر صوت به مدت یک دهم ثانیه در گوش ما پدیدار می ماند.اگر یک سیگنال صوتی به گوش ما برسد،وبه دنبال آن در یک دهم ثانیه سیگنال صوتی دیگری نیز به گوشمان واردشود،سیستم شنوایی گوش،آن را تشخیص نخواهد داد. سرعت صوت 340 متر در ثانیه می باشد.
• پس آوا : مدت دوام آوا پس از خاموش شدن سرچشمه آوا را پس آوا گویندکه کمیتی قابل محاسبه است.هرپه پس آوا در یک فضا بیشتر باشد وضوح کمتر است.(طنین)
