無響室・残響室
はじめに
[編集]音響実験では、しばしば特殊な性質を持つ部屋での測定が必要となります。それは、無響室と残響室の2種類に分類されます。
無響室
[編集]この部屋の原理は、自由音場をシミュレートすることです。自由空間では、音響波は音源から無限大に伝搬します。一方、室内では、壁に反射した音が波となり、逆方向へ伝搬して音源へ戻ってきます。無響室では、これらの反射を除去するために、壁が音を非常に吸収しやすくなっています。音はどんどん小さくなっていくように感じます。 壁の素材はロックウール、グラスウール、フォームなど、比較的広い周波数帯域で音を吸収する素材が使われます。ウールには空洞を掘ることによって、低音域に相当する大きな波長も吸収するようになっている。 音源の音圧レベルは、距離が2倍になるごとに約6dB減少するのが理想的である。
以下の実験には無響室が使用されます。
強度測定：音源の音響パワーを測定すること。
音源の指向性の研究。
残響室
[編集]残響室の壁は、ほとんどがコンクリートでできており、反射塗料で覆われています。また、金属製のサンドイッチパネルで構成される場合もあります。音は壁に何度も反射して減衰します。まるで大聖堂の中にいるような印象を与えます。理想的には、音のエネルギーはすべて空気に吸収されます。このような反射があるため、部屋の各点では伝播方向の異なる平面波がたくさん干渉しています。すべての波を考慮すると非常に複雑になるので、音場は拡散場仮説によって単純化されます。この場合、音圧レベルは室内で一様であることがわかります。この論文の真理は、周波数が高くなるにつれて増加し、結果として、定在波の密度が十分である各残響室の限界周波数が低くなることです。
この近似には、いくつかの条件が必要です。それは、壁の吸収係数が非常に小さいこと（α<0.2） 共振モードの圧力の節を避けるため、部屋に幾何学的な凹凸（非平行壁、拡散体）があることです。
この仮説をもとに、サビーヌ理論を適用することができます。残響時間とは、音のレベルが60dB減少するのに必要な時間です。残響時間は、部屋の容積V、吸収係数αi、部屋のさまざまな材料の面積Siに依存します。
以下の実験には無響室が使用されます。
吸音材の吸音性能測定
音を伝達する仕切りの能力測定
音響パワーの測定