Jag slutade sist precis där Sabine skulle börja till att mäta upp Fogg Lecture hall och testa absorptionen.
Så hur gick detta till då?
Han hade sin kronograf tillsammans med en bärbar orgel. Bärbar orgel kanske du undrar? Jo det var egentligen en stor orgelpipa (gemshorn stop) ansluten med en slang till ett stort schabrak till luftpump.
Men det är lite spännande för vi vet faktiskt att pipan var stämd till C4, det vill säga 512Hz i dessa första mätningar.
Den stora luftpumpen var extremt tyst och vattenisolerad (eller vattenförsluten) och kontrollerades med hjälp av elektropneumatik för att starta mätningarna. Designad av en herre vid namn George S Hutchings.
Det var viktigt att den var tyst eftersom man mätte kvarvarande ljud (residual sound).
Och fler åtgärder togs för att mätningarna inte skulle smutsas ned av ljud utifrån.
Han arbetade främst mellan 12 och 5 på morgonen och gjorde uppehåll när någon enstaka bil var inom två kvarter eller när ett tåg närmade sig inom ett par kilometer.
Testerna gjordes på så sätt att flera platser i rummet mättes.
Olika mängder med kuddar och draperier, oftast hämtat från Sanders Theater inte långt därifrån, bars in och ut i lokalen mellan olika mätningar. Flera olika platser i rummet mättes upp. Kuddar och draperier byttes för att jämföra olika material.
På detta sättet jämfördes helt enkelt olika absorptionsvärden.
Både det att ljudet transformerades till energi eller att det försvann ut någon annanstans kallades för absorption och ansågs räcka för undersökningen.
Absorptionen mättes därför även upp för flera olika öppna fönster.
Det visade sig till slut att absorptionen var proportionell mot arean och även att efterklangen verkade vara oberoende av position och oberoende av placering av absorbenter.
Trots detta nämndes redan då att (fritt översatt) "det vore ett misstag att anta att absorption alltid är något önskvärt, eller när det är önskvärt att dess position inte har någon betydelse".
Sabine undersökte alltså enbart beroendet mellan absorption och efterklangstid (reverberation time).
Efter massor av mätningar, med en största avvikelse på 0,31 sekunder, räknade man ut att noggrannheten i undersökningarna och uträkningarna låg inom 0,05s.
Med tillstånd av professor Goodale hade han möjlighet att testa flera rum som t.ex. Botanical laboratory och dess kontor. Detta var rum med en volym under 100 m3, Recorders Office och Greenhouse var snäppet större tillsammans med Deans Room och Clerks room. Det minsta rummet var Commitee room på 65m3. De lite större salarna var bland annat Faculty Room på 1480m3 och Constant Temperature Room i Jefferson Physical Laboratory.
Fogg Art Museum lecture room var näst störst med en volym på 2740m3 och störst var Sanders Theater med 9700m3. Totalt undersöktes 12 olika rum med väldigt varierande storlek.
I fem år höll han på med alla dessa olika tester innan rapporterna sammanställdes.
Först approximerat med hjälp av diagram och alla uppmätta värden vilket ledde fram till den klassiska formeln: T = k * V/A där konstanten k bestämdes.
Därefter kom även vad som kallades en matematiskt exakt lösning till denna.
Många fler spännande detaljer observerades, diskuterades och testades, som till exempel absorptionskoefficenten på "Isolated woman: 0,54; Isolated man 0,48". (det finns ett skämt här nånstans ....).
Men detta får jag helt enkelt lämna kvar i "Collected Papers on Acoustics" av Wallace Clement Sabine.
Då och då i jakten på "Hur Det Verkligen Funkar" får man helt enkelt börja från början och ibland hittar man också lite roliga detaljer just i den början.
I Collected Papers On Acoustics av Sabine hittade jag några om hur begreppet reverberation, eller efterklang som vi säger på svenska, började ta sin lite mer vetenskapliga form.
Det även om det finns mycket att säga om efterklang kommer jag bara ta upp en liten del vetenskap här och istället lite mer kuriosa om hur det började.
Bara det räcker till två delar, så att inte inlägget blir för långt. Det kommer bli lite svengelska ibland, det får ni stå ut med.
Wallace Clement Sabine och reverberation
År 1895 fick den unge professor Wallace Clement Sabine, som då arbetade på Harvard men inte hade sysslat med ljud tidigare, i uppdrag att åtgärda den relativt nybyggda Fogg Lecture Hall.
Den hade en efterklangstid (reverberation time) på fem och en halv sekund och det var i princip omöjligt att höra flera ord efter varandra i byggnaden.
Det första han gjorde var att tydliggöra begreppen.
Redan då fanns en diskussion om begreppen ljudets avklingning (sound decay), efterklang (reverberation), och eko (echo).
Och även om vetenskapen hade definierat begreppet resonans så användes det i dagligt tal när man benämnde efterklang eller eko.
Så efterklang definierades som multipla reflektioner från flera ytor där eko är inkluderat som ett specialfall. Till skillnad från eko så fyller efterklangen ett rum och enstaka reflektioner går inte att urskilja och är omöjliga att lokalisera. Eko är ett distinkt, ofta kort, ljud som repeteras.
I Sabines fall kunde han inte höra några distinkta reflektioner eller ekon. Alltså blev det efterklangen han fokuserade på.
En annan skillnad mellan efterklang och eko är den att i fallet efterklang bryr vi oss bara om hur snabbt det klingar av. När det gäller eko så är vi även intresserade hur lång tid det tar från originalljud till första reflektion.
Det betydde att man då kunde fylla ett rum med ljud, sedan stänga av ljudet och mäta tiden det tog för det att klinga av. För att kunna mäta detta måste man kunna mäta ljudets intensitet.
Det var flera sätt som undersöktes och senare övergavs.
Ett exempel var att optiskt mäta en manometrisk gaslåga med ett mikrometerteleskop och man prövade också med att fotografera detta.
Till slut kom man fram till att örat med hjälp av en elektrisk kronograf gav överraskande precision och var tillräckligt känslig för att bestämma tid för avklingning.
Fråga mig inte om alla dessa verktyg de testade för jag jag vet inte mycket om dom förutom att jag sett några på bild.
Så istället för att mäta hur snabbt det klingade av valde man då hur lång tid man kunde höra kvarvarande ljud (residual sound) alltså efterklangstid.
Vetenskapligt var det ett förhållande som var omvänt proportionellt dvs "rate of decay" vs "reverberation time".
I fallet med Fogg Lecture Hall så resonerade man att det var två faktorer som påverkade: formen inklusive volymen samt materialet inklusive möbler.
Eftersom det i efterhand är svårt och kostsamt att ändra formen så föll fokus på inredning och material.
Det vi idag kallar absorptionsförmåga helt enkelt.
Mer om hur det gick till kommer nästa gång.
Ha det bra så länge!
Välkommen till en liten blogg om akustik och teknik!
Denna blogg är tänkt att fungera lite som ett anteckningsblock för det mesta inom akustik och teknik, ljud och hörsel.
Kanske lika mycket för att skriva av sig så att man själv kommer ihåg det som att dela med sig av något man tycker är spännande.
Det kan vara sådant som matematik och fysik, nya rapporter och tester, gamla rapporter och kuriosa, faktiska lösningar och upplevelser. Ja helt enkelt sånt som kanske inte passar in direkt som en forumtråd.
Till att börja med är det jag Christian (cborg på forat) och Björn (wellness på forat, som för övrigt också har döpt bloggen) som kommer skriva lite. Det är alltid bra att ha någon som kontrollerar vad man har skrivit först så att det inte blir för vilt och galet. Men eftersom det många som kan mycket om akustik på forumet så får ni gärna höra av er om ni har något spännande inlägg och vill lägga det här. Som sagt, allt från praktiska nyttigheter till märklig kuriosa.
Ha det bra så länge!
Christian
