Balena albastră, cel mai mare animal viu, scoate un sunet mult mai puternic decât zgomotul unei rachete care se lansează. O astfel de zgomot o persoană nu poate suporta. Există chiar și o armă de zgomot. Volumul său este doar puțin mai puternic decât vocea balenei.
Ce determină volumul sunetului? De ce sunetele intense și joase pot răni și chiar pot fi mortale, în timp ce cele în alte nu pot? De ce se aud sunetele joase la o distanță mai mare decât cele în alte? Articolul va răspunde la aceste întrebări.
Ce determină volumul sunetului
Această valoare depinde de frecvența și lungimea de undă a sunetului, de presiunea acustică și de energia fluxului de sunet. Dar pe primul loc.
Ce determină volumul sunetului? Fizica știe de mult că volumul este determinat de caracteristicile undei. Cu cât sursa de sunet vibrează mai repede, cu atât mai multfrecvența undei și cu cât lungimea acesteia este mai scurtă. Numim sunetele de în altă frecvență liniștite, le percepem ca subtile. Putem auzi doar la mică distanță din cauza lungimii de undă mici. Sunetele de joasă frecvență sunt considerate dure, percepute ca puternice și pot fi auzite de departe.
Presiunea acustică și fluxul de sunet
Ce determină volumul sunetului? Pe lângă caracteristicile valului, de la presiunea acustică. Această presiune este mai mare decât presiunea atmosferică, generează un corp vibrant. Dacă sursa de sunet se mișcă cu o amplitudine mare, cu frecvență joasă, presiunea crește foarte mult.
Presiunea creează energia fluxului de sunet. Această valoare este măsurată în W / m2 și arată câtă energie cinetică trece prin suprafață în 1 secundă. Cu cât presiunea este mai mare, cu atât debitul este mai intens.
Volumul sunetului și energia
La întrebarea de ce depinde volumul sunetului, fizica dă răspunsul: din fluxul energiei sonore. Să presupunem că energia a crescut de 10 ori - volumul va crește cu un bel (1 b). Bel este o unitate a volumului, cu toate acestea, pentru comoditatea și acuratețea măsurătorilor, s-a decis să se utilizeze decibeli (1 dB=0,1 b).
Notați energia sonoră inițială ca E0. Dacă crește de 10 ori și este egală cu 10 E0, atunci volumul va crește cu 10 dB, dacă de 100 de ori - cu 20 dB etc. Fluctuațiile în energia sonoră pe care urechea umană le poate percepe au limite. Gama lor se schimbă în 10trilioane de ori, modificarea volumului - 130 dB. Nivel minim de energie sonoră E0=10-12 W/m2. Nu toată lumea poate auzi un sunet atât de slab, ci doar o persoană cu auzul foarte dezvoltat. Toate sunetele sunt comparate cu valoarea E0 pentru a le caracteriza ca fiind liniștite sau puternice.
Pentru claritate, haideți să dăm exemple cu cele mai comune sunete, să le comparăm volumul și energia fluxului de sunet. Se înțelege că sunetele sunt percepute de o persoană de la o distanță de câțiva metri.
| Tip de sunet | Volum sunet (db) |
Energia sonoră (W/m2) |
| foșnet de frunze | 10 | 10-11 |
| ticăitul ceasului | 20 | 10-10 |
| conversație calmă | 40 | 10-8 |
| vorbire tare | 70 | 10-5 |
| stradă zgomotoasă | 90 | 10-3 |
| tren de metrou | 100 | 10-2 |
Sunete inaudibile și pragul durerii
Ce determină volumul sunetului? Pe lângă tot ce a fost deja luat în considerare, din pragul audierii. Sunetul poate fi arbitrar puternic (pentru alte ființe vii sau dispozitive speciale), dar dacă frecvența lui este mai mică de 16-20 Hz (infrasunete) și mai mare de 16-20 kHz (ultrasunete), atunci nu îl vom percepe.
Deși nu auzim infrasunete și ultrasunete,afectează o persoană în moduri diferite. Infrasunetele cu un volum de 75 dB este dăunător sănătății, 120 dB este pragul de durere al unei persoane, iar un sunet de 180 dB duce la moarte. Acest efect se explică prin faptul că frecvențele joase ale infrasunetelor cresc prea mult presiunea. Ultrasunetele nu sunt periculoase, sunt utilizate pe scară largă în medicină, diverse industrii, construcții.
