कक्ष ध्वनिकी

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कक्ष ध्वनिकी आंशिक रूप से संलग्न होने वाले स्थानों में ध्वनि के व्यवहार से संबंधित ध्वनिकी का मुख्य उपक्षेत्र है। इसके लिए किसी कमरे की संरचना के विवरण में इसके भीतर उत्पन्न होने वाली ध्वनि तरंगों के व्यवहार को प्रभावित करता है, जिसमें ऑडियो आवृत्ति के अनुसार अलग-अलग प्रभाव रहते हैं। इस प्रकार भौतिकी में ध्वनिक परावर्तन, विवर्तन, और प्रसार ध्वनिकी की विशिष्ट आवृत्तियों और स्थानों पर सामान्य मोड और स्थायी तरंग वाली प्रतिध्वनि और अद्वितीय पुनर्संयोजन अनुक्रम जैसी श्रव्य घटनाएँ बनाने के लिए संयोजित हो सकते हैं।

आवृत्ति क्षेत्र

जिस प्रकार ध्वनि किसी कमरे में व्यवहार करती है उसे मुख्य रूप से चार अलग-अलग आवृत्ति क्षेत्रों में विभाजित किया जा सकता है:

  • पहला क्षेत्र उस आवृत्ति से नीचे रहता है जिसकी तरंग दैर्ध्य उस कमरे लंबाई से दोगुनी है। इस क्षेत्र में ध्वनि स्थिर वायु दाब में परिवर्तन के समान व्यवहार करती है।
  • उस क्षेत्र के ऊपर, जब तक कि तरंग दैर्ध्य कमरे के आयामों के बराबर न हो जाए[lower-alpha 1] तब तक कमरे की प्रतिध्वनि का प्रभाव रहता है। इस प्रकार इस संक्रमण आवृत्ति को लोकप्रिय रूप से मैनफ़्रेड आर. श्रोएडर आवृत्ति या क्रॉस-ओवर आवृत्ति के रूप में जाना जाता है और यह निम्न आवृत्ति को अलग करती है जो मध्य और उच्च आवृत्ति से छोटे कमरों के भीतर स्थायी तरंगें बनाती हैं।[3]
  • तीसरा क्षेत्र जो लगभग 2 सप्तक तक फैला हुआ है, चौथे क्षेत्र में संक्रमण है।
  • चौथे क्षेत्र में ध्वनियाँ प्रकाश की किरणों के समान व्यवहार करती हैं जो कमरे के चारों ओर उत्पादित होती हैं।

प्राकृतिक मोड

मॉडल संख्या (एम = 0, 1) और (एन = 1, 2, 3) के लिए प्लॉट किए गए अक्षीय मोड (शीर्ष पंक्ति) और स्पर्शरेखा मोड (नीचे पंक्ति) का दबाव
See also: कक्ष मोड and सामान्य मोड

श्रोएडर आवृत्ति के अनुसार आवृत्तियों के लिए ध्वनि की कुछ तरंग दैर्ध्य कमरे की सीमाओं के भीतर अनुनादों के रूप में निर्मित होगी, और प्रतिध्वनि आवृत्तियों को कमरे के आयामों का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है। इस प्रकार दो बंद सिरों के साथ पाइप के अंदर स्थायी तरंग की गणना के समान, इस प्रकार आवृत्ति और किसी विशेष स्थिति में उन मोड्स का ध्वनि दबाव सीधी रेखा के कमरे के रूप में परिभाषित किया जा सकता है-

जहाँ कमरे के X-, Y-, और Z-अक्ष से संबंधित मोड संख्याएं हैं, इस कारण में ध्वनि की गति है , मीटर में कमरे के आयाम हैं। ध्वनि तरंग का आयाम है, और कमरे के अंदर निहित बिंदु के निर्देशांक हैं।[4] इस प्रकार कमरे के तीनों आयामों में मोड हो सकते हैं। इस प्रकार अक्षीय मोड आयामी हैं, और समानांतर दीवारों के सेट के बीच बनते हैं। इस प्रकार स्पर्शरेखा मोड द्वि-आयामी हैं, और इसमें चार दीवारें सम्मलित हैं जो अंतरिक्ष को दूसरे से लंबवत बांधती हैं। अंत में, इस मोड के सरलीकृत आयताकार कमरे के भीतर सभी दीवारों पर इसका प्रभाव रहता है। [5]

बोनेलो सिद्धांत के अनुसार मनोध्वनिकी की अवधारणाओं का उपयोग करते हुए मोडल घनत्व विश्लेषण पद्धति, पहले 48 कमरे के मोड का विश्लेषण करती है और सप्तक के प्रत्येक एक-तिहाई में मोड की संख्या को प्लॉट करती है।[6] इस प्रकार वक्र नीरस रूप से बढ़ता है और इस प्रकार सप्तक के प्रत्येक एक-तिहाई में पूर्ववर्ती की तुलना में अधिक मोड होने चाहिए।[7] इस प्रकार कमरे के सही अनुपात को निर्धारित करने के लिए अन्य प्रणालियों को हाल ही में विकसित किया गया है।[8]

कमरे की प्रतिध्वनि

मोडल डेंसिटी मानदंड का उपयोग करते हुए कमरे के सर्वोत्तम आयामों को निर्धारित करने के पश्चात, अगला चरण सही अनुरणन समय का पता लगाना है। सबसे उपयुक्त पुनर्संयोजन समय कमरे के उपयोग पर निर्भर करता है। इस प्रकार ओपेरा थिएटर और कॉन्सर्ट हॉल के लिए लगभग 1.5 से 2 सेकंड की आवश्यकता होती है। इस प्रकार स्टूडियो और सम्मेलन कक्षों के प्रसारण और रिकॉर्डिंग के लिए, सेकंड से कम मूल्य का अधिकांशतः उपयोग किया जाता है। अनुरणन का अनुशंसित समय हमेशा कमरे के आयतन पर निर्भर करता है। इस प्रकार कई लेखक अपना-अपना मत देते हैं, [9] इस प्रकार प्रसारण स्टूडियो और सम्मेलन कक्षों के लिए अच्छा सन्निकटन है:

TR[1 kHz] = [0.4 Log (V+62)] - 0.38 सेकंड,

V के साथ = मी3 में कमरे की मात्रा रहती हैं।[10]

आदर्श रूप से, RT60 का मान 30 से 12,000 Hz तक की सभी आवृत्ति पर लगभग समान होना चाहिए।

वांछित RT60 प्राप्त करने के लिए, कई पुस्तकों में वर्णित कई ध्वनिकी सामग्री का उपयोग किया जा सकता है।[11][12] इस प्रकार 1979 में ऑस्कर बोनेलो द्वारा कार्य का मूल्यवान सरलीकरण प्रस्तावित किया गया था।[13] इसमें 1 मीटर2 के मानक ध्वनिक पैनल का उपयोग होता है कमरे की दीवारों से लटका हुआ है (केवल अगर पैनल समानांतर हैं)। ये पैनल तीन हेल्महोल्ट्ज़ अनुनादकों और लकड़ी के दोलित्र पैनल के संयोजन का उपयोग करते हैं। इस प्रकार यह प्रणाली कम आवृत्तियों (500 हर्ट्ज से कम) पर बड़ा ध्वनिक अवशोषण देती है और लोगों, पार्श्व सतहों, छत आदि द्वारा विशिष्ट अवशोषण की भरपाई के लिए उच्च आवृत्तियों पर कम करती है।

एक विसारक के साथ ध्वनि उपचार दिखाने वाला आरेख

ध्वनिक स्थान ध्वनिक वातावरण है जिसमें पर्यवेक्षक द्वारा ध्वनि सुनी जा सकती है। 'ध्वनिक स्थान' शब्द का उल्लेख सबसे पहले प्रोफेसर और दार्शनिक मार्शल मैक्लुहान ने किया था।

ध्वनिकी की प्रकृति

वास्तव में, ध्वनिकी के कुछ गुण हैं जो ध्वनिक स्थान को प्रभावित करते हैं। ये गुण या तो ध्वनि की गुणवत्ता में सुधार कर सकते हैं या ध्वनि में हस्तक्षेप कर सकते हैं।

  • परावर्तन (भौतिकी) किसी वस्तु से टकराने पर तरंग की दिशा में परिवर्तन होता है। इस प्रकार कई ध्वनिक अभियांत्रिकी ने इसका लाभ उठाया हैं। इसका उपयोग आंतरिक सज्जा के लिए किया जाता है, या तो लाभ के लिए प्रतिबिंबों का उपयोग करें या प्रतिबिंबों को समाप्त करें। ध्वनि तरंगें सामान्यतः दीवार से परावर्तित होती हैं और पश्चात में उत्पन्न होने वाली अन्य ध्वनि तरंगों के साथ हस्तक्षेप करती हैं। इस प्रकार रिसीवर को सीधे परावर्तित होने वाली ध्वनि तरंगों को रोकने के लिए, डिफ्यूजन (ध्वनिक) पेश किया जाता है।[14] डिफ्यूज़र में अलग-अलग गहराई होती है, जिससे ध्वनि यादृच्छिक दिशाओं में समान रूप से बिखर जाती है। यह ध्वनि की परेशान करने वाली प्रतिध्वनि ध्वनि हल्के प्रतिध्वनि में परिवर्तित कर देता है जो समय के साथ कम हो जाती है।
  • विवर्तन बाधाओं से बचने के लिए ध्वनि तरंग के प्रसार का परिवर्तन है। क्रिस्टियान ह्यूजेंस के ह्यूजेंस-फ्रेस्नेल सिद्धांत के अनुसार, जब ध्वनि तरंग आंशिक रूप से बाधा द्वारा अवरुद्ध होती है, तो इस प्रकार शेष भाग जो माध्यमिक तरंगों के स्रोत के रूप में कार्य करता है।[15] उदाहरण के लिए, यदि कोई व्यक्ति कमरे में है और इस प्रकार दरवाजा खोलकर चिल्लाता है, तो दालान के दोनों ओर के लोग इसे सुनेंगे। इस प्रकार इस प्रभाव से निकलने वाली ध्वनि तरंगें स्रोत बन जाती हैं और फिर दोलन करते हुए प्रसारित होती जाती हैं। आस-पास की आवाज़ें दिए गए उदाहरण के समान ध्वनिक स्थान में हस्तक्षेप कर सकती हैं।

ध्वनिक स्थान का उपयोग

वास्तुकला में ध्वनिक स्थान का अनुप्रयोग बहुत उपयोगी है। सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन लाने के लिए कुछ प्रकार के आर्किटेक्चर को कुशल डिजाइन की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, कॉन्सर्ट हॉल, ऑडिटोरियम, थिएटर या यहां तक ​​कि गिरिजाघर।[16]

  • संगीत फलन हॉल - क्षेत्र जिसे कॉन्सर्ट आयोजित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस प्रकार अच्छे कॉन्सर्ट हॉल में सामान्यतः लगभग 1700 से 2600 दर्शक होते हैं।[17] अच्छे कॉन्सर्ट हॉल के तीन मुख्य गुण हैं: स्पष्टता, क्षेत्र और ज़ोर।[14] यदि सीटें अच्छी प्रकार से स्थित हैं, तो दर्शकों को प्रत्येक सीट से स्पष्ट ध्वनि सुनाई देगी। इस प्रकार अधिक क्षेत्र के लिए, अनुरणन समय को पसंदीदा के रूप में डिज़ाइन किया गया है। उदाहरण के लिए, रोमांटिक संगीत सामान्यतः भावनाओं को बढ़ाने के लिए प्रतिध्वनि समय की आवश्यकता होती है, इसलिए, कॉन्सर्ट हॉल की छत ऊंची होनी चाहिए।
    शाही अल्बर्ट सभागृह, केंसिंग्टन, लंडन, यूनाइटेड किंगडम में 302x302px 2015
    * रंगमंच - ऐसी क्षेत्र जिसे सजीव प्रदर्शन के लिए बनाया गया है। थिएटर में ध्वनि डिजाइन के लिए पहली प्राथमिकता भाषण है।[14][17] इस प्रकार वाणी स्पष्ट रूप से सुननी है, भले ही वह हल्की फुसफुसाहट ही क्यों न हो। इस स्थिति में प्रतिध्वनि की आवश्यकता नहीं है, यह अभिनेताओं द्वारा बोले गए शब्दों को बाधित करती है। इस प्रकार गतिकी (संगीत)संगीत) को बाधित किए बिना थिएटर को कवर करने के लिए, ध्वनिक स्थान को बड़ा करने के लिए तीव्रता (भौतिकी) को बढ़ाना होगा। इस प्रकार बड़े थियेटरों में एम्पलीफायर का प्रयोग करना चाहिए।
माबेल टैन्टर मेमोरियल बिल्डिंग का आंतरिक दृश्य
  • कैथेड्रल (और चर्च) में गाना बजाने वालों आर्किटेक्चर) नामक क्षेत्र होता है, जो सामान्यतः अनुप्रस्थ भाग के पास स्थित होता है, जहां टावर अधिकांश कैथेड्रल में स्थित होता है। इस प्रकार गाना बजाने वालों के गाने के लिए गाना बजाने वालों के लिए है। इस प्रकार के गायन को क्षेत्र और भावना के लिए नरम पश्चातलदार ध्वनि की आवश्यकता होती है। गिरजाघर की ऊंचाई न केवल धार्मिक गौरव को दर्शाती है बल्कि ध्वनिकी में भी सुधार करती है। जब स्रोत अंतरिक्ष में ध्वनि उत्पन्न करता है तो अधिक प्रतिध्वनि होती है



यह भी देखें

टिप्पणियाँ

  1. ↑ The frequency is approximately  Hz when room volume V is measured in cubic metres and reverberation time RT60 is measured in seconds; this formula incorporates the approximate speed of sound in air.[1][2]

संदर्भ

  1. ↑ Schroeder, Manfred (1996). "The 'Schroeder frequency' revisited". Journal of the Acoustical Society of America. 99 (5): 3240–3241. Bibcode:1996ASAJ...99.3240S. doi:10.1121/1.414868.
  2. ↑ "Sound System Engineering" 4th edition, Don Davis, Eugene Patronis, Pat Brown, June 2013, page 215
  3. ↑ "Handbook of Noise and Vibration Control", Malcolm J. Crocker, 2007, page 54
  4. ↑ "Room Acoustics and Sound Reinforcement Systems", Tadeusz Fidecki, Section 1.1 "[1]"
  5. ↑ "Reverberation at Low Frequencies", Holger Larson, Bruël and Kjaer Technical Review Vol 4, 1978, "[2]"
  6. ↑ Oscar Bonello, "A New Criterion for the Distribution of Normal Room Modes", Journal of the Audio Engineering Society (USA) Vol. 29, Nr. 9 – September/1981.
  7. ↑ Handbook for Sound Engineers Glen Ballou, Howards Sams Editors, page 56.
  8. ↑ Cox, TJ, D'Antonio, P and Avis, MR 2004, "Room sizing and optimization at low frequencies", Journal of the Audio Engineering Society, 52 (6), pp. 640–651.
  9. ↑ “Acoustics”, Leo Beranek, chapter 13, McGraw Hill Books, 1954
  10. ↑ "Clases de Acústica", Oscar Bonello, Edited CEI, Facultad de Ingeniería UBA
  11. ↑ Rettinger, Michael (1977). ध्वनिक डिजाइन और शोर नियंत्रण. New York: Chemical Publishing.
  12. ↑ Knudsen, Vern Oliver; Cyril M. Harris (1965). वास्तुकला में ध्वनिक डिजाइनिंग. New York: John Wiley and Sons.
  13. ↑ "A new computer aided method for the complete acoustical design of broadcasting and recording studios", Oscar Bonello, 1979 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing, Washington
  14. ↑ 14.0 14.1 14.2 Knudsen, V.; Harris, C. (1950). वास्तुकला में ध्वनिक डिजाइनिंग. The American Institute of Physics. pp. 1–18, 112–150.
  15. ↑ Smitthakorn, P.; Siebein, G. (2012). Diffuse Reflection: Architectural Acoustics Effects of Specular & Diffuse Reflections on Perceived Music Quality. Saarbruecken, Germany: Lap Lambert Academic Publishing. pp. 11–19.
  16. ↑ Cavanaugh, W.; Tocci, G.; Wilkes, J. (2010). Architectural Acoustics Principles and Practice. In Marshall, L. (ed.) Acoustical Design: Places for Listening. New Jersey: John Wiley & Sons. pp. 133–157.
  17. ↑ 17.0 17.1 Long, M. (2006). Architectural Acoustics. In Levy, M. & Stern, R. (ed.) General Consideration: Design of Rooms For Music. The United States of America: Elsevier Inc. pp. 653–656.
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