Lyd

Frå Wikipedia – det frie oppslagsverket

Framstilling av ei lydbølgje frå ei fløyte.

Lyd eller ljod er variasjon i lydtrykket i eit komprimerbart medium, slik som gass, væsker eller fast stoff. Lyd spreier seg frå kjelda som var opphavet til vibrasjonane som bøljer, med ein fart som er avhengig av mediet og temperaturen. I luft vil lyd spreie seg med ein fart på omlag 340 m/s ved 15 gradar celcius.

Læra om lyd blir kalla akustikk, og læra om korleis lyd blir fanga opp av øyret og vidare oppfatta av hjernen kallar ein psykoakustikk.

Innhaldsliste

1 Frekvens og bølgelengde
2 Intensitet
3 Lydtrykk
4 Lydtrykknivå
- 4.1 Døme på lydtrykknivå
5 Subjektiv oppfatning av lyd
6 Sjå òg

[endre] Frekvens og bølgelengde

Frekvensen til ein lyd er kor raskt lydkjelda, og derfor mediet, vibrerer, til vanleg målt i Hertz (forkorting Hz), som er talet på vibrasjoner per sekund.

Bølgelengde $λ$ er avstanden mellom toppane i lydbølgjene og er relatert til lydhastigheita $c$ og frekvensen $f$ som: $λ = c / f$ .

Ein lyd som som berre har ein frekvens er ei rein tone. Lydar som er samansett av svært mange ulike frekvensar vil oppfattast som støy. Toner frå musikkinstrument har i tillegg til grunntona, ei rekke overtoner av ulik styrke. Overtonene har ofte frekvensar som er brøkar (slik som 1/2, 1/3 etc) av grunntona. Blåseinstrument kan ofte ha overtoner som ikkje er ein brøk av grunntona.

[endre] Intensitet

Lydintensiteten er det same som akustisk effekt per flateeining ( $W / m 2$ ).

[endre] Lydtrykk

Lydtrykk er det same som amplitude til dei dynamiske endringane rundt det statiske lyfttrykket og har eininga Pascal (Pa). For små lydtrykk er mediet tilnærma lineært og ein kan definera ein akustisk impedanse som forholdet mellom lydtrykk og akustisk parikkelhastigheit.

[endre] Lydtrykknivå

Lydtnivå, eller lydtrykknivå, er forholdet mellom målt lydtrykk og eit referanselydtrykk og vert som oftast oppgjeve i dB:

$L_\mathrm{dB} = 20 \log_{10} \left(\frac{p}{p_0} \right)$ ,

der p er lydtrykket i Pa og p₀ er referanselydtrykket.

Eit lydtrykk på 20 μPa tilsvarar med andre ord null dB. Om lydtrykket vert auka med 20 dB (2 bel) inneber dette, på ein lineær skala, ei tidobling av lydtrykket. Følsamheita til øret er tilnærma logaritmisk, slik at ei endring i lydtrykket frå 10 Pa til 100 Pa vert oppfatta som like stor som ei endring frå 1 Pa til 10 Pa. Det høver difor svært godt å nytta dB innan akustikken.

Det statiske atmosfæretrykket varierer noko, men for å ha ein typisk veri å samanlikna med har ein definert eit såkalla standard atmosfæretrykk på 101325 Pa. Dette tilsvarar difor maksimalverdien til amplituden til trykkvariasjonane. Maksimalt lydtrykknivå vert difor

$L^{maks}_\mathrm{dB} = 20 \log_{10} \left(\frac{101325}{20 \cdot 10^{-6}} \right) = 194$ dB.

Ved dette lydtrykknivået er lyfttrykket ved negativ amplitude lik 0, men lenge før ein når til dette nivået vert variasjonane ulineære.

[endre] Døme på lydtrykknivå

194 dB – Maksimalt lydtrykksnivå i luft
180 dB – Kanonskot, trommehinna sprekk
120–130 dB – Smerteterskelen
105–125 dB – Typisk høg rockekonsert
90–115 dB – Typisk diskotek
90 dB – Ofte tilrådd lydtrykknivå ved lydmiksing
80–100 dB – Mindre, lågmælt liveband
50–70 dB – Konversasjon, øyret på lydaren
50–60 dB – Restaurangstøy, bakgrunnsmusikk
15–30 dB – Stille innspelingsstudio, ingen aktivitet
0 dB – Høyreterskel
−20 dB – Det lågaste lydtrykket som ein hund kan høyre

[endre] Subjektiv oppfatning av lyd

Eit menneske på ca 20 år kan høyre frekvensar mellom ca 20 og 20000 Hz, men nokre barn kan høyre lydar over 20000 Hz. Frekvensar lågare enn dette blir kalla infralyd, medan frekvensar over dette vert kalla ultralyd. Med alderen avtek evna til å høyre høge frekvensar. Sjølv om øyret ikkje kan oppfatte infralyd direkte, så vil ein ofte kunne føle infralyd som vibrasjonar. Øyret er mest følsamt i området rundt 3500 Hz. Høgare eller lågare frekvensar vil oppfattast som om dei har mindre lydtrykknivå, sjølv om nivået målt i decibel er likt.

Den lågaste lydtrykket eit gjennomsnittsmeneske kan høyre er omlag 20 μPa (2·10^-5 N/m²), som svarar til 0 dB. Ei øvre grense er vanskelegare å definere, men det ligg ein såkalla «smerteterskel» ein plass mellom 120 og 130 dB. Lydtrykknivå over 80 dB kan vere skadelege over lang tid. Lydtrykknivå over 120 dB er skadelege, sjølv ved kort eksponering.