Hälsoakademin Kod: Ämnesområde Hörselvetenskap A Kurs Akustik och ljudmiljö, 7 hp Kurskod: HÖ115 Tentamenstillfälle 1 Datum 211 11 3 Tid 4 timmar Kursansvarig Susanne Köbler Tillåtna hjälpmedel Miniräknare Linjal Övrig information Varje provkod besvaras på separata blad OBS! Om svar givits i tentamensformuläret ska detta lämnas in tillsammans med tentamenssvaren. Resultat: Grundläggande akustik och ellära Provkod:2 Ljudalstring och utbredning Provkod: 3 Den studerande skall efter avslutad kurs kunna definiera och beskriva grundläggande begrepp inom akustik och ellära med relevans för hörsel och kommunikation Max poäng: 51p Väl godkänd: 43,5p Godkänd: 31p Ditt resultat: Den studerande skall efter avslutad kurs kunna förklara ljudalstring och ljudutbredning och beskriva ljudvågors interaktion som skapar ljudmiljön Max poäng: 37p Väl godkänd: 31,5p Godkänd: 22,5p Ditt resultat: Formelsamling finns sist i tentamensformuläret.
Grundläggande akustik och ellära 1a) Inom naturvetenskap/fysik delar man in vågrörelser i 3 huvudgrupper. Ljudvågorna är till en av dessa tre huvudgrupper. Vilken huvudgrupp? 1b) Denna huvudgrupp delas i sin tur upp i två undergrupper. Vilka är dessa två och vad är typiskt och kännetecknande för dem? Utveckla ditt svar och använd gärna figurer i svaret. 2) Nedan följer några viktiga begrepp hämtade från akustiken. Beskriv kort vad vart och ett står för och deras beteckning samt ange även vilken enhet respektive begrepp mäts i: frekvens Ljudhastighet Våglängd Amplitud periodtid 3) En ton har en periodtid på,2m. Vilken frekvens och vilken våglängd har tonen? Visa dina beräkningar. 4a) Bilden nedan visar två sinusrörelser. Svänger de i eller ur fas? Ange en eventuell fasskillnad. 4b) Rörelserna kombineras till en komplex våg. Rita den resulterande vågformen i diagrammet. (1p) (4p) (4p)
5) En svävning uppstår när två ljudvågor ligger nära varandra i frekvens. Med hjälp av en stämgaffel, som avger ett ljud på 44 Hz, vill du stämma en flöjt. Du uppfattar en svävning som upprepas 6 ggr/minut som uppstår under stämningen. Vilken frekvens har flöjtens ton? 6) Bilderna nedan visar spektra av olika vågor. Ange vilka signaler som beskrivs av dessa spektra och rita vågformsdiagrammet för alla signaler. (6p) Namn: Vågformsdiagram Namn: Vågformsdiagram Namn: Vågformsdiagram 7a) Beskriv kortfattat fenomenet resonans och varför resonans har betydelse inom hörselvetenskapen. 7b) Formeln för resonans i ett rör som är sluten vid ett ände finns i formelsamlingen. I ett rör som är sluten vid ett ände kan resonanser uppstå bland annat vid frekvenserna 425, 1275, 2125 och 2975 Hz. Hur långt är röret? Visa dina beräkningar.
8a) Vilken typ av filter beskriver följande bild? Ange brytfrekvens och attenuation rate. Dämpning, db 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 4 8 16 32 64 128 Frekvens, Hz 8b) Följande signal filtreras med filtret ur uppgift 8a. Rita in den resulterande signalen i det tomma diagrammet på nästa sida och ta enbart med frekvensband som kan uppfattas av det mänskliga örat. (4p) Nivå, db SPL 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 4 8 16 32 64 128 Frekvens, Hz
Nivå, db SPL 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 4 8 16 32 64 128 Frekvens, Hz 9a) Bilden nedan visar en enkel krets med spänningskälla, ström och motstånd. Vilken typ av spänningskälla handlar det om? Åt vilket håll flyter strömmen, medsols eller motsols? 9b) Om strömmen i kretsen har 3mA och motståndet 5kΩ, hur stor är spänningen? Visa dina beräkningar. 9c) Rita in ytterligare en motstånd R 2 i kretsen som ska vara seriekopplad till motstånd R 1. Spänningskällan som används är fortfarande den som användes i uppgift 8a) och R 1 är fortfarande 5kΩ. Efter att du har lagt till R 2 sjunker strömmen som flyter i kretsen till 2,5mA. Hur stor är R 2? Visa dina beräkningar. 1) Enligt vilket princip fungerar en telespole i en hörapparat? Förklara så utförligt som du kan. (6p)
Ljudalstring och utbredning 11) Hur uppstår en ljudvåg och vilka förutsättningar måste finnas för att ljudvågen ska kunna bildas och fortplantas? 12a) Hur utbreder sig ljud i ett fritt fält? (1p) 12b) Vad är skillnaden mellan ett fritt och ett diffust fält? Vilka akustiska fenomen uppträder i ett diffust fält? 13) Lille Filip (7 år) har just badat i badrummet som har hårda kakelväggar. När han badat färdigt säger han Varför låter det så högt när jag sjunger i badrummet, men när jag leker i garderoben låter det ju nästan ingenting. Förklara för Filip varför det är sån skillnad. 14) Förklara kortfattat termen interferens. (4p) 15) Beskriv innebörden av ljudets avståndslag för ljudtrycket, ljudtrycksnivån, ljudets intensitet och intensitesnivån. Under vilken förutsättning gäller avståndslagen? 16) I en tvättstuga finns två ljudkällor som konstant sänder ut ljud. Ljudkälla 1, tvättmaskinen, har en ljudnivå på 76 dbspl och ljudkälla 2, torktumlaren, har en ljudnivå på 74 dbspl. Vad är ljudnivån i tvättstugan? Visa beräkningarna. (4p) 17) Du har haft turen att få gratisbiljetter till din favoritartists premiärkonsert på nya världsturnén. Din plats är 1 m från scenen. Där är ljudnivån 96 dbspl. Din kompis fick lov att köpa sina biljetter själv och fick plats i den bakre delen av arenan. Hur långt från scenen är din kompis då han/hon utsätts för 78 dbspl? Redogör också för hur du tänker då du kommer fram till ditt svar. 18) Ett vanligt mått för att bedöma ljudmiljön i ett rum är efterklangstiden. Förklara kort vad termen står för och varför det är bra att ha någorlunda kort efterklangstid i undervisningslokaler. 19) Vilken typ av skala mäter man ljudnivå i? Känner du andra mått inom hörselvetenskapen, som också använder denna typ av skala? 2) Vid genomförandet av ljudnivåmätningar använder man sig främst av två speciella, bredbandiga filter. Ange filtrarnas namn och beskriv kortfattat deras egenskaper.
Formelsammling c Luft 34m/s f n (2n 1) c = 4l Kirchhoffs lag för seriekoppling: Kirchhoffs lag för parallellkoppling R tot = R 1 + R 2 + R 3 + R 4 + U in = U 1 + U 2 + U 3 + U 4 +. I = konstant över hela kretsen +.. I tot = I 1 + I 2 + I 3 + I 4 +. U = konstant över hela kretsen L p p = 2 log = 2μPa p p dbspl L I I = 1 log 12 W = 1 2 m I I dbsil