Akustik: Udforskning af lydens videnskab – Definition og anvendelser

Siden oldtiden, da grækere og romere begyndte at formulere teorier om bølger, har mennesker været fascineret af lydens videnskab. Akustik, en fysikgren, beskæftiger sig med alle aspekter af lyd, herunder dens produktion, transmission og reception. Mens studiet af musik og musikinstrumenter udgør en facette af akustik, bruger felterne oceanografi, seismologi, medicin, arkitektur og ingeniørvidenskab alle akustik.

Ultralyd

Brugen af ultralyd, lydbølger, som ikke er hørbare for menneskeøret, har revolutioneret medicinen. Som forklaret af akustikeren Daniel Raichel, bruges ultralyd i ultralyd-enheder til både diagnostik og behandling af patienter. 3D-ultralyd bruges af læger til at kortlægge sygdommens forløb i kroppen. Sonoforese bruger lydbølger i stedet for nåle til at administrere mediciner som insulin gennem huden, og akustisk hæmostase bruger ultralyd til at stoppe blødninger. Læger har også eksperimenteret med akustisk kirurgi, ved at bruge lyd i stedet for en skarpel til at ødelægge godartede eller ondartede tumorer.

Støjkontrol

Menneskets øre er så følsomt, at det kan høre lyden af luftpartikler, der bomber trommehinden. Det er ingen overraskelse, at gentagne og langvarige eksponering for støj kan skade øret. Som videnskabsmanden F. Alton Everest påpeger, kan faglige og fritidsmæssige støje føre til permanent høretab. Den agentur, der er ansvarlig for at skabe retningslinjer for støjeffekter, er Federal Interagency Committee on Noise (FICON). FICON udsender retningslinjer vedrørende miljøstøj som jernbaner, vejkøretøjer og motorvejsbyggeprojekter. En separat agentur overvåger flyvestøj. OSHA, Occupational Safety and Health Administration, fastlægger og håndhæver sikkerhedsforskrifter, herunder grænser for støjeeksponering.

Undervandsakustik

Sonar, en akronym for sound navigation and ranging, er et vigtigt værktøj udviklet af undervandsakustikere. Der er to typer sonar, ifølge ekspert Daniel Raichel. Passiv sonar detekterer lydstråling og tillader marinbiologer at lytte til hvaler og delfiner. Aktiv sonar sender en lydpuls ud og optager det resulterende ekko. Denne type sonar bruges til at finde skibsvrak, kortlægge havbunden, detektere isbjerge under overfladen og studere fiskevandringer. Begge typer sonar bruges af militæret til ubådnavigation, undervandsminedetektion og kommunikation.

Musikalisk akustik

Da akustik er lydens videnskab og musik er lyden kunst, er musikalsk akustik det sted, hvor videnskab og kunst virkelig mødes. Musikalsk akustik omfatter et bredt spektrum af emner som fremstilling af instrumenter, stemmen som et musikinstrument, node- og skalaforhold og lytterens perception af musik. En vel dokumenteret gren af musikalsk akustik er studiet af violiner lavet af Antonio Stradivari. Forskere har endnu ikke opdaget, hvorfor disse instrumenter, konstrueret i 18. århundrede, er overlegne i lyd til alle andre.

Arkitektonisk akustik

Arkitektur og musik kombineres, når arkitekter designer koncerthuse, operahuse og optagelsesstudier. Korrekt designede koncerthuse eliminerer lydeffekter som ekkoer og overdreven styrke og forbedrer lydens klarhed for både publikum og udførere. Arkitekter følger akustiske principper i konstruktion af boliger og fabrikker også. Praktiske anvendelser omfatter isolering af hjem mod ydre miljøstøj som trafik og i fabrikker, minimering af maskinstøj på arbejdspladser.