Absorcao Reflexao e Difusao

7/25/2019 Absorcao Reflexao e Difusao

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Instituto Politécnico do Porto

Escola Superior de Música e Artes do Espectáculo

Licenciatura em Música – Variante de Produção e Tecnologias da Música

Apontamentos da nidade !urricular de Acústica lV

A"sorção# $e%le&ão e 'i%usão

'ocente( $ui $i"eiro )

Interacção de *ndas Sonoras


Introdução

+ ,ue tipo de alteraç-es acontecemdurante a interacção com umasuper%.cie/

• Espectrais( o t im"re do som ap0s re% le&ãonos materiais é alterado de1ido 2s suascaracter.sticas espectrais3

• Espaciais( a direcção e distri"uição da suaenergia é alterada segundo di%erentesorientaç-es em %unção da distri"uição dere%le&-es3


Introdução+ !omo se procede a interacção da onda sonora com uma

super%.cie/

E i

E r

E t

E a

S

E i

= E a

+ E r

+ E t

1 a t r

i i i

E E E r

E E E α τ = + + = + +

Especular 'i%usa









'ocente( $ui $i"eiro 4

$e%le&ão

• Processo pelo 5ual as ondas sonoras 5ue c6egam a umadeterminada %ronteira %.sica 7ondas incidentes8 interagem com esta

de mo do a pro du9 irem ondas sonoras 5ue se a%astam dessa

%ronteira 7ondas reflectidas83


$e%le&ão


$e%le&ão









'ocente( $ui $i"eiro :

!onceito de a"sorção sonora

+ absorção está relacionada com a ra9ão entre a energia incidente ea energia total re%lectida

+ ; caracteri9adapelo coe%iciente dea"sorção sonora < α


!oe%iciente de a"sorção sonora

+ !oe%iciente de a"sorção sonora =α> 5uanti%ica a parte do campo

sonoroincidente 5ue é a"sor1ido

+ Coeficiente de absorção sonora: α = 1 – E reflectida / E incidente

+ Varia em %re5u?nc ia e depende do método de mo ntagem 7 e&3 (

condiç-esda cai&a de ar8@

+ 'epende tam"ém das caracter.sticas do material e do re1estimento

mais interior(+ Espessura@

+ Porosidade@

+ Tortuosidade@

+ actorestrutural# entre outrosB


!oe%iciente de a"sorção sonora+ !oe%iciente de a"sorçãosonora =α> pode 1ariar entre C e )

+ Tipicamente apresentado como uma D









'ocente( $ui $i"eiro

Tipos de materiais a"sor1entes

*s materiais a"sor1entes podem<se di1idir em(+ Porosos@

+ $essoadores de Helmholtz@

+ Mem"ranas3

+ !ada um dos anteriores apresenta uma gama de a"sorção#

princ.pios de %uncionamento e de condicionantes caracter.sticos@

+ 'e1em ser aplicados de acordo com as necessidades espec.%icas de

cada espaço 7e&3( geometria# programa de uso# entre outros83


Materiais a"sor1entes < porosos

+ Porosos(

+ Gama principal ( 2s altas %re5u?ncias@

+ Princípio de funcionamento( trans%ormação de energia sonora em

energ ia calor. %ica originada pelo mo1imento de %i"ras ou por

oscilaç-es em porosidades ou interst.cios no material@

+ Principais condicionantes( espessura# da %re5u?ncia# do método de

montagem7cai&a<de<ar8 e da densidade@

+ Exemplos( Tecidos e alcati%as# massas porosas para proFecção 7e&3(

celulose proFectada8# aglomerados de %i"ras de madeira e de cortiça#

%i"ras minerais 7e&3( lã de roc6a# lã de 1idro8 e pol.meros3


Materiais a"sor1entes < ressoadores+ $essoadores de Helmholtz(

+ Gama principal ( médias %re5u?ncias# podendo tam"ém c6egar 2s

"ai&as %re5u?ncias@

+ Princípio de funcionamento( dissipação da energia durante a oscilação

deuma porçãode ar no gargalo7tu"o8 doressoador@

+ Principais condicionantes( 1elocidade do som# dimens-es do gargalo e

1olume do ressoador@

+ Exemplos( G1asosH# "locos per%urados3










Materiais a"sor1entes < ressoadores

+ $essoadores de Helmholtz(+ A %re5u?ncia má&i ma d e a"sorção ocor re 2 sua % re5u?n cia de

ressonJncia(

+ Em 5 ue(

+ c < 1eloc idadedosom@

+ S < áreada secçãodo gargalo@

+ l < comprimentodo gargalo@

+ r < raiodogargalo@

+ V < 1olumedo ressoador3


Materiais a"sor1entes < mem"ranas

+ Painéisde mem"rana(

+ Gama principal ( essencialmente 2s "ai&as %re5u?ncias@

+ Princípio de funcionamento( dissipação da energia sonora em energia

1i"rat0ria de um painel 5ue entra em ressonJncia a uma

determinada %re5u?ncia 7ou gama de %re5u?ncias8@

+ Principais condicionantes( massa super%icial do material# dimensão da

cai&ade ar# preenc6imento da cai&ade ar# condiç-es de montagem@

+ Exemplos( painéis ou apainelados lisos3


Materiais a"sor1entes < mem"rana+ Painéisde mem"rana(

+ A %re5u?ncia má&i ma d e a"sorção ocor re 2 sua % re5u?n cia de

ressonJncia(

+ Em 5 ue(

+ m < massasuper%icial domaterial@

+ d – dimensãoda cai&a dear3









'ocente( $ui $i"eiro K

Materiais de a"sorção sonora


!onceito de dispersão sonora

+ Dispersão está relacionada com a ra9ão entre a energia re%lecti1a

em direcç-es não<especulares e a energia total re%lectida

+ ; caracteri9ada pelocoe%iciente de dispersão de incid?ncia aleat0ria

< d


1 spec

total

E

E δ = −

1

(1 )(1 ) 1

1

1

spec

total

spec spec

total

spec

E

E

E

E

δ

α δ α

α

α α δ

α

= −

= − − = −

= −

−

=

−

0δ =

1δ =

$e%lecção especular

Toda a ene rgia re% le ctida éd ispersa de acordo com umadeterminada distri"uiçãoangular# di%erente da direcçãoespecular

!onceito de dispersão sonora










'i%usão

•

en0meno de dispersão de energia sonora@• ,uando uma onda sonora atinge uma super%.cie plana a energia

re%lectida produ9 ecos 5ue podem produ9ir e%eitos destruti1os 7e&3(comb filtering# ondas estacionárias e flutter echoes8 5ue degradama inteligi"ilidade do discurso e claridade musical@

• m di%usor interrompe estes ecosao dispersar a energia sonora poruma1asta área dentro do espaço3


• * coe%iciente de difusão 5uanti% ica a

5ualidade das re%le&-es produ9idas por uma

super%.cie# atra1és da medição da semel6ança

entre a resposta polar dispersa 7scattered

polar response8 e uma distri"uição uni%orme

de re%er?ncia3

!onceito de di%usão sonora


2

2

1 1 /10

2

1

, com 10

( 1)

i

n n

i i

i i L

in

i

i

E E

d E

n E

= =

=

−

= =

−

∑ ∑

∑

0d =

1d =

$e%lecção direccional

7especular ou não8

Toda a energia re%lectida é

dispersa uni%ormemente

em todas as direcç-es

• i são os n.1eis sonoros medidos em di%erentes

Jngulos em torno do di%usor# para uma posição

deuma %ontesonora3

!onceito de di%usão sonora










'i%usão


'ispersão 1rs di%usão

• !oe%iciente de dispersão de energia sonora(

• medida da 5uantidade de som 5ue %o i d isperso para di%erentesdirecç-es em relação a uma direcção ou distri"uição particular@

• N O C então ocorre uma re%le&ão especular pura@

• N O ) então toda a energia re%lectida é espal6ada de acordocom umadeterminada di%usão GidealH3

• E&3( um di%usor ,$':

$P'i%%usor SQstemsR3


'ispersão 1rs di%usão• !oe%iciente de di%usão de energia sonora(

• 5ualidade das re%le&-es produ9idas por uma super%.cie# atra1és damedição da semel6ança entre a resposta polar dispersa 7scattered

polar response8 e uma distri"uição uni%orme de re%er?ncia@

• d O C então a energia espal6ada concentra<se num determinadoJngulo 7mesmo se este %or di%erente da direcção especular8@

• d O ) então toda a energia é dispersa espal6ada uni%ormemente emtodas as direcç-es3

• E&3( um di%usor ,$':

$P'i%%usor SQstemsR3










• TransmissãoProcesso pelo 5ual as ondas

sonoras se transmitem atra1és

do material da super%.cie em 5ue

incidem3

• A"sorção

Processo pelo 5ual as ondas

sonoras são a"sor1idas pelo

material da super% .c ie em 5ue

incidem3


*ndaincidente

*ndare%lectida

*ndatransmitida

Transmissão

A"sorção

Interacção de ondas nas super%.cie

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