A házi-mozi helyiség optimális méretarányai

Az állóhullámokról

Az alábbi cikk azoknak szól, akik egy külön helyiségben működő házi-mozit szeretnének, és a szoba vagy terem méretarányainak gondos megválasztásával csökkenteni kívánják az úgynevezett „állóhullámok” hangélményt rontó nemkívánatos hatását.

A hang nem más, mint a levegőmolekulák által továbbított energia. Mikor egy hangforrás – például egy hangsugárzó membránja – megmozgatja a közelében lévő levegőmolekulákat, ezek „meglökik” a szomszédjukban lévő más molekulákat, és az ily módon gerjesztett hullám elkezd haladni a légtérben. Ez a hullám hasonlóan terjed, mint a tó vizén haladó hullám, amit mindenki látott már. Ami a hullámzó vízben a hullám teteje, az a hanghullám esetén az összesűrűsödő, a hullám völgye pedig a megritkuló levegőmolekuláknak felel meg. Az összesűrűsödő és megritkuló levegőmolekulák nyomásingadozása alkotja hanghullámot, amit nyomáshullámnak is nevezünk.

Az akusztikus szakemberek a lehallgatásra szolgáló helyiségek hanggal kapcsolatos viselkedésének elemzése érdekében az általunk, emberek által hallható frekvenciatartományt több részre osztják. Kiderült, hogy a hallgatásra szolgáló helyiség fizikai méreteinek fontos szerepe van a legalacsonyabb (200 Hz alatti), basszus hangokként számon tartott frekvenciák viselkedésében. Ennek a frekvenciatartománynak a viselkedését az akusztikai elnevezéssel „állóhullám rezonanciák” határozzák meg.

Az állóhullám rezonancia fizikai jelenségét a zárt, rugalmas közegben – mint a szobába zárt levegő – oda-vissza terjedő hullámok hozzák létre. Egy bizonyos frekvencián a hanghullám az egymással szemben lévő falakról visszaverődve összeadódik önmagával és ennek eredményeként a szoba bizonyos pontjain felerősödik, máshol kioltja önmagát. Annak a frekvenciának egészszámú többszörösein mely hullámhosszának fele megegyezik a két egymással szemben lévő fal távolságával (f = l*0,5*c/x ahol „l”= 1, 2, 3 stb., „c” 344 m/sec. azaz a hang terjedési sebessége, „x” a szemben lévő falak távolsága méterben) kialakulnak az állóhullám rezonanciák.

allohullamok.jpg
A fenti ábra azt igyekszik megmutatni, hogy egy hangsugárzóval gerjesztett alacsonyfrekvenciás állóhullám hangjának energiája miként oszlik el a helyiségben. Az állóhullám hangenergiájának nyomáshulláma a szobában egymást felváltó magas és mélynyomású zónákból áll. A magasnyomású zónában az állóhullám felerősíti, az alacsonynyomású zónában kioltja önmagát (a kék árnyalat a magas, a fehér az alacsony hangnyomású zónát mutatja, és erre utalnak a falak mentén felrajzolt görbék is). Az ábrán ülő hallgató egy a szoba hosszirányban keletkező állóhullám hangnyomás-maximumában, ugyanakkor egy másik, keresztirányú állóhullám hangnyomás-kioltásában ül, s azt érzékeli, hogy az előző frekvenciájú hang sokkal hangosabban szól, mint a többi, míg az utóbbit szinte nem is hallja.

mert_allohullam.jpg
A fenti görbék egy valódi helyiség adott pontjának mérőmikrofonnal mért hangnyomását mutatják a frekvencia függvényében. Jól látható a 6,3 méter hosszú szoba hosszirányában 54 Hz-en fellépő másodrendű (l = 2) állóhullám keltette kiemelkedő hangnyomás érték, s az, hogy erre az 1,2 m vastag hátfali csillapítás milyen hatással van.

A házi-mozi helyiség tehát ezeken az alacsonyabb frekvenciákon úgy viselkedik, mint egy nagy hangszer (hegedű vagy akusztikus gitár) rezgő teste. A hat egymással szemben lévő felület pár (a négy fal, a plafon és a padló) mindegyike létrehozza a maga állóhullámait, melyek ráadásul kölcsönhatásba lépnek egymással. A hangnyomás kiemelésekkel és kioltásokkal kialakuló hangtér teljes megértéséhez az összes állóhullám rezonanciával és azok kölcsönhatásaival számolni kell. Ahogy az a fenti ábrán is látható, a két-két egymásra merőleges fal által keltett állóhullám rezonanciák is összetett zavart (bizonyos hangok adott helyen történő kiemelését és kioltását) okozzák a szoba hangterében, s pontosan ezt kell elkerülni egy házi-mozi helyiségben.

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.