Необходимость применения законов нелинейной акустики
Если объем помещения недостаточно велик, теорию простейшей геометрической акустики следует уточнить, включив в рассматриваемую модель явление интерференции (сложения волн). В случае вертикального падения звуковой волны на отражающую поверхность отраженная волна движется по тому же пути, что и падающая волна, только в обратном направлении. В результате их сложения возникает так называемая «стоячая волна». Для стоячей волны характерно наличие пиков и провалов давления, периодически возникающих вдоль ее оси. В случае расположения источника между двумя параллельными стенками, для тех резонансных частот, длины полуволн которых кратны расстоянию между этими стенками, явление стоячих волн наблюдается особенно отчетливо. Основные (наименьшие) резонансные частоты помещения определяются его размерами и геометрической формой. Наименьшая резонансная частота задается наибольшим расстоянием между стенами помещения и составляет от нескольких герц для больших залов до нескольких десятков Герц для малых комнат. В диапазоне длинных волн спектр резонансных частот носит ярко выраженный дискретный характер, что вызывает неравномерность в передаче звука и явление его биения. С повышением частоты этот
спектр уплотняется, что приводит к уменьшению заметности характерных флуктуаций звукового давления.
Начинать бороться со стоячими волнами нужно еще на этапе проектирования студии. Метод решения задачи прост — избегать параллельных поверхностей, в крайнем случае, уменьшать их площадь. Пол можно изготовить в пиле нескольких плоскостей — ступеней. Потолок и верхнюю часть стен рекомендуется «изрезать» треугольными выступами. Такая геометрическая коррекция не только позволит избежать появления стоячих волн, она уменьшит амплитуды резонансных частот и увеличит диффузию отражений.
И напоследок, еще один штрих на заданную тему. Насколько точно можно судить о материале стен и его текущем состоянии по характеру реверберационного отклика? Физики из Ольденбурского университета (Германия) предложили новый метод оценки состояния старинных фресок. Прежде, для элементарного осмотра настенной и потолочной живописи нужно было строить громоздкие леса. Теперь же, в соответствии с акустической методикой на поверхности с росписями направляются звуковые волны определенных частот. От поврежденных, осыпавшихся или растрескавшихся мест звук отражается иначе, чем от слоя краски, уложенного на массивное без пустот основание. Экспериментальная проверка новой методики проводилась в одном из соборов в Швейцарии. Результаты оказались положительные, проявился лишь один недостаток... — очень шумно.