Lyd

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 bølgjer, med ein fart som er avhengig av mediet og temperaturen. I luft vil lyd spreie seg med ein fart på om lag 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.

Noko som har med lyd å gjere vert kalla sonisk.

Frekvens og bølgjelengd

Lydbølger er sett saman av fleire frekvenskomponentar (som ein kan finna ved hjelp av Fourieranalyse). Bølgelengda $\lambda$ til ein frekvenskomponent er avstanden mellom to toppar i lydbølgja og er relatert til lydhastigheita c og frekvensen f som:

\lambda ={c}/{f}

.

Ei lydbølgje som som berre har ein frekvenskomponent er ei rein tone. Musikk, tale, støy, osb. er sett saman av fleire frekvenskomponentar. Frekvenskomponentar som er harmonisk relaterte til grunnkomponenten, dvs. med frekvens som er multiple av grunnkomponenten, vert kalla overtonar.

Intensitet

Lydintensiteten er det same som akustisk effekt per flateeining (W/m²).

Lydtrykk

Lydtrykk er det same som amplitude til dei dynamiske endringane rundt det statiske lufttrykket 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.

Lydtrykknivå

Lydtrykknivå er lydtrykket p i dB:

L_{\mathrm {dB} }=20\log _{10}\left({\frac {p}{p_{0}}}\right)

,

der $p_{0}=20$ μPa er eit referanselydtrykk.

Eit lydtrykk på 20 μPa tilsvarar med andre ord null dB. Om lydtrykknivået vert auka med 20 dB inneber dette 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_{\mathrm {dB} }^{maks}=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.

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 – Restaurantstøy, bakgrunnsmusikk
15–30 dB – Stille innspelingsstudio, ingen aktivitet
0 dB – Høyreterskel
−20 dB – Det lågaste lydtrykket som ein hund kan høyre

Subjektiv oppfatning av lyd

Eit menneske på ca. 20 år kan høyre frekvensar mellom ca. 20 og 20000 Hz, men nokre barn kan høyre lyd over 20000 Hz. Frekvensar lågare enn 20 Hz blir kalla infralyd, medan frekvensar over 20 kHz vert kalla ultralyd. Med alderen minkar 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 difor oppfattast som svakare, sjølv om lydtrykket er det same.

Den lågaste lydtrykket eit gjennomsnittsmeneske kan høyre er om lag 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.

Sjå òg

Bakgrunnsstoff