Всичко за силата на звука

В тази статия ще говорим за силата на звука и всичко свързано с тази концепция. Трябва да се каже, че именно вибрациите на въздуха (по-точно на съставните му молекули) създават звукови вълни. Тези вълни се движат в определена пространствена координата и посока. В този случай молекулите не се движат спрямо тяхното местоположение.

Силата на звука е субективна характеристика на човешкото възприятие за силата на различните звуци, което ги поставя в определен мащаб: от най-тихите и по-високите.

А Звукът е физическо явление, при което процесът на разпространение на вибрации протича в голямо разнообразие от среди. С други думи, това е протичаща последователност от зони с високо и ниско налягане.

Трябва да се отбележи, че можем да чуем поради следните причини: ушите преобразуват звуковите вибрации в сигнали поради изтънчения си дизайн. Те усилват вибрациите, които се превръщат в нервни импулси. Тогава мозъкът ни възприема тези нервни импулси като звук.

Силата на звука и нашето субективно възприятие за нея зависят от амплитудата и честотата, които са физическите характеристики на звука. При по-високи амплитуди се чува по-силно. Днес силата на звука обикновено се измерва в децибели.

Това използва логаритмична скала. Тя е тази, която определя колко пъти максималното звуково налягане е по-голямо от прага на слуха на човешкото ухо. За въздух това е 20 микропаскала, за вода - 1 микропаскал.

Силата на звука зависи от средата, в която се разпространява, и от неговата плътност. Колкото по-висока е плътността на средата, толкова по-бързо може да се разпредели звукът в нея. Ето защо във вакуум просто не може да има звук.

Силата на звука се измерва в единици, които носят името на учения Александър Бел, а именно в бели. Но тъй като белът е много голямо количество, обичайно е звукът да се измерва в кратно на него - децибели. За това е изобретена специална скала за интензитет на звука.

Например, честотният спектър на звука е вид графика, която показва зависимостта на относителната енергия на звуковите вибрации от неговата честота.

Има няколко характеристики, които влияят на звука и силата на звука. Това е преди всичко спектралният състав, пространствената ориентация на източника, както и тембърът.

Нека изброим основните единици за измерване на звуковите характеристики. Сред тях могат да се разграничат два параметъра: абсолютен и относителен. Скалата за силата на звука, която се измерва в абсолютни стойности, се отнася до мерна единица, наречена сън. Мерната единица за фон е параметър на нивото на звука, който има относителен характер.

Стойността, която показва колко определен звук е по-висок или по-нисък от друг, се измерва в децибели. Трябва да се отбележи, че белите и децибелите са несистемни единици и не са част от единна измервателна система.

Ето стандартен пример, показващ свойствата на звука. За да направите това, ще използваме следния прост експеримент, в който се нуждаем от пластмасова чаша и гумена лента под формата на пръстен.

За да започнете експеримента, поставете гумен пръстен върху стъклото. След това притискаме дъното на чашата към ухото си и слушаме как ще звучи опънатият ластик.

Нека поговорим за диапазона от звуци около нас. Нашият диапазон е в следните граници – от 20 Hz ниска честота до 20 000 Hz при най-висока честота. Удобният обхват за нашия слух обаче е в диапазона от 2000 до 5000 Hz.

Трябва да се отбележи, че звуци над 85 dB SPL могат да бъдат вредни за слуха, ако се използват за продължителни периоди от време.

Има редица характеристики, от които основно зависи обемът. Това са честотата и амплитудата на трептенията, както и индивидуалните характеристики на човек.

Друг важен фактор е разстоянието до източника. С намаляване на енергийния компонент на звуковата вълна разстоянието до източника на звук се увеличава правопропорционално.

При чести вибрации се издава по-висок звук. Човек използва тези функции, когато създава различни музикални инструменти.

Трябва да се каже, че при постоянно излагане на човек на силен шум могат да се появят симптоми на заболяването. Сред тях трябва да се откроят следните: повишена нервна възбудимост, по-бърза умора и повишено кръвно налягане.

Трябва да се каже, че в твърдите вещества качеството на звуковата вълна се подобрява. Звукът се разпространява пет пъти по-бързо във вода, отколкото във въздуха.

Като цяло трябва да се каже, че за изучаването на звука, неговите параметри и характеристики съответства на съответния раздел по физика, който се изучава в училищния курс.

Трябва да се отбележи, че всички хора възприемат звука по различни начини, поради което се създават специални устройства за измерването му.

Най-често нивото на звука се определя с помощта на сензор. Сензор за ниво на звука измерва енергията на звуковите вълни, която пристига за единица време на единица повърхностна площ на приемника. Това количество се нарича интензитет на звука или шума и се измерва в mW / m2 (микровата на квадратен метър).

Нека разберем как децибелите и действителното ниво на сигнала се определят помежду си. На всеки 6 dB нивото на сигнала се променя два пъти.

Защо е взета тази стойност? Децибелът е логаритъмът между съотношението на две еднакви енергийни количества, което след това се умножава по 10. Амплитудата не е енергийна величина, така че трябва да се преобразува в подходяща стойност.

Също така, за измерване на интензивността на шума на различни места често се използва специално устройство, което се нарича шумомер.

Човешкото ухо е изключително усъвършенстван биологичен сензор и звукоуловител, който може да улавя звуци, които са милиони пъти различни един от друг.

В Русия има определен стандарт за установените криви на еднаква сила на звука. Това е GOST R ISO 226-2009. Има следното име - „Акустика. Стандартни криви с еднаква сила на звука”.

Има поне три начина за измерване на силата на звука: по максималната пикова стойност, по средната стойност на нивото на сигнала и по метриката ReplayGain. От всички тези техники ReplayGain е най-добрата. Той предава възприеманото ниво на силата на звука и взема предвид физиологичните и психическите характеристики на звуковото възприятие.

В момента съществуват различни методи за физическо изразяване на амплитудата на звуковите вибрации, които се използват в различни области.