Všetko o hlasitosti zvuku

V tomto článku budeme hovoriť o hlasitosti zvuku a všetkom, čo s týmto konceptom súvisí. Malo by sa povedať, že sú to vibrácie vzduchu (presnejšie molekúl, ktoré ho tvoria), ktoré vytvárajú zvukové vlny. Tieto vlny sa pohybujú v určitej priestorovej súradnici a smere. V tomto prípade sa molekuly nepohybujú vzhľadom na ich umiestnenie.

Hlasitosť zvuku je subjektívnou charakteristikou ľudského vnímania sily rôznych zvukov, ktorá ich umiestňuje na určitej stupnici: od najtichšieho po vyššie.

A zvuk je fyzikálny jav, pri ktorom sa proces šírenia vibrácií vyskytuje v najrôznejších prostrediach. Inými slovami, ide o postupný sled oblastí vysokého a nízkeho tlaku.

Treba poznamenať, že počujeme z nasledujúcich dôvodov: uši premieňajú zvukové vibrácie na signály vďaka svojmu sofistikovanému dizajnu. Zosilňujú vibrácie, ktoré sa stávajú nervovými impulzmi. Potom náš mozog vníma tieto nervové impulzy ako zvuk.

Hlasitosť a naše subjektívne vnímanie závisí od amplitúdy a frekvencie, ktoré sú fyzikálnymi charakteristikami zvuku. Pri vyšších amplitúdach je počuť hlasnejšie. V súčasnosti sa hlasitosť zvyčajne meria v decibeloch.

Používa logaritmickú stupnicu. Práve ona určuje, koľkokrát je maximálny akustický tlak väčší ako prah sluchu ľudského ucha. Pre vzduch je to 20 mikropascalov, pre vodu - 1 mikropascal.

Hlasitosť zvuku závisí od prostredia, v ktorom sa šíri, a od jeho hustoty. Čím vyššia je hustota média, tým rýchlejšie sa v ňom môže šíriť zvuk. Preto vo vákuu jednoducho nemôže byť zvuk.

Hlasitosť sa meria v jednotkách, ktoré nesú meno vedca Alexandra Bella, a to v beloch. Ale keďže bel je veľmi veľká veličina, je zvykom merať zvuk v jeho násobkoch – decibeloch. Na tento účel bola vynájdená špeciálna stupnica intenzity zvuku.

Napríklad frekvenčné spektrum zvuku je akýmsi grafom, ktorý znázorňuje závislosť relatívnej energie vibrácií zvuku od jeho frekvencie.

Existuje niekoľko charakteristík, ktoré ovplyvňujú zvuk a hlasitosť. Ide predovšetkým o spektrálne zloženie, priestorovú orientáciu zdroja, ako aj zafarbenie.

Uveďme si hlavné jednotky na meranie zvukových charakteristík. Medzi nimi možno rozlíšiť dva parametre: absolútne a relatívne. Stupnica hlasitosti, ktorá sa meria v absolútnych číslach, sa vzťahuje na jednotku merania nazývanú spánok. Jednotka merania pre pozadie je parameter úrovne hlasitosti, ktorý má relatívny charakter.

Hodnota, ktorá ukazuje, o koľko je konkrétny zvuk vyšší alebo nižší ako iný, sa meria v decibeloch. Je potrebné poznamenať, že bels a decibely sú nesystémové jednotky a nie sú súčasťou jedného systému merania.

Tu je štandardný príklad ukazujúci vlastnosti zvuku. Na to nám poslúži nasledujúci jednoduchý pokus, pri ktorom potrebujeme plastový pohár a gumičku v podobe krúžku.

Ak chcete začať experiment, nasaďte na sklo gumený krúžok. Potom si spodok pohára oprieme o ucho a počúvame, ako bude znieť natiahnutá gumička.

Povedzme si niečo o rozsahu zvukov okolo nás. Náš rozsah je v nasledujúcich hraniciach – od 20 Hz nízkej frekvencie po 20 000 Hz pri najvyššej frekvencii. Pohodlný rozsah pre náš sluch je však v rozsahu od 2000 do 5000 Hz.

Treba poznamenať, že zvuky nad 85 dB SPL môžu byť škodlivé pre sluch, ak sa používajú dlhší čas.

Existuje množstvo charakteristík, od ktorých závisí hlavne objem. Ide o frekvenciu a amplitúdu kmitov, ako aj o individuálne vlastnosti človeka.

Ďalším dôležitým faktorom je vzdialenosť od zdroja. S poklesom energetickej zložky zvukovej vlny sa priamo úmerne zväčšuje vzdialenosť od zdroja zvuku.

Pri častých vibráciách je vydávaný vyšší zvuk. Osoba používa tieto vlastnosti pri vytváraní rôznych hudobných nástrojov.

Treba povedať, že s neustálym vystavením silnému hluku sa môžu objaviť príznaky ochorenia. Medzi nimi je potrebné zdôrazniť: zvýšená nervová vzrušivosť, rýchlejšia únava a zvýšený krvný tlak.

Malo by sa povedať, že v pevných látkach je kvalita zvukovej vlny zvýšená. Zvuk sa vo vode šíri päťkrát rýchlejšie ako vo vzduchu.

Vo všeobecnosti treba povedať, že za štúdium zvuku, jeho parametrov a vlastností zodpovedá zodpovedajúcej časti fyziky, ktorá sa študuje v školskom kurze.

Treba si uvedomiť, že všetci ľudia vnímajú zvuk rôznymi spôsobmi, a preto sú na jeho meranie vytvorené špeciálne zariadenia.

Najčastejšie sa hladina zvuku určuje pomocou snímača. Snímač hladiny zvuku meria energiu zvukových vĺn, ktoré prichádzajú za jednotku času na jednotku povrchu prijímača. Táto veličina sa nazýva intenzita zvuku alebo hluku a meria sa v mW / m2 (mikrowatty na meter štvorcový).

Poďme zistiť, ako sa medzi sebou určujú decibely a skutočná úroveň signálu. Každých 6 dB sa úroveň signálu dvakrát zmení.

Prečo sa berie táto hodnota? Decibel je logaritmus medzi pomerom dvoch rovnakých množstiev energie, ktorý sa potom vynásobí 10. Amplitúda nie je energetická veličina, preto ju treba previesť na vhodnú hodnotu.

Taktiež na meranie intenzity hluku na rôznych miestach sa často používa špeciálne zariadenie, ktoré sa nazýva zvukomer.

Ľudské ucho je vysoko sofistikovaný biologický senzor a zvuková pasca, ktorá dokáže zachytiť zvuky, ktoré sa od seba miliónkrát líšia.

V Rusku existuje určitý štandard pre zavedené krivky rovnakej hlasitosti. Toto je GOST R ISO 226-2009. Má nasledujúci názov - „Akustika. Štandardné krivky rovnakej hlasitosti “.

Existujú najmenej tri spôsoby merania hlasitosti: podľa maximálnej špičkovej hodnoty, podľa priemernej hodnoty úrovne signálu a podľa metriky ReplayGain. Zo všetkých týchto techník je ReplayGain najlepšia. Vyjadruje vnímanú úroveň hlasitosti a zohľadňuje fyziologické a mentálne charakteristiky vnímania zvuku.

V súčasnosti existujú rôzne metódy fyzikálneho vyjadrenia amplitúdy zvukových vibrácií, ktoré sa používajú v rôznych oblastiach.