No fysik ljud kompendium vt16(149 kB, pdf)

(Från: http://www.voodoofilm.org/artikel/ljud)
Vad är ljud?
Ljud är vibrationer i luften som orsakar tryckvariationer som utbreder sig som ljudvågor,
vilket i sin tur påverkar dina öron. Med andra ord uppstår ljud genom att ljudkällan sätts i
svängning och ljudvågorna fortplantas genom luften.
En mikrofon omvandlar sedan tryckvariationerna till spänningsvariationer. En högtalare
fungerar som en omvänd mikrofon genom att omvandla spänningsvariationerna till
tryckvariationer.
Kort och gott: ljudkällan skakar och ljudet flyger iväg i luften, öronen skakar i takt med ljudet
precis som mikrofonen. Därefter skakar också högtalaren i takt - och vi hör ljud.
Amplitud
Ljudstyrkan, eller amplituden som det kallas på fackspråk, mäts i enheten decibel (dB). Den
följer en så kallad logaritmisk skala, vilket innebär att en ökning med 10 dB fördubblar den
upplevda ljudstyrkan. 50 dB är exempelvis 10 000 gånger så mycket som 10 dB. 0 dB är det
svagaste ljudet vi människor kan uppfatta, medan 60 dB är vanlig samtalston. Den minsta
förändringen vi människor kan höra är en ökning eller minskning med 3 dB.
Skillnaden mellan den svagaste och det starkaste ljudet kallar vi för dynamik och örat har en
mycket stor dynamik.
Ljudtyp
Ljudnivå
Relativ ljudenergi
Hörbarhetsgräns
0 dB
1
Klocka
10 dB
10
Viskning
20 dB
100
Hus på landet
30 dB
1 000
Lägenhet, restaurangssorl
40 dB
10 000
Kontor, tyst bil
50 dB
100 000
Samtal på 1 m avstånd
60 dB
1 000 000
Gatubuller, normalt verkstadsljud
70 dB
10 000 000
Bilhorn
80 dB
100 000 000
Motorcykel, bullrande fabrik
90 dB
1 000 000 000
Symfoniorkester
100 dB
10 000 000 000
Tryckluftsborr, ljudanläggning
110 dB
100 000 000 000
Jetflygplan på nära håll
120 dB
1 000 000 000 000
Smärtgräns
130 dB
10 000 000 000 000
Låg amplitud ger låg ljudstyrka och vi registrerar ett svagt ljud (exempelvis en viskning).
Hög amplitud ger hög ljudstyrka och vi registrerar ett starkt ljud (exempelvis ett jetplan).
Tonhöjd
Du har säkert försökt prata med en extrem mörk röst någon gång - precis som de som talar in
speaker för filmtrailers. Vad man egentligen gör är att man sänker tonhöjden. Försöker man
istället prata ljusare så höjer man tonhöjden. Ett ljuds tonhöjd (även kallat frekvens) är de
antal svängningar som ljudet gör per sekund. Svängningarna mäts i enheten Hertz (Hz) och 1
Hz är detsamma som en svängning på en sekund. En låg frekvens ger en basaktig ton medan
en hög frekvens ger en diskantaktig ton. Tonhöjden blir lägre då avståndet
mellan våglängderna blir längre, medan "höjden" för frekvensen är konstant. Det mänskliga
örat hör frekvenser mellan 20-20 000 Hz, men detta är mycket individuellt samtidigt som det
försämras med åldern.
Hundvisselpipan frånger exempelvis ljud som ligger på en frekvens över 20 000 Hz (20 kHz)
vilket innebär att hundar hör ljudet, men inte vi människor.
Tonområde
Frekvens
Bas
10 Hz - 200 Hz
Mellanregister
200 Hz - 5 000 Hz
Diskant
5 000 Hz - 20 000 Hz
Omfånget för mellanregistret kan dock variera. Ett vanligt förekommande begrepp är också
så kallad pitch. Att pitcha ett ljud innebär att man ändrar dess tonhöjd och därmed gör
exempelvis en mansröst ljusare, eller en kvinnoröst mörkare.
Lång våglängd ger låg tonhöjd och vi registrerar ett basljud (exempelvis en mansröst).
Kort våglängd ger hög tonhöjd och vi registrerar ett diskantljud (exempelvis en kvinnoröst).
Ljudhastighet
Ljudet rör sig i en hastighet om ungefär 340 meter/sekund i luften. I vatten rör sig ljudet 1
500 meter/sekund.
Temperatur (°C)
Ljudhastighet (m/s)
-10
325,4
-5
328,5
0
331,5
5
334,5
10
337,5
15
340,29
20
343,4
25
346,3
30
349,2
Sammanfattning

Amplituden är ljudets styrka och mäts i decibel (dB).

En ökning med 10 dB fördubblar den upplevda ljudstyrkan.

Hög amplitud ger hög ljudstyrka, låg amplitud ger låg ljudstyrka.

Tonhöjden eller frekvensen är hur lågt eller högt en ton låter, såsom en mansröst eller
kvinnoröst.

1 Hertz (Hz) är 1 svängning per sekund. Människor hör i omfånget 20 till 20 000 Hz (20
kHz).

Amplituden "mäts" på höjden, medan tonhöjden/frekvensen mäts på längden.
( Från: http://www.1177.se/Fakta-och-rad/Sjukdomar/Tinnitus/)
Ljud består egentligen av vågor. När ljudvågorna når trumhinnan sätts den i rörelse.
Vågrörelsen förmedlas vidare av de tre hörselbenen, som även förstärker ljudet. Stigbygelns
svängningar i det ovala fönstret fortplantas till snäckan. Tryckförändringar i vätskan aktiverar
sinnesceller i snäckan.
Informationen från sinnescellerna leds sedan som nervimpulser genom hörselnerven till
hörselcentrum i tinningloben. Först när impulserna når hörselcentrum blir man medveten om
ljudet.
Tinnitus innebär att du hör ljud som inte har någon känd källa. Ibland upplevs ljuden som
väldigt besvärande. Tinnitus förekommer ofta i samband med en hörselskada. Omkring var
tionde person i Sverige har erfarenhet av tinnitus. Av dessa är det ungefär 100 000 som har
så svåra besvär att deras dagliga liv påverkas.
De vanligaste orsakerna till tinnitus är bullerskador och hörselnedsättning på grund av att
man har blivit äldre. Tinnitus är inte en sjukdom utan ett symtom och kan beskrivas som ljud
i öronen som inte kan uppfattas av omgivningen. Ljudet skiljer sig åt från person till person
och det vanligaste är att du upplever en högfrekvent ton. Men du kan också uppleva flera
olika ljud som till exempel ett tjutande, susande eller brummande.
Hur kan jag förebygga tinnitus?
Det går att förebygga tinnitus genom att inte utsätta öronen för alltför höga ljud. Du bör
använda hörselkåpor om du använder högljudda maskiner och skydda öronen med
öronproppar, så kallade musikproppar, när du går på konserter eller andra tillställningar där
ljudet är högt. Om ljudnivån är så hög att det inte går att prata som vanligt bör du skydda
öronen. Lockkänsla i öronen och öronsus är tecken på att du utsatts för ljud som varit för
starkt.
Ljudhastighet i andra ämnen
Ämne
Ljudhastighet
(m/s)
Helium
970
Alkohol
1 213
Bly
1 220
Väte
1 270
Sötvatten
1 480
Havsvatten
(21 °C, 3,5 % sälta)
1 520
Människokroppen
1 558
Plexiglas
1 800
Torra, mjuka träslag
3 350
Betong
3 400
Furu
3 800
Glas (typ 1)
4 500
Mjukt järn
5 050
Järn (stål)
5 150
Aluminium
5 150
Glas (typ 2)
5 200
Gipsskiva
6 800