Όλα για την ένταση του ήχου
Σε αυτό το άρθρο θα μιλήσουμε για την ένταση του ήχου και οτιδήποτε σχετίζεται με αυτήν την έννοια. Πρέπει να πούμε ότι οι δονήσεις του αέρα (ακριβέστερα των μορίων του που τον αποτελούν) είναι που δημιουργούν ηχητικά κύματα. Αυτά τα κύματα κινούνται σε μια συγκεκριμένη διαστημική συντεταγμένη και κατεύθυνση. Σε αυτή την περίπτωση, τα μόρια δεν κινούνται σε σχέση με τη θέση τους.
Τι είναι?
Η ένταση του ήχου είναι ένα υποκειμενικό χαρακτηριστικό της ανθρώπινης αντίληψης της δύναμης των διαφόρων ήχων, που τους τοποθετεί σε μια συγκεκριμένη κλίμακα: από τον πιο ήσυχο έως τον υψηλότερο.
ΕΝΑ Ο ήχος είναι ένα φυσικό φαινόμενο στο οποίο η διαδικασία διάδοσης των δονήσεων λαμβάνει χώρα σε μεγάλη ποικιλία περιβαλλόντων. Με άλλα λόγια, είναι μια ακολουθία τρεξίματος περιοχών υψηλής και χαμηλής πίεσης.
Πρέπει να σημειωθεί ότι μπορούμε να ακούσουμε για τους εξής λόγους: τα αυτιά μετατρέπουν τους ηχητικούς κραδασμούς σε σήματα λόγω του εκλεπτυσμένου σχεδιασμού τους. Ενισχύουν τους κραδασμούς που γίνονται νευρικές ώσεις. Τότε ο εγκέφαλός μας αντιλαμβάνεται αυτές τις νευρικές ώσεις ως ήχο.
Η ένταση και η υποκειμενική μας αντίληψη εξαρτώνται από το πλάτος και τη συχνότητα, που είναι τα φυσικά χαρακτηριστικά του ήχου. Σε υψηλότερα πλάτη, ακούγεται πιο δυνατά. Στις μέρες μας η ένταση μετριέται συνήθως σε ντεσιμπέλ.
Αυτό οφείλεται επίσης στο γεγονός ότι, στην πραγματικότητα, η ένταση είναι μια σύγκριση δύο διαφορετικών δεικτών, όπου μια συγκεκριμένη τιμή κατωφλίου λαμβάνεται ως βάση.
Αυτό χρησιμοποιεί μια λογαριθμική κλίμακα. Είναι αυτή που καθορίζει πόσες φορές η μέγιστη ηχητική πίεση είναι μεγαλύτερη από το κατώφλι ακοής του ανθρώπινου αυτιού. Για τον αέρα, αυτό είναι 20 μικροπασκάλ, για το νερό - 1 μικροπασκάλ.
Η ένταση του ήχου εξαρτάται από το μέσο στο οποίο διαδίδεται και από την πυκνότητά του. Όσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα του μέσου, τόσο πιο γρήγορα μπορεί να διανεμηθεί ο ήχος σε αυτό. Αυτός είναι ο λόγος που απλά δεν μπορεί να υπάρχει ήχος στο κενό.
Η ένταση μετριέται σε μονάδες που φέρουν το όνομα του επιστήμονα Alexander Bell, δηλαδή σε καμπάνες. Αλλά επειδή το bel είναι μια πολύ μεγάλη ποσότητα, συνηθίζεται να μετράμε τον ήχο σε ένα πολλαπλάσιο του - ντεσιμπέλ. Για αυτό, εφευρέθηκε μια ειδική κλίμακα έντασης ήχου.
Για παράδειγμα, το φάσμα συχνοτήτων του ήχου είναι ένα είδος γραφήματος που δείχνει την εξάρτηση της σχετικής ενέργειας των ηχητικών δονήσεων από τη συχνότητά του.
Υπάρχουν πολλά χαρακτηριστικά που επηρεάζουν τον ήχο και την ένταση. Αυτή είναι κυρίως η φασματική σύνθεση, ο χωρικός προσανατολισμός της πηγής, καθώς και η χροιά.
Ας παραθέσουμε τις κύριες μονάδες μέτρησης χαρακτηριστικών ήχου. Μεταξύ αυτών, μπορούν να διακριθούν δύο παράμετροι: απόλυτη και σχετική. Η κλίμακα έντασης, η οποία μετριέται σε απόλυτες τιμές, αναφέρεται σε μια μονάδα μέτρησης που ονομάζεται ύπνος. Η μονάδα μέτρησης για το φόντο είναι μια παράμετρος του επιπέδου έντασης, η οποία έχει σχετικό χαρακτήρα.
Η τιμή που δείχνει πόσο ένας συγκεκριμένος ήχος είναι υψηλότερος ή χαμηλότερος από έναν άλλο μετριέται σε ντεσιμπέλ. Πρέπει να σημειωθεί ότι τα κουδούνια και τα ντεσιμπέλ είναι μη συστημικές μονάδες και δεν αποτελούν μέρος ενός ενιαίου συστήματος μέτρησης.
Για παράδειγμα, το επίπεδο έντασης ενός μουσικού οργάνου εξαρτάται από το μέγεθός του ή από το μέγεθος των τμημάτων του μουσικού οργάνου που είναι υπεύθυνα για την παραγωγή ήχου.
Ακολουθεί ένα τυπικό παράδειγμα που δείχνει τις ιδιότητες του ήχου. Για να το κάνουμε αυτό, θα χρησιμοποιήσουμε το παρακάτω απλό πείραμα, στο οποίο χρειαζόμαστε ένα πλαστικό κύπελλο και ένα λαστιχάκι σε μορφή δακτυλίου.
Για να ξεκινήσετε το πείραμα, βάλτε ένα λαστιχένιο δακτύλιο στο ποτήρι. Στη συνέχεια ακουμπάμε το κάτω μέρος του ποτηριού στο αυτί μας και ακούμε πώς θα ακούγεται το τεντωμένο λάστιχο.
Ο ήχος είναι το αποτέλεσμα δονήσεων που επηρεάζουν τον αέρα ή άλλο αντικείμενο. Στη συνέχεια διανέμονται στο περιβάλλον. Ως αποτέλεσμα, ακούμε ήχο.
Ας μιλήσουμε για το εύρος των ήχων γύρω μας. Το εύρος μας είναι στα ακόλουθα όρια - από 20 Hz χαμηλή συχνότητα έως 20.000 Hz στην υψηλότερη συχνότητα. Ωστόσο, το εύρος άνεσης για την ακοή μας είναι στην περιοχή από 2000 έως 5000 Hz.
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι ήχοι άνω των 85 dB SPL μπορεί να είναι επιβλαβείς για την ακοή εάν χρησιμοποιούνται για παρατεταμένες χρονικές περιόδους.
Από τι εξαρτάται η ένταση;
Υπάρχουν ορισμένα χαρακτηριστικά από τα οποία εξαρτάται κυρίως ο όγκος. Αυτά είναι η συχνότητα και το πλάτος των ταλαντώσεων, καθώς και τα ατομικά χαρακτηριστικά ενός ατόμου.
Ένας άλλος σημαντικός παράγοντας είναι η απόσταση από την πηγή. Με τη μείωση της ενεργειακής συνιστώσας του ηχητικού κύματος, η απόσταση από την πηγή ήχου αυξάνεται σε ευθεία αναλογία.
Με συχνούς κραδασμούς, εκπέμπεται υψηλότερος ήχος. Ένα άτομο χρησιμοποιεί αυτά τα χαρακτηριστικά όταν δημιουργεί μια ποικιλία μουσικών οργάνων.
Θα πρέπει να ειπωθεί ότι με συνεχή έκθεση σε δυνατό θόρυβο, μπορεί να εμφανιστούν συμπτώματα της νόσου. Μεταξύ αυτών, πρέπει να επισημανθούν τα ακόλουθα: αυξημένη νευρική διεγερσιμότητα, ταχύτερη κόπωση και αυξημένη αρτηριακή πίεση.
Επομένως, για προστασία από δυνατούς ήχους, για παράδειγμα, στην κατασκευή, χρησιμοποιούνται ειδικά ακουστικά ακύρωσης θορύβου.
Πρέπει να πούμε ότι στα στερεά η ποιότητα του ηχητικού κύματος ενισχύεται. Ο ήχος ταξιδεύει πέντε φορές πιο γρήγορα στο νερό παρά στον αέρα.
Σε γενικές γραμμές, πρέπει να ειπωθεί ότι για η μελέτη του ήχου, των παραμέτρων και των χαρακτηριστικών του αντιστοιχεί στο αντίστοιχο τμήμα της φυσικής, που μελετάται στο σχολικό μάθημα.
Πώς μπορείτε να μετρήσετε;
Πρέπει να σημειωθεί ότι όλοι οι άνθρωποι αντιλαμβάνονται τον ήχο με διαφορετικούς τρόπους, γι' αυτό και δημιουργούνται ειδικές συσκευές για τη μέτρησή του.
Τις περισσότερες φορές, το επίπεδο ήχου προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας έναν αισθητήρα. Ένας αισθητήρας στάθμης ήχου μετρά την ενέργεια των ηχητικών κυμάτων που φθάνουν σε μονάδα χρόνου ανά μονάδα επιφάνειας του δέκτη. Αυτή η ποσότητα ονομάζεται ένταση ήχου ή θορύβου και μετριέται σε mW / m2 (μικροβάτ ανά τετραγωνικό μέτρο).
Ας μάθουμε πώς προσδιορίζονται μεταξύ τους τα ντεσιμπέλ και το πραγματικό επίπεδο σήματος. Κάθε 6 dB, το επίπεδο σήματος αλλάζει δύο φορές.
Γιατί λαμβάνεται αυτή η τιμή; Ένα ντεσιμπέλ είναι ο λογάριθμος μεταξύ του λόγου δύο όμοιων μεγεθών ενέργειας, ο οποίος στη συνέχεια πολλαπλασιάζεται επί 10. Το πλάτος δεν είναι ενεργειακό μέγεθος, επομένως πρέπει να μετατραπεί σε κατάλληλη τιμή.
Επίσης, για τη μέτρηση της έντασης του θορύβου σε διάφορα σημεία, χρησιμοποιείται συχνά μια ειδική συσκευή, η οποία ονομάζεται ηχομετρητής.
Το ανθρώπινο αυτί είναι ένας εξαιρετικά εξελιγμένος βιολογικός αισθητήρας και ηχοπαγίδα που μπορεί να συλλάβει ήχους που είναι εκατομμύρια φορές διαφορετικοί μεταξύ τους.
Στη Ρωσία υπάρχει ένα ορισμένο πρότυπο για τις καθιερωμένες καμπύλες ίσης έντασης. Αυτό είναι το GOST R ISO 226-2009. Έχει το ακόλουθο όνομα - "Acoustics. Τυπικές καμπύλες ίσης έντασης».
Υπάρχουν τουλάχιστον τρεις τρόποι μέτρησης της έντασης: με τη μέγιστη τιμή κορυφής, με τη μέση τιμή του επιπέδου σήματος και με τη μέτρηση ReplayGain. Από όλες αυτές τις τεχνικές, το ReplayGain είναι το καλύτερο. Μεταφέρει το αντιληπτό επίπεδο έντασης και λαμβάνει υπόψη τα φυσιολογικά και ψυχικά χαρακτηριστικά της αντίληψης του ήχου.
Επί του παρόντος, υπάρχουν διάφορες μέθοδοι φυσικής έκφρασης του πλάτους των ηχητικών δονήσεων, οι οποίες χρησιμοποιούνται σε διαφορετικά πεδία.
Το σχόλιο στάλθηκε με επιτυχία.