Akustika un akustiskais: definīcija, mūzika, tehnoloģijas un anatomija

Izpēti akustikas un akustiskā būtību — definīcijas, mūziku, tehnoloģijas un auss anatomiju ar skaidriem piemēriem no instrumentiem, ierakstiem un zinātnes.

Akustiskais apzīmē visu, kas saistīts ar skaņu — tā rašanos, izplatīšanos, uztveri un izmantošanu praksē. Termins tiek lietots vairākās jomās: fizikā un inženierijā, mūzikā, medicīnā (anatomija), karadarbībā un dažādās tehnoloģiskās pielietošanas jomās. Tālāk aprakstīti galvenie nozīmju virzieni un praktiskie piemēri.

Zinātne un inženierija

• Akustika — fizikas nozare, kas pēta skaņas rašanos, izplatīšanos, mijiedarbību ar materiāliem un uztveri. Akustika ietver vairākas apakšnozares:
  • Mūzikas akustika — pēta mūzikas skanējuma fiziku, instrumentu akustiku un to konstrukciju ietekmi uz tonalitāti.
  • Arhitektūras akustika — nodarbojas ar telpu skaņas īpašību optimizēšanu (koncertzāles, studijas, auditorijas), reverberācijas un skaņas izolācijas jautājumiem.
  • Pskhoakustika — pēta, kā cilvēks uztver skaņu, to uztveres slieksni, tonalitāti un skaņas kvalitāti.
  • Bioakustika — dzīvnieku skaņu rašanās un uztveres pētījumi (piem., putnu dziesmas, vaļu vairošanās zvani).
  • Hidroakustika (ūdens akustika) — skaņas izplatīšanās ūdenī, izmanto sonaros, okeānu monitorēšanā un zemūdens komunikācijās.
• Praktiskas metodes un rīki: mērīšanas mikrofonos, spektrālā analīze, trokšņu karšu veidošana, Sabīna vai citi empīriski modeļi reverberācijas aprēķinam.

Anatomija un medicīna

• Ārējais auss kanāls / meatus — cilvēka auss satur ārējo dzirdes kanālu, kurš savāc un novirza skaņas viļņus uz bungādiņu. Oriģinālajā tekstā minētais termins: Akustiskais meatuss apzīmē šo kanālu (latīniski meatus acusticus externus). Kanāla funkcijas:
  • palielina noteiktu frekvenču līmeni (formē akustisko pastiprinājumu),
  • aizsargā iekšējo auss aparātu (ar ausu sēra — cerumena — palīdzību),
  • kopā ar vidusauss un iekšējās auss struktūrām nepieciešams dzirdes procesam.
• Ausu veselība — infekcijas, ausu sēra uzkrāšanās, caurums bungādiņā un kaulu bojājumi ietekmē akustiskās īpašības un dzirdes līmeni; audiometrija un otoskopija ir biežākās diagnostikas metodes.

Mūzika

• Akustiskā mūzika — mūzikas žanrs vai izpildes veids, kurā izmanto galvenokārt akustiskus instrumentus, kuru skaņu rada mehāniski vai aerodinamiskie procesi, nevis elektriskā pastiprināšana. Tradicionāli akustiskā mūzika izceļ tīru, dabisku skanējumu un dinamisku niansējumu.
  • Tipiski akustiskie instrumenti: ģitāra, akustiskā basģitāra, vijole, čells, klavieres, flauta, saksofons, akordeons u.c.
  • Akustiskā ģitāra kā pretstats elektriskajai: Akustiskā ģitāra — skaņu rada stīgas un instrumenta rezonējošā koka kaste; elektriskajai nepieciešams elektronisks pastiprinātājs.
  • Arī basģitāras variants — akustiskā basģitāra — pastāv pretstatā elektriskajai basģitārai.
  • Elektriskā pastiprināšana: bieži akustiskos koncertos izmanto mikrofonus vai kontaktos ģitāras trokšņa uztveršanai, taču pamatā instruments darbojas akustiski; tekstā minētais vārds: elektriskais attiecas uz pastiprināšanu.
• Ieraksti un albumi — daudzi izpildītāji ieraksta īpašas akustiskas versijas vai albumus, piemēram:
  • Acoustic (Deine Lakaien albums), 1995 — albums ar akustiskām interpretācijām.
  • Acoustic (Džona Lenona albums), 2004 — ieraksti, kas izceļ dziesmu vienkāršību un skaidru vokālu.
• Ierakstu izdevniecības un žanri — pastāv īpaši ierakstu zīmoli un kompilācijas, kas fokusējas uz tradicionālo, folku un akustisko mūziku (piem., “akustiskā amerikāņu mūzika”, akustiskie diski utt.).
• Akustiskā pirkstu nospieduma (audio fingerprinting) — tehnoloģija, kas analizē konkrētas audio ieraksta unikālās frekvences un laika zīmes, lai ātri identificētu dziesmas vai ierakstus (līdzīga Shazam darbības principam). Tas ļauj meklēt ierakstus lielās datu bāzēs pat, ja pieejams tikai fragmentārs vai troksnains audio signāls.
• Klavieru akustika — klavieres ir sarežģīts akustisks instruments; tā virsrakstā ietilpst stīgu vibrācijas, skaņuplate, kastītes rezonanse un konstrukcijas materiāli — visi ietekmē skaņas spektru, sustain un toņu krāsu.

Kara darbība un militārā tehnika

• Akustiskā torpēda — torpēda ar pašmērķēšanās (homing) ierīci, kas izmanto akustiskos signālus (hidrofonus), lai atrastu un sekotu zemūdenēm vai laivām pēc to radītā trokšņa vai ultraskaņas atspulgiem.
• Akustiskais paraksts — kuģa vai zemūdenes unikālais skaņas profils, ko rada dzinēji, propeleri, mehāniskās vibrācijas; akustisko parakstu izmanto identificēšanai vai izvairīšanās no ienaidnieka skeneriem.

Tehnoloģijas un pielietojumi

• Akustiskā termometrija — okeānu klimata novērošanā izmanto akustisku signālu izplatīšanos, lai mērītu jūras temperatūru lielos attālumos. Skaņas ātrums ūdenī ir atkarīgs no temperatūras, tādēļ mērījumi ļauj secināt par klimata izmaiņām un okeāna režģa temperatūru.
• Akustiskā kriptoanalīze — sānu kanālu uzbrukumi kriptogrāfijā, kur kiberuzbrucējs analizē skaņu, ko radījusi ierīce (piem., elektromehāniskas vibrācijas vai ventilatoru troksnis), lai atklātu šifrēšanas aparatūras darbību vai atslēgas. Šāda veida uzbrukumi parāda, ka skaņa var nēsāt sensitīvu informāciju.
• Akustiskie sensori un monitorings — trokšņu monitorēšana pilsētvidē, mašīnu diagnostika (motora neregularitāšu atklāšana pēc skaņas), zemūdens monitorings, tadā lieto hydrofonus un citu akustisko ierīču tīklus.
• Skaņas izolācija un akustiskā apdare — materiāli (putu paneļi, biezas aizkaru konstrukcijas, masīvas durvis) un projektēšanas paņēmieni, kas samazina skaņas pārnešanu un uzlabo telpas skanējumu.

Citi piemēri un uzņēmumi

• Acoustic Control Corporation — uzņēmums, kas ražoja instrumentu pastiprinātājus, izmantojot zīmolu Acoustic. Šādi ražotāji ietekmējuši dzīvo akustisko instrumentu pastiprināšanas pieejas un to skanējuma reproducēšanu.
• Akustiskā analīze mūsdienu dizainā — skaņas dizains tiek izmantots produktu attīstībā (piem., elektroierīču skaņas signālu projektēšana), laika joslu akustiskās īpašības optimizācijai (koncerttehnikā, automašīnu interjeros) u.c.

Kopsavilkums

Termins “akustiskais” aptver plašu jomu — no pamatazinātnes (skaņas fizikā) līdz praktiskām lietojumprogrammām mūzikā, medicīnā, militārajā tehnikā un viedajās tehnoloģijās. Izpratne par akustiku palīdz labāk projektēt skaņas kvalitāti, aizsargāt dzirdi, identificēt objektus pēc skaņas paraksta un izmantot skaņu kā instrumentu zinātniskai mērīšanai un komunikācijai.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir akustika?

J: Kas ir mūzikas akustika?

J: Kas ir akustiskā mūzika?

J: Kas ir akustiskā ģitāra?

J: Kas ir akustiskā ģitāra (Džona Lenona albums)?

J: Kas ir Acoustic Control Corporation?

J: Kas ir akustiskā termometrija?

Meklēt pēc burta