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.
Az állóhullámokról
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 a 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 hat önmagára és ennek eredményeként a szoba bizonyos pontjain erősíti, máshol gyengíti annak amplitúdóját. Annak a frekvenciának egész számú többszörösein, melyen a hang hullámhosszának fele megegyezik a két egymással szemben lévő fal távolságával kialakulnak az állóhullám rezonanciák.
f = l*0,5*c/x
(„l”= 1, 2, 3 stb., „c” 344 m/sec. a hang terjedési sebessége, „x” a szemben lévő falak távolsága méterben)
A fenti ábra azt igyekszik megmutatni, hogy egy hangsugárzóval gerjesztett kisfrekvenciás állóhullám hangjának energiája miként oszlik el a helyiségben. Az állóhullám hangenergiájának eloszlása a szobában egymást váltó magas és mélynyomású zónákból áll. A magasnyomású zónában az állóhullám felerősíti, az alacsony nyomású zónában gyengíti (szinte 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.
A diagram 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 illetve kioltását) okozzák a szoba hangterében, s pontosan ezt kell elkerülni egy házi-mozi helyiségben.
Az optimális méretarányok
Ha megfelelően választjuk meg a lehallgatásra szolgáló helyiség méretarányait, akkor az állóhullám rezonanciák egyenletesebb eloszlásával azok kevésbé erősítik egymást, és a magas és alacsony hangnyomású zónák annyira eloszlanak a térben, hogy kielégítő basszusokat kaphatunk.
Ha tehát valaki építéskor, átépítéskor házi-mozi helyiséget készül kialakítani, akkor az alábbi méretarányokat megtartva számíthat rá, hogy az állóhullámok kevésbé fognak gondot okozni.
A fentiek természetesen a téglatest alakú terekre érvényesek, melyek építészeti kialakítás szempontjából célszerűek. Az állóhullámok hatásának kiküszöbölése és más akusztikai szempontok szerint viszont az enyhén trapezoid esetleg ötszög alaprajzú, vagy bármely más, a párhuzamos visszaverő felületektől mentes térkialakítás sokkal kedvezőbb. Ugyanakkor ügyelni kell arra, hogy a tér a lehallgatási irányra nézve (sőt surround lehallgatás esetén minden kitüntetett irányban) szimmetrikus maradjon.
Az állóhullámok és minden más visszaverődésből adódó akusztikai probléma elkerülése érdekében, azonban mindenképpen szükség van a kisfrekvenciás hangok csillapítására. Erre szolgálhatnak különböző basszuscsapdák, membrán konstrukciójú csillapítók, vagy a házi-mozi céljának megfelelően felépített belső burkolati fal, mennyezet illetve padló.
