Äänenvoimakkuus: Mistä Se Riippuu Ja Mistä Se Määräytyy? Mikä Se On Ja Millä Yksiköillä Se Mitataan? Mitkä Ovat Melun Mittayksiköiden Nimet?

Sisällysluettelo:

Video: Äänenvoimakkuus: Mistä Se Riippuu Ja Mistä Se Määräytyy? Mikä Se On Ja Millä Yksiköillä Se Mitataan? Mitkä Ovat Melun Mittayksiköiden Nimet?

Video: Äänenvoimakkuus: Mistä Se Riippuu Ja Mistä Se Määräytyy? Mikä Se On Ja Millä Yksiköillä Se Mitataan? Mitkä Ovat Melun Mittayksiköiden Nimet?
Video: Saad Lamjarred - LM3ALLEM (Exclusive Music Video) | (سعد لمجرد - لمعلم (فيديو كليب حصري 2024, Huhtikuu
Äänenvoimakkuus: Mistä Se Riippuu Ja Mistä Se Määräytyy? Mikä Se On Ja Millä Yksiköillä Se Mitataan? Mitkä Ovat Melun Mittayksiköiden Nimet?
Äänenvoimakkuus: Mistä Se Riippuu Ja Mistä Se Määräytyy? Mikä Se On Ja Millä Yksiköillä Se Mitataan? Mitkä Ovat Melun Mittayksiköiden Nimet?
Anonim

Tässä artikkelissa puhumme äänenvoimakkuudesta ja kaikesta tähän konseptiin liittyvästä. On sanottava, että ilman (tarkemmin sanottuna sen muodostavien molekyylien) värähtelyt luovat ääniaaltoja. Nämä aallot liikkuvat tietyssä avaruuden koordinaatissa ja suunnassa. Tässä tapauksessa molekyylit eivät liiku suhteessa niiden sijaintiin.

Kuva
Kuva

Mikä se on?

Äänenvoimakkuus on subjektiivinen ominaisuus ihmisen käsitykselle erilaisten äänien voimakkuudesta, mikä asettaa ne tietyllä asteikolla: hiljaisimmasta ja korkeammasta.

Kuva
Kuva

MUTTA ääni on fyysinen ilmiö, jossa värähtelyjen etenemisprosessi tapahtuu monenlaisissa ympäristöissä . Toisin sanoen se on juokseva sarja korkea- ja matalapainealueita.

Kuva
Kuva

On huomattava, että kuulemme seuraavista syistä: korvat muuttavat äänivärähtelyt signaaleiksi hienostuneen suunnittelunsa vuoksi. Ne vahvistavat tärinää, josta tulee hermoimpulsseja . Sitten aivomme havaitsevat nämä hermoimpulssit äänenä.

Kuva
Kuva

Äänekkyys ja subjektiivinen käsityksemme siitä riippuvat amplitudista ja taajuudesta, jotka ovat äänen fyysisiä ominaisuuksia . Suuremmilla amplitudilla se kuuluu kovempaa. Nykyään äänenvoimakkuutta mitataan yleensä desibeleinä.

Tämä johtuu myös siitä, että itse asiassa kovuus on kahden eri indikaattorin vertailu, jossa tietty kynnysarvo on perustana.

Kuva
Kuva

Tässä käytetään logaritmista asteikkoa. Hän päättää, kuinka monta kertaa suurin äänenpaine on suurempi kuin ihmiskorvan kuulokynnys. Ilmassa tämä on 20 mikropaskalia, vedelle - 1 mikropaskalia.

Kuva
Kuva

Äänen voimakkuus riippuu väliaineesta, jolla se etenee, ja sen tiheydestä. Mitä suurempi väliaineen tiheys, sitä nopeammin ääni voidaan jakaa siihen. Siksi ääntä ei yksinkertaisesti voi olla tyhjiössä.

Äänekkyyttä mitataan yksiköissä, joissa on tiedemies Alexander Bellin nimi, nimittäin vyöhykkeissä . Mutta koska bel on erittäin suuri määrä, on tapana mitata ääni moninkertaisena - desibeleinä. Tätä varten keksittiin erityinen äänenvoimakkuusasteikko.

Esimerkiksi äänen taajuusspektri on eräänlainen kuvaaja, joka osoittaa äänivärähtelyn suhteellisen energian riippuvuuden sen taajuudesta.

On olemassa useita ominaisuuksia, jotka vaikuttavat ääneen ja voimakkuuteen . Tämä on ensisijaisesti spektrinen koostumus, lähteen spatiaalinen suuntautuminen ja sointi.

Kuva
Kuva

Luetellaan pääyksiköt äänen ominaisuuksien mittaamiseen. Niistä voidaan erottaa kaksi parametria: absoluuttinen ja suhteellinen. Äänenvoimakkuusasteikko, joka mitataan absoluuttisesti, viittaa unen mittayksikköön. Taustan mittayksikkö on äänenvoimakkuuden parametri, jolla on suhteellinen luonne.

Kuva
Kuva

Arvo, joka osoittaa, kuinka paljon tietty ääni on korkeampi tai matalampi kuin toinen, mitataan desibeleinä . On huomattava, että vyöhykkeet ja desibelit eivät ole systeemisiä yksiköitä eivätkä ole osa yhtä mittausjärjestelmää.

Esimerkiksi soittimen äänenvoimakkuus riippuu sen koosta tai soittimen osien koosta, jotka ovat vastuussa äänen tuottamisesta.

Tässä on vakioesimerkki, joka näyttää äänen ominaisuudet. Tätä varten käytämme seuraavaa yksinkertaista kokeilua, jossa tarvitsemme muovikupin ja kuminauhan renkaan muodossa.

Aloita kokeilu asettamalla kumirengas lasille . Sitten nojaamme lasin pohjaa korvaamme vasten ja kuuntelemme, kuinka venytetty kuminauha kuulostaa.

Ääni on seurausta tärinästä, joka vaikuttaa ilmaan tai muuhun esineeseen. Sitten ne leviävät ympäristön läpi. Tämän seurauksena kuulemme äänen.

Kuva
Kuva

Puhutaanpa ympärillämme olevista äänialueista. Alueemme on seuraavissa rajoissa - 20 Hz matalasta taajuudesta 20000 Hz korkeimpaan taajuuteen. Kuulomme miellyttävä alue on kuitenkin 2000–5000 Hz.

On huomattava, että yli 85 dB SPL: n äänet voivat vahingoittaa kuuloa, jos niitä käytetään pitkään

Kuva
Kuva

Mistä äänenvoimakkuus riippuu?

On useita ominaisuuksia, jotka vaikuttavat äänenvoimakkuuteen pääasiassa. Nämä ovat värähtelyjen taajuus ja amplitudi sekä henkilön yksilölliset ominaisuudet.

Toinen tärkeä tekijä on etäisyys lähteeseen . Ääniaallon energiakomponentin pienentyessä etäisyys äänilähteeseen kasvaa suorassa suhteessa.

Kuva
Kuva

Jos tärinää esiintyy usein, ääni kuuluu korkeammalla. Henkilö käyttää näitä ominaisuuksia luodessaan erilaisia soittimia.

On sanottava, että jos altistuminen jatkuu kovalle melulle, taudin oireita voi esiintyä . Niistä on korostettava seuraavia: lisääntynyt hermostuneisuus, nopeampi väsymys ja kohonnut verenpaine.

Siksi esimerkiksi rakennuksessa käytetään kovia ääniä vastaan suojaamiseksi erityisiä melua vaimentavia kuulokkeita.

Kuva
Kuva

On sanottava, että kiintoaineissa äänen aallon laatu paranee. Ääni kulkee vedessä viisi kertaa nopeammin kuin ilmassa.

Yleisesti ottaen on sanottava, että äänen, sen parametrien ja ominaisuuksien tutkimus vastaa vastaavaa fysiikan osaa, jota opiskellaan koulukurssilla.

Kuinka voit mitata?

On huomattava, että kaikki ihmiset havaitsevat äänen eri tavoin, minkä vuoksi on luotu erityisiä laitteita sen mittaamiseen.

Useimmiten äänitaso määritetään anturin avulla . Äänitason anturi mittaa ääniaaltojen energian, joka saapuu ajan yksikössä vastaanottimen pinta -alayksikköä kohti. Tätä määrää kutsutaan äänen tai melun voimakkuudeksi, ja se mitataan mW / m2 (mikrovattia neliömetriä kohti).

Kuva
Kuva

Selvitetään, kuinka desibelit ja todellinen signaalitaso määritetään keskenään. Signaalin taso muuttuu kahdesti 6 dB: n välein.

Miksi tämä arvo otetaan? Desibeli on logaritmi kahden identtisen energiamäärän suhteen välillä, joka sitten kerrotaan 10: llä . Amplitudi ei ole energiamäärä, joten se on muunnettava sopivaan arvoon.

Kuva
Kuva

Lisäksi melun voimakkuuden mittaamiseen eri paikoissa käytetään usein erityistä laitetta, jota kutsutaan äänitasomittariksi.

Ihmisen korva on erittäin kehittynyt biologinen anturi ja äänilukko, joka voi vastaanottaa miljoonia kertoja erilaisia ääniä

Venäjällä on tietty standardi saman äänenvoimakkuuden vakiintuneille käyrille. Tämä on GOST R ISO 226-2009. Sillä on seuraava nimi - “Acoustics. Vakiokäyrät, joilla on sama äänenvoimakkuus”.

Kuva
Kuva

Äänenvoimakkuutta on vähintään kolme tapaa mitata: suurimmalla huippuarvolla, signaalitason keskiarvolla ja ReplayGain -mittarilla. Kaikista näistä tekniikoista ReplayGain on paras . Se välittää koetun äänen voimakkuuden ja ottaa huomioon äänen havaitsemisen fysiologiset ja henkiset ominaisuudet.

Tällä hetkellä on olemassa erilaisia menetelmiä äänen värähtelyjen amplitudin fyysiseen ilmaisemiseen, joita käytetään eri aloilla.

Suositeltava: