Hangszint és hangerő
Minden olyan hanghullám, amely a térben propagál, nyomást gyakorolhat a megtalált akadályokra (beleértve a dobhártyáinkat is). Azok az emberek, akik rock koncerteket látogattak és osztoztak az erős oszlopok közelében, elsőként tudják, hogy nagyon erős lehet. Szubjektíven érzékeljük a hanghullámok nyomásának változását a hang hangosságának megváltozása által. A hangnyomás terjedelmében a légnyomás maximális változása a hullámhiány nélküli nyomáshoz viszonyítva hangnyomásnak nevezhető. Mint minden más, a hangnyomás mérése Pascals (Pa) -ben történik.
De az akusztikában, amikor a hanghullámok intenzitását értékelik, gyakran más fogalmat használnak: a hanghatás. Megmutatja a hangenergiának az áramlását, amelyet minden másodperc a hagyományos sík négyzetcentiméterén halad át, amely merőleges a hullámterjedés irányára. A hangnyomás és a hangerő négyzetes függésben van. Ez azt jelenti, hogy a hang erőssége = a hangnyomás a térben. A hang erőssége maga a hullám energia tulajdonságait írja le és watt / négyzetcentiméterben (W / cm2) mérve. Egy ilyen egység nagyon kényelmes néhány számításhoz - ez az egyetlen ok a bevezetéshez.
Annak érdekében, hogy meghallgassuk ezt vagy azt a hangot, erőssége több, mint egy bizonyos szint. Ezt a szintet a hallhatóság küszöbének nevezik. Ez azt jelenti, hogy ha a hanghullám alacsony intenzitással rendelkezik - e küszöbérték alatt nem látjuk, és úgy tűnik számunkra, hogy teljes csend van körülöttünk, bár valójában a levegő körül oszcillál. Hasonlóképpen a helyzet nagy intenzitású hangokkal is zajlik - csak egy bizonyos fokig hangot hallunk, amelyet fájdalomküszöbnek nevezünk. Ha a hangerő meghaladja ezt a szintet, akkor fájdalmat tapasztalunk a fülben. A fájdalomküszöb és a hallható küszöb közötti különbséget a hallás dinamikus tartományának nevezik. A hanghatás változásait hatalmas tartományban érzékelhetjük: a fájdalom küszöbének hangereje meghaladja a hallható küszöb hangerejét ezer alkalommal!
A hallókészülékünk úgy van kialakítva, hogy a hang erősségének (vagy hangnyomásának) lineáris változását nem érzékeli számunkra a hangosság lineáris változásaként. A hang hangerejét és erejét összekapcsolják egy ravaszabb függőséggel. Növelése mennyiség két alkalommal növekedésnek felel meg a hang intenzitása 100-szor (hangnyomás - 10-szeres) növekedését a hangerő 3-szor növekedésének felel meg a hangintenzitás már 10.000-szer (hangnyomás - 100-szor), és a térfogatot 4 alkalommal találkozik változtassa meg a hangerőt 100000000-szor (hangnyomás - 10 000-szer)! Ez a függőség az úgynevezett logaritmikus, és éppen azért, mert az ilyen tulajdonsága felfogásunk szintjének változásai (mennyiség) hang mérése általában logaritmikus egységekben - bel (B).
A különbség értéke a hangintenzitás a bel kiszámítása a képlet: N = lg I1 / I2 (minden esetben, emlékeztetni arra, hogy az LG - a tízes alapú logaritmus, és ez azt mutatja, hogy milyen mértékben emelkedett száma 10, azaz, ha a 10 lg = 100, az LG = 2, vagy a 100 lg = 2), ahol N - a hangerő módosításához, és I1 és I2 - a felső és alsó határai a hatalom a hang. Tízszeres növekedést hangintenzitás megfelelő széles egy (LG10 = 1), és megfelel a kétszáz-szeres növekedést Belam (lg = 2 100), és így tovább. G. Word, logaritmikus skálán lehetővé teszi elég erős „tömöríteni” lineáris skálán, miközben a pontosság. És ez a skála teljesen megfelel a hallásunk sajátosságainak.
A hangszín változása egy fehérben egyaránt tükrözi a hangerő változását és a hangnyomás változását. Ha a fenti képletben a hangnyomás megfelelő értékét adta meg (emlékezve arra, hogy a hangerõ = a négyzet hangereje), ugyanazokat a szintváltozásokat kapja a fehérben. Bíró maga:
Ellenőrizze. A 100-as tényezőjű hangnyomás változása megfelel a hangerő intenzitásának 10 000 (I = P 2) tényezővel való megváltozásával. Ha ezeket az értékeket a fenti képletben helyettesíti, akkor a következő dolgokat kapjuk: lg 10000 = 4 fehér (a hangerősség változása); 2lg 100 = 2x2 = 4 fehér (a hangnyomás változása). Amint láthatjuk, mindkét esetben ugyanolyan szintű hangváltozások vannak fehérben.
De a gyakorlatban kiderül, hogy a fehér túl nagy mennyiség a szint megváltoztatásához. Ezért gyakrabban használt decibel (dB) - egy tizede fehér. Vagyis a decibel szintváltozását az N = 10 lg I1 / I2 vagy N = 20 lg P2 / P2 képlet segítségével számítjuk ki. A minimális szintkülönbség, amely képes észrevenni a fülünket, pontosan megegyezik egy decibelével. Ez az egyik fő oka egy ilyen szintű mérési rendszer bevezetésének. A hallás teljes dinamikus tartománya 120 dB. Egyetértek azzal, hogy sokkal kényelmesebb olyan egységgel működtetni, amit hallunk.
A hangszint változását általában a decibelben becsülik a hallható küszöbértékhez viszonyítva. Ha azt mondják, hogy az oszlopok hangszintje megegyezik a száz decibillel, akkor feltételezzük, hogy a hangszórók 100 dB-t meghaladó hangerővel rendelkeznek.