Sve o jačini zvuka

U ovom članku ćemo govoriti o glasnoći zvuka i svemu što je povezano s ovim konceptom. Treba reći da upravo vibracije zraka (točnije, njegovih sastavnih molekula) stvaraju zvučne valove. Ti se valovi kreću u određenoj prostornoj koordinati i smjeru. U ovom slučaju, molekule se ne pomiču u odnosu na njihov položaj.

Jačina zvuka subjektivna je karakteristika ljudske percepcije jačine različitih zvukova, što ih smješta na određenu ljestvicu: od najtiših i viših.

A Zvuk je fizička pojava u kojoj se proces širenja vibracija događa u najrazličitijim okruženjima. Drugim riječima, to je niz područja visokog i niskog tlaka.

Treba napomenuti da možemo čuti iz sljedećih razloga: uši zbog svog sofisticiranog dizajna pretvaraju zvučne vibracije u signale. Oni pojačavaju vibracije koje postaju živčani impulsi. Tada naš mozak ove živčane impulse percipira kao zvuk.

Glasnoća i naša subjektivna percepcija ovise o amplitudi i frekvenciji, koje su fizičke karakteristike zvuka. Pri većim amplitudama čuje se jače. Danas se glasnoća obično mjeri u decibelima.

Ovo koristi logaritamsku skalu. Ona je ta koja određuje koliko je puta maksimalni zvučni tlak veći od praga čujnosti ljudskog uha. Za zrak, ovo je 20 mikropaskala, za vodu - 1 mikropaskal.

Jačina zvuka ovisi o mediju u kojem se širi i o njegovoj gustoći. Što je veća gustoća medija, to se zvuk u njemu može brže rasporediti. Zato u vakuumu jednostavno ne može biti zvuka.

Glasnoća se mjeri u jedinicama koje nose ime znanstvenika Alexandera Bella, odnosno u belovima. No, budući da je bel vrlo velika količina, uobičajeno je mjeriti zvuk u višekratniku - decibelima. Za to je izmišljena posebna ljestvica intenziteta zvuka.

Na primjer, frekvencijski spektar zvuka je svojevrsni graf koji pokazuje ovisnost relativne energije zvučnih vibracija o njegovoj frekvenciji.

Postoji nekoliko karakteristika koje utječu na zvuk i glasnoću. To je prvenstveno spektralni sastav, prostorna orijentacija izvora, kao i tembar.

Navedimo glavne jedinice za mjerenje zvučnih karakteristika. Među njima se mogu razlikovati dva parametra: apsolutni i relativni. Ljestvica glasnoće, koja se mjeri u apsolutnim vrijednostima, odnosi se na mjernu jedinicu koja se zove spavanje. Mjerna jedinica za pozadinu je parametar razine glasnoće, koji ima relativni karakter.

Vrijednost koja pokazuje koliko je određeni zvuk viši ili niži od drugog mjeri se u decibelima. Treba napomenuti da su belovi i decibeli nesistemske jedinice i nisu dio jedinstvenog mjernog sustava.

Evo standardnog primjera koji pokazuje svojstva zvuka. Da bismo to učinili, koristit ćemo sljedeći jednostavan eksperiment, u kojem nam je potrebna plastična čaša i gumena traka u obliku prstena.

Za početak eksperimenta stavite gumeni prsten na staklo. Zatim prislonimo dno čaše na uho i slušamo kako će zvučati rastegnuta gumica.

Razgovarajmo o rasponu zvukova oko nas. Naš raspon je u sljedećim granicama - od 20 Hz niske frekvencije do 20 000 Hz na najvišoj frekvenciji. Međutim, ugodan raspon za naš sluh je u rasponu od 2000 do 5000 Hz.

Treba napomenuti da zvukovi iznad 85 dB SPL mogu biti štetni za sluh ako se koriste dulje vrijeme.

Postoji niz karakteristika o kojima uglavnom ovisi volumen. To su učestalost i amplituda oscilacija, kao i individualne karakteristike osobe.

Drugi važan čimbenik je udaljenost do izvora. Sa smanjenjem energetske komponente zvučnog vala, udaljenost do izvora zvuka se povećava izravno proporcionalno.

Uz česte vibracije, emitira se viši zvuk. Osoba koristi ove značajke pri stvaranju raznih glazbenih instrumenata.

Treba reći da uz stalnu izloženost osobe glasnoj buci, mogu se pojaviti simptomi bolesti. Među njima treba istaknuti: povećanu živčanu razdražljivost, brži umor i povišen krvni tlak.

Treba reći da je u čvrstim tvarima poboljšana kvaliteta zvučnog vala. Zvuk putuje pet puta brže u vodi nego u zraku.

Općenito, treba reći da za proučavanje zvuka, njegovih parametara i karakteristika odgovara odgovarajućem dijelu fizike koji se izučava u školskom kolegiju.

Treba napomenuti da svi ljudi percipiraju zvuk na različite načine, zbog čega su stvoreni posebni uređaji za njegovo mjerenje.

Najčešće se razina zvuka određuje pomoću senzora. Senzor razine zvuka mjeri energiju zvučnih valova koja stiže u jedinici vremena po jedinici površine prijemnika. Ta se veličina naziva intenzitetom zvuka ili buke i mjeri se u mW/m2 (mikrovati po kvadratnom metru).

Otkrijmo kako se decibeli i stvarna razina signala međusobno određuju. Svakih 6 dB razina signala se mijenja dvaput.

Zašto se uzima ova vrijednost? Decibel je logaritam između omjera dvije identične količine energije, koji se zatim množi s 10. Amplituda nije energetska veličina, pa se mora pretvoriti u odgovarajuću vrijednost.

Također, za mjerenje intenziteta buke na raznim mjestima često se koristi poseban uređaj koji se naziva mjerač razine zvuka.

Ljudsko uho je vrlo sofisticirani biološki senzor i zvučna zamka koja može uhvatiti zvukove koji se milijune puta razlikuju jedan od drugog.

U Rusiji postoji određeni standard za utvrđene krivulje jednake glasnoće. Ovo je GOST R ISO 226-2009. Ima sljedeći naziv - "Akustika. Standardne krivulje jednake glasnoće”.

Postoje najmanje tri načina za mjerenje glasnoće: po maksimalnoj vršnoj vrijednosti, po prosječnoj vrijednosti razine signala i po metrici ReplayGain. Od svih ovih tehnika, ReplayGain je najbolja. Prenosi percipiranu razinu glasnoće i uzima u obzir fiziološke i mentalne karakteristike percepcije zvuka.

Trenutno postoje različite metode fizičkog izražavanja amplitude zvučnih vibracija koje se koriste u različitim područjima.