Akustiikka

Akustiikka^[1] eli äänioppi^[2] (kreik. ακούω ’kuulla’) on tieteenala, joka tutkii ääntä. Akustiikka on monitieteinen ala: Äänen syntymekanismien ja etenemisen tutkimus kaasussa, nesteessä tai kiinteässä väliaineessa liittyy läheisesti fysiikkaan, erityisesti mekaniikkaan, kun taas äänen havaitsemisen ja kuulon tutkimus eli psykoakustiikka on lähellä psykologiaa ja lääketiedettä.

Toisaalta akustiikalla tarkoitetaan arkikielessä äänen kuuluvuuden laatua tilassa^[3]. Konserttisalissa on ”hyvä akustiikka”, jos musiikki kuulostaa siellä miellyttävältä. Puhumisen kannalta huoneen akustiikka on huono, jos puheesta ei saa siellä selvää, esimerkiksi koska huoneen jälkikaiunta-aika on liian pitkä.

Akustiikka liittyy läheisesti hyvin moniin aloihin, kuten musiikkiin, arkkitehtuuriin ja meritieteeseen. Akustiikan sovelluksia kutsutaan äänitekniikaksi, jonka pohjana on nykyisin yleensä elektroniikkaa ja signaalinkäsittelyä. Audiotekniikassa äänen taajuus on rajattu ihmiskorvalle kuultaviin ääniin eli taajuusalueelle 20 Hz – 20 kHz^[4]. Meluntorjunta on akustiikan osa-alue, joka pyrkii vaimentamaan ei-toivottua ääntä ja vähentämään sen aiheuttamia haittoja. Melua syntyy liikenteessä, työpaikoilla ja rakennuksissa, joten meluntorjunnalla on yhteyksiä konetekniikkaan ja rakennustekniikkaan.

Akustiikan alalla toimivaa henkilöä kutsutaan akustikoksi^[5]. Akustikko on äänitekniikan asiantuntija, joka toimii usein konsulttitehtävissä tai tutkimuksen ja tuotekehityksen parissa^[5]. Suomessa akustikkoja työskentelee konsulttiyrityksissä, tieto- ja viestintätekniikan alalla, ministeriöissä, raskaassa teollisuudessa ja yliopistoissa sekä ammattikorkeakouluissa^[6].

Akustiikka voidaan jakaa 13 osa-alueeseen Lindsayn pyörän^[7] mukaan^[6]. Musiikkiakustiikan keskeisiä kohteita ovat soittimien mekaniikka, musiikin kuuleminen ja ymmärtäminen sekä soitetun musiikin analyysi ja synteesi^[8]. Sähköakustiikan alaa ovat äänen tallentaminen, muokkaaminen ja toisto käyttäen elektroniikkaa, kuten mikrofoneja, kaiuttimia ja mikroprosessoreita^[9]. Puheakustiikka keskittyy puhutun kielen tuottamisen, tallentamisen, etenemisen ja havaitsemisen tutkimiseen^[9]. Akustinen signaalinkäsittely muokkaa ääniä laskennallisesti esimerkiksi spektrianalyysiä, äänentoistoa tai aktiivista kuulonsuojausta varten^[9].

Akustiikkasuunnittelu kuvaa eri osa-alueisiin liittyvää suunnittelutyötä^[6]. Meluntorjunta keskittyy melulähteiden ja melun etenemisen vaimentamiseen esimerkiksi äänenvaimentimilla ja rakenteilla, kuten meluvalleilla. Rakennusakustiikka tarkastelee äänen kulkeutumista ja vaimentumista rakennuksen tiloissa ja tilojen välillä ilman ja rakenteiden välityksellä^[6].

Rakenteellinen tärinä ja värähtelyakustiikka^[10] tutkivat mekaanisten järjestelmien tärinää ja niiden vuorovaikutusta ympäristönsä kanssa. Fysikaalinen akustiikka tutkii äänen etenemistä kaasuissa, nesteissä ja kiinteissä väliaineissa. Psykologiseen ja fysiologiseen akustiikkaan kuuluvat kuulon ja äänen havaitsemisen tutkimus eli psykoakustiikka sekä äänen fysiologiset vaikutuksia, kuten kuulovauriot ja melun aiheuttama stressi.^[11]

Akustinen merentutkimus^[6] käyttää akustisia menetelmiä meren fysikaalisen, biologisen, geologisen ja kemiallisen koostumuksen mittaamiseen, kuten meren suolapitoisuus, kalojen liikkeet ja meriarkeologia. Ultraäänitekniikka soveltaa ihmisen kuuloaluetta taajuudeltaan korkeampia ääniä esimerkiksi lääketieteelliseen kuvantamiseen ja sukellusveneiden kaikuluotaukseen veden alla^[6]. Bioakustiikan alaa ovat eläinten kuulo ja ääntely^[6].

Akustikolla voi olla peruskoulutus eri aloilta, joita ovat ainakin akustiikka, arkkitehtuuri, fysiikka, rakennustekniikka, konetekniikka, sähkötekniikka ja tietotekniikka. Useimmilla akustikoilla on diplomi-insinöörin tai maisterin tutkinto^[5]. Joillain akustiikan asiantuntijoilla on filosofian tohtorin tai tekniikan tohtorin tutkinto.

Aalto-yliopistossa voi opiskella diplomi-insinööriksi akustiikan ja audiotekniikan pääaineesta, joka kuuluu englanninkieliseen CCIS-maisteriohjelmaan^[12]. Pääsyvaatimuksena on kandidaatin tutkinto soveltuvalta alalta, kuten informaatioteknologia tai teknillinen psykologia^[12]. Koulutus on kaksivuotinen ja sen järjestävät yhteistyössä Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu ja perustieteiden korkeakoulu^[12].

Aalto-yliopistossa voi myös opiskella tekniikan tohtoriksi akustiikan alalta. Tällöin jatko-opintojen tutkimusala on akustiikka ja puheenkäsittely^[12], ja opetuksen järjestää Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu. Pääsyvaatimuksia ovat mm. maisterin tutkinto soveltuvalta alalta ja riittävä opintomenestys. Tekniikan tohtorin opintojen nimelliskesto on neljä vuotta^[12].

• Akustinen Seura ry
• Akustiikan suureita ja yksiköitä
• Akustiikkalevy
• Kuuloaisti
• Lentomelu
• Peittoilmiö
• Äänentoisto
• Ääneneristys
• Äänenväri

• Karjalainen, Matti: Kommunikaatioakustiikka. (Suomenkielinen oppikirja) Espoo: TKK, Akustiikan ja äänenkäsittelytekniikan laboratorio, 1999. ISBN 951-22-4412-8
• Karjalainen, Matti: Hieman akustiikkaa (Arkistoitu – Internet Archive). Suomenkielinen opetusmoniste. Espoo: TKK, Akustiikan ja äänenkäsittelytekniikan laboratorio, 2000.

• Hakulinen, Auli & Ojanen, Jussi: Kielitieteen ja fonetiikan termistöä. Helsinki: Suomalaisen Kirjallisuuden Seura, 1993. ISBN 978-951-717-783-2
• Pulkki, Ville: Kommunikaatioakustiikan perusteet. Suomenkielinen opetusmoniste. Espoo: Aalto-yliopisto, Signaalinkäsittelyn ja Akustiikan laitos, 2016.
• Pulkki, Ville & Karjalainen, Matti: Lyhyt johdatus kommunikaatioakustiikkaan. Suomenkielinen opetusmoniste. Espoo: TKK, Akustiikan ja äänenkäsittelytekniikan laboratorio, 2015.
• Pulkki, Ville & Karjalainen, Matti: Communication Acoustics – An Introduction to Speech, Audio and Psychoacoustics. (Englanninkielinen oppikirja) New York: John Wiley & Sons, Ltd, 2015. ISBN 978-1-118-86654-2 Teoksen verkkoversio.
• Rossing, Thomas D. & Moore, Richard F. & Wheeler, Paul A.: The Science of Sound. (Third Edition) Pearson Education Limited, 2014. ISBN 1-292-03957-4
• Suomi, Kari: Johdatusta puheen akustiikkaan. (Suomenkielinen oppikirja. Logopedian ja fonetiikan laitoksen julkaisuja 4) Oulun yliopisto, 1990. ISBN 951-42-2922-3
• Toivanen, Jarmo: Teknillinen akustiikka. (Suomenkielinen oppikirja) Otakustantamo, 1976. ISBN 951-671-123-5
• Stanley Smith Stevens: A scale for the measurement of the psychological magnitude: loudness. In: APA Journals (Hrsg.): Psychological Review, Volume 43, Issue 5, pp. 405–416, 1936. [1]]
• Zwicker, Eberhard: Subdivision of the audible frequency range into critical bands, The Journal of the Acoustical Society of America, Volume 33, Issue 2, pp. 248−248, 1961. [2]

• Kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Akustiikka Wikimedia Commonsissa

• ASA 13 Technical Committees exploresound.org. (englanniksi)