Geluidstrillingen

Geluidstrillingen zijn trillingen van deeltjes in een medium die ontstaan door geluidsgolven. Ze bestaan uit afwisselende compressies en verdunningen die zich als golven voortplanten door lucht, water of vaste stoffen. Geluidstrillingen worden gekenmerkt door frequentie (toonhoogte), amplitude (luidheid) en golfvorm. Ze kunnen periodiek zijn of als korte impulsen voorkomen. Het bereik van het menselijk gehoor ligt ongeveer tussen 20 Hz en 20 kHz; infrangeluiden (<20 Hz) en ultrasoon (>20 kHz) vallen buiten dit bereik.

In lucht zijn geluidsgolven meestal longitudinaal; in vaste stoffen kunnen ook transversale golven en staande golven voorkomen. De voortplantingssnelheid van geluid hangt af van het medium en de temperatuur: circa 343 m/s in droge lucht bij 20 °C, circa 1500 m/s in water en duizenden m/s in staal.

Perceptie: de gehoorde ervaring hangt af van de drukamplitude en de frequentie. Luidheid wordt uitgedrukt in geluidsdrukniveau (dB SPL). Toonhoogte correspondeert met de toonfrequentie. Infrangeluiden en ultrasone trillingen zijn meestal niet hoorbaar maar kunnen wel meetbaar zijn en in sommige technische toepassingen relevant blijven.

Metingen en analyse: geluidstrillingen worden gemeten met microfoons (geluidsdruk) en accelerometers (trillingen van objecten). Analyseert men de frequentie-inhoud (spectra), amplitude en fase. In architectuur, machineveiligheid en nondestructief testen is vaak het beheersen van trillingen en resonanties van belang.

Toepassingen en gevolgen: kennis van geluidstrillingen is cruciaal in akoestiek, muziekproductie, bouwkunde en engineering. Langdurige blootstelling aan hoge geluidsniveaus kan leiden tot gehoorschade; normen voor geluidsisolatie en arbeidsveiligheid proberen dit te voorkomen. Resonantie kan leiden tot excessieve trillingen en schade.