Hangtani betekintés
Frekvencia tartományok
A frekvencia szerinti felosztás alapján a hallható hang olyan, amelynek frekvenciája, 20 Hz és 16000 Hz közé, azaz az általános hallástartományba esik, ezeket a hangokat fehérzajnak is szokták nevezni. A 20 Hz-nél kisebb frekvencia esetén infrahangról, 16000 Hz-nél magasabb frekvencia esetén ultrahangról beszélünk. A 108 Hz-nél nagyobb frekvencia esetén akár hiperhangról is beszélhetünk.
Tágabb értelemben vett hangtan vagy más néven akusztika, a fizikai problémákon kívül kapcsolatban áll számos élet- és lélektani, zenei és egyéb gyakorlati kérdéssel, melyek nem határolhatók el egymástól. Ilyenek:
- fizikai hangtan: elsősorban a hangrezgéseket és hanghullámokat vizsgálja,
- fiziológiai hangtan: a hallásnál és a beszédnél fellépő jelenségekkel foglalkozik,
- zenei hangtan,
- építészeti hangtan: ezen belül a teremakusztika,
- elektroakusztika: ide az elektromos úton keltett hangok, a hangerősítés, hangelemzés és hasonló témakörök tartoznak.
- testhang: szilárd anyagban,
- folyadékhang: cseppfolyós anyagban,
- léghang: gáz halmazállapotú anyagban terjed.
A hang, mint rezgés
A rezgés olyan folyamat, melynek állapotai időközönként ismétlődnek. Ha ezek az időközök egyenlő nagyságúak, akkor periodikus rezgésről beszélhetünk. Ezen kívül megkülönböztetünk egyszerű és összetett rezgéseket.
Egyszerű rezgés
Az y kitérés a t idő függvényében, ? az alábbi formájú:
Ezeket a rezgéseket egyszerű, harmonikus vagy szinuszos rezgésnek nevezzük. A ?-t ebben az esetben körfrekvenciának hívjuk:
Az f a frekvencia, az időegység alatt végzett rezgések száma, ennek reciprok értéke a T rezgési idő vagy periódusidő:
A ? szöget fázisszögnek nevezzük, az r értéket, a pedig amplitúdónak. Az y pillanatnyi értékeit kitérésnek hívjuk. A különböző rezgések össze is adódhatnak, új rezgést hozva létre. Ekkor rezgések összetevéséről, szuperpozíciójáról beszélünk, ebben az esetben az eredő rezgés kitérése mindig egyenlő a részrezgések kitéréseinek összegével.
Minden periodikus vagy nem periodikus rezgés előállítható különböző frekvenciájú, amplitúdójú és fázisú harmonikus rezgések összetevésével. Hangrezgések esetén ezeket az összetevőket részhangoknak nevezzük. Ezen a szemléleten alapul a hangelemzés, melynek matematikai alapja a Fourier-elemzés. A hang nem csak a rezgő közeg időbeli mozgásával írható le, hanem részhangjainak spektrumaként is ábrázolható.
A hang terjedése:
A hang terjedése mindig valamilyen anyagban, közegben történik, vákuumban nem terjed a hang. Ez a közeg lehet gáz, folyadék vagy szilárd test. A hang terjedésének lényege az, hogy a közeg részecskéi egy hangforrás hatására kimozdulnak nyugalmi állapotukból. Ezt a környező részecskék is átveszik, ilyen módon az eredeti elmozdulás hullámszerűen továbbterjed. A rezgés, a közeg különböző helyeire nem azonnal, hanem bizonyos késéssel jut el, így a közeg különböző részei az adott pillanatban a rezgés más-más állapotában, fázisában vannak. Ha ez a tovaterjedő rezgés periodikus, akkor viszont lesznek olyan helyek, ahol a fáziseltolódás már akkora, hogy újra az eredetivel azonos rezgésállapot áll elő. Az ilyen, azonos rezgésállapotban lévő pontok egymástól mért távolsága a hullámhossz. A ? hullámhossz és az f frekvencia segítségével meghatározhatjuk a hanghullám terjedési sebességét:
Pontszerű hangforrás
A hang érzékelése
A fülünk által érzékelt hangoknak a következő tulajdonságai vannak:
A környezeti hanghatások frekvencia - hangnyomás eloszlása
Phon-görbék.
Hangnyomás – Hangnyomás szint