Designing Sound

5.1 Acoustic Systems
57
has two phases, one on each side, that are opposite. A trick of “double miking”
drums
1
is used by recording engineers so that they can be balanced in a mix
much more effectively later by playing with the phases. Objects that vibrate
this way, moving backwards and forwards, are generally said to be moving in
bending
modes, as shown on the right side of figure 5.1 where a circular cross
section is moving between two positions. Perpendicular to the direction of move-
ment is a line where no sound radiates, a
dead zone
. This can be seen in terms
of interference, as we can approximate a dipole movement to two monopoles in
opposite phases separated by a small distance. We have only thought about two
modes, but we can extend this reasoning to imagine the complex radiation pat-
terns observed by different shapes vibrating in
quadrupole
,
octupole
, and higher
modes, and how the net effect at any observation point is the superposition of
all these patterns.
Spherical, Cylindrical, and Planar Waves
Very close to the source we have the
near field
which, as a simplification, is
smaller than the wavelength of a sound. Radiation here can be seen in a dif-
ferent way than for distances much greater than several wavelengths in the
far
field
. Consider the round bar in figure 5.2. Each point along its length might
be taken as a point source radiating in a sphere, but as we add more points so
that the distance between them decreases, the superposition of all these sources
becomes less lumpy, tending towards an expanding cylinder if we imagine look-
ing along the axis of the bar. At still greater distances (shown on the right of
figure 5.2 with an exaggerated distance) the curvature of the wave front gets
less and less, and eventually the far field pattern tends towards a
plane wave
,
meaning all parts of the wavefront move in parallel.