Акустика михраба

РАЙОННАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ШКОЛЬНИКОВ ПО МАТЕМАТИКЕ «ИССЛЕДУЕМ И ПРОЕКТИРУЕМ»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Новоибрайкинская средняя общеобразовательная школа имени М. И. Абдрахманова» Аксубаевского муниципального района Республики Татарстан

Учебно-исследовательская работа (проект)

Акустика михраба

Автор:

Зарипов Ришат Гусманович,

ученик 9 класса

Руководитель:

Мотыгуллин Шамиль Нургалиевич,

учитель физики

Новое Ибрайкино

2015 год

Содержание

1. Введение

Мечеть 3

а) Этимология; 3

б) использование; 3

в) элементы мечети; 4

г) интересные факты; 4

2. Михраб

форма 5

особенности 8

3. Об акустике михраба

михраб-отражатель 9

михраб-резонатор 10

4. Заключение 13

5. Список используемой литературы 13

Введение

Мече́ть («место поклонения») - мусульманское молитвенное (богослужебное) архитектурное сооружение.

Представляет собой отдельно стоящее здание с куполом-гамбизом, иногда мечеть имеет внутренний двор (Мечеть Аль-Харам). Флигелем к мечети пристраиваются башни-минареты числом от одного до девяти (число минаретов должно быть меньше, чем в мечети аль-Харам). Молитвенный зал лишен изображений, но на стенах могут быть начертаны строки из Корана на арабском. Стена, обращённая к Мекке, отмечена пустой нишей, михрабом, в которой молится имам. Справа от михраба расположена кафедра-минбар, с которой проповедник имам читает свои проповеди верующим во время пятничной и праздничной молитвы. При мечетях, как правило, работают школы-медресе.

Этимология

Общепринятая этимология слова «мечеть» производит его от «масджид» (мн. ч. масаджид), в свою очередь происходящего от арабского корня «саджада» - падать ниц - в значении места, и означает «место поклонения», «место совершения земного поклона». Оно указывает на место, где верующий может поклониться Богу во время молитвы, и не предполагает ничего, кроме ритуально чистого пространства. Другое возможное происхождение слова от mäsdžid al Jamii - «пятничное, или соборное, моление».

Использование

Мечеть служит для сбора мусульман для общего совершения молитв. Кроме этого, мечети могут являться местами собрания народа, обучения основам исламской религии и т.д.

Элементы мечети

Голубая мечеть (Султанахмет), Турция (Стамбул)

Обычно мечети представляют собой одно или двухэтажное здание с куполом и минаретами. Внутри мечетей устанавливаются минбары и михрабы. Недалеко от мечетей находятся общественные туалеты и специальные комнаты для совершения омовений (вуду).

• Михраб - ориентированная на Каабу ниша (плоская, условная или вогнутая), перекрытая аркой, небольшим сводом или конхой и вставленная в раму;

• Аназа («стрела») - стена, резная мраморная доска или деревянная ниша вблизи от входа в мечеть, своего рода михраб во дворе;

• Минбар - отличительный признак соборной мечети - кафедра, с которой имам (глава мусульманской общины) произносит пятничную проповедь, аналог амвона в раннехристианской и византийской базилике;

• Максура - её появление было обусловлено присутствием в мечети правителя или представителей административной власти. Это - квадратное в плане, отгороженное резным деревянным или металлическим простенком от основного пространства помещение в непосредственной близости от михраба и минбара;

• Дикка - специальные платформы, стоя на которых муэдзины повторяют движения имама и тем самым направляют движения верующих;

Необходимость совершать перед входом в мечеть ритуальные омовения привела к появлению специально предназначенных для этого зал, помещений за пределами мечети или фонтанов во дворе, называемых - хаузы.

Интересные факты

• Мечетью, самой высоко расположенной от поверхности Земли (хотя и не самой высокой в мире) станет мечеть, занимающая один из верхних этажей Дубайской башни - самого высокого сооружения в мире.

• Самая северная в мире мечеть - Нурд-Камаль в Норильске.

• В 2012 году в Индии состоялось открытие Мадина Масджид (Стеклянная мечеть) - первой и единственной мечети, полностью построенной из стекла. Залы молельного дома способны вместить одновременно более 2000 человек.

• Стены мечети Туркменбаши Рухы украшены не только изречениями из Корана, но и цитатами из книги Сапармурата Туркменбаши «Рухнама».

• Кошки являются единственными животными, которым доступен вход в мечеть.

Михраб

В своей исследовательской работе я хотел изучить акустических особенностей вышеназванного михраба - одной из важнейших частей архитектуры мечети и показать на исследовании, с помощью физических теорий и экспериментов его звуконапрявляющую роль.

Когда я с отцом пошел в мечеть на праздничный намаз, обратил внимание на нишу в передней стене (михраб) и задумался о функции этого сооружения.

Нынче, при прохождении по физике тем связанных с распространением звука, я задумался об акустических эффектах михраба.

Со своими предположениями и гипотезами я поделился со своим учителем Шамиль абый. Он одобрил меня и предложил исследовать акустических свойств михраба.

Я прочитал литературу, относящуюся михрабу, просмотрел фотографии.

Форма

Вот некоторые записи про михраб:

«Внутри мечети можно увидеть огромный мраморный михраб (молитвенная ниша, обращённая в сторону Мекки) и изящной работы кафедру, предназначенную для чтения Корана.»

«Одним из элементов мечети является михраб. «Михраб» является производным от слова «хараб» в значении «борьба». Оно подразумевает борьбу с шайтаном, внутренним врагом и самостью. Михраб представляет собой арку в стене, к которой молящийся должен быть обращен лицом. Как известно, мусульмане во время совершения намаза, независимо от того, в какой точке планеты они находятся, должны быть обращены лицом к кибле, то есть Масджид-аль-Харам, Заповедной мечети. Поэтому при совершении намаза в мечети они становятся лицом к михрабу. Постепенно михраб стал местом предстоятеля во время коллективных намазов. Точная дата использования михраба в качестве архитектурного элемента мечети не определена. Самой древней датой, упомянутой в этой связи, является 42 год по лунной хиджре. Согласно историческим данным, мусульмане впервые устроили михраб в форме глубокой сводчатой ниши в том месте, где Пророк ислама (ДБАР) совершал намаз. Этот михраб существует и сегодня и украшен аятами Корана. Сегодня почти во всех мечетях имеется михраб. Единственной мечетью, не имеющей михраба, является Масджид-аль-Харам в священной Мекке.»

«Михра́б (مِحْراب) — ниша в стене мечети, часто украшенная двумя колоннами и аркой. Михраб указывает направление на Мекку (киблу) и чаще всего расположен в середине стены. Михраб предназначен для того, чтобы в нём молился имам мечети (руководитель намаза), который во время молитвы должен находиться впереди остальных молящихся.

Особенности

По своему местоположению и функции михраб соответствует христианскому алтарю или апсиде, однако в отличие от михраба апсида, как правило, ориентирована на восток.

В истории исламского богослужения михраб является нововведением начала VIII века. Хотя михраб никогда и не упоминается пророком Мухаммедом, исламские теологи единодушно признали его хорошим религиозным нововведением.»

Об акустике михраба

Михраб-отражатель

Об акустике михраба ни одного слова. В большинстве случаев михраб имеет сферическую форму. И этот факт я взял продуктом своей работы.

Отражение звука

При попадании звуковой волны на какую-либо поверхность происходит ее отражение, поглощение или рассеяние, либо все перечисленные явления сразу.

Сила отражения отдельной поверхности определяется ее акустическими характеристиками, а также пройденным волной расстоянием.

При попадании звуковой волны на идеально ровную поверхность происходит зеркальное отражение звука. Любые неровности на отражающей поверхности влияют на отражение.

Равенство углов падения и отражения звука.

Если отражающая поверхность имеет поглощающую способность, то часть звуковой энергии будет поглощаться, при этом характер реверберации будет зависеть от угла падения звука. Это особенно важно в случае реверберации от тонких листов, которые начинают вибрировать под действием звуковой волны, что приводит к колебанию угла реверберации.

Неровные поверхности рассеивают энергию звуковой волны. Рассеивающие поверхности могут быть правильными (например, искривленные поверхности) или неправильными (например, рассеивающие поверхности, применяемые в студиях). С точки зрения дизайна важно помнить о том, что рассеяние звуковых волн от любой поверхности всегда в определенной степени зависит от частоты. Это означает, что размер неровностей должен находиться в определенном соотношении с длиной звуковой волны. Кроме того, это может привести к тому, что поверхность, которая рассеивает звук на одной частоте, будет создавать направленные или очень сильные отраженные реверберации на другой частоте.

Явление отражения звука играет чрезвычайно большую роль в архитектурной акустике, потому что, как будет показано в дальнейшем, большинство акустических дефектов помещений вызвано именно этим явлением.

Если отраженный звук приходит примерно на 1/15 сек. позже прямого звука, то слушателю будет мешать эхо. Если разница во времени меньше 0,05 сек., то явление становится акустически выгодным.

При отражении звуковые волны, исходящие, от источника, падая на стену вогнутой формы, после отражения ведут себя как свет, отраженный от вогнутого зеркала, у которого расположен источник света. В нашем случае это имам, который стоит на фокусе сферической стены михраба.

Михраб-резонатор

С другой стороны даже если имам не стоит на фокусе звук вышедший из михраба все равно является сильным и направленным. Это объясняется резонирующим свойством михраба.

Резонанс - один из важнейших физических процессов, используемых при проектировании звуковых устройств, большинство из которых содержат резонаторы, например, струны и корпус скрипки, трубка у флейты, корпус у барабанов и т.д. Резонаторы - усилители колебаний. Явление акустического резонанса заключается в том, что акустическая система приводится в колебание, когда невдалеке от нее звучит другая акустическая система с частотой колебаний, совпадающей с собственной частотой первой. Резонатором в акустике может служить натянутая струна, открытый или закрытый объем, например, в виде деревянного, стеклянного, металлического цилиндра (трубы), пластинка, закрепленная с одного конца, камертон и т.д. В резонаторе возбуждаются колебания даже от сравнительно слабых звуковых волн, падающих на него.

Почему же резонатор увеличивает интенсивность доходящих до него колебаний? Ответов может быть два:

или резонатор собирает рассеянную в пространстве энергию,

или усиление происходит за счет уменьшения продолжительности колебаний.

Оба ответа справедливы.

В театрах Древней Греции и Древнего Рима устанавливали так называемые "гармоники" - открытые объемы, горловина которых соединялась с окружающим пространством. Масса воздуха в горловине приводилась в колебательное движение внешним звуковым давлением. Резонансная частота определялась этой массой и гибкостью (сжимаемостью) c воздушного объема резонатора. При резонансе скорость колебаний в горле резонатора увеличивается, увеличивается и объемный поток. Ввиду того, что колебательная скорость падающей волны остается постоянной, для поддержания возрастающего объемного потока фронт падающей волны деформируется. Деформация охватывает тем большую зону, чем больше скорость колебаний в горле. Поэтому резонатор концентрирует значительно большую энергию, чем та, которая содержится в части падающей волны, приходящейся на площадь входного отверстия. После прекращения внешнего воздействия резонатор отдает накопленную энергию в окружающее пространство.

Дается экспериментальное подтверждение второму предположению - увеличению интенсивности колебаний за счет уменьшения их продолжительности. Свободно подвешенный и возбужденный ударом камертон звучит 252 с, приложенный к мраморной доске - 115 с, приложенный к деревянной доске - 10 с. Особенно усиливаются колебания, если приложить камертон к ящику-резонатору с той же собственной частотой, что и у камертона. Однако продолжительность колебаний в этом случае еще более сокращается.

Итак, звук усиливается, но запасенная энергия исчерпывается быстрее. Степень усиления колебаний определяется добротностью резонатора, а ощущение громкости - интенсивностью колебаний и их продолжительностью. Поэтому не следует преувеличивать эффективность действия "гармоник" древних театров на открытом воздухе или кувшинов - «голосников» древних православных храмов. Эти устройства создавали сравнительно небольшое усиление колебаний. Такие резонаторы иногда используют в современных акустических лабораториях.

Акустическим резонатором является и гортань певца.

Михраб нашей мечети скорее всего подходит ко второй - резонансной теории. Потому, что имеет не совсем сферическую форму.

Заключение

По теории и по моим экспериментам по распространению звука в мечети, михраб является не только указывающим киблы элементом мечети, но и служит для усиления и направления звука, при соответствующей форме и правильной эксплуатации. Я говорю так потому, что в нашей мечети он не имеет сферическую форму и в нем установлен вышеупомянутый кафедра-минбар, который не должен быть там и заполняет пустое пространство михраба. И имам не читает намаз внутри, а перед михрабом.

Еще михраб не востребован потому, что в мечеть на повседневные и пятничные намазы ходят не так много народу. Если народа мало голос имама итак слышен.

В городских мечетях хоть и народу много, имаму помогает микрофон.

Список используемой литература

Использовал интернет-ресурсы

17