Room modes – ontstaan en verschillen

Room modes – ontstaan en verschillen

In het diepfrequente bereik – lager dan 100 Hz – is de golflengte van het geluid zo groot dat het reflecterende oppervlak nauwelijks of slechts heel weinig invloed heeft op het energieverlies. In dit geval breidt het geluid zich niet als een geluidsstraal analoog  aan licht uit, maar als een golf.

Voor het begrip "staande golven" wordt ook wel de Engelse uitdrukking "room mode" gebruikt. Dit komt voor als twee geluidsgolven wel dezelfde oriëntatie hebben, maar met verschillende verspreidingsrichting tegen elkaar aanstoten. Wanneer de ruimte begrensd is, ontstaat reflectie van de geluidsgolven tegen de desbetreffende begrenzingsoppervlakken en interferentie van de voorkomende en reflecterende golven. Deze reflectie kan in principe ook meerdere keren plaatsvinden.

In principe komen staande golven voor door een interferentie van de geluidsgolf met zichzelf.Dat wil zeggen als een halve geluidsgolflengte van een geluid overeenkomt met de afstand tussen twee parallelle wanden.

De geluidssnelheid is op basis van de reflectie op het zogenaamde reflectiepunt gelijk aan nul. Dit fenomeen is ook bekend als "golfknoop" of "snelheidsknoop".

In het midden van de ruimte neemt de geluidsgolf weer toe en wordt daar het sterkst ervaren (bij de basic mode); dit punt wordt ook "buik" genoemd. Wanneer de frequentie verdubbeld wordt, ontstaan meerdere van deze golfknopen in de ruimte. Gerelateerd aan deze frequentie is de geluidsdruk in de knoop en vooral bij de wanden maximaal, terwijl de geluidsdruk in de buik gelijk is aan nul.

Door het bovenstaande fenomeen ontstaat een driedimensionaal veld van interfererende dukminima en drukmaxima. Dit is binnen alle begrenzingsoppervlakken bij een statisch geluidssignaal plaats vast. Hierbij dient erop gelet te worden dat de drukminima en drukmaxima in het diepfrequente bereik heel uitgesproken zijn.

De zogenaamde axiale modes worden door één paar wanden veroorzaakt en zijn van wezenlijke betekenis voor de akoestiek. Want bij een reflectie tussen twee wanden gaat slechts een zeer gering deel van de geluidsenergie verloren. Omgekeerd geredeneerd betekent dit natuurlijk ook dat de blijvende geluidsenergie evenredig groot is en dus belangrijke effecten veroorzaakt.

Alle andere, bekende modes leiden door de wezenlijk grotere reflecties tot een groter verlies van de geluidsenergie. Modes worden in principe via zogenaamde indices gekenmerkt.

Tangentiële modes komen bijv. voor tussen twee paar wanden en gelden dus voor 4 oppervlakken. De tangentiële modes verliezen door het hoge aantal reflecties tussen vier oppervlakken meer geluidsenergie dan de bovenvermelde axiale modes bij de reflectie tussen twee oppervlakken.

Oblique modes – ook schuine golven genoemd – worden veroorzaakt door 6 wandoppervlakken. Maar omdat door de frequente reflecties de geluidsenergie heel sterk gereduceerd wordt, spelen ze voor de ruimteakoestiek nauwelijks een rol. Voor de invulling van de ruimteakoestiek wordt dan ook geen rekening gehouden met deze modes.