Problemløsning - Hvad er lyd?

Hvad er lyd?

For at få en forståelse af hvad lyd omfatter, har jeg fordybet mig i hvad lyd egentlig er og hvad der sker når den har forladt et udgangspunkt.

I daglig tale omfatter lydbegrebet normalt kun vibrationer overført gennem luft og opfattet af hørelsen. Lyd er en gentagende forplantning af trykbølger gennem luft og andre stoffer. Disse trykbølger kan som andre trykbølger beskrives ved deres frekvens, som er antallet af bølger pr. tidsenhed også kaldet Hz (hertz).
Et helt almindelig menneske kan høre lyde fra 20 Hz og til ca 20.000 Hz. Bølger kan beskrives ved deres bølgelængde, dette er afstanden fra den ene bølgetop til den anden.

Bølgelængden står omvendt ifht. til frekvensen. Frekvensen kan beregnes som lydens hastighed divideret med bølgelængden. Herefter kan lydbølger beskrives ved deres styrke. Styrken vil angive lydstyrken, som ofte måles i dB (decibel).
Lydens hastighed afhænger af det materiale den forplanter sig igennem samt temperatur. Derfor vil lydens hastighed være forskellige, alt efter hvilket stof den bevæger sig i, temperatur og overflader.

Akustik er en gren af fysik, og er studiet af lyd og bølger i gasser, væsker og faste stoffer. En lydbølge er defineret af dens fart, styrke og frekvens. Lydens hastighed afhænger i høj grad af mediet den bevæger sig igennem, men dog også af temperatur. Lydens hastighed er ca. 343 m/s i luft ved 1 atm. tryk ved 20 grader. Bølgelængden er lig med afstanden mellem to toppunkter på en bølge. Lydens bølgelængde, ${\displaystyle \lambda }$ er relateret til lydens hastighed ${\displaystyle v}$ og dens frekvens, ${\displaystyle f}$ ved formlen:  



Lyd er derfor vigtigt for sundhed og komfort i boliger, og er derfor også en væsentlig faktor ved byggeriets opførelse.

Lydreflektion

Rammer en lydbølge et andet udgangspunkt, hvori lydhastigherden er en anden, vil den del af bølgen reflekteres. Jo større forskel der er imellem de to udgangspunkters lydhastighed, desto større del af lydbølgen vil kastes tilbage. Den reflekterede bølge vil interferere med den oprindelige, og der kan derved opstå lokale områder, hvori den oprindelige lyd forstærkes, og ved andre svækkes den eller helt udslukkes.
I rør fører interferensen til stående bølger, kaldet lydresonanser. Dette er grundlaget for lyddannelser i flere musikinstrumenter, men også for menneske stemmen. Her opstår der et planparallelt lydfelt, men kun bølgelængden er væsentlig længere end rørets diameter.
I et lukket rum med hårde vægge, vil lydbølger med bølgelængde være væsentlig kortere, end rummets dimensioner. Rummets dimensioner vil tilbagekastes i mange forskellige retninger, og tilnærmelsesvis danne et diffust lydfelt, karakteriseret ved at lydtryksniveauet er ens overalt og i alle retninger. Et lydfelt af denne art tilstræbes i f.eks. koncertsale.

Lyddæmpning

Lyd som eksempelvis udbreder sig igennem luft i et frit felt, vil udover en mulig svækkelse være forårsaget af lydfeltets karakter og vil yderligere blive dæmpet pga. gnidninger. Denne dæmpning har især betydning over større afstande, og er størst ved høje frekvenser.
Det er årsagen til, at torden lyder så skarp. Når et lyn er i nærheden og buldre, er afstanden til lynnedslaget er stor.

Akustik

Den del af fysikken, der hander om at lære lyd, kaldes akustik. Rumakustik omhandler lyd i rum, mens bygningsakustik handler om lyd og lydudbredelse mellem rum gennem bygningsdele. Måden som lyden påvirker og lydudbredelse foregår på forskellige måder, det er naturligt at skelne mellem luftlyd og bygningslyd. Luftlyd er at lyden opstået i luften. Bygningslyd er betegnelsen for lydudbredelse gennem de faste bygningsdele.

Lydopfattelse

Mennesket er et hvirveldyr og opfatter lyd med ørene. Forbindelsen mellem det ydre ører og mellemøret er øregangen. De to ører og det ydre øre gør at man kan retningsbestemme lyd, mens øregangen giver en forstærkning af lyden. Trommehinden virker som en slags mikrofon der opfanger mekaniske svingninger. Mellemøret overfører trommehindens vibrationer til det inder væskefyldte øre. I dette område transformeres væskesvingningerne til nerveimpulser ad ca. 15.000 hårceller placeret langs den såkaldte basilarmembran. Herfra ledes nerveimpulserne til hjernen, hvor den egentlige lydopfattelse finder sted.

Lydabsorption

I forhold til lyd findes der flere forskellige absorptionsklasser.

Klassifikation af lydabsorbenter i lydabsorptionsklasse A-E iht. EN ISO 11654.
A er den højeste klassifikation.

Sundhed

Lydforholdene i en bolig er ultra vigtige for sundhed og komfort, idet gode lydforhold er en væsentlig del af et godt indeklima. Det gælder både fravær af støjgener, f.eks. fra naboer, trafik og installationer og at akustikken i rummet er tilpasset anvendelsen.

Høje lydtryksniveauer kan forårsage alvorlige fysiologiske skader i øret, især på ørets hårceller. Der er stor forskel på hvad hvert enkelte menneske kan udsættes for. Risikoen er en sammenhæng mellen lydtrykket og den samlede varighed af eksponeringen. I mange lande er man blevet meget bevidst på netop dette områden og der er udarbejdet arbejdsmiljølove med øvre grænser for lydniveauer og dens påvirkning. I Danmark har man en støjdosis grænse på 85 dB, hvilket anses for at være risikofrit. Man ser ofte de farlige arbejdsmiljø'er i maskinindustrien, byggeindustrien og hos professionelle musikere.
WHO, Verdenssundhedsorganisationen, mener at overdreven støj skader menneskers sundhed alvorligt og forstyrrer folks daglige aktiviteter i skolen, på arbejdet, derhjemme og i fritiden. Det kan forstyrre søvn, forårsage kardiovaskulære (kredsløbsproblemer) og psykofysiologiske virkninger, reducere ydeevne og fremkalde irritationsreaktioner og ændringer i social opførsel.

Hvis du vil vide mere, henvises til flg. link:
http://www.euro.who.int/en/health-topics/environment-and-health/noise

Ultralyd

Lyd med frekvens over 20.000 Hz kaldes ultralyd. Det vil sige, at tonerne overstiger den øvre grænse for, hvad et menneskelige øre kan opfatte. Der er ingen teoretisk øvre frekvensgrænse for ultralyd.

Ultralyd har nøjagtig de samme fysiske egenskaber, som lyd i det hørbare område. På grund af den korte bølgelængde ligner udbredelsen af ultralyd mere lysets udbredelse end udbredelsen af hørbar lyd. Ligesom lys kan ultralyd således fokuseres til en smal ’stråle’, hvorved der kan opnås en meget høj intensitet.

Ultralyd har fundet anvendelse på en række medicinske og tekniske områder, fx ved skanning og til at fjerne fx nyresten og tandsten.

Hvis du vil vide mere, henvises til flg. link:
https://fysikleksikon.nbi.ku.dk/l/lyd/
http://denstoredanske.dk/It,_teknik_og_naturvidenskab/Fysik/Akustik/lyd
https://da.wikipedia.org/wiki/Lyd
https://www.musikipedia.dk/frekvens
http://www.fysikbasen.dk/index.php%3Fpage=Database&subpage=visForloeb&id=16.html