הצגת המקור של הדף "אקוסטיקה"

{{פירוש נוסף|נוכחי=ענף בפיזיקה|אחר=|ראו=[[אקו]]}}
'''אקוסטיקה''' (ב[[עברית]]: "תורת הקול") הוא ענף ב[[פיזיקה]] העוסק בחקר ה[[קול]], [[גל]]ים מכניים ב[[גז]]ים, [[נוזל]]ים ו[[מוצק]]ים. מדען העוסק באקוסטיקה נקרא '''אקוסטיקאי'''. השימוש במדע האקוסטיקה בתעשייה ובטכנולוגיה מכונה [[הנדסה אקוסטית]]. ישנה חפיפה רבה בין תחומי העניין והעיסוק של אקוסטיקאי ושל [[מהנדס]] אקוסטיקה.

תחומי המשנה העיקריים של אקוסטיקה כוללים בין השאר:
* {{קישור שפה|אנגלית|Aeroacoustics|אווירואקוסטיקה}} – חקר יחסי הגומלין בין קול לבין זרימת גזים. לתחום זה שימושים מעשיים ב[[אווירודינמיקה]], כגון חקר הרעש הנוצר בידי [[מטוס סילון|מטוסי סילון]] והפיזיקה של [[בום על-קולי|בומים על-קוליים]].
* [[אלקטרואקוסטיקה]] – חקר של יצירת ומדידת קול בידי מכשור אלקטרוני כגון [[רמקול]]ים, [[מיקרופון|מיקרופונים]], [[סונאר]], [[הידרופון]] ועוד.
* [[אקוסטיקה ארכיטקטונית]] – חקר התנהגות הקול במבנים. עוסק בין השאר בהתנהגות הקול ב[[אולם קונצרטים|אולמות קונצרטים]] וב[[אודיטוריום|אודיטוריומים]], אולם גם בהתנהגות הקול ב[[בתי מגורים]], בתי משרדים ומפעלי תעשייה.
* [[אקוסטיקה ביו רפואית|אקוסטיקה ביו-רפואית]] – חקר השימוש בקול במדע ה[[רפואה]] – למשל: השימוש ב[[אולטרה סאונד]] לבדיקות ולטיפולים.
* [[אקוסטיקה מוזיקלית]] – חקר האקוסטיקה של [[כלי נגינה]].
* [[אקוסטיקה פיזיקלית]] – חקר האינטראקציה של קול עם חומרים שונים, ובכלל זה [[תרמואקוסטיקה]] (האינטראקציה של קול ו[[חום (פיזיקה)|חום]]).
* [[אקוסטיקה תת-מימית]] – חקר התקדמות [[קול|גלי הקול]] ב[[מים]].
* [[ביואקוסטיקה]] – חקר השימוש בקול בידי [[בעלי חיים]] כגון [[לווייתנאים|לווייתנים]], [[דולפין|דולפינים]] ו[[עטלפים]].
* [[פסיכואקוסטיקה]] – חקר תגובתם של בני-אדם לקולות, [[שמיעה]], וכו'.
* [[פליטה אקוסטית]] – תופעה פיזיקלית של פליטת קול עקב דפורמציה או התפתחות שבר בחומר.

==גלי קול – גל מכני==
גל קול (גל מכני), המאופיין על ידי מהירותו, [[אורך גל|אורך הגל]] שלו וה[[משרעת]] (אמפליטודה) שלו. [[מהירות הקול]] תלויה בתווך דרכו עובר הקול, ב[[טמפרטורה]] של התווך, וגם ב[[לחץ]] התווך. מהירות הקול היא בערך 340 [[מטר בשנייה]] באוויר ו-1,500 מטר בשנייה במים. אורך הגל הוא המרחק משיא אחד של הגל לשיאו הבא; אורך הגל של גל קול, <math>\lambda</math>, תלוי ביחס בין מהירות הגל, <math>v</math>, לבין תדירותו <math>f</math>:

: <math>
\lambda = \frac{v}{f}
</math>

==מידת לחץ הקול==
המשרעת של גל קול מאופיינת בדרך-כלל בעזרת [[לחץ קול|לחץ הקול]]. בסביבה רגילה ניתן למצוא טווח נרחב מאוד של [[לחץ|לחצים]], ולפיכך מקובל למדוד את לחץ הקול ב[[סקאלה לוגריתמית]], ביחידת המידה [[דציבל]]. אם <math>p</math> הוא [[שורש ממוצע הריבועים]] של משרעת לחץ הקול אזי מידת לחץ הקול (sound pressure level, SPL) מוגדרת כ-20 פעמים הלוגריתם של היחס בין <math>p</math> לבין לחץ ידוע כלשהו, <math>p_0</math>

ניתן לחשב את מידת לחץ הקול בדציבלים כך:

: <math>
L_p =20\, \log_{10}\left(\frac{p_1}{p_0}\right)=10\, \log_{10}\left(\frac{p_1^2}{p_0^2}\right)dBSPL
</math>

הלחץ הידוע <math>p_0</math> בו משתמשים הוא סף [[טווח השמיעה]] האנושי:

: <math>p_0 = 2 \cdot 10^{-5} Pa</math>

(דהיינו, 20 מיקרו-[[פסקל (יחידת מידה)|פסקל]]; במים, סף השמיעה הוא מיקרו-פסקל אחד).

==עוצמת הקול==
בדברנו על רמות קול יש להבדיל בין מידת [[לחץ קול|לחץ הקול]] לבין מידת כוח הקול. מידת [[לחץ]] הקול נמדדת בעזרת [[מיקרופון|מיקרופונים]] ומכשירים דומים, וניתן למדוד אותה ישירות. מידת עוצמת הקול, לעומת זאת, היא מידה של כמות האנרגיה המושקעת (ב[[רמקול]], למשל) כדי לייצר קול. בשל גורמים סביבתיים והשפעות אחרות, כמות האנרגיה המשמשת להפקת הקול לא בהכרח שווה למידת הקול הנתפשת בחושיו של השומע.

לא ניתן למדוד עוצמת קול ישירות, ולכן מידה זו מחושבת על-פי נתונים אחרים. ישנן שתי שיטות מקובלות למדידתה: "השיטה הישירה" ו"השיטה ההשוואתית". בשיטה הראשונה מודדים את עוצמת הקול על ידי חישוב משוואה הכוללת את התנאים הסביבתיים (כגון [[טמפרטורה]], [[לחות]], זמן [[תהודה]] וכו') ואת לחץ הקול. בשיטה השנייה, משווים את לחץ הקול ללחץ קול המופק באותם תנאים ממקור קול מוכר המפיק עוצמת קול ידועה וקבועה, והשוואת לחץ זה עם לחץ הקול הנמדד. שתי השיטות אמינות ומדויקות באותה המידה.

==חדרי הדהוד וחדרים שקטים==
מדידות כמו אלה שנזכרו לעיל מבוצעות לעיתים ב[[חדר הדהור|חדרי הדהוד]] או ב[[חדר שקט|חדרים שקטים]]. חדרי הדהוד מתוכננים כך שייצרו [[הד]]ים מתמשכים של גלי קול, זאת כדי ליצור רמת קול אחידה מאוד, המגיעה באותה מידה מכל הכיוונים, אם חדר ההדהוד נבנה שלא כהלכה יגיעו ההדים של גלי הקול אל המאזין בזה אחר זה ולא בבת אחת, וייצרו רצף מעורבל במקום צליל נקי. דוגמאות טיפוסיות לחדרים בעלי מאפיינים הדומים לחדרי הדהוד הן מנהרות בטון ומערות.

לעומתם, חדרים שקטים נבנים כדי לדמות "[[שדה חופשי]]". שדה חופשי הוא ייצוג תאורטי של מרחב אינסופי, בו אין החזרה של גלי קול (כלומר, אין הדים). בחדרים כאלה, הקול היחיד הוא הקול ממקור הקול הנמדד. החדר השקט הראשון נבנה בשנת [[1940]] ב[[מעבדות בל]]. עובי קירותיו החיצוניים כמטר, כדי למנוע כניסת רעש חיצוני, והם מרופדים מבפנים בחיפוי מיוחד הבולע 99.995% מגלי הקול בתדירות הגבוהה מ-200 [[הרץ]].

==ראו גם==
* [[STC]]
* [[תהודה]]
* [[צליל]]
* [[כלי נגינה]]
* [[עיבוד אותות קול]]
* [[סונולוגיה]]
* [[מדידה אקוסטית]]

== קישורים חיצוניים ==
{{ויקישיתוף בשורה}}
* {{בריטניקה}}
{{תקציר פורטל|פיזיקה}}
* [https://web.archive.org/web/20160820081731/http://www.acoustics.org.il/ אתר האגודה הישראלית לאקוסטיקה]
* {{ynet|יוגב ישראלי, יואב זיתון|גם אתם שמעתם הלילה פיצוצים? כנראה בגלל ההפצצות בעזה - זה ההסבר|news/article/syfxi3bgke|16 בנובמבר 2024}}
{{נושאים בפיזיקה}}

{{בקרת זהויות}}

[[קטגוריה:אקוסטיקה|*]]
[[קטגוריה:תחומים בפיזיקה]]