Geluidsenergie

Geluidsenergie is de energie die door geluidsgolven wordt gedragen en kan worden opgeslagen in en overgedragen door een medium zoals lucht, water of een vaste stof. Geluid ontstaat door periodieke drukvariaties die zich als een golf door het medium voortplanten. Tijdens de voortplanting wordt energie van de bron naar het medium overgezet en kan een deel daarvan uiteindelijk in warmte verloren gaan door demping en viscose verliezen.

De specifieke geluidenergie per volume hangt af van de druk p en de beweging van de deeltjes v in het medium. Voor kleine amplitude kan de totale geluidenergie per volume worden uitgedrukt als w ≈ p^2/(ρ c^2) + (ρ v^2)/2, waarbij ρ de dichtheid en c de snelheid van het geluid in het medium zijn. De geluidintensiteit I, oftewel de energieoverdracht per oppervlakte-eenheid per tijd, voor een vlakke voortplantende golf is I ≈ p^2/(ρ c). Het geluiddrukniveau, uitgedrukt in decibel, volgt uit Lp = 20 log10(p_rms/p0).

In de praktijk wordt geluidsenergie gemeten en geanalyseerd in termen van energie-inhoud en -afname in een ruimte. Demping treedt op door absorptie en reflectie, wat nagalm en energieverlies veroorzaakt. In gebouw- en milieu-akoestiek wordt het gedrag van geluidsenergie gebruikt om eigenschappen zoals transport, verdeling en absorptie door materialen te modelleren en te voorspellen.

De eigenschappen van het medium bepalen hoe snel en in welke mate geluidenergie wordt overgedragen. Zo heeft lucht bij kamertemperatuur een snelheid van ongeveer 343 m/s en een dichtheid van circa 1,2 kg/m^3, terwijl in water en vaste stoffen de waarden verschillen en absorptiefrequenties variëren. Geluidsenergie vormt daarmee een fundamenteel concept in de studie van akoestiek en geluidstechniek.