Region B

Region B obejmuje pasmo częstotliwościowe pomiędzy najniższą częstotliwością własną pomieszczenia f_(1,0,0) a częstotliwością Schroedera f_s. W tym zakresie częstotliwości znajdują zastosowanie zasady akustyki falowej, gdyż wymiary pomieszczenia są porównywalne do długości rozważanej fali dźwiękowej. Zjawiskiem charakterystycznym dla tegozakresu częstotliwości jest występowanie w pomieszczeniu fal stojących, czyli tzw. modów pomieszczenia [Hz].

Interferencja fal

Fala stojąca powstaje na skutek interferencji (nakładania się) dwóch takich samych fal poruszających się w przeciwnych kierunkach. Zwykle efekt ten powstaje np. poprzez nałożenie na falę biegnącą fali odbitej. Miejsca gdzie amplituda fali osiąga maksima nazywane są strzałkami, zaś te, w których amplituda jest zawsze zerowa, węzłami fali stojącej. Dwa podstawowe, najważniejsze węzły fali znajdują się w punktach odbicia fali (podłoga, ściany, sufit). W zależności jednak od modu drgań (numeru harmonicznej) dodatkowych węzłów może być więcej, lub mniej.

Poniższy rysunek przedstawia ilości węzłów i strzałek dla kolejnych czterech modów fali stojącej podłużnej (którą może być np. sznur).

Rys. 1 – Węzły i strzałki dla czterech kolejnych modów fali stojącej podłużnej.

Częstotliwości dla których powstają fale stojące zależą od wymiarów pomieszczenia. Dla kształtu prostopadłościennego wyrażone są one wzorem:

Gdzie:

n_x, n_y, n_z – kolejne liczby naturalne

c – prędkość dźwięku [m/s] – czy tak zostawić jednostkę

L_x, L_y, L_z – wymiary pomieszczenia na kierunkach odpowiednich osi [m]

Mody pomieszczenia można podzielić na:

• Osiowe – powstają pomiędzy dwoma równoległymi ścianami, jedna z wartości indeksu  jest różna od 0
• Styczne – powstają pomiędzy dwoma parami równoległych ścian, jedna z wartości indeksu  jest równa 0
• Skośne – powstają pomiędzy wszystkimi parami równoległych ścian, wszystkie wartości indeksu  są różne od 0

Rodzaje modów drgań w pomieszczeniu przedstawia poniższy rysunek :

Rys. 2 – Mody drgań: a) osiowe, b) styczne, c) skośne (źródło). 

Wyżej wymienione rodzaje modów różnią się od siebie energią – najsilniejsze są rezonanse osiowe, następnie styczne, zaś najsłabsze są drgania skośne. Wraz z wzrostem częstotliwości, rośnie również ilość częstotliwości własnych i gęstość ich rozmieszczenia, w rezultacie prowadząc do równomiernego rozłożenia energii w rozpatrywanym wnętrzu.

Występowanie rezonansów pomieszczenia poważnie wpływa na jego charakterystykę częstotliwościową powodując miejscowe „zakolorowania” dźwięku. Najbardziej problematyczne pod tym względem są pomieszczenia  sześcienne, ale również prostopadłościenne, których jedne wymiary są wielokrotnościami drugich. Efekt ten można zminimalizować na etapie projektowym, dobierając odpowiednie proporcje pomieszczenia (tak, aby mody rozmieszczone były równomiernie). Zalecane proporcje wymiarów pomieszczenia prostopadłościennego przedstawia zaznaczony na wykresie obszar Bolta. Optymalne rozwiązanie problemu rezonansów pomieszczenia jest kluczowym warunkiem zapewnienia odpowiedniej jakości odsłuchu.

Rys. 3 - Obszar Bolta (źródło).