Akustik: Ljud, Frekvens och Hörsel

Akustik

• Ljud är en svängning i materia som rör sig med 340 m/s i luft.
• Frekvens är antalet svängningar per sekund.
• Enheten för frekvens mäts i hertz (Hz), där 1 Hz är lika med 1 svängning per sekund.
• Hög frekvens motsvarar en hög ton.
• Låg frekvens motsvarar en låg ton.
• En stark ton kännetecknas av kraftiga svängningar.
• En svag ton kännetecknas av små svängningar.
• En ton har en jämn svängning, medan buller har en ojämn svängning.
• Övertoner bidrar till att olika instrument och röster skiljer sig åt i klang.
• Resonans innebär medsvängning, vilket förstärker ljudet.
• Människans hörsel uppfattar frekvenser mellan 20 Hz och 20 000 Hz.
• Infraljud har låg frekvens och ligger under hörselgränsen.
• Ultraljud har hög frekvens och ligger över hörselgränsen.
• Ljudnivå mäts i decibel (dB), där en ökning med 10 dB upplevs som en fördubbling av ljudstyrkan.
• Starkt ljud kan orsaka hörselskador, inklusive tinnitus, som ger ett ständigt ljud i örat.
• Buller kan dämpas med bullervallar, hörselskydd och porösa väggplattor.
• Buller och störande ljud är ett problem för många i Sverige, och en god ljudmiljö är viktig för hälsan.
• Dopplereffekten påverkar hur ett ljud uppfattas beroende på om ljudkällan närmar sig eller avlägsnar sig.
• Ljud kan reflekteras, vilket utnyttjas i ekolod.
• Mikrofoner omvandlar ljud till elektriska pulser, medan högtalare omvandlar elektriska pulser till ljud via ett varierande magnetfält.
• Ljud kan lagras på olika sätt, exempelvis som spår i vinylplast, på magnetband eller som gropar på CD-skivor.

Optik

• Ljus måste träffa ögonen för att vi ska kunna se.
• Ljus kan beskrivas som elektromagnetiska vågor som svänger vinkelrätt mot rörelseriktningen och ljusets hastighet i vakuum är 300 000 000 m/s.
• Det synliga spektrumet av solens ljus består av färgerna rött, orange, gult, grönt, blått och violett, där rött ljus bryts minst och violett mest.
• Röda föremål absorberar alla färger utom rött, och det absorberade ljuset omvandlas till värme.
• Infrarött ljus, även kallat värmestrålning, är osynligt för oss.
• Ultraviolett ljus är också osynligt, men kan absorberas av fluorescerande ämnen som då sänder ut synligt ljus.
• Röntgenstrålning kan tränga igenom hud och muskler, medan gammastrålning är en typ av joniserande strålning som ligger utanför röntgenstrålning i spektrumet.
• Mikrovågor och radiovågor ligger utanför infrarött ljus i spektrumet.
• Laserljus har en enda våglängd och svänger i takt.
• Reflektionslagen säger att reflektionsvinkeln är lika stor som infallsvinkeln.
• Reflektionslagen gäller även för reflektion i buktiga speglar.
• En konkav spegel reflekterar parallella strålar mot brännpunkten.
• En konvex spegel reflekterar parallella strålar som om de kom från en punkt bakom spegeln.
• Ljus som går från luft till vatten bryts mot normalen, och ljus som går från vatten till luft bryts från normalen.
• En konvex lins bryter samman parallella strålar mot brännpunkten.
• En konkav lins sprider parallella strålar som om de kom från en punkt bakom linsen.
• Närsynta personer behöver konkava glasögon, medan översynta personer behöver konvexa glasögon.
• Ozonskiktet skyddar oss från den farligaste delen av UV-ljuset, men har tunnats ut på grund av utsläpp.
• Hög frekvens innebär kort våglängd.
• Ljus kan beskrivas som en stråle av fotoner.
• Ett hologram är en tredimensionell bild.
• Stereoskopiskt seende innebär att vi uppfattar en tredimensionell bild genom att visa olika bilder för varje öga.
• En konvex lins kan ge olika bilder beroende på avståndet.
• En konkav lins ger alltid en förminskad, rättvänd och virtuell bild.
• Linser används i kameror, förstoringsglas, kikare, projektorer och mikroskop.