Валторна (акустическая)

Акустический рупор или волновод — это конический звуковод, предназначенный для обеспечения согласования акустического импеданса между источником звука и свободным воздухом. Это обеспечивает максимальную эффективность передачи звуковых волн от конкретного источника в воздух. И наоборот, на приемной стороне можно использовать рупор для оптимизации передачи звука из воздуха в приемник.

Акустические рожки встречаются в природе в виде нор, построенных самцами медведок для усиления своей песни. Самое раннее упоминание о звуке рога в «Таймс» было опубликовано в 1786 году:

Рыцарь Красного Креста, подойдите к Вратам;
Труби в рог, не бойся своей судьбы. ^[1]

Приложения

Акустические рупоры используются в:

рупорные громкоговорители
медные и деревянные духовые музыкальные инструменты
автомобильные звуковые сигналы, например те, которые используются на легковых автомобилях, грузовиках, поездах , лодках и велосипедах.
мегафоны , часто используемые спасателями в общественных бассейнах.
туманные горны , используемые для предупреждения кораблей
ушные рожки , используемые слабослышащими людьми (само человеческое ухо имеет форму рога)
звуковые рожки, используемые, например, в акустических фонографов проигрывателях

Рупорные громкоговорители

Громкоговорители часто встраиваются в корпуса рупорной формы или используют рупоры. Чаще всего в высокочастотных элементах ( твитерах и среднечастотниках ) используются рупоры, иногда с акустическими дифракционными линзами для распространения звуковых волн по горизонтальной схеме на уровне уха и ограничения вертикальной диаграммы направленности. Аудиодрайвер (например, диффузор или купол динамика) установлен на небольшом внутреннем конце. Рупорные громкоговорители очень эффективны, но имеют резкую частоту среза, зависящую от площади устья рупора, с малой громкостью звука внизу. Басовые звуки обычно воспроизводятся обычными диффузорами динамиков, поскольку круглый рупор, достаточный для воспроизведения 20 Гц, будет иметь диаметр около 18 футов (5,5 м), за исключением случаев, когда здание, поверхность земли или сама комната считаются продолжением громкоговорителя. рог. ^[2]

Использование окружения как части рога

Большие басовые динамики часто используют преимущества окружения как часть рупора. Например, их можно разместить в углах комнаты, чтобы стены выступали в роли рупора. Даже вне помещения земля может составлять часть поверхности рупора, и, таким образом, частичный рупор может помочь обеспечить хорошее согласование импеданса с землей или одной или несколькими стенами даже на очень низких частотах.

Погрузочно-разгрузочные работы «звуковые рожки»

В сельском хозяйстве и при работе с сухими материалами в целом звуковые сигналы часто используются для запуска потока материала или для принудительного высвобождения попавших в него материалов. В зернохранилище такой звуковой сигнал может быть установлен внутри силоса и подавать звуковой сигнал при опорожнении силоса, чтобы освободить застрявшие гранулы. Обычно они используют любую основную частоту в диапазоне 120–250 Гц, имеют уровень звукового давления около 120 дБ и питаются от сжатого воздуха. Их иногда называют акустическими очистителями или акустическими рупорами.

Музыкальные инструменты с рупором

Многие духовые инструменты имеют форму расширяющегося колокола. Они, как правило, не имеют экспоненциальной конфигурации и используются для изменения структуры стоячих волн инструмента и, следовательно, музыкальных нот для воспроизводимых .

«Расширенная часть канала ствола во многих инструментах почти коническая. Сначала давайте посмотрим, как это влияет на расстояние между частотами. На странице о трубах и гармониках мы видели, что закрытые конические трубы имеют резонансы, частоты которых как выше, так и выше. расположены более близко, чем у закрытой цилиндрической трубы. Поэтому можно думать о введении конической или расширяющейся части трубы как о повышении частот стоячих волн и, прежде всего, о повышении частот низкочастотных резонансов. способствует этому эффекту: в быстро пылающем колоколе длинные волны (с низким тоном) менее всего способны следовать за изгибом колокола и поэтому эффективно отражаются раньше, чем более короткие волны (это потому, что их длины волн очень велики). намного длиннее, чем радиус кривизны раструба.) Поэтому можно сказать, что длинные волны «видят» фактически более короткую трубу». ^[3]

Это обеспечивает как «медный» звук духовых инструментов по сравнению с деревянными духовыми инструментами или даже металлическими инструментами, у которых нет бликов, так и увеличение воспринимаемой громкости инструмента, поскольку гармоники в диапазоне, к которому ухо наиболее чувствительно, становятся более чувствительными. теперь доставка более эффективна. Однако это усиленное излучение на более высоких частотах по определению означает меньшую энергию, передаваемую стоячим волнам, и, следовательно, менее стабильные и четко определенные ноты в более высоких регистрах, что затрудняет игру на инструменте.

На природе

Акустические рожки встречаются в природе в виде нор, построенных самцами медведок для усиления своей песни. Gryllotalpa vineae выкапывает тщательно выровненную нору без неровностей размером более 1 миллиметра. Его песня настолько громкая, что заставляет вибрировать землю; его механическая мощность в 3,5 милливатт обеспечивает пиковую громкость в 92 децибела на расстоянии одного метра. Песню можно услышать на расстоянии до 600 метров. ^[4]

Ссылки

↑ «Таймс», 18 октября 1786 г., стр. 2
^ «Дизайн рога» .
^ Акустика духовых инструментов (губная трость): введение
^ Беннет-Кларк, ХК (1970). «Механизм и эффективность производства звука у медведок». Журнал экспериментальной биологии . 52 (619–652): 619–652. дои : 10.1242/jeb.52.3.619 .

[1] «Таймс», 18 октября 1786 г., стр. 2

[2] «Дизайн рога» .

[3] Акустика духовых инструментов (губная трость): введение

[4] Беннет-Кларк, ХК (1970). «Механизм и эффективность производства звука у медведок». Журнал экспериментальной биологии . 52 (619–652): 619–652. дои : 10.1242/jeb.52.3.619 .

[1]

[2]

[3]

[4]