نسق (فيزياء)

يمكن استخدام أنماط الغرفة لتوصيف صوتيات الغرفة في قاعة الحفلات الموسيقية .

تقوم أنماط الغرفة بتلوين صوت الغرفة لأن نغمات معينة تكون بارزة بشكل خاص ولها توزيع غير متساوٍ للطاقة داخل الغرفة. تكون ترددات الطنين المنفصلة أكثر وضوحًا من ترددات الطنين الموزعة بالتساوي في طيف ( الصدى ).

موجة واقفة. كما ترون هنا ، في نهايات (حدود الغرفة) يظهر انتفاخ الضغط كحد أقصى.

توزيع تردد الرنين المحدد هو خاصية مادية للغرفة تعتمد على أبعادها. طبقا لمقاييس الغرفة يتم تحفيز ترددات معينة فقط. يلعب كل من مستوى النغمة المتزايدة ومدتها بمرور الوقت دورًا في تأثيرات رنين معين .

أوضاع الغرفة بين جدارين . يجب أن يكون هناك دائمًا أقصى ضغط صوت على الجدران ، والذي يمكن رؤيته من العقد العكسية للضغط هناك.

فوق حوالي 300 هرتز لا تسبب الأنماط الصوتية للغرفة في غرف المعيشة أي تشويش مسموع في الاستنساخ ( تردد شرودر ) ، لأن الأنماط تندمج مع بعضها البعض في شكل انعكاسات وصدى كثيفة. عند أقل من 300 هرتز (هزة في الثانية) من ناحية أخرى ، يمكن أن تسبب تغيرات ملحوظة في لون الصوت. نظرًا لأن هذه تؤثر على النغمات العميقة بشكل خاص ، يُنظر إلى هذا على أنه صوت طنين أو صرير أو صوت جهير واحد . يعتمد اتساع النمط الصوتي على الموضع في الفضاء. لذلك تختلف درجة اللون من مكان لآخر.

في صوتيات غرفة الاستماع النموذجية ( المستطيلة ) ، هناك ثلاثة أنواع من الأنماط الواقفة:

• الأنماط المحورية (الطولية) التي تهيمن بوضوح
• انماط مماسية و
• الأنماط العرضية أو القطرية (تسمى أيضًا أنماط الإلزام أو الانحراف).

يمكن حساب تردداتها على النحو التالي:

${\displaystyle f_{\mathrm {n_{x}/n_{y}/n_{z}} }={\frac {c_{S}}{2}}{\sqrt {\left({\frac {n_{x}}{L}}\right)^{2}+\left({\frac {n_{y}}{B}}\right)^{2}+\left({\frac {n_{z}}{H}}\right)^{2}}}\,}$

حيث:

• ${\displaystyle f}$ تردد النمط بوحدة الهرتز
• ${\displaystyle n_{x}}$ ترتيب النمط حسب طول الغرفة الموضة
• ${\displaystyle n_{y}}$ ترتيب النمط حسب عرض الغرفة
• ${\displaystyle n_{z}}$ ترتيب النمط حسب ارتفاع الغرفة
• ${\displaystyle c_{S}}$ سرعة الصوت 343 متر / ثانية عند 20 درجة مئوية
• ${\displaystyle L}$ و ${\displaystyle B}$ و ${\displaystyle H}$ طول وعرض وارتفاع الغرفة بالأمتار.

أنبوب شكل U المتذبذب - لاحظ سعة الانحراف للنمط الثاني

في علم الصوتيات ، تحدد الأنماط القوة النسبية للنغمات وبالتالي صوت الآلة ، على سبيل المثال  أنبوب الأورغل أو الجرس .

تسمى القضبان المشدودة بأنابيب U المتذبذبة. يمكن أن تتأرجح في عدة أنماط.

مثل اهتزاز الطبلة

النمط ${\displaystyle u_{01}}$ (1 ثانية)

نمط ${\displaystyle u_{23}}$ (5 د)

نمط الاهتزاز لصفيحة مستطيلة مثبتة

يمكن أن يُظهر السطح الرقيق ( الغشاء ) المشدود مثلما في الطبلة العديد من أوضاع الاهتزاز المختلفة. تؤدي هذه التذبذبات الجزئية إلى عدم انتظام الاستجابة الترددية لمكبرات الصوت .

رنانات التجويف الصوتي هي ،على سبيل المثال . مرنان Helmholtz أو أنبوب Kundt ، لكنهما يلعبان أيضًا دورًا رئيسيًا في صناديق مكبرات الصوت (صندوق انعكاس الجهير ) وفي المزمار الموسيقي وأنابيب الأرغن .

تحدث أنماط اهتزاز صوتية مختلفة في المواد الصلبة ، على سبيل المثال ، في البلورات المتذبذبة ، والأجراس ، والصنوج ، وسماعات الصوت ، والمثلثات ، إلخ. بالإضافة إلى تردد الرنين الأساسي ، يمكن أيضًا إثارة كل هذه الأجسام في أنماط اهتزاز أعلى أو أن يكون لها طابع صوتي محدد بسبب التركيب المختلف لأوضاع الاهتزاز الخاصة بها. يمكن أن تحدث أنماط الموجة والاهتزاز المستعرضة أيضًا في المواد الصلبة بسبب معامل القص .

يحدد شكل العلب وأجزاء الماكينة أي أنماط الاهتزاز تكون متحمسة بشكل خاص أثناء التشغيل. يمكن تجنب تشكيل أنماط الاهتزاز التي تعتمد على تناسق الشكل من خلال التشكيل المناسب وغير المنتظم ؛ وبالتالي يمكن تقليل إشعاع الصوت واجهاد المادة الصلبة الناجم عن الاهتزازات.