Keskustelu: Yleinen keskustelu: Äänenmuodostuminen?

Kun tuossa hiljaisempaa kotelo ratkaisua miettiessäni tuli tällainen juttu mieleen :

Miten äänenvoimakkuus kasvaa? Eli siis esim. jos koneessa olisi virtalähde joka päästää 15dB:tä, prossu tuuletin joka päästää 20 dB:tä, kaksi kotelo tuuletinta jotka päästävät 22dB/tuuletin niin miten kovaksi melu kasvaisi? Tietysti tähänhän vaikuttaa myös monet muut seikat, mutta miten tuon saisi teoriassa laskettua? Tuskin se taitaa mennä 15+20+22? Vai olisiko äänenvoimakkuus tuo 22dB:tä joka olisi korkein lukema? Vai miten tuo siis lasketaan?

en muista itsekään kuinka ääni nousee mutta siitä on ollut joku testi että laitettiin radio päälle josta lähti 50 db vieressä oli toinen radio joka soi yhtä kovaa laitettiin päälle, eihän se ole 100 db, se oli muistaakseni 57 tai 67 se loppu summa... mutta jotenkin näin...

tietty taho kertoi että jos 100db = 106 mutta tämäkään ei ole luotettavaa tietoa, mutta siis kummiskin pointti on se että ääni ei tuplaannu

Kahden yhtä voimakkaan äänen voimakkuus on noin 3,0102999566398119521373889472449 desibeliä suurempi kuin alkuperäinen. Jos äänet ovat erilaiset, pitää lopullinen voimakkuus laskea:
10 * log₁₀(10^{Voimakkuus1 / 10} + 10^{Voimakkuus2 / 10}) dB
Nuo kymmenellä kertomiset ja jakamiset ovat tuossa, koska yksikkönä on beli eikä desibeli (samoin kuin olisi esim. litra eikä desilitra). Koko lauseke kerrotaan taas kymmenellä, jotta saadaan taas desibelit.

Jos äänet ovat täsmälleen samat, voimakkuus kasvaa kai kaksinkertaisesti (eli 6,0205999132796239042747778944899 dB)

Ja Gaxx: Tuo on monin paikoin puuta heinää =) Ethän kuulisi mitään, jos sen aallon jokaisesta kohdasta lähtisi samanlainen aalto. Sitä paitsi, jos sellainen lähtisi myös takaisin päin, se kumoaisi perässä tulevan aallon.

Äänihän on ilman värähtelyä. Syntyy siis rengasmaisia aaltoja(samaan tapaan kun tiputat vaikkapa kiven veteen, niin syntyy regasmaisia aaltoja). Aalto etenee niin, että jokainen aallon piste(siis ympyrässä, vaikee selittää) synnyttää uuden samanlaisen "aaltoympyrän".

Eikös sitten pitäisi tapahtua niin, että syntyisi kauheasti ympyröitä ihan sikin sokin ja kaikki olisi ihan sekaisin?

Ei, kun kaksi täysin vastakkaisvaiheessa olevaa aaltoa törmää, ne kumoavat toisensa ja tuloksena on suora/sileä/tasainen(miksikä sitä nyt ikinä haluaakaan kutsua). Muut "aallonsuunnat" siis tuhoutuvat, paitsi alkurintama(vai miksikä sitä vedessänäkyviä rengasaaltoja nyt sitten kutsuisi?).

Kun sitten ajattelee kahden tälläisen aaltorintaman kohtaamista, voisi saada pääteltyä jotain äänen suurenemisesta ko. tapauksessa. Ajattelisin, että äänen kovuus riippuu mahdollisesti käytettävien äänien aallonpituuksista, ja mittauspaikasta. Joku vähän fyysikompi osaisi varmaan jopa ajatella :)

Jos on jotain korjattavaa tai lisättävää, olisi kiva, jos sen kirjottas tännekki :)

Edit: Jaahas, Metabolix ehti laittaa jo jotain tuhdimpaa tavaraa :)

Edit2: Mietin vain sitten, että kulkeeko "ääni" poikittaisina vai pitkittäisinä aaltoina ilmassa. Fysiikan tunnin esimerkeissä se oli poikittaisina, mutta kun sitä miettii, niin se voisi aivan hyvin kulkea myös pitkittäisinä. Voiskos se kenties kulkea kumpinakin? =)

Jaa, kyllä se meillä ainakin oli pitkittäistä. Ilman tihentymiä ja harventumia.
Edit: Siis ilma = air, ei ilman = without :)

Edit2: Näin minulle opetettiin 7. luokalla :) Etsi Googlella, "ääni on pitkittäistä aaltoliikettä", jos et usko.

No en tiedä sitten muuta kuin, että näin minulle ja muulle ryhmälleni opetettiin lukion kolmannella fysiikan kurssilla :)

Edit: En tiedä sitten opettajan tasosta. Ne esimerkit ei ollu kirjan esimerkkejä, vaan ope väänsi ne taululle. Kirjaa en kauheemmin lue - Teen vain ne laskut!

Tuota aaltojen kumoutumistahan käytetään juuri joissain tietokonejärjestelmissä vähentämään ääntä. Ilmeisesti jokin laite analysoi ääntä ja palauttaa sitten vastaäänen.

Olisikohan myös mahdollista saada aikaan sopivalla tavalla resonoiva materiaali tuohon tarkoitukseen? Se olisi mahdollisesti halvempi ratkaisu.

Todellakin erilaiset äänet on summattava tehoina eikä desibeleinä. Tuo alkuperäinen esimerkki, jossa summataan 15, 20 ja 22 dB äänitasot lasketaan siis 10*Log(10^1,5 + 10^2 + 10^2,2) = 24,63 dB eli voimakkain melu plus risat. Jos summattavat äänet ovat samantaajuisia, ne on summattava amplitudeina ja otettava vaihe-ero huomioon kuten Metabolix kertoikin. Tällöin tasot summattaisiin näin (mikäli ovat saman vaiheisia):
20*Log(10^0,75 + 10^1 + 10^1,1) = 29,01 dB eli huomattavasti enemmän. Vaihekulmien laskenta johtaa kompleksilukulaskentaan eli menee aika hankalaksi.
Ääntä voidaan vaimentaa aktiivisesti siten, että mitataan meluääntä, vahvistetaan ja syötetään kaiuttimeen vastakkaisena, jolloin se kumoaa alkuperäisen ainakin osittain. Tätä tekniikkaa käytetään esim. potkurikoneissa matkustustilan melutason pienentämiseen. On se melu silti joskus aika hirveä.

Asiahan on niin, että kun on kaksi yhtä voimakasta äänilähdettä, niin äänienergiaa on kaksi kertaa enemmän kuin jos olisi vain yksi lähde. Ihminen ei kuitenkaan koe sitä kaksi kertaa voimakkaampana, vaan vain hieman voimakkaampana. Sitä varten on kehitetty desibeli-asteikko, joka on logaritminen ja äänenvoimakkuuden kymmenkertaistuttua, desibeliasteikko kasvaa yhden desibelin.

PS: kymmenkantainen logaritmi ilmoitetaan lyhyesti vain lg.

Kaksi kertaa enemmän on kolminkertainen ja puolet enemmän on 1,5-kertainen. Kaksi yhtäsuurta äänilähdettä antaa siis kaksinkertaisen tehon eli intensiteetin. 10-kertainen teho vastaa yhden Belin eli 10 dB lisäystä. Ihmiskorva on todella logaritminen äänenvoimakkuuden suhteen eikä juuri erota 3 dB pienempiä voimakkuuden vaihteluita.