home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ ftp.pasteur.org/FAQ/ / ftp-pasteur-org-FAQ.zip / FAQ / physics-faq / acoustics next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1997-09-08  |  57.3 KB

  1. Path: senator-bedfellow.mit.edu!bloom-beacon.mit.edu!news.starnet.net!news.starnet.net!newspump.wustl.edu!hood.cc.rochester.edu!news.acsu.buffalo.edu!dsinc!pitt.edu!gatech!howland.erols.net!feed1.news.erols.com!dispatch.news.demon.net!demon!mail2news.demon.co.uk!measure.demon.co.uk!Enviro
  2. From: Andrew Silverman <Enviro@measure.demon.co.uk>
  3. Newsgroups: alt.sci.physics.acoustics,alt.answers,news.answers
  4. Subject: Acoustics FAQ
  5. Followup-To: alt.sci.physics.acoustics
  6. Date: Sun, 07 Sep 97 20:55:00 GMT
  7. Organization: EnviroMeasure
  8. Approved: news-answers-request@MIT.EDU
  9. Message-ID: <873665061snz@measure.demon.co.uk>
  10. Reply-To: Enviro@measure.demon.co.uk
  11. X-Mail2News-User: Enviro@measure.demon.co.uk
  12. X-Mail2News-Path: punt-1.mail.demon.net!measure.demon.co.uk
  13. X-Newsreader: Demon Internet Simple News v1.30
  14. Lines: 1542
  15. Xref: senator-bedfellow.mit.edu alt.sci.physics.acoustics:6893 alt.answers:28801 news.answers:111778
  16.  
  17. Archive-name: physics-faq/acoustics
  18. Last-modified: 7th September 1997
  19. Version: 0.09
  20.  
  21.                     *** ACOUSTICS FAQ ***
  22.  
  23.  
  24. DISCLAIMER - NO WARRANTY OF ANY KIND WHATSOEVER IS MADE FOR THE FITNESS
  25. OF THE CONTENTS OF THIS FAQ.
  26.  
  27. In order to allow maximum compatibility only ASCII symbols are used
  28.  
  29.  
  30.  
  31. Aims
  32. ====
  33.  
  34.      * To make acoustics accessible to a wider public
  35.      * To encourage cooperation within the acoustics community 
  36.  
  37.  
  38.  
  39. Changes since previous version 
  40. ==============================
  41.      1.2  Web site revision & additions
  42.      1.3  software revisions
  43.      2.1  addition
  44.      2.9  added and qs following renumbered
  45.      2.10 revised
  46.      2.11 revised
  47.      6.1, 6.4  revised
  48.      6.7  musical intervals added, following renumbered (inc ref 6.10)
  49.      9    address & e-mail additions and revisions
  50.      
  51.  
  52. 1] Resource Pointers
  53.  
  54. 1.1  What acoustics related news groups and FAQs are there ?
  55. 1.2  What World Wide Web sites are there ?
  56. 1.3  What acoustics software is available on the Net ?
  57. 1.4  What acoustics books and journals are there ?
  58.  
  59.  
  60. 2] Basic Acoustics
  61.  
  62. 2.1  What is sound ?
  63. 2.2  What is a decibel (dB) ?
  64. 2.3  How is sound measured ?
  65. 2.4  What does dB(A) or "A-weighted" mean ?
  66. 2.5  How do sound levels add ?
  67. 2.6  How does the ear work ?
  68. 2.7  At what level does sound become unsafe ?
  69. 2.8  What is sound intensity ?
  70. 2.9  How does sound decay with distance ?
  71. 2.10  What is the sound power level ?
  72. 2.11  What is the speed of sound in air, water .. ?
  73. 2.12  What is meant by loudness?
  74.  
  75.  
  76. 3] Vibration
  77.  
  78. 3.1  What is vibration?
  79. 3.2  How is vibration measured ?
  80. 3.3  How is vibration isolated and controlled ?
  81.  
  82.  
  83. 4] Architectural & Building Acoustics
  84.  
  85.  
  86. 4.1  What is reverberation time ?
  87. 4.2  What is the sound absorption coefficient ?
  88. 4.3  What is the difference between insulation & absorption ?
  89. 4.4  How is sound insulation measured ?
  90. 4.5  How do I improve the noise insulation of my house/dwelling ?
  91.  
  92. 5] Reserved
  93.  
  94. 6] Miscellaneous Questions
  95.  
  96. 6.1  What is active noise control ?
  97. 6.2  What causes a sonic boom ?
  98. 6.3  Can you focus sound ?
  99. 6.4  What is sonoluminescence ?
  100. 6.5  Why does blowing over a bottle make a note ?
  101. 6.6  What is pitch ?
  102. 6.7  What are musical intervals?
  103. 6.8  What causes "helium voice" ?
  104. 6.9  What is structural acoustics ?
  105. 6.10 What is the Doppler effect ?
  106. 6.11 What is white noise, pink noise ?
  107.  
  108. 7] INDEX
  109.  
  110. 8] Various Tables
  111.  
  112. 8.1  Formula for A weighting
  113.  
  114. 9] List of National Acoustic Societies  
  115. -------------------------------------------------------------
  116. -------------------------------------------------------------
  117.  
  118.  
  119. 1]  Resource Pointers
  120.     -----------------
  121.  
  122. ***  1.1  What acoustic related news groups and FAQs are there ?
  123.  
  124. news groups
  125. -----------
  126.  
  127. news:alt.sci.physics.acoustics - started by Angelo Campanella - now the
  128. principal group for discussion of acoustics topics. Ang's CV is at URL
  129. http://www.Point-and-Click.com/Campanella_Acoustics/angelo.htm
  130.  
  131. news:sci.physics - general physics but occasionally acoustics related
  132. questions are posted.
  133.  
  134. news:rec.audio.tech - includes discussion on audio equipment, speakers
  135. etc. There are other rec.audio groups which may be of interest.
  136.  
  137. news:alt.support.hearing-loss and news:alt.support.tinnitus - groups
  138. for sufferers of these complaints
  139.  
  140. news:bionet.audiology - matters relating to hearing and hearing loss
  141.  
  142. news:bit.listserv.deaf-l  news:uk.people.deaf  news:alt.society.deaf
  143. - usenet seems an ideal communication medium.
  144.  
  145. news:comp.dsp - the group for people interested in computing digital
  146. signal processing solutions, FFTs FIRs IIRs etc. 
  147.  
  148. news:comp.speech - speech recognition and simulation
  149.  
  150. news:comp.sys.ibm.pc.soundcard.misc - various discussion of use of
  151. internal soundcards in IBM compatible computers.
  152.  
  153.  
  154. FAQs
  155. ----
  156. The main archive site for all usenet FAQs is
  157. ftp://rtfm.mit.edu/pub/usenet/
  158.  
  159. A list of sites (including html) for the Acoustics FAQ is at
  160. http://super.zippo.com/~consult/Acoustics_FAQ_mirrors.html
  161.                          --------------
  162. The Active Noise Control FAQ by Chris Ruckman is at
  163. http://www.xis.com/~ruckman/
  164.                          --------------
  165. The Tinnitus FAQ deals with a range of hearing disorders. It is
  166. maintained by Mark Bixby and available at
  167. http://www.cccd.edu/faq/tinnitus.html
  168.                          --------------
  169. The Audio FAQ, with everything you ever wanted to know about the
  170. subject, from preamplifiers to speakers and listening room acoustics.
  171. It is located in the pub/usenet/rec.audio.* directories
  172.                          --------------
  173. The comp.speech faq maintained by Andrew Hunt has information on speech
  174. processing and some software links
  175. http://www.speech.su.oz.au/comp.speech/
  176.                          --------------
  177.  
  178. ***  1.2  What World Wide Web sites are there ?
  179.  
  180. Many acoustical web resources can be found from links in the first two
  181. locations or the "search engines" listed below.
  182.  
  183. http://www.ecgcorp.com/velav/index.html
  184.      (virtual lib for acoustics & vibration with useful links)
  185. http://capella.dur.ac.uk/doug/acoustics.html 
  186.      (wide selection of acoustics related links)
  187. http://www.campus.bt.com/CampusWorld/pub/ScienceNet/first.html
  188.      (science questions and answers)
  189. http://online.anu.edu.au/ITA/ACAT/drw/PPofM/INDEX.html
  190.      (simple acoustics introduction from David Worrall)
  191. http://www.mme.tcd.ie/~m.carley/Notes/
  192.      (theoretical basic acoustics lecture notes; difficult stuff like
  193.      the wave equation etc, in hypertext for browsing, or gzipped    
  194.      Postscript format for downloading)
  195. http://asa.aip.org/
  196.      (Acoustical Society of America home page with several links and 
  197.      comprehensive career section, book lists and Society info etc)
  198. http://pcfarina.eng.unipr.it/
  199.      (Angelo Farina has published a variety of papers - some are
  200.      available in zipped MSWord format)
  201. http://eaa.essex.ac.uk/eaa/
  202.      (European Acoustics Association)
  203. http://users.aol.com/inceusa/ince.html
  204.      (Institute of Noise Control Engineering home page)
  205. http://super-highway.net/~wattsup/Audio%20related%20Site%20list.html
  206.      (Steve Ekblad's extensive audio related BBS and Internet list) 
  207. http://www.techexpo.com/
  208.      (Technical societies, conferences etc etc but not specifically
  209.      acoustics related)
  210. http://www.iso.ch/
  211.      (main ISO standards page)
  212. http://www.iso.ch/addresse/membodies.html
  213.      (national standards organizations addresses)
  214. http://www.ansi.org/
  215.      (official ANSI site)
  216.  
  217. The Digital Equipment Corporation has an extremely powerful Advanced
  218. Search facility at: 
  219.  
  220. http://altavista.digital.com/
  221.  
  222. alternatively try searches on:
  223. http://www.yahoo.com/
  224. http://www.hotbot.com/
  225. http://www.infoseek.com/
  226. http://www.excite.com/
  227. http://www.lycos.com/
  228. http://www.dejanews.com/ (can also be used as Usenet posting gateway)
  229.  
  230. or use your nearest Archie site to look for files you want.
  231.  
  232. ***  1.3  What acoustics software is available on the Net ?
  233.  
  234. A range of programs available for downloading from the Simtel archive.
  235.  
  236. Spectrogram 3.2 - Accurate realtime Win95 spectrum analysis program
  237. (freeware) by Richard Horne is at a few sites including:
  238. http://tinker.winsite.com/info/pc/win95/sounds/gram32.zip
  239.  
  240. The comp.speech faq has several links to speech related software
  241. including speech recognition and text to speech programs.
  242.  
  243. There are a few programs for various platforms listed at URL
  244. http://www.cisab.indiana.edu/CSASAB/index.html
  245. The programs listed are mainly for sound analysis and editing.
  246.  
  247. Some software is available for audio systems design at URL
  248. ftp://ftp.uu.net/usenet/rec.audio.high-end/Software  
  249.  
  250. Odeon is a program for architectural acoustics. A demonstration version
  251. is available by ftp. The demo includes a large database for
  252. coefficients of absorption. A web page at URL
  253. http://www.dat.dtu.dk/~odeon/index.html
  254. describes the capabilities of the program and gives the ftp address.
  255.  
  256. Also some interactive acoustics software (eg room acoustics, RT,
  257. decibel conversion etc) is available at a couple of sites.
  258.  
  259. ***  1.4  What acoustics books and journals are there ?
  260.  
  261. There is a large range of books available on the subject. Generally the
  262. choice of book will depend on which approach and subject area is of
  263. interest. A few books are listed below:
  264.  
  265. >>Introduction to Sound
  266. >>Speaks, C
  267. Good foundation for acoustics principles 
  268.  
  269. >>Acoustics Source Book
  270. >>Parker, S (editor)
  271. Basic introductory articles on many topics discussed in the
  272. alt.sci.physics.acoustics group. Old book - technology a bit dated.
  273.  
  274. >>The Science of Sound
  275. >>Rossing, T
  276. Introductory book on acoustics, music and audio
  277.  
  278. >>Fundamentals of Acoustics
  279. >>Kinsler, L  Frey, A  et al.
  280. Good overall coverage of acoustics but includes lots of theory
  281.  
  282. >>Acoustics ...
  283. >>Pierce, A
  284. Classic advanced text - lots of theory
  285.  
  286. >>Engineering Noise Control
  287. >>Bies, D & Hansen, C
  288. Practically biased with examples. Partially updated and corrected.  
  289.  
  290. >>Handbook of Acoustical Measurements and Noise Control
  291. >>Harris C  (editor)
  292. Comprehensive practical reference book. 
  293.  
  294.  
  295. A list of recently reviewed noise-related books is at URL
  296. http://users.aol.com/inceusa/books.html
  297.  
  298.  
  299. Some Journals
  300. -------------
  301. Journal of the Acoustical Society of America (monthly)
  302. Noise Control Engineering (US - every 2 months)
  303. Acoustics Bulletin (UK - every 2 months)
  304. Acta Acustica (P.R.China)
  305. Acta Acustica / Acustica (Europe - 6 per year)
  306. Journal of the Acoustical Society of Japan (E) (English edn - 2 months)
  307. Acoustics Australia (3 per year)
  308. Journal of Sound & Vibration (UK - weekly)
  309. Journal of the Audio Engineering Society (US - 10 per year)
  310. Applied Acoustics (UK - 12 per year)
  311.  
  312. ---------------------------------------------------------------
  313. ---------------------------------------------------------------
  314.  
  315.  
  316.  
  317.  
  318. |  Definitions used:
  319. |
  320. |  10^(-5) indicates 10 raised to the power of minus 5
  321. |  1.0E-12 indicates 1.0 x 10^(-12)
  322. |  1 pW indicates 1 picowatt i.e. 1.0E-12 Watt
  323. |  W/m^2 indicates Watts per square metre
  324. |  lg indicates logarithm to base 10
  325. |  sqrt indicates the square root of
  326. |  pi = 3.142                                          
  327. |  Lw is sound power level, the w is subscripted 
  328.  
  329. 2]  Basic Acoustics
  330.     ---------------
  331.  
  332. ***  2.1  What is sound ?
  333.  
  334.  
  335. Sound is the quickly varying pressure wave within a medium.
  336. We usually mean audible sound, which is the sensation (as detected by
  337. the ear) of very small rapid changes in the air pressure above and
  338. below a static value. This "static" value is atmospheric pressure
  339. (about 100,000 Pascals) which does nevertheless vary slowly, as shown
  340. on a barometer. Associated with the sound pressure wave is a flow of
  341. energy. Sound is often represented diagrammatically as a sine wave, but
  342. physically sound (in air) is a longitudinal wave where the wave motion
  343. is in the direction of the movement of energy. The wave crests can be
  344. considered as the pressure maxima whilst the troughs represent the
  345. pressure minima.
  346.  
  347. How small and rapid are the changes of air pressure which cause sound?
  348. When the rapid variations in pressure occur between about 20 and 20,000
  349. times per second (ie at a frequency between 20Hz and 20kHz) sound is
  350. potentially audible even though the pressure variation can sometimes
  351. be as low as only a few millionths of a Pascal. Movements of the ear
  352. drum as small as the diameter of a hydrogen atom can be audible! Louder
  353. sounds are caused by greater variation in pressure - 1 Pascal, for
  354. example, will sound quite loud, provided that most of the acoustic
  355. energy is in the mid-frequencies (1kHz - 4kHz) where the ear is most
  356. sensitive.
  357.  
  358. What makes sound?
  359. Sound is produced when the air is disturbed in some way, for example
  360. by a vibrating object. A speaker cone from a hi-fi system serves as a
  361. good illustration. It may be possible to see the movement of a bass
  362. speaker cone, providing it is producing very low frequency sound. As
  363. the cone moves forward the air immediately in front is compressed
  364. causing a slight increase in air pressure, it then moves back past its
  365. rest position and causes a reduction in the air pressure (rarefaction).
  366. The process continues so that a wave of alternating high and low
  367. pressure is radiated away from the speaker cone at the speed of sound. 
  368.  
  369.  
  370.  ***  2.2  What is a decibel (dB) ?
  371.  
  372. The decibel is a logarithmic unit which is used in a number of
  373. scientific disciplines. In all cases it is used to compare some
  374. quantity with some reference value. Usually the reference value is the
  375. smallest likely value of the quantity. Sometimes it can be an
  376. approximate average value.
  377.  
  378. In acoustics the decibel is most often used to compare sound pressure,
  379. in air, with a reference pressure. References for sound intensity,
  380. sound power and sound pressure in water are amongst others which are
  381. also commonly in use. 
  382.  
  383. Reference sound pressure (in air) = 0.00002 = 2E-5 Pa (rms)
  384.      "      "   intensity         = 0.000000000001 = 1E-12 W/m^2
  385.      "      "     power           = 0.000000000001 = 1E-12 W
  386.      "      "   pressure (water)  = 0.000001 = 1E-6 Pa  
  387.  
  388. Acousticians use the dB scale for the following reasons:
  389.  
  390.   1) Quantities of interest often exhibit such huge ranges of
  391.   variation that a dB scale is more convenient than a linear
  392.   scale.  For example, sound pressure radiated by a submarine may
  393.   vary by eight orders of magnitude depending on direction.
  394.   
  395.   2) The human ear interprets loudness on a scale much closer to
  396.   a logarithmic scale than a linear scale.
  397.  
  398.  
  399. ***  2.3  How is sound measured ?
  400.  
  401. A sound level meter is the principal instrument for general noise
  402. measurement. The indication on a sound level meter (aside from
  403. weighting considerations) indicates the sound pressure, p, as a level
  404. referenced to 0.00002 Pa.
  405.  
  406.           Sound Pressure Level = 20 x lg (p/0.00002) dB
  407.  
  408. Peak levels are occasionally quoted. During any given time interval
  409. peak levels will be numerically greater, and often much greater than
  410. the (rms) sound pressure level.
  411.  
  412. ***  2.4  What does dB(A) or "A-weighted" mean ?
  413.  
  414. Noise was not of particular concern at the beginning of the century.
  415. The first electrical sound meter was reported by George W Pierce in
  416. Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences, v 43 (1907-8)
  417. A couple of decades later the switch from horse-drawn vehicles to
  418. automobiles in cities led to large changes in the background noise
  419. climate. The advent of "talkies" -  film sound - was a big stimulus to
  420. sound meter patents of the time, but there was still no standard method
  421. of sound measurement.
  422.  
  423. The first tentative standard for sound level meters (Z24.3) was
  424. published by the American Standards Association in 1936, sponsored by
  425. the Acoustical Society of America. The tentative standard shows two
  426. frequency weighting curves "A" and "B" which were modelled on the ear's
  427. response to low and high levels of sound respectively.
  428.  
  429. The most common weighting today is "A-weighting" dB(A), which is very
  430. similar to that originally defined as Curve "A" in the 1936 standard.
  431. "C-weighting" dB(C), which is used occasionally, has a relatively flat
  432. response. "U-weighting" is a recent weighting which is used for
  433. measuring audible sound in the presence of ultrasound, and can be
  434. combined with A-weighting to give AU-weighting. The A-weighting formula
  435. is given in section 8 of the FAQ. 
  436.  
  437. In addition to frequency weighting, sound pressure can be weighted in
  438. time with fast, slow or impulse response. Measurements of sound
  439. pressure level with A-weighting and fast response are also known as the
  440. "sound level". 
  441.  
  442. Some sound level meters can measure the average sound level of a noise
  443. over a given time. It is called the equivalent continuous sound level
  444. (L sub eq) and is A-weighted but not time weighted.
  445.  
  446.  
  447. ***  2.5  How do sound levels add ?
  448.  
  449. If there are two sound sources in a room - for example a radio
  450. producing an average sound level of 62.0 dB, and a television producing
  451. a sound level of 73.0 dB - then the total sound level is a logarithmic
  452. sum ie
  453.  
  454.      Combined sound level = 10 x lg ( 10^(62/10) + 10^(73/10) )
  455.  
  456.                           = 73.3 dB
  457.  
  458. Note: for two different sounds, the combined level cannot be more than
  459. 3 dB above the higher of the two sound levels. However, if the sounds
  460. are phase related there can be up to a 6dB increase in SPL. 
  461.  
  462.  
  463. ***  2.6  How does the ear work ?
  464.  
  465. The eardrum is connected by three small jointed bones in the air-filled
  466. middle ear to the oval window of the inner ear or cochlea, a fluid-
  467. filled spiral coil about one and a half inches in length. Over 10,000
  468. hair cells on the basilar membrane along the cochlea convert minuscule
  469. movements to nerve impulses, which are transmitted by the auditory
  470. nerve to the hearing center of the brain. 
  471.  
  472. The basilar membrane is wider at its apex than at its base, near the
  473. oval window, whereas the cochlea tapers towards its apex. Different
  474. groups of the delicate hair sensors on the membrane, which varies in
  475. stiffness along its length, respond to different frequencies
  476. transmitted down the coil. The hair sensors are one of the few cell
  477. types in the body which do not regenerate. They may therefore become
  478. irreparably damaged by large noise doses. Refer to the Tinnitus FAQ for
  479. more information on hearing disorders.
  480.  
  481. http://www.mankato.msus.edu/dept/comdis/kuster2/audiology.html
  482. http://oto.wustl.edu/cochlea
  483. ftp://rtfm.mit.edu/pub/usenet/news.answers/medicine/tinnitus-faq
  484.  
  485. ***  2.7  At what level does sound become unsafe ?
  486.  
  487. It is best, where possible, to avoid any unprotected exposure
  488. to sound pressure levels above 100dB(A). Use hearing protection when
  489. exposed to levels above 85dB(A), especially if prolonged exposure is
  490. expected.  Damage to hearing from loud noise is cumulative and is
  491. irreversible. Exposure to high noise levels is also one of the main
  492. causes of tinnitus. The safety aspects of ultrasound scans are the
  493. subject of ongoing investigation.
  494.  
  495. There are other health hazards from extended exposure to vibration. An
  496. example is "white finger", which is found amongst workers who use hand-
  497. held machinery such as chain saws. 
  498.  
  499.  
  500. ***  2.8  What is sound intensity ?
  501.  
  502. This may be defined as the rate of sound energy transmitted in a
  503. specified direction per unit area normal to the direction. With good
  504. hearing the range is from about 0.000000000001 Watt per square metre
  505. to about 1 Watt per square metre (12 orders of magnitude greater). The
  506. sound intensity level is found from intensity I (W/m^2) by:
  507.  
  508.           Sound Intensity Level = 10 x lg (I/1.0E-12) dB
  509.  
  510. Note: 1.0E-12 W/m^2 normally corresponds to a sound pressure of about
  511. 2.0E-5 Pascals which is used as the datum acoustic pressure in air.
  512.  
  513. Sound intensity meters are becoming increasingly popular for
  514. determining the quantity and location of sound energy emission.
  515.  
  516.  
  517. ***  2.9  How does sound decay with distance ?
  518.  
  519. The way sound changes with distance from the source is dependent on the
  520. size and shape of the source and also the surrounding environment and
  521. prevailing air currents. It is relatively simple to calculate provided
  522. the source is small and outdoors, but indoor calculations (in a
  523. reverberant field) are rather more complex.
  524.  
  525. If the noise source is outdoors and its dimensions are small compared
  526. with the distance to the monitoring position (ideally a point source),
  527. then as the sound energy is radiated it will spread over an area which
  528. is proportional to the square of the distance. This is an 'inverse
  529. square law' where the sound level will decline by 6dB for each doubling
  530. of distance.
  531.  
  532. Line noise sources such as a long line of moving traffic will radiate
  533. noise in cylindrical pattern, so that the area covered by the sound
  534. energy spread is directly proportional to the distance and the sound
  535. will decline by 3dB per doubling of distance.
  536.  
  537. Close to a source (the near field) the change in SPL will not follow
  538. the above laws because the spread of energy is less, and smaller
  539. changes of sound level with distance should be expected.
  540.  
  541. In addition it is always necessary to take into account attenuation due
  542. to the absorption of sound by the air, which may be substantial at
  543. higher frequencies. For ultrasound, air absorption may well be the
  544. dominant factor in the reduction.
  545.  
  546. ***  2.10  What is the sound power level ?
  547.  
  548. Sound power level, Lw, is often quoted on machinery to indicate
  549. the total sound energy radiated per second. The reference power is
  550. taken as 1pW.
  551.  
  552. For example, a lawn mower with sound power level 88dB(A) will produce
  553. a sound level of about 60dB(A) at a distance of 10 metres. If the sound
  554. power level was 78dB(A) then the lawn mower sound level would be only
  555. 50dB(A) at the same distance.
  556.  
  557.  
  558. ***  2.11  What is the speed of sound in air, water .. ?
  559.  
  560. The speed of sound in air at a temperature of 0 degC and 50% relative
  561. humidity is 331.6 m/s. The speed is proportional to the square root of
  562. absolute temperature and it is therefore about 12 m/s greater at 20
  563. degC. The speed is nearly independent of frequency and atmospheric
  564. pressure but the resultant sound velocity may be substantially altered
  565. by wind velocity.
  566.  
  567. A good approximation for the speed of sound in other gases at standard
  568. temperature and pressure can be obtained from
  569.  
  570.                c = sqrt (gamma x P / rho) 
  571.  
  572. where gamma is the ratio of specific heats, P is 1.013E5 Pa and rho is
  573. the density.
  574.  
  575. The speed of sound in water is approximately 1500 m/s. It is possible
  576. to measure changes in ocean temperature by observing the resultant
  577. change in speed of sound over long distances. The speed of sound in an
  578. ocean is approximately:
  579.  
  580. c = 1449.2 + 4.6T - 0.055T^2 + 0.00029T^3 + (1.34-0.01T)(S-35) + 0.016z
  581.  
  582. T temp in degrees Celsius, S salinity in parts per thousand
  583. z is depth in meters
  584.  
  585. See also CRC Handbook of Chemistry & Physics for some other substances
  586. and Dushaw & Worcester JASA (1993) 93, pp255-275 for sea water.
  587.  
  588. ***  2.12  What is meant by loudness?
  589.  
  590. Loudness is the human impression of the strength of a sound. The
  591. loudness of a noise does not necessarily correlate with its sound
  592. level. Loudness level of any sound, in phons, is the decibel level of
  593. an equally loud 1kHz tone, heard binaurally by an otologically normal
  594. listener. Historically, it was with a little reluctance that a simple
  595. frequency weighting "sound level meter" was accepted as giving a
  596. satisfactory approximation to loudness. The ear senses noise on a
  597. different basis than simple energy summation, and this can lead to
  598. discrepancy between the loudness of certain repetitive sounds and their
  599. sound level.
  600.  
  601. A 10dB sound level increase is considered to be about twice as loud in
  602. many cases. The sone is a unit of comparative loudness with 0.5 sone=30
  603. phons, 1 sone=40 phons, 2 sones=50 phons, 4 sones = 60 phons etc. The
  604. sone is inappropriate at very low and high sound levels where
  605. subjective perception does not follow the 10dB rule. 
  606.  
  607. Loudness level calculations take account of "masking" - the process by
  608. which the audibility of one sound is reduced due to the presence of
  609. another at a close frequency. The redundancy principles of masking are
  610. applied in digital audio broadcasting (DAB), leading to a considerable
  611. saving in bandwidth with no perceptible loss in quality. 
  612.   
  613.  
  614. -------------------------------------------------------------
  615. -------------------------------------------------------------
  616.  
  617. 3]  Vibration
  618.     ---------
  619.  
  620. ***  3.1  What is vibration ?
  621.  
  622. When something oscillates about a static position it can be said to
  623. vibrate. The vibration of a speaker diaphragm produces sound, but
  624. usually vibration is undesirable. Common examples of unwanted vibration
  625. are the movement of a building near a railway line when a train passes,
  626. or the vibration of the floor caused by a washing machine or spin
  627. dryer. Floor vibration can be reduced with vibration isolators; however
  628. there is often a penalty to pay in the form of a slight increase in the
  629. machinery vibration and its consequent deterioration.
  630.  
  631.  
  632. ***  3.2  How is vibration measured ?
  633.  
  634. Vibration is monitored with an accelerometer. This is a device that is
  635. securely attached by some means to the surface under investigation. The
  636. accelerometer produces a tiny electrical charge output, proportional
  637. to the surface acceleration, which is then amplified by a charge
  638. amplifier and recorded or observed with a meter. The frequencies of
  639. interest are generally lower than sound, and range from below 1 Hz to
  640. about 1 kHz. 
  641.  
  642. It is sometimes more useful to know the velocity or displacement rather
  643. than the acceleration. In the case of velocity, it is necessary to
  644. integrate the acceleration signal. A second integration will provide
  645. a displacement output. If the vibration is sinusoidal at a known
  646. frequency, f, then an integration is easily calculated by dividing the
  647. original by 2 x pi x f (noting that there is a phase change)
  648.  
  649. Example: A machine is vibrating sinusoidally at 79.6 Hz with an rms
  650. acceleration of 10 m/s^2.
  651. Its rms velocity is therefore 10/(2 x pi x 79.6) = 20 mm/s 
  652. Its rms displacement is   10/(4 x pi^2 x 79.6^2) = 0.04 mm  
  653.  
  654.  
  655. ***  3.3  How is vibration isolated and controlled ?
  656.  
  657. Vibration problems are solved by considering the system as a number of
  658. springs and masses with damping. It is sometimes possible to reduce the
  659. problem to a single mass supported by a spring and a damper. 
  660.  
  661. If the vibration is produced by a motor inside a machine, it is usually
  662. desirable to ensure that the frequency of motor oscillations (the
  663. forcing frequency) is well above the frequency of the natural resonance
  664. of the machine on its support. This is achieved by altering the mass
  665. or stiffness of the system as appropriate.
  666.  
  667. The method of vibration isolation is very easy to demonstrate with a
  668. weight held from a rubber band. As the band is moved up and down very
  669. slowly the suspended weight will move by the same amount. At resonance
  670. the weight will move much more, but as the frequency is increased still
  671. further the weight will become almost stationary. In practical
  672. circumstances springs are more likely to be used in compression than
  673. tension, but the principles are exactly the same.
  674.  
  675. A further method of vibration control is to attempt to cancel the
  676. forces involved using a Dynamic Vibration Absorber. Here an additional
  677. "tuned" mass-spring combination is added so that it exerts a force
  678. equal and opposite to the unwanted vibration. They are only appropriate
  679. when the vibration is of a fixed frequency.
  680.  
  681. Active vibration control, using techniques akin to active noise
  682. control, is now coming into use.
  683.  
  684. Important:-
  685. Intuitive attempts to reduce vibration from machinery can sometimes
  686. instead aggravate the problem. This is especially true when care was
  687. originally taken to minimize vibration at the time of design,
  688. manufacture and installation.
  689.  
  690.  
  691. -------------------------------------------------------------
  692. -------------------------------------------------------------
  693.  
  694. 4]  Architectural & Building Acoustics
  695.     ----------------------------------
  696.  
  697. ***  4.1   What is reverberation time ?
  698.  
  699. Work on room acoustics was pioneered by Wallace Clement Sabine 1868-
  700. 1919 (see his Collected Papers on Acoustics, 1922).
  701. The reverberation time, T, is defined as the time taken for sound
  702. energy to decay in a room by a factor of one million (ie by 60 dB). It
  703. is dependent on the room volume and its total absorption.
  704.  
  705. In metric units
  706.  
  707.                               0.161 x room Volume 
  708.           T =  ----------------------------------------------
  709.                sum of Surface areas x absorption coefficients
  710.  
  711.  
  712. ***  4.2  What is the sound absorption coefficient ?
  713.  
  714. The absorption coefficient of a material is ideally the fraction of the
  715. randomly incident sound power which is absorbed, or otherwise not
  716. reflected. It can be determined in two main ways, and there are often
  717. variations in the results depending upon the method of measurement
  718. chosen. It is standard practice to measure the coefficient at the
  719. preferred octave frequencies over the range of at least 125Hz - 4kHz.
  720.  
  721. For the purposes of architectural design, the Sabine coefficient
  722. (calculated from reverberation chamber measurements) is preferred.
  723. Interestingly some absorbent materials are found to have a Sabine
  724. coefficient in excess of unity at higher frequencies. This is due to
  725. edge effects and when this occurs the value can be taken as 1.0 
  726.  
  727. The Odeon computer program includes a file of absorption coefficients.
  728.  
  729.  
  730. ***  4.3  What is the difference between insulation & absorption ?
  731.  
  732. There is often confusion between sound insulation and sound absorption.
  733.  
  734. Sound insulation is required in order to eliminate the sound path from
  735. a source to a receiver such as between apartments in a building, or to
  736. reduce unwanted external noise inside a concert hall. Heavy materials
  737. like concrete tend to be the best materials for sound insulation -
  738. doubling the mass per unit area of a wall will improve its insulation
  739. by about 6dB. It is possible to achieve good insulation with much less
  740. mass by instead using a double leaf partition (two separated
  741. independent walls). 
  742.  
  743. Sound absorption occurs when some or all of the incident sound energy
  744. is either converted into heat or passes through the absorber. For this
  745. reason good sound absorbers do not of themselves make good sound
  746. insulators. Although insulation and absorption are different concepts,
  747. there are many instances where the use of sound absorbers will improve
  748. insulation. However absorption should not be the primary means of
  749. achieving good sound insulation. 
  750.  
  751.  
  752. ***  4.4   How is sound insulation measured ?
  753.  
  754. The measurement method depends on the particular situation. There are
  755. standards for the measurement of the insulation of materials in the
  756. laboratory, and for a number of different field circumstances. Usually
  757. the procedures involve generating a loud sound of a specified type and
  758. monitoring the transmitted noise.
  759.  
  760. It is very useful to have a single number to characterize the
  761. insulation of a partition. Measurements are often conducted in third-
  762. octaves, and the reduction plotted on a graph. A reference curve is
  763. then fitted to the measurements using a specified procedure, and the
  764. value of this curve at 500 Hz is taken as the figure. There is a slight
  765. difference in procedure between the U.S. and ISO standards, but the
  766. methods are basically similar. The same is also true for impact noise
  767. transmission assessment, where a standard tapping machine is in use to
  768. hammer floors. Sound pressure levels in the room below are monitored.
  769.  
  770. ***  4.5  How do I improve the noise insulation of my house/dwelling?
  771.  
  772. This is one of the most commonly asked questions of noise consultants. 
  773. Firstly you should consider whether better insulation is really
  774. essential. The method of noise insulation will depend on the exact
  775. situation, so the advice of a competent person should be sought at an
  776. early stage. Sound insulation is most often asked for in order to keep
  777. out unwanted noise, but is occasionally requested for the purpose of
  778. minimizing disturbance to others. The following ideas may serve as
  779. guidelines.
  780.  
  781. When the noise is from an external source such as a main road it may
  782. be possible, if planning authorities permit, to screen with a noise
  783. barrier. These can be effective providing that the direct line of sight
  784. between traffic and house is concealed by the barrier.
  785.  
  786. The weak point for sound transmission to and from a building is most
  787. often via the windows. Double glazing will usually afford noticeably
  788. better protection than single glazing, but in areas of high external
  789. noise it might be preferable to have double windows with a large air
  790. gap and acoustic absorbent material in the reveals. A drawback of
  791. improving external insulation is that, for some people, the resultant
  792. lower background level can itself be disturbing; it can also make noise
  793. transmission through party walls more apparent. The fitting of new
  794. windows may reduce the level of air ventilation, and it will be vital
  795. to compensate for this, if necessary with a noise attenuating system.
  796.  
  797. You may also need to consider noise penetration through the roof,
  798. floors, ceilings and walls.
  799.  
  800. Noise through party walls can be reduced by the addition of a false
  801. wall. This is constructed from a layer of sound insulating material,
  802. commonly plasterboard, separated from the party wall by a large void
  803. containing acoustic quilting. The false wall must not be connected to
  804. the party wall because that would allow sound transmission paths. The
  805. quality of construction is an important consideration if optimal levels
  806. of attenuation are desired. It is advisable to contact an independent
  807. noise consultant before allowing any building works to commence. 
  808.  
  809.  
  810. -------------------------------------------------------------
  811. -------------------------------------------------------------
  812.  
  813.  
  814. 6]  Miscellaneous Questions
  815.     ----------------------
  816.  
  817. ***  6.1  What is active noise control ?
  818.  
  819. ANC is an electronic method of reducing or removing unwanted sound by
  820. the production of a pressure wave of equal amplitude but opposite sign
  821. to the unwanted sound. When the electronically produced inverse wave
  822. is added to original unwanted sound the result is sound cancellation.
  823.  
  824. This method of noise control is becoming increasingly popular for a
  825. variety of uses. It is sometimes considered a miracle "cure-all" for
  826. noise problems which, at the present time, is not the case. For example
  827. noise cancellation in 3D spaces, such as living areas, is very
  828. difficult to achieve. However it can be more successful locally, eg for
  829. a passenger sitting in an aircraft or car. There are many institutions
  830. and companies around the world working on the technology to increase
  831. the circumstances where ANC can be used effectively. The award winning
  832. Active Noise Control FAQ is maintained by Chris Ruckman and available
  833. at a number of sites worldwide including: 
  834.  
  835. http://www.xis.com/~ruckman/
  836.  
  837. ***  6.2  What causes a sonic boom ?
  838.  
  839. (from "Aircraft Noise" by Michael T Smith, Cambridge, 1989)
  840.  
  841. " ..   When the speed of an aircraft is supersonic, the pressure waves
  842. cannot get away ahead of the aircraft as their natural speed is slower
  843. than that of the aircraft. Slower, in this context, means just over
  844. 1200 km/hr at sea level and about 10% less at normal cruising altitude.
  845. Because they cannot get away, the pressure disturbances coalesce and
  846. lag behind the aeroplane, which is in effect travelling at the apex of
  847. a conical shock wave. The main shock wave is generated by the extreme
  848. nose of the aeroplane, but ancillary shocks are generated by all the
  849. major fuselage discontinuities.  .. "
  850.  
  851.  
  852. Ken Plotkin (kplotkin@access2.digex.net) on 24th July 1995 wrote:
  853.  
  854. [snip] .. A body moving through the air pushes the air aside. Small
  855. disturbances move away at the speed of sound.  Disturbances from a
  856. slowly moving body go out in circles, like ripples from a pebble in a
  857. pond. If the body moves faster, the circles are closer in the direction
  858. of travel. If the body is supersonic, then the circles overlap.  The
  859. envelope of circles forms a cone.  The angle of the cone is determined
  860. by its vertex moving in the body's travel direction at the body's
  861. speed, while the circles grow at the sound speed.  [snip]  The
  862. existence of the "Mach cone", "Mach waves" and the corresponding angle,
  863. was discovered by Ernst Mach in the nineteenth century. [snip]
  864.  
  865.  
  866. ***  6.3  Can you focus sound ?
  867.  
  868. Sound can be focused like light, but in the case of sound the "optics"
  869. must be much larger because you are dealing with longer wavelengths.
  870. The effect is heard in some domed buildings such as the Capitol in
  871. Washington, and St Paul's Cathedral in London providing noise
  872. background conditions permit.
  873.  
  874. Large parabolic reflectors can be used very effectively to send and
  875. receive sound over significant distances. Check out your local science
  876. museum or exploratorium - there may be a demonstration. It is also
  877. possible to refract sound and focus it using a lens. The lens is
  878. constructed from a large thin bubble, say 2 metres across, filled with
  879. carbon dioxide. The effect is not very pronounced.
  880.  
  881. Sound can be directed by making use of constructive and destructive
  882. interference. This idea is used in column speakers, and commercial
  883. systems for reducing noise levels outside the dance floor area of
  884. discos. 
  885.  
  886. ***  6.4  What is sonoluminescence ?
  887.  
  888. In the early 1930s Frenzel and Schultes discovered that photographic
  889. plates became "fogged" when submerged in water exposed to high
  890. frequency sound. More recent experiments have succeeded in suspending
  891. a single luminous pulsating bubble in a standing wave acoustic field,
  892. visible in an undarkened room. Generally sonoluminescence is light
  893. emission from small cavitating bubbles of air or other gas in water or
  894. other fluids, produced when the fluid is acted upon by intense high
  895. frequency sound waves. The mechanism is not completely understood, but
  896. very high pressures and temperatures are thought to be produced at the
  897. centre of the collapsing bubbles.
  898.  
  899. See "Science" 14 October 1994 page 233, "Scientific American"
  900. (International Edition) February 1995 Page 32 or "Physics Today"
  901. September 1994 Page 22, all quite readable articles. 
  902.  
  903. See also the following URLs:
  904.  
  905. http://ne43.ne.uiuc.edu/ans/sonolum.html
  906. http://www.wdv.com/Sono
  907.  
  908. James Davison (TKGN58A@prodigy.com) on 28th June 1995 wrote:
  909.  
  910. [snip] .. I have been sufficiently interested to reconstruct the
  911. apparatus for producing this effect -- using a pair of piezoelectric
  912. transducers, an old oscilloscope and a signal wave generator --
  913. materials costing only a few hundred dollars.
  914.  
  915. I am proud to say that tonight I managed to reproduce this effect --
  916. the tiny bubble has the appearance of a tiny blue star trapped in the
  917. middle of the flask.  It is distinctly visible to the unadapted eye in
  918. a dark room, and it is a very startling thing to see. [snip]
  919.  
  920.  
  921. ***  6.5  Why does blowing over a bottle make a note ?
  922.  
  923. Resonance in acoustics occurs when some mass-spring combination is
  924. supplied with energy. Many musical instruments rely on air resonance
  925. to improve their sonority. If you blow across the mouth of a bottle you
  926. can often get a note. The bottle behaves as a Helmholtz resonator. The
  927. main volume of air inside the bottle is analogous to a spring, whilst
  928. the "plug" of air in the neck acts as an attached mass. The resonant
  929. frequency is roughly given by:
  930.  
  931.                f =  { c sqrt (S/LV) } / 2pi
  932.               
  933. c is velocity of sound
  934. S is the surface area of the neck opening
  935. V is bottle volume
  936. L is the effective length of the neck ie the actual length plus ends
  937. correction. Ends correction ~ 1.5 times radius of neck opening
  938.  
  939. Example: A 75 cl (7.5E-4 m^3) wine bottle with neck diameter 19 mm, 
  940. bottle neck length 8 cm, air temp = 20 degC 
  941. calculated resonance = 109Hz (actual resonance was 105Hz)
  942.  
  943. Helmholtz resonators are sometimes employed as a means of passive noise
  944. control in air conditioning ducts. They may also be hidden in the wall
  945. design of auditoria and offices in order to improve the acoustics.
  946.  
  947.  
  948. ***  6.6  What is pitch ?
  949.  
  950. The term "pitch" has both a subjective and an objective sense.
  951. Concert pitch is an objective term corresponding to the frequency of
  952. a musical note A (at present 440Hz). Using such a standard will define
  953. the pitch of every other note on a particular musical scale. For
  954. example, with Equal Temperament each semitone is higher or lower in
  955. frequency than the previous semitone by a factor of 2^(1/12). An octave
  956. is a pitch interval of 2:1. Many sounds with no obvious tonal
  957. prominence are considered by musicians to be of indeterminate pitch;
  958. for example, the side drum, cymbals, triangle, castanets, tambourine,
  959. and likewise the spoken word.
  960.  
  961. Pitch is also a subjective frequency ordering of sounds. Perceived
  962. pitch is dependent on frequency, waveform and amplitude or changing
  963. amplitude. Numbers can be assigned to perceived pitch relative to a
  964. pure frontal tone of 1000Hz at 40dB (1000 mels) thereby establishing
  965. a pitch scale.
  966.  
  967. Further info and examples on pitch from URL:
  968. http://www.music.mcgill.ca/auditory/Auditory.html
  969.  
  970.  
  971. ***  6.7  What are musical intervals ?
  972.  
  973. An interval is the ratio in frequency between musical notes. These
  974. intervals are sometimes called a second, third, fourth, fifth etc.
  975. which refers to the position on the scale that the note is to be found.
  976. In the scale of C major: C D E F G A B C, the note 'E' is the third
  977. note of the scale and the interval from C to E is therefore called a
  978. third. For the scale D major: D E F# G A B C# D, the third will be F#.
  979. The term 'interval' can also be used to indicate that the notes are
  980. sounded together, in which case there are consonant intervals and
  981. dissonant intervals.
  982.  
  983. The ratio of frequency intervals for Just Intonation is demonstrated
  984. below in the scale of C major, though the same ratios apply to all the
  985. major keys:
  986.      
  987. C
  988.   (9:8)
  989. D
  990.   (10:9)
  991. E
  992.   (16:15)
  993. F
  994.   (9:8)
  995. G
  996.   (10:9)
  997. A
  998.   (9:8)
  999. B
  1000.   (16:15)
  1001. C         <- Octave
  1002.  
  1003. The interval between E & F and between B & C is a semitone, whilst the
  1004. other intervals are tones. The interval between any two notes above can
  1005. be found by multiplying the intervening ratios; thus if all the above
  1006. ratios are multiplied together the resultant is 2 because an octave is
  1007. twice the original frequency.
  1008.  
  1009. The notes of minor scales differ from their major counterparts; one
  1010. important difference being the flattened third. E flat is a minor third
  1011. above the note C. 
  1012.  
  1013. The use of Just Temperament causes serious problems of intonation when
  1014. music modulates between keys. Equal Temperament is nearly always used
  1015. as a compromise to the problem of tuning (see question 6.6).     
  1016.  
  1017.  
  1018. ***  6.8  What causes "helium voice" ?
  1019.  
  1020. Many people, on hearing the voice of someone who has breathed helium,
  1021. believe that the person's speech pitch has increased.
  1022.  
  1023. WARNING - Breathing helium can be very dangerous.
  1024. ^^^^^^^
  1025. A cavity will have certain resonant frequencies. These frequencies
  1026. depend on the shape and size of the cavity and on the velocity of sound
  1027. within the cavity. Human vocal cords vibrate non-sinusoidally in the
  1028. vocal tract, giving rise to a range of frequencies above the
  1029. fundamental. The vocal tract mainly enhances lower frequency components
  1030. imparting the recognizable voice spectrum.
  1031.  
  1032. The velocity of sound in helium is much greater than in air, so
  1033. breathing helium will raise the vocal tract's resonant frequencies.
  1034. Although the vocal cords' vibrational frequencies are little affected
  1035. by helium, the effect of higher cavity resonances is to alter
  1036. substantially the relative amplitudes of the voice spectrum components
  1037. thus leading to apparent pitch change. 
  1038.  
  1039.  
  1040. ***  6.9  What is structural acoustics ?
  1041.  
  1042. Structural acoustics is concerned with the coupled dynamic response of
  1043. elastic structures in contact with non-flowing fluids.  (The fluid,
  1044. although non-flowing, undergoes small-amplitude vibration relative to
  1045. some equilibrium position.)  For heavy fluids like water, the coupling
  1046. is two-way, since the structural response is influenced by the fluid
  1047. response, and vice versa.  For lighter fluids like air, the coupling
  1048. may be either one-way (where the structural vibration affects the fluid
  1049. response, but not vice versa) or two-way (as occurs, for example, in
  1050. the violin).
  1051.  
  1052. Structural acoustics problems of interest involving water include the
  1053. vibration of submerged structures, acoustic radiation from
  1054. mechanically-excited, submerged, elastic structures; acoustic
  1055. scattering from submerged, elastic structures (e.g., sonar echoes);
  1056. acoustic cavity analysis; and dynamics of fluid-filled elastic
  1057. piping systems.  These problems are of interest for both time-harmonic
  1058. (sinusoidal) and general time-dependent (transient) excitations. Water
  1059. hammer in pipes can be thought of as a transient structural acoustics
  1060. problem.
  1061.  
  1062. Structural acoustics problems of interest involving air include
  1063. determining and reducing noise levels in automobile and airplane
  1064. cabins.
  1065.  
  1066. Reference (for simple geometry problems):
  1067. "Sound, Structures, and Their Interaction," Second Edition, by M.C.
  1068. Junger and D. Feit, MIT Press, Cambridge, Mass (1986).
  1069.  
  1070.  
  1071. ***  6.10  What is the doppler effect ?
  1072.  
  1073. When a sound source is moving, a stationary observer will detect a
  1074. different frequency to that which is produced by the source. The speed
  1075. of sound in air is approximately 340 m/s (see 2.11). The wavelength of
  1076. the sound emitted will be foreshortened in the direction of motion by
  1077. an amount proportional to the velocity of the source. Conversely the
  1078. wavelength of a receding sound source will increase. The doppler effect
  1079. may be noticed as a marked drop in pitch when a  vehicle passes at high
  1080. speed.
  1081.  
  1082.  
  1083. Example 1: A sound source, S, emits 1000 waves per second (1 kHz) and
  1084. is moving directly towards an observer, O, at a speed of 100 metres per
  1085. second (equivalent to approx 225 miles per hour).
  1086.  
  1087. After 1 second the wave front, which is travelling at the speed of
  1088. sound, will have travelled 340 metres from the original source
  1089. position. Also after that second the sound source will have moved 100
  1090. metres towards the observer.
  1091.  
  1092.   0 m                                            340 m
  1093. S |     |     |     |     |     |     |     |     |          O
  1094.   <--------------  1000 waves   ------------------>
  1095.  
  1096.  
  1097.                  100 m                           340 m
  1098.                 S |   |   |   |   |   |   |   |   |          O
  1099.                   <-------  1000 waves   ---------> 
  1100.  
  1101.  
  1102. Therefore the same number of waves will occupy a space of 340-100 = 240
  1103. metres and the wavelength will be 240/1000 = 0.24 metres.
  1104. To the observer the frequency heard will be the speed of sound divided
  1105. by its wavelength = 340/0.24 = 1416.7 Hz. 
  1106.  
  1107. Example 2: An observer moving at 100 metres per second directly
  1108. approaches a stationary sound source, S, which is emitting 1000 waves
  1109. per second (1 kHz). In this example there is no change in wavelength.
  1110. In one second, the observer will hear the number of waves emitted per
  1111. second plus the number of waves which s/he has passed in the time
  1112. (1000+100/0.34) = 1294.1 Hz.
  1113.  
  1114. Note the interesting result - a stationary observer with moving source
  1115. will not hear the same frequency as a would a moving observer with
  1116. stationary source.
  1117.  
  1118. ***  6.11  What is white noise, pink noise ?
  1119.  
  1120. The power spectral density of white noise is independent of frequency.
  1121. Since there is essentially the same energy between any two identical
  1122. frequency intervals (for example 84-86Hz and 543-545Hz), white noise
  1123. narrow band FFT analysis will show as flat. However octave band
  1124. analysis will show the level to rise by 3dB per octave because each
  1125. band has twice the frequency range of the preceding octave.
  1126.  
  1127. Pink noise is often produced by filtering white noise and has the same
  1128. power within each octave. Narrow band analysis will show a fall in
  1129. level with increasing frequency, but third-octave band or octave band
  1130. analysis will be flat. 
  1131.  
  1132. see Joseph S. Wisniewski's Colors of noise FAQ at:-
  1133. http://capella.dur.ac.uk/doug/noisecols13.txt
  1134.         
  1135. -------------------------------------------------------------
  1136. -------------------------------------------------------------
  1137.  
  1138. 7]  INDEX
  1139.     -----
  1140.  
  1141. A-weighting 2.4 2.12 8.1
  1142. absorption coefficient 4.1 4.2
  1143. accelerometer 3.1
  1144. acoustic energy 2.1 2.8 2.10 4.1 4.3
  1145. Acoustical Society of America 2.4  http://asa.aip.org/
  1146. active noise control 6.1 
  1147. active vibration control 3.3
  1148. addition of sound 2.5
  1149. air absorption 2.9
  1150. ANC 6.1
  1151. atmospheric attenuation 2.9
  1152. atmospheric pressure 2.1 2.11
  1153. audibility 2.1 2.12
  1154. column speaker 6.3
  1155. concert pitch 6.6
  1156. dB(A) 2.4 8.1
  1157. decibel (dB) 2.2 2.3 2.4
  1158. Doppler effect 6.10
  1159. dynamic vibration absorber 3.3
  1160. ear 2.1 2.2 2.6 2.7  http://oto.wustl.edu/cochlea/ 
  1161. elastic structures 6.9
  1162. equal temperament 6.6 6.7
  1163. equivalent continuous sound level 2.4
  1164. focusing sound 6.3
  1165. frequency 2.1 2.4 2.12 6.6 6.7
  1166. hearing conservation 2.7 http://www.globaldialog.com/~nhca/index.html
  1167. hearing damage 2.6 2.7
  1168. Helmholtz resonator 6.5
  1169. historical notes 2.4 2.12
  1170. insulation 4.3 4.4 4.5
  1171. interference 6.3
  1172. interval (music) 6.6 6.7
  1173. inverse square law 2.9
  1174. just intonation 6.7
  1175. Leq 2.4
  1176. logarithmic scale 2.2 2.3
  1177. loudness 2.1 2.2 2.12
  1178. loudspeaker 2.1 6.3
  1179. longitudinal wave 2.1
  1180. Lw 2.10
  1181. major and minor keys 6.7
  1182. masking 2.12
  1183. mel 6.6
  1184. musical scale 6.6 6.7
  1185. ocean sound velocity 2.11
  1186. octave 6.6 6.11
  1187. pascal 2.1 2.2 2.8
  1188. passive noise control 6.1 6.5
  1189. peak level 2.3
  1190. phon 2.12
  1191. physical constants  http://physics.nist.gov/PhysRefData/contents.html
  1192. Pierce, George W 2.4
  1193. pink noise 6.11
  1194. pitch 6.6 6.8
  1195. resonance 6.5 6.8
  1196. reverberation time 4.1
  1197. Sabine, Wallace C 4.1
  1198. semitone 6.6 6.7
  1199. sone 2.12
  1200. sonic boom 6.2
  1201. sonoluminescence 6.4
  1202. sound 2.1
  1203. sound absorption 4.1 4.2 4.3
  1204. sound cancellation 6.1
  1205. sound decay 2.9
  1206. sound insulation 4.3 4.4 4.5
  1207. sound intensity 2.2 2.8
  1208. sound intensity meter 2.8
  1209. sound level 2.4 2.5 2.12
  1210. sound level meter 2.3 2.4 2.8 2.12
  1211. sound power level 2.10
  1212. sound pressure 2.1 2.2
  1213. sound pressure level 2.3 2.4 2.5
  1214. speech 6.6 6.8
  1215. speaker 2.1 6.3
  1216. speed of sound 2.1 2.11 6.8 6.10
  1217. structural acoustics 6.9
  1218. supersonic 6.2
  1219. tapping machine 4.4
  1220. third-octave band 6.11
  1221. tinnitus 2.6 2.7
  1222. ultrasound 2.9
  1223. ultrasound scans 2.7
  1224. velocity of sound 2.1 2.11 6.8 6.10
  1225. vibration 2.1 2.7 3.1,3.2
  1226. vibration control 3.3
  1227. voice 6.6 6.8
  1228. wave 2.1
  1229. weighting 2.4 2.12 8.1
  1230. white finger 2.7
  1231. white noise 6.11
  1232.  
  1233. -------------------------------------------------------------
  1234. -------------------------------------------------------------
  1235.  
  1236.  
  1237. 8]  Various Tables
  1238.     --------------
  1239.  
  1240. 8.1 
  1241.  
  1242. A weighting can be found from the following formulae
  1243.  
  1244. For A-weighting: A(f) =
  1245.  
  1246.                               12200^2 f^4
  1247. ------------------------------------------------------------------
  1248. (f^2 +20.6^2) (f^2 +12200^2) (f^2 +107.7^2)^0.5 (f^2 +737.9^2)^0.5
  1249.  
  1250.  
  1251. The weighting in dB relative to 1000Hz is now given by
  1252.  
  1253.                   A(f)
  1254.           20 lg -------        note: A(1000) = 0.794
  1255.                 A(1000)
  1256.  
  1257. In tables, octave and third-octave frequencies are given as nominal
  1258. values, for example 1250 Hz or 2500 Hz. Ideally weightings should be
  1259. calculated for the exact frequencies which may be determined from the
  1260. formula 1000 x 10^(n/10), where n is a positive or negative integer.
  1261. Thus the frequency shown as 1250 Hz is more precisely 1258.9 Hz etc
  1262.  
  1263.  
  1264.  
  1265. -------------------------------------------------------------
  1266.  
  1267.  
  1268.  
  1269. 9]  List of National Acoustical Societies
  1270.     -------------------------------------
  1271.  
  1272. For standards organizations addresses see section 1.2
  1273.  
  1274. Please let me know if any information in this list needs amending.
  1275.  
  1276. Argentina
  1277. Argentina Acoustical Association
  1278. Asociacion de Acusticos Argentinos
  1279. c/o Prof A. Mendez, Laboratorio de Acustica, Camino Centenario Y 506,
  1280. 1897 - Gonnet, Argentina
  1281. Tel: +54 21 84 2686   Fax: +54 21 71 2721
  1282. e-mail: acustica@isis.unlp.edu.ar 
  1283.  
  1284. Australia
  1285. Australian Acoustical Society
  1286. Private Bag 1, Darlinghurst, NSW 2010
  1287. Tel: +61 2 331 6920   Fax: +61 2 331 7296
  1288.  
  1289. Austria
  1290. Austrian Acoustics Association
  1291. c/o Prof Ewald Benes, Technische Universitat Wien, Institut fur
  1292. Allgemeine Physik, Wien, Austria
  1293. Tel: +43 1 58801-5587   Fax: +43 1 5864203
  1294.  
  1295. Belgium
  1296. Belgian Acoutics Assosciation (ABAV)
  1297. Av. P Holoffe 21, 1342 Limelette, Belgium
  1298. Tel: +32 2 653 88 01   Fax: +32 2 653 07 29
  1299. e-mail: bbri.lim@pophost.eunet.be
  1300.  
  1301. Brazil
  1302. Sociedade Brasileira de Acustica
  1303. Attn Prof Samir Gerges, Universidade Federal de Santa Catarina,
  1304. Departamento de Engenharia Mecanica, Campus Univeritario, C.P 476  
  1305. CEP 88040-900, Florianopolis - SC, Brazil
  1306. Tel: +55 48 2344074   Fax: +55 48 2341519
  1307. e-mail: gerges@mbox1.ufsc.br
  1308.  
  1309. Canada
  1310. Canadian Acoustical Association
  1311. PO Box 1351, Station F, Toronto, Ontario, M4Y 2V9, Canada
  1312. Tel: +1 514 343 7559   or  +1 613 993 0102
  1313.  
  1314. Chile
  1315. Sociedad Chilena de Acustica
  1316. San Francisco # 1138, Santiago, Chile.
  1317. Tel/Fax: +56 2 555 63 66 or +56 2 551 79 20
  1318. e-mail: acusticos@entelchile.net  with copy (Cc) to: crooke@cmet.net
  1319.  
  1320. China (PRC)
  1321. Acoustical Society of China
  1322. 17 Zhongguancun St., Beijing 100080, China 
  1323.  
  1324. Czech Republic
  1325. Czech Acoustical Society
  1326. Technicka 2, 166 27 Prague 6, Czech Republic.
  1327. Tel: +42 2 24352310  Fax: +42 2 3111786
  1328. e-mail: csas@feld.cvut.cz
  1329.  
  1330. Denmark
  1331. Acoustical Society of Denmark
  1332. c/o Department of Acoustic Technology, Bldg. 352 - Technical University
  1333. of Denmark, DK-2800 Lyngby, Denmark
  1334. Tel: +45 4588 1622   Fax: +45 4588 0577
  1335. e-mail: atc.das@dat.dtu.dk
  1336.  
  1337. Finland
  1338. Acoustical Society of Finland
  1339. c/o Helsinki University of Technology, Acoustics Laboratory,
  1340. Otakaari 5 A, FIN-02150 Espoo, Finland
  1341. Tel: +358 9 451 2499   Fax: +358 9 460 224
  1342. e-mail: akustinen.seura@hut.fi
  1343.  
  1344. France
  1345. French Acoustical Society
  1346. Societe Francaise d'Acoustique
  1347. 23 avenue Brunetiere, 75017 Paris, France
  1348. Tel +33 1 48 88 90 59   Fax: +33 1 48 88 90 60
  1349. e-mail: sfa@cal.enst.fr
  1350.  
  1351. Germany
  1352. German Acoustical Society
  1353. Deutsche Gesellschaft fur Akustik
  1354. c/o Department of Physics Acoustics, University of Oldenburg,
  1355. D-26111 Oldenburg, Germany
  1356. Tel: +49 441 798 3572   Fax: +49 441 798 3698
  1357. e-mail: dega@aku.physik.uni-oldenburg.de
  1358.  
  1359. Greece
  1360. Hellenic Acoustical Society
  1361. Patision 147, 112 51 Athens, Greece
  1362. Tel or Fax: +30 1 8646 065
  1363.  
  1364. Hong Kong Institute of Acoustics
  1365. PO Box 7261
  1366. Hong Kong
  1367. Fax: +852 2886 3777
  1368. e-mail: hkioa@hk.super.net
  1369.  
  1370. Hungary
  1371. Scientific Society for Optics, Acoustics... (OPAKFI)
  1372. Fo utca 68, H-1027 Budapest, Hungary 
  1373. Tel/Fax: +36 1 202 0452
  1374. e-mail (c/o Andras Illenyi): illenyi@sparc.core.hu
  1375.  
  1376. India
  1377. Acoustical Society of India
  1378. c/o Dr S Agrawal, CEERI Centre, CSIR Complex, Hillside Road,
  1379. New Delhi-110012, India
  1380. Tel: +91 11 5784642
  1381. e-mail (c/o National Physical Lab): Agrawals%npl@sirnetd.ernet.in
  1382.  
  1383. Italy
  1384. Italian Association of Acoustics
  1385. Associazione Italiana di Acustica
  1386. via Cassia 1216, 00189 Roma, Italy
  1387. Tel: +39 6 30365746   Fax: +39 6 30365341
  1388. e-mail: aia@idac.rm.cnr.it
  1389.  
  1390. Japan
  1391. Acoustical Society of Japan
  1392. Nippon Onkyo Gakkai
  1393. 4th Floor, Ikeda Building, 2-7-7 Yoyogi, Shibuya-ku, Tokyo, Japan
  1394. Tel: +81 3 3379 1200   Fax: +81 3 3379 1456
  1395.  
  1396. Korean Republic
  1397. The Acoustical Society of Korea,
  1398. c/o 302-B, The Korean Federation of Science and Technology,
  1399. 635-4, Yeoksam-dong, Kangnam-gu, Seoul-city, 135-080, Rep. of Korea
  1400. Tel: +82 2 565 1625   Fax: +82 2 569 9717
  1401.  
  1402. Mexico
  1403. Mexican Institute of Acoustics    
  1404. Instituto Mexicano de Acustica
  1405. c/o Sergio Beristain, P.O. BOX 75805,
  1406. Col. Lindavista 07300 Mexico, D.F.
  1407. Tel +52 5 682 28 30   Fax: +52 5 523 47 42
  1408. e-mail: SBERISTA@vmredipn.ipn.mx
  1409.  
  1410. Netherlands
  1411. Netherlands Acoustical Society
  1412. Nederlands Akoestisch Genootschap
  1413. Postbus 162, NL-2600 AD, Delft, Netherlands
  1414. Tel: +31 15 26 92 442   Fax: +31 15 26 92 111
  1415. e-mail: nag@tpd.tno.nl
  1416.  
  1417. New Zealand
  1418. New Zealand Acoustical Society
  1419. c/o  J. Quedley, CPO Box 1181, Auckland, New Zealand
  1420. Tel: +64 9 623 3147  Fax: +64 9 623 3248
  1421. e-mail: mms@bitz.co.nz
  1422.  
  1423. Norway
  1424. Acoustical Society of Norway
  1425. Norsk Akustisk Selskap
  1426. c/o Lydteknisk senter-NTH Sintef Delab, N-7034 Trondheim, Norway
  1427. Tel: +47 73 59 43 36   Fax: +47 73 59 14 12
  1428. e-mail: sverre.stensby@delab.sintef.no
  1429.  
  1430. Peru
  1431. Acoustical Society of Peru
  1432. Sociedad Peruana de Acustica
  1433. Garcilazo de la Vega 163, Salamanca de Monterrico, Lima 3, Peru
  1434. Tel: +51 1 4351151   Fax: +51 1 4675625
  1435. e-mail: cjim@net.cosapidata.com.pe
  1436.  
  1437.  
  1438. Poland
  1439. Polish Acoustical Society
  1440. Polskie Towarzystow Akustyki
  1441. Instytut Akustyki, Uniwersytet Adama Mikiewicz, ul J.Matejki 48/49,
  1442. 60-769 Poznan, Poland
  1443. Tel or Fax: +48 61666 420
  1444. e-mail: ula@phys.amu.edu.pl
  1445.  
  1446.  
  1447. Portugal
  1448. Portuguese Acoustical Society
  1449. SPA - CAPS/Instituto Superior Tecnico, Av. Rovisco Pais
  1450. 1096 Lisboa CODEX, Portugal
  1451. tel: +351 1 841 9393/39  fax: +351 1 352 3014
  1452. e-mail: capsist@alfa.ist.utl.pt
  1453.  
  1454. Romania
  1455. Romanian Acoustical Society
  1456. Societatea Romana de Acustica
  1457. c/o Nicolae Enescu, Universitatea Politehnica Bucuresti,
  1458. Splaiul Independentei nr. 313, 77206 Bucuresti, Romania
  1459. Tel: +40 1 4101615    Fax: +40 1 4104488 
  1460. e-mail: enescu@cat.mec.pub.ro
  1461.  
  1462. Russia
  1463. Russian Acoustical Society
  1464. 4 Shvernik ul, Moscow, 117036 Russia
  1465. Tel: +7 095 126 7401   Fax: +7 095 126 8411
  1466. e-mail: bvp@asu.acoins.msk.su
  1467.  
  1468. Singapore
  1469. Singapore Acoustics Society
  1470. c/o W Gan, Acoustical Services Pte Ltd
  1471. 209-212 Nanyang Ave, NTU, Singapore 2263
  1472. Fax +65 791 3665
  1473. e-mail: chenzhen@pacific.net.sg
  1474.  
  1475. Slovakia
  1476. Slovak Acoustical Society
  1477. c/o Prof Stefan Markus, Racianska 75, PO Box 95, 830 08 Bratislava 38,
  1478. Slovakia
  1479. Tel: +42 7 254751   Fax: +42 7 253301
  1480. e-mail: markus@umms.savba.sk
  1481.  
  1482. South Africa
  1483. South African Acoustics Institute
  1484. c/o Dr Fred Anderson, P.O. Box 912-169, Silverton, South Africa, 0127
  1485. Tel or Fax: +27 12 832857
  1486. e-mail (c/o Andersen Technology): pak03486@pixie.co.za
  1487.  
  1488. Spain
  1489. Spanish Acoustical Society
  1490. Sociedad Espanola de Acustica
  1491. Serrano 144, E-28006 Madrid, Spain
  1492. Tel: +34 1 5618806   Fax: +34 1 4117651
  1493. e-mail: a.perezlopez@mad.servicom.es
  1494.  
  1495. Sweden
  1496. Swedish Acoustical Society
  1497. Svenska Akustiska Sallskapet
  1498. c/o Ingemansson AB, Box 47 321
  1499. S-100 Stockholm, Sweden
  1500. Tel: +46 8 744 5780   Fax: +46 8 18 26 78
  1501. e-mail: sas@ingemansson.se
  1502.  
  1503. Switzerland
  1504. Schweizerische Gesellschaft fur Akustique
  1505. Societe Suisse d'Acoustique
  1506. Postfach 251, 8600 Dubendorf
  1507. Tel: +41 1 823 4743  Fax: +41 1 823 4793
  1508. e-mail: kurt.heutschi@empa.ch
  1509.  
  1510. Turkey
  1511. Turkish Acoustical Society - TAS
  1512. Y.T.U. Mimarlik Fakultesi
  1513. Yildiz, 80750, ISTANBUL/TURKEY
  1514. Tel: +90 212 259 70 70 ext: 2772
  1515. Fax: +90 212 26105 49
  1516. e-mail: takder@ana.cc.yildiz.edu.tr
  1517.  
  1518. UK
  1519. Institute of Acoustics
  1520. 5 Holywell Hill, St Albans, Herts, AL1 1EU, UK
  1521. Tel: +44 1727 848195   Fax: +44 1727 850553
  1522. e-mail: Acoustics@clus1.ulcc.ac.uk
  1523.  
  1524. USA
  1525. Acoustical Society of America
  1526. 500 Sunnyside Blvd., Woodbury, NY 11797, USA
  1527. Tel: +1 516 576 2360   Fax: +1 516 576 2377
  1528. e-mail: asa@aip.org
  1529.  
  1530. -------------------------------------------------------------
  1531. -------------------------------------------------------------
  1532.  
  1533. FAQ Contributors
  1534. ================
  1535.  
  1536. Note: Please write to alt.sci.physics.acoustics newsgroup, not to the
  1537. contributors.
  1538.  
  1539.      Michael Carley (mjcarley@maths.tcd.ie)
  1540.      Gordon Everstine (geversti@oasys.dt.navy.mil)
  1541.      Johan L Nielsen (nielsen@tele.unit.no)
  1542.      Torben Poulsen (tp@dat.dtu.dk)
  1543.      Larry Royster (royster@eos.ncsu.edu)
  1544.      Chris Ruckman (ruckman@xis.com)
  1545.      Asbjoern Saeboe (saeboe@tele.unit.no) 
  1546.      Jesper Sandvad (js@kom.auc.dk)
  1547.      Andrew Silverman (Enviro@measure.demon.co.uk)
  1548.  
  1549.  
  1550. _____________________________________________________________
  1551.  
  1552. *** END ***
  1553. -------------------------------------------------------------
  1554.  
  1555.  
  1556.  
  1557.