Blåvalen, det största levande djuret, gör ett ljud som är mycket högre än ljudet från en raket som avfyras. En sådan ljudstyrka kan en person inte uthärda. Det finns till och med ett bullervapen. Dess volym är bara något högre än valens röst.
Vad bestämmer volymen på ljudet? Varför kan intensiva och låga ljud göra ont och till och med vara dödliga, medan höga ljud inte kan göra det? Varför hörs låga ljud på längre avstånd än höga? Artikeln kommer att besvara dessa frågor.
Vad bestämmer volymen på ljudet
Detta värde beror på ljudfrekvensen och våglängden, på ljudströmmens akustiska tryck och energi. Men först till kvarn.
Vad bestämmer volymen på ljudet? Fysiken har länge känt till att ljudstyrkan bestäms av vågens egenskaper. Ju snabbare ljudkällan vibrerar, desto högrevågens frekvens och ju kortare dess längd. Vi kallar högfrekventa ljud tysta, vi uppfattar dem som subtila. Vi hör bara på kort avstånd på grund av den lilla våglängden. Lågfrekventa ljud anses vara grova, upplevs som höga och kan höras på långt håll.
Akustiskt tryck och ljudflöde
Vad bestämmer volymen på ljudet? Förutom egenskaperna hos vågen, från det akustiska trycket. Detta tryck är större än atmosfärstrycket, det genererar en vibrerande kropp. Om ljudkällan rör sig med stor amplitud, låg frekvens, ökar trycket kraftigt.
Trycket skapar energin i ljudströmmen. Detta värde mäts i W / m2 och visar hur mycket kinetisk energi som passerar genom ytan på 1 sekund. Ju högre tryck, desto mer intensivt flöde.
Ljudvolym och energi
På frågan om vad ljudstyrkan beror på ger fysiken svaret: från ljudenergins flöde. Antag att energin har ökat 10 gånger - volymen kommer att öka med en bel (1 b). Bel är en enhet för ljudstyrka, men för bekvämlighet och noggrannhet i mätningarna beslutades det att använda decibel (1 dB=0,1 b).
Beteckna den initiala ljudenergin som E0. Om den ökar 10 gånger och är lika med 10 E0, då kommer volymen att öka med 10 dB, om 100 gånger - med 20 dB, etc. Svängningar i ljudenergi som det mänskliga örat kan uppfatta har gränser. Deras intervall är förändring i 10biljoner gånger, volymförändring - 130 dB. Minsta ljudenerginivå E0=10-12 W/m2. Alla kan inte höra ett så svagt ljud, utan bara en person med en mycket utvecklad hörsel. Det är med värdet E0 som alla ljud jämförs för att karakterisera dem som tysta eller höga.
För tydlighetens skull, låt oss ge exempel på de vanligaste ljuden, jämför volymen och energin i ljudströmmen. Det är underförstått att ljud uppfattas av en person på flera meters avstånd.
| Ljudtyp | Ljudvolym (db) | Ljudenergi (W/m2) |
| prassel av löv | 10 | 10-11 |
| klockan tickar | 20 | 10-10 |
| lugn konversation | 40 | 10-8 |
| högt samtal | 70 | 10-5 |
| bullrig gata | 90 | 10-3 |
| tunnelbanetåg | 100 | 10-2 |
Ohörbara ljud och smärttröskel
Vad bestämmer volymen på ljudet? Förutom allt som redan har övervägts, från hörseltröskeln. Ljudet kan vara godtyckligt högt (för andra levande varelser eller speciella enheter), men om dess frekvens är mindre än 16-20 Hz (infraljud) och mer än 16-20 kHz (ultrasjud), kommer vi inte att uppfatta det.
Även om vi inte hör infraljud och ultraljud,de påverkar en person på olika sätt. Infraljud med en ljudstyrka på 75 dB är skadligt för hälsan, 120 dB är smärtgränsen för en person och ett ljud på 180 dB leder till döden. Denna effekt förklaras av det faktum att låga frekvenser av infraljud ökar trycket för mycket. Ultraljud är inte farligt, det används flitigt inom medicin, olika industrier, byggnation.
