[TABLE=width: 400, align: center]
[TR]
[TD]Müzikal Algı
[/HR][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD=colspan: 2][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Akustik ve psikoakustik konularını daha iyi anlamak için kulaklıklar (headphone) ve kulaklık simülatörleri, gerçekten faydalıdırlar.
Kulaklıklar, sesi hoparlörler gibi vermezler. Günümüz kulaklık üreticileri, farklı akustik prensipler kullanarak çalışan ürün yelpazeleriyle karşımızdalar. Dinleyiciler bu farklı sinyal işleme teknikleriyle çalışan kulaklıklardan tercihlerde bulunma şansına sahipler.
Kulaklık seçiminde akustik ve psikoakustik konusundaki bazı bilgilerden ve bilimsel etkiden faydalanmak, doğru seçim yapılmasına ve hayal kırıklığı yaşanmamasına yarayabilir.
Akustik prensipleri hakkındaki bu yazıda basit bazı matematiksel formüller ve gerçek dünyadan bazı örnekler bulunmaktadır.
BASİT DALGALAR
Ses Dalgalarının Doğası
Basit Harmonik Hareket(başa dön)
Şekil 1
Ses dalgaları, boylam (longitudinal) dalgalardır (ışık dalgaları enine dalgalardır) ve salınım yönleri ile aynı yönde yayılırlar.
Dalgalar bu hareket sayesinde 'rarefaction' tabir edilen, hava moleküllerini sıkıstırıp gevşetme işlemi yaparlar.
Hava molekülleri sadece yukarı ve aşağı hareket ederler fakat dalga ile birlikte ileri ya da geri doğru hareket etmezler.
Şekil 1'de bir darbe etkisiyle hareket yönünde gerilen boylam (longitudinal) dalga görülmekte.
Boylam (longitudinal) dalgalar, enine (transverse) dalgalar kullanılarak tekrar oluşturulabilirler. Her iki dalga şekli de temel dalga prensiplerine uyar. Bir dalga hareketi, bir periyodunu 360 derecede tamamlar.(Şekil 2)
Şekil 2
Basit bir sinüs dalgası.
Basit bir dalga, genlik (merkezden yükseklik) ve frekans (dalganın saniyede yaptığı salınım: Hertz) kavramlarıyla karakterize edilir.
Basit bir dalganın 360 derecede tamamlanan bir salınımı periyod adını alır
T(periyod) (saniye) = 1 / f (frekans) (Hz)
Huygen Prensibi : (başa dön)
Şekil 3
Huygen analizine göre bir öndalga, sonsuz sayıda dalgaya bağlı olarak hareket eder.
Difraksiyon (diffraction) etkisi, akustikte önemli bir rol oynar ve Huygen Prensibine göre incelenen ses dalgalarının en iyi şekilde anlaşılmasını sağlar.
Tüm yönlerde ses yayan bağımsız bir ses kaynağından yayılan dalgalar, bir engelden geçerken küresel bir yayılım gösterir.
Fizikçi Christian Huygen, tüm dalgaların, sonsuz sayıda küçük, 2 boyutlu (2D) veya 3 boyutlu (3D) dalgadan oluştuğunu söylemiştir.
O halde, dalganın tamamını oluşturan, bu küçük dalgacıkların toplamıdır.
Difraksiyon (Diffraction) : (başa dön)
Şekil 4
Difraksiyon etkisi sebebiyle sonsuz sayıda küçük dalga ortaya çıkmaktadır.
Huygen prensibinden çıkan sonuç ise kenarlardan, oluklardan geçen dalganın esneyerek şekil değiştirdiğidir.
Eğer bir dalga, bir kenarı açık bir duvara çarparsa, diğer tarafa Huygen Dalgacıkları olarak geçer. Ses dalgaları, ışık dalgalarına göre daha çok esnerler (köşelerden geçen ses dalgalarını duyarız ama ışığı görmeyiz). Düşük frekanslar, yüksek frekanslara oranla daha esnektir (Difraksiyona uğramış ses daha boğuk olarak işitilir).
Örneğin, bir kolonun hoparlörü, faz dışı arka dalgaların ön dalgalar ile difraksiyon oluşturmasını ve hoparlör çıkış gücünü azaltmasını önlemek için tamamen kapalı bir kutuya ya da özel olarak hazırlanmış delikli bir kutuya yerleştirilir.
Tivitırlar (Tweeter), kolona bağlandıkları noktalarda, yüksek frekansların yayılmasını sağlayan ve yapay olmayan anti-diffraksiyon halkasına sahip gibi çalışırlar.
Yansıma (Reflection) : (başa dön)
Şekil 5
Huygen analizinde, yansıyan bir dalganın tanımlanması.
Ses dalgası, belli bir açıda bir yüzeye çarptığında, aynı açıda yansıyarak yoluna devam eder.
Yankı (Reverberation), sesin akustik bir ortamda bulunan herhangi bir nesne ya da duvardan yansıması sonucu oluşan bir etkidir ve insan beyninin uzaysal, yani 3 boyutlu (3D) duyduğunu gösteren işaretlerden biridir.
Dalga hareketi, yansıma yüzeyi düz olmayan bir ortamda gerçekleşiyorsa, parlak olmayan, küçük yüzeyler üzerinde gerçekleşen bir dizi yansımanın toplamı şeklinde, Yansıma analizi kurallarına göre yeniden yapılandırırılır.
Şekil 5'te yansıma analizinde Huygen dalgacıklarının kullanımı görülmektedir.
Ters Alan Kanunu ve Soğurma
(Inverse Square Law and Absorption) : (başa dön)
Ses dalgaları küresel bir formda yayılırlar. Ses kaynağından uzaktaki bir dinleyici sesi daha zayıf ve bas olarak duyar. r yarıçaplı kürenin ses alanı
A = 4pr2
olarak hesaplanır. Bir ses dalgasının yoğunluğu, ses kaynağına olan uzaklığın ters karesi ile orantılı bir şekilde azalır.
Aşağıdaki tabloda, P gücündeki ses kaynağından r mesafeuzaklıkta kaç dB ses basıncı oluştuğunu hesaplayan bir script bulunmakta.
(script: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/)
[TABLE=width: 100%]
[TR]
[TD]MESAFE :
r = metre = feet
Bu mesafeden dinlenen kaynağın akustik gücü :
P = watt
SES YOĞUNLUĞU:
x10^ watt/metrekare =dB[/TD]
[/TR]
[/TABLE]
Ses yoğunluğu, sesin yayıldığı hava ortamı ve yansıdığı maddenin soğurma karakteristiğine bağlı olarak değişir.
Soğurma derecesi, belli bir soğurma katsayısına bağlıdır. Bazı maddeler tüm ses frekanslarına aynı soğurma geçirgenliği ile cevap verirler fakat bazıları da tam tersi olacak şekilde, çok hassas frekans bandlarında soğurma etkisi verirler.
Örneğin; hava, 1 kHz'den daha aşağı frekanslarda, 1 kHz'den daha yukarı frekanslarda olduğundan daha hareketli bir soğurma grafiğine sahiptir.
Kulaklıklardan yayılan seste, yüksek frekanslardaki bileşenler, hoparlörlerde olduğundan daha fazla olacaktır.
Soğurma ve ters alan kanunu, bir akustik alanın yankı süresine (reverberation time) de etki eder.
Yankı süresinin uzunluğu ve seste yarattığı bozunma (decay), konser salonlarının önemli karakteristik ölçütlerinden biridir.
Kod: Tümünü seç
[b]Decay Time[/b]
1/2sn 3/4sn 1sn
ideal iyi kabul edilemez
[b]Netlik[/b]
Müzik dinlenen en iyi akustik alanlar, düzgün bir bozunma (decay) oranına sahiptirler (düzgün bir bozunma oranı, ses seviyesi değişimini engeller).
En iyi konser salonlarında yankı süresi (Reverberation Time) 2 saniye civarındadır. (Katedrallerde ~ 1.7sn)
[TABLE]
[TR]
[TD]Aditoryum[/TD]
[TD]t1
(zemin, ms)[/TD]
[TD]ReverbTime
@125Hz[/TD]
[TD]ReverbTime
@500 Hz[/TD]
[TD]ReverbTime
@2000 Hz[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Symphony Hall, Boston[/TD]
[TD]15[/TD]
[TD]2.2[/TD]
[TD]1.8[/TD]
[TD]1.7[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Orchestra Hall, Chicago[/TD]
[TD]40[/TD]
[TD]...[/TD]
[TD]1.3[/TD]
[TD]...[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Severance Hall, Cleveland[/TD]
[TD]20[/TD]
[TD]...[/TD]
[TD]1.7[/TD]
[TD]1.6[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Carnegie Hall, New York[/TD]
[TD]23[/TD]
[TD]1.8[/TD]
[TD]1.8[/TD]
[TD]1.6[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Opera House, San Francisco[/TD]
[TD]51[/TD]
[TD]...[/TD]
[TD]1.7[/TD]
[TD]...[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Arie Crown Theatre, Chicago[/TD]
[TD]36[/TD]
[TD]2.2[/TD]
[TD]1.7[/TD]
[TD]1.4[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Royal Festival Hall, London[/TD]
[TD]34[/TD]
[TD]1.4[/TD]
[TD]1.5[/TD]
[TD]1.4[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Royal Albert Hall, London[/TD]
[TD]65[/TD]
[TD]3.4[/TD]
[TD]2.6[/TD]
[TD]2.2[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Concertgebouw, Amsterdam[/TD]
[TD]21[/TD]
[TD]2.2[/TD]
[TD]2.1[/TD]
[TD]1.8[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Kennedy Center, Washington[/TD]
[TD]...[/TD]
[TD]2.5[/TD]
[TD]2.2[/TD]
[TD]1.9[/TD]
[/TR]
[/TABLE]
Doppler Etkisi (Doppler Effect) : (başa dön)
Şekil 6
Doppler Etkisi; hareket eden bir ses kaynağı ile aynı yönde yayılan dalgalar birbirlerine yaklaşırlar veya dinleyiciden uzaklaşırlar.
Hareketli bir dinleyeci, hareketli bir seskaynağı kendisine yaklaşır ve uzaklaşırken, ses perdesini (pitch) değişir şekilde algılayacaktır. (Astronomlar, uzayda yıldız hareketlerini izleyerek, ışığın da Dopler etkisi gösterdiğini bulmuşlardır)
Eğer ses kaynağı dinleyiciye doğru hareket ediyorsa, ses dalgaları beraberce ve bir demet şeklinde ileri yönelir, ses perdesi (pitch) dinleyici tarfından gerçek sesten daha tiz algılanır.
Ses kaynağı dinleyiciye ses hızında yaklaştığında ise dinleyici bir ses patlaması duyacaktır (sonic boom). Çünkü, tüm ses dalgaları dinleyicinin kulağına aynı anda gelecektir. Ses kaynağı dinleyiciden uzaklaştıkça dalga boyu uzayacaktır ve böylece ses perdesi gerçek sesten daha düşük ses perdesinde (pitch) algılanacaktır.
KARMAŞIK DALGALAR
KARMAŞIK DALGALARIN YAPISI
(SUPERPOSITION OF WAVES)
Şekil 7
Bir dalganın süperpozisyonu.
İki veya daha fazla dalga aynı yönde yayıldığında veya her biri diğerinin bölgesine geçtiğinde birbirlerinden ayrık kalırlar.
Bunun bir sonucu olarak, bir orkestradaki enstrümanlar veya bir band veya sohbet edilen bir ortamdaki konuşmacıların rasgele sesleri, aynı zamanda oluştukları halde, birbirlerinden ayırt edilebilir şekilde duyulurlar.
Aynı ortamda bulunan dalgalar, moleküler seviyede, bir araya toplanarak hareket ederler.
Müzik, karmaşık dalgalar şeklinde duyulur. Müzikal algının her türlü analizi Süperpozisyon Prensibi ile başlar.
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]