doppio bemolle)
1. Az akusztikus tér érzetét meghatározó tulajdonságoktulajdonságok
1.2. A hang visszaverődései és a felület tulajdonságai
A visszaverő felület távolságán kívül formája és anyaga is befolyásolja a hang módosulását.
1.2.1. A visszaverő felület formájának hatása a visszaverődésekre
A hanghullámok visszaverődéseinek viselkedése nagyban a függ a felület formájától.
Az egyenes felületek a beérkező hanghullámokat a beérkezési szögnek megfelelően verik vissza. Ha a hanghullám egy egyenes felületre merőlegesen érkezik, merőlegesen is távozik. Ennek következménye a csörgővisszhang jelensége, mely olyan terekben alakul ki, ahol a falak egyenesek és egymásra merőlegesek, illetve egymással szemben (oldalt vagy alul-fölül) párhuzamosak és rossz csillapítással rendelkeznek. Az ide-oda verődő, egymást gyorsan követő és fokozatosan gyengülő hang csörgővisszhangot hoz létre (8.1 hangpélda).
8.1. hang: csörgővisszhang
A görbült felületek a hanghullámokat képesek összegyűjteni vagy szétszórni. A domború felületek szétszórják, a homorúak pedig összegyűjtik a visszaverődő hullámokat. A visszaverő felület ezáltal képes erősíteni vagy gyöngíteni a hang energiáját, és különböző irányokba képes a hangot „terelni”, alakjától függően.
Tipikus felerősítő felület például a fókuszáló tulajdonsággal rendelkező íves felszín. Jól ismerjük a jelenséget, amikor egy kör alakú, mi több, kupolás tetejű teremben mindenhonnan visszaverődnek a hangok, és az ott tartózkodó emberek beszélgetését, suttogását ki lehet hallgatni. Ezen az elven működik pl. a hangtükör is, a hanghullámok fókuszálására és felerősítésére használt berendezés, melyet a hadviselésben az ellenséges repülőgépek előrejelzésére használtak.
8.3. ábra - Homorú felület – első világháborús hangtükör (Kilnsea, GB)
Az akusztikus tér
Különleges jelenség az ún. suttogó galéria, melynek működését először a londoni Szent Pál-székesegyház kupolájának erkélyén figyeltek meg. Itt a hang körben terjed, azaz körbefut az erkélyen, az oldalfal mellett állva még az egymástól távol állók is világosan értik egymás suttogását, míg a kupola átmérőjének irányában kiabált szöveg érthetetlen.
8.4. ábra - Homorú felület – Szent Pál-székesegyház, suttogó galéria
Az akusztikus tér
Diffúz visszaverődés elsősorban ún. diffúzor, azaz szétszóró felületekről jön létre. A töredezett, többféle alakú felületek kifejezetten diffúzak, ezért a beérkező direkt hullámokat részekre bontva szórják szét (l. 8.6. ábra). A szétszóródó hanghullámoknak köszönhetően nem jönnek létre olyan direkt visszaverődések, csörgővisszhangok, állóhullámok, amelyek zavaróan változtatják meg a hang jellegét, hanem a hangzás körbe tudja ölelni hallgatóját, visszaverődésekkel beterítve a teret.
8.5. ábra - Visszaverődések egyenes felületről
8.6. ábra - Visszaverődések diffúz felületről
Az akusztikus tér
1.2.2. A visszaverő felület anyagának hatása a visszaverődésekre
A visszaverődést a visszaverő felület alakja mellett annak anyaga is meghatározza. A visszaverődés ellenpólusa az elnyelés. Az egyes tárgyak elnyelési együtthatója mutatja meg, hogy a tárgyba beleütköző hang energiájának mekkora része alakul át. Az elnyelési együttható jele: α.
A kemény anyagú, sima felületű tárgyak általában visszaverik, míg a puha, porózus felszínűek elnyelik a beérkező energia nagy részét. Gyakorlatilag nincs olyan felület, amely teljes mértékben visszaverné a hanghullámokat, azaz minimális elnyelés minden anyagra jellemző. A tökéletes elnyelést az ún. süketszobában lehet megtapasztalni (8.7. ábra). A süketszobát úgy tervezik, hogy minden fala elnyelő anyagból készül, és sima felület egyáltalán nem található benne (8.8. ábra).
8.7. ábra - A berlini Technische Universitat süketszobája
Az akusztikus tér
8.8. ábra - Süketszoba falának anyaga, alakja közelről
Az elnyelés mértéke frekvenciafüggő. A 8.1. táblázatban egyes felületek elnyelési együtthatóit láthatjuk. Az adatokból kiolvasható, hogy a magasabb frekvenciákon általában nagyobb az elnyelés mértéke. (A nagyobb együttható nagyobb mértékű elnyelést jelent az adott frekvencia mellett.) A porózus anyaggal fedett szilárd falak elnyelik a magas hangokat, de visszaverik a mélyeket; e felületeket szoprán elnyelőnek nevezzük. A falambéria ezzel szemben basszuselnyelő, tehát a mély regisztereket tünteti el. A legmélyebb összetevők elnyeléséhez üreg elé rakott masszív panelekre van szükség. A középfrekvenciák elnyelésére legjobban a perforált lambéria és a szellőzőblokk szolgál.
Az akusztikus tér
8.1. táblázat - Különböző anyagok elnyelési együtthatója
Frekvenciák
felület 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz
Függöny 0,14 0,36 0,57 0,72 0,7 0,62 háromdimenziós betájolása szempontjából fontos, hogy két füllel hallunk, mivel a hangforrás(ok) helyét két pont viszonyával lehet bemérni. A két fülbe a hangok eltérő hangerővel és különböző időpontokban érkeznek.
Ezt az információt az oldalirányok megkülönböztetésére használja fel hallásunk. Az elöl, hátul, alul, felül megszólaló hangok pozícióját a fej, az orr, a fülek és a haj árnyékoló hatásának köszönhetően a szűrt hang színezete alapján azonosítjuk. Léo Kupper térérzékelési képességeinket vizsgáló kutatása azt mutatja, hogy fülünkkel, e nem túl bonyolult és magában nem mozgatható szervvel is képesek vagyunk a térben nagyon pontosan érzékelni az irányokat. „Térérzékelés a komputervilág idejében” című cikkében Kupper leírja, hogy kísérletei során egy hangkupolában a hallgatók 3151 pontot tudtak megkülönböztetni.
Mivel az agy pontosan tudja, hogy a fülkagyló pozíciójához képest merre helyezkednek el a hangforrások, könnyen becsapható ún. műfülkagyló segítségével. A fülhöz kapcsolt műfülkagylót hátrafelé fordítva vagy a két kagyló helyét felcserélve lokalizációs képességünk a kagyló helyének megfelelően átalakul. Tarnóczy Tamás Zenei akusztika című könyvében a saját kísérletére hivatkozva írja le, hogy „ha a két fülbe kis rézcsövet dugunk, s annak külső végére plasztilinból készített műfülkagylót húzunk, továbbá ezeket a kagylókat hátrafelé irányítjuk, az elöl-hátul érzékelésünk felcserélődik.”1
2. A teremakusztika tudományának kezdeti fázisa
Az épített terek hangzásképének kialakításában az 1900-as évek óta az akusztikusok nyújtanak segítséget. A teremakusztika viszonylag friss tudományág, fejlődésének kezdeteit Wallace Clement Sabine (1868–1919) nevéhez kötjük. Sabine fizikusként dolgozott, többek között a Harvard Egyetemen, Bostonban. 1895-ben az egyetem Fogg Art Museumának előadótermét tanulmányozva jutott el oda, hogy kijelenthesse, egy terem jellegét annak mérete mellett visszaverődései és elnyelési tulajdonságai határozzák meg. Munkája elismeréséül róla nevezték el sabinnak a hangelnyelés mértékegységét.
Sabint kísérletei és az előadóterem akusztikájának módosítása érdekében végzett munkája alapján felkérték, hogy legyen a bostoni Symphony Hall akusztikai szaktanácsadója. Az 1900. október 15-én felavatott koncertterem volt az első, melynek terét akusztikai előszámítások segítségével tervezték, és máig a legjobb akusztikájú termek között tartják számon.
8.9. ábra - Wallace Clement Sabine
1Tarnóczy Tamás: Zenei akusztika. Zeneműkiadó, Bp. 1982. 230–231. oldal (Eredeti forrás: TamásTarnóczy, Über den "Vorwärts-Rückwärts" – Eindruck. Acustica 8, 343 (1958)