La fuente de sonido no está en línea recta con el receptor de sonido, ¿eso hace alguna diferencia?

ingrese la descripción de la imagen aquí

Espero que los gráficos me ayuden a explicar mejor mi pregunta. Digamos que la caja sería una habitación en el cuarto piso y la fuente de sonido provendría de los autos en la calle. Está claro que en el caso A el sonido entraría en la habitación y se escucharía claramente desde el oído humano.

Lo que me interesa inspeccionar es el caso B. La línea roja allí representa un escudo a prueba de sonido. El escudo bloquearía geométricamente el sonido directo como ves. Frente al piso no habría ningún edificio cercano que pudiera hacer rebotar el sonido hacia la habitación desde la otra dirección. Entonces, solo hay aire. Sé que el sonido no es una bala que viaja en línea recta, entonces mi pregunta es: ¿Habría una disminución significativa en el sonido que se escucha dentro de la habitación si se colocara un escudo insonorizante como en la imagen en el caso B? ¿Podemos calcular un porcentaje aproximado?

Puede ser bueno darse cuenta de que el sonido es una onda de presión de aire longitudinal. Es decir, el sonido es aire moviéndose de un lado a otro. Pero así como un ventilador no puede empujar el aire hacia adelante, tampoco puede sonar.

Respuestas (2)

La situación que está describiendo es un ejemplo de difracción de Fresnel (o difracción de campo cercano).

En general, cuando una onda se propaga, cada punto del frente de onda puede considerarse como su propia fuente de ondas que viajan en todas las direcciones (llamada construcción de Huygens ). Resulta que las fuentes puntuales vecinas a lo largo de un frente de onda recto infinito solo refuerzan la dirección "hacia adelante", pero si coloca un obstáculo en el camino, puede ver esta difracción.

Las matemáticas necesarias se simplifican cuando observa el efecto de esta difracción "lejos" (lejos en comparación con la longitud de onda de la onda). En el caso del sonido, una frecuencia de 55 Hz (extremo inferior del rango de sonidos que escucha) tiene una longitud de onda de aproximadamente 6 m, por lo que en la escala de su dibujo se produciría difracción.

Esto explica por qué puede escuchar el bajo atronador de un estéreo de automóvil ruidoso antes de que el automóvil gire en la esquina, y solo puede distinguir la canción cuando el automóvil está a la vista.

El cálculo del nivel de sonido relativo en la habitación tal como se dibuja es complicado: implica una integral que generalmente se evalúa utilizando una técnica gráfica llamada espiral de Cornu , y depende en gran medida de las dimensiones y la frecuencia. Pero como regla general, "las altas frecuencias viajan más rectas". Y las "barreras de sonido" funcionan (algo) para reducir el ruido molesto (por ejemplo, el ruido de los automóviles que circulan a toda velocidad por una carretera).

Si desea estimar la atenuación, encontrará que este enlace tiene algunas ecuaciones y gráficos útiles.

ACTUALIZAR

Hay un problema con el enlace dado: define el número de Fresnel como

norte = 2 d λ

Pero tiene una definición confusa de d . Para que las cosas funcionen, debe establecer la distancia en línea recta desde la fuente hasta el receptor para D (no d ). Si haces eso, entonces

d = A + B − D

y el número de Fresnel es

norte = 2 A + B − D λ

Entonces, de acuerdo con el gráfico de barrera de Fresnel en el enlace que proporcionó, estamos hablando de una atenuación de entre 5 y 25 dB, ¿correcto?
@ArditS. Depende del número de Fresnel. El gráfico muestra el resultado para valores entre 0,01 y 100, por lo que muestran una atenuación de 5 a 25 dB, pero debes calcularlo (el número de Fresnel) para tu geometría y la longitud de onda del sonido de interés (del 1 / λ relación se puede ver que las longitudes de onda más largas atenúan menos). Por supuesto, la situación real se complica aún más debido a la ventana, pero la estamos ignorando por ahora.
¡Entiendo! En mi caso, d es de 20 metros y la frecuencia del ruido del tráfico es de alrededor de 3000 Hz, por lo que una longitud de onda de 0,1 m. El número de Fresnel sería: N = 2d/λ = 2*20 / 0.1m = 400Con un número de Fresnel de 400, la atenuación estaría entonces cerca de los 30 dB. ¡Gracias!
Nota - d es la diferencia entre la línea directa de la fuente al receptor y la línea indirecta que rodea el obstáculo. Para una configuración razonable, no creo que sea tanto como 20 m. Mira el diagrama en el enlace. Si no puede resolverlo, actualizaré la respuesta ...
Acabo de volver a leer el enlace y me doy cuenta de que MUY ÚNICAMENTE usan el símbolo d dos veces - una vez para la distancia total, y una vez más en la expresión d = A + B − d . El d en el lado izquierdo de esa ecuación realmente debería haber un símbolo diferente al de la derecha. Distancia de la llamada entre la fuente y el receptor D , entonces d = A + B − D . Y use d para calcular el número de Fresnel.
Veo. Entonces el número de Fresnel es d = 3+17-15 = 5YN = 2*5/0.1 = 100
@ArditS. - Eso parece más razonable. Como puede ver, las frecuencias más bajas (rumble) estarán mucho menos atenuadas que las frecuencias más altas.

Se beneficiará al encontrar algunos tutoriales sobre teoría de ondas. En resumen, suponiendo un frente de onda esférico desde el emisor, tiene razón, no hay una ruta directa al receptor. Sin embargo, el borde de su absorbedor causa difracción (principio de Huygen), por lo que parte de la onda de sonido (energía) llegará al receptor. Puede ver una demostración de esto, por ejemplo, en el tutorial de mike-willis .

La fuente de sonido no está en línea recta con el receptor de sonido, ¿eso hace alguna diferencia?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v