หน่วยความเข้มของเสียงคือ อะคูสติก ลักษณะทางกายภาพของเสียง ลักษณะของความรู้สึกทางการได้ยิน มาตรฐานดนตรีและการวัดระดับเสียงดนตรี

ความเข้มของคลื่นเสียงหมายถึง ฟลักซ์พลังงานเฉลี่ยผ่านพื้นที่หน่วยของหน้าคลื่นต่อหน่วยเวลา กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากคุณใช้พื้นที่เดียว (เช่น 1 ตารางเซนติเมตร) ซึ่งจะดูดซับเสียงได้อย่างสมบูรณ์ และวางไว้ในแนวตั้งฉากกับทิศทางของการแพร่กระจายคลื่น ความเข้มของเสียงจะเท่ากับพลังงานเสียงที่ดูดซับในหนึ่งวินาที ความเข้มมักจะแสดงเป็น วัตต์/ซม2(หรือใน พร้อม ตร.ม).

ให้เราบอกมูลค่าของปริมาณนี้ให้กับเสียงที่คุ้นเคยบ้าง แอมพลิจูดของแรงดันส่วนเกินที่เกิดขึ้นระหว่างการสนทนาปกติคือประมาณหนึ่งในล้านของความดันบรรยากาศ ซึ่งสอดคล้องกับความเข้มของเสียงอะคูสติกที่ระดับ 10 -9 วัตต์/ซม.2 กำลังเสียงทั้งหมดที่ปล่อยออกมาระหว่างการสนทนาปกติอยู่ที่ประมาณ 0.00001 วัตต์เท่านั้น ความสามารถของหูมนุษย์ในการรับรู้พลังงานเล็กๆ น้อยๆ ดังกล่าวเป็นเครื่องยืนยันถึงความอ่อนไหวอันน่าทึ่งของมัน

ช่วงของความเข้มของเสียงที่หูของเรารับรู้นั้นกว้างมาก ความรุนแรงของ เสียงดังซึ่งหูสามารถทนได้นั้นมากกว่าค่าขั้นต่ำที่สามารถได้ยินประมาณ 10 ถึง 14 เท่า พลังเสียงเต็มพลังครอบคลุมช่วงเสียงที่กว้างพอๆ กัน ดังนั้นกำลังที่ปล่อยออกมาจากเสียงกระซิบที่เงียบมากสามารถอยู่ที่ 10 -9 W ในขณะที่กำลังที่ปล่อยออกมาจากเครื่องยนต์ไอพ่นถึง 10 5 W อีกครั้งความเข้มต่างกัน 10 14

เดซิเบล

เนื่องจากความเข้มของเสียงแตกต่างกันมาก จึงสะดวกกว่าที่จะคิดว่ามันเป็นค่าลอการิทึมและวัดเป็นเดซิเบล ค่าความเข้มของลอการิทึมคือลอการิทึมของอัตราส่วนของค่าของค่าที่พิจารณาต่อค่าที่นำมาเป็นค่าเริ่มต้น ระดับความเข้ม เจสัมพันธ์กับความเข้มที่เลือกตามเงื่อนไขบางประการ เจ 0เท่ากับ

ระดับความเข้มของเสียง = 10 lg (J/J 0) dB

เส้นโค้งเหล่านี้ใช้เพื่อกำหนดพื้นหลัง ซึ่งเป็นหน่วยระดับเสียงที่วัดเป็นเดซิเบลเช่นกัน พื้นหลังคือระดับเสียงที่ระดับความดันเสียงของโทนเสียงบริสุทธิ์มาตรฐานที่ดังเท่ากัน (1000 Hz) คือ 1 dB ดังนั้น เสียงที่มีความถี่ 200 เฮิรตซ์ ที่ระดับ 60 เดซิเบล จึงมีระดับเสียงพื้นหลัง 50 เสียง

$I\; =\; \backslash frac(1)(T)\backslash int\backslash limits\_t^(t+T)\backslash frac(dP)(dS)dt,$

ที่ไหน ต- เวลาเฉลี่ย ดีพี- การไหลของพลังงานเสียงที่ถ่ายโอนผ่านไซต์ ดีเอส.

ปริมาณทางกายภาพก็ใช้เช่นกัน ความเข้มของเสียงทันที, ซึ่งเป็น ทันทีค่าของการไหลของพลังงานเสียงผ่านพื้นที่เดียวที่ตั้งฉากกับทิศทางของการแพร่กระจายเสียง:

$I(t)\; =\; \backslash frac(dP(t))(dS)$

สำหรับ คลื่นเครื่องบินความเข้มของเสียงสามารถแสดงได้ในรูปของแอมพลิจูดของความดันเสียง หน้า 0และความเร็วการสั่น โวลต์:

$ฉัน\; =\; (p\_0v\; \backslash over\; 2)\; =\; (v^2Z\_S\; \backslash over\; 2)\; =\; (p\_0^2\; \backslash over\; 2Z\_S)$

ดูสิ่งนี้ด้วย

เขียนบทวิจารณ์เกี่ยวกับบทความ "ความเข้มของเสียง"

หมายเหตุ

วรรณกรรม

• ความเข้มของเสียง (ความแรงของเสียง) // สารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ (30 เล่ม) / A. M. Prokhorov (หัวหน้าบรรณาธิการ) - ฉบับที่ 3 - ม.: สฟ. สารานุกรม, 1972. - T. X. - หน้า 315–316. - 592 ส.

ข้อความที่ตัดตอนมาซึ่งแสดงลักษณะความเข้มของเสียง

Kutuzov ถอยกลับไปเวียนนาโดยทำลายสะพานริมแม่น้ำ Inn (ใน Braunau) และ Traun (ใน Linz) ที่อยู่ด้านหลังเขา เมื่อวันที่ 23 ตุลาคม กองทหารรัสเซียได้ข้ามแม่น้ำเอนส์ ขบวนรถ ปืนใหญ่ และเสาทหารของรัสเซียในตอนกลางวันแล่นผ่านเมือง Enns ทางฝั่งนี้และอีกฝั่งของสะพาน
วันนั้นอากาศอบอุ่น ฤดูใบไม้ร่วงและมีฝนตก มุมมองอันกว้างใหญ่ที่เปิดขึ้นมาจากระดับความสูงที่แบตเตอรี่ของรัสเซียยืนปกป้องสะพานนั้นถูกปกคลุมไปด้วยม่านมัสลินที่มีฝนลาดเอียงจากนั้นก็ขยายออกไปและเมื่ออยู่ภายใต้แสงของดวงอาทิตย์วัตถุราวกับว่าถูกเคลือบด้วยสารเคลือบเงาก็มองเห็นได้ไกลและ ชัดเจน เมืองหนึ่งสามารถมองเห็นได้ด้านล่างซึ่งมีบ้านสีขาวและหลังคาสีแดง มหาวิหาร และสะพาน สองข้างทางมีกองทหารรัสเซียจำนวนมากหลั่งไหลมาอย่างหนาแน่น บริเวณโค้งแม่น้ำดานูบมองเห็นเรือ เกาะ และปราสาทที่มีสวนสาธารณะ ล้อมรอบด้วยผืนน้ำที่บรรจบกับแม่น้ำเอนซาและแม่น้ำดานูบ มองเห็นฝั่งหินด้านซ้ายของแม่น้ำดานูบปกคลุมไปด้วยป่าสนที่มีความลึกลับ ระยะทางของยอดเขาสีเขียวและช่องเขาสีน้ำเงิน มองเห็นหอคอยของอารามยื่นออกมาจากด้านหลังป่าสนที่ดูเหมือนบริสุทธิ์ ไกลออกไปบนภูเขา อีกฟากหนึ่งของ Enns สามารถมองเห็นหน่วยลาดตระเวนของศัตรูได้
ระหว่างปืน ในที่สูง หัวหน้ากองหลัง นายพล และนายทหารรักษาการณ์ยืนอยู่ข้างหน้า ตรวจดูภูมิประเทศผ่านกล้องโทรทรรศน์ ด้านหลังเล็กน้อย Nesvitsky ซึ่งส่งจากผู้บัญชาการทหารสูงสุดไปยังกองหลังนั่งบนกระบอกปืน
คอซแซคที่มาพร้อมกับ Nesvitsky มอบกระเป๋าถือและขวดให้ และ Nesvitsky ก็ปฏิบัติต่อเจ้าหน้าที่ด้วยพายและดอปเปิลคูเมลตัวจริง เจ้าหน้าที่ล้อมเขาไว้อย่างสนุกสนาน บ้างก็คุกเข่าลง บ้างก็นั่งขัดสมาธิบนพื้นหญ้าเปียก
- ใช่แล้ว เจ้าชายออสเตรียคนนี้ไม่ใช่คนโง่ที่สร้างปราสาทที่นี่ สถานที่ดี. ทำไมไม่กินข้าวล่ะสุภาพบุรุษ? - เนสวิตสกี้ กล่าว
“ข้าพเจ้าขอบพระทัยอย่างยิ่ง เจ้าชาย” เจ้าหน้าที่คนหนึ่งตอบ ด้วยความยินดีที่ได้พูดคุยกับเจ้าหน้าที่คนสำคัญเช่นนี้ - สถานที่ที่สวยงาม. เราเดินผ่านสวนสาธารณะ เห็นกวางสองตัว และบ้านนี้ช่างวิเศษจริงๆ!
“ดูนี่สิ เจ้าชาย” อีกคนหนึ่งพูดซึ่งอยากจะเอาพายอีกชิ้นหนึ่งแต่ก็ละอายใจ จึงแสร้งทำเป็นว่ากำลังมองไปรอบๆ บริเวณนั้น “ดูสิ ทหารราบของเราปีนขึ้นไปที่นั่นแล้ว” ที่นั่น ในทุ่งหญ้านอกหมู่บ้าน มีคนสามคนกำลังลากอะไรบางอย่าง “พวกเขาจะบุกเข้าไปในวังแห่งนี้” เขากล่าวด้วยความเห็นชอบอย่างเห็นได้ชัด
“ ทั้งสอง” Nesvitsky กล่าว “ไม่ แต่สิ่งที่ฉันต้องการ” เขาเสริม เคี้ยวพายในปากอันสวยงามและชุ่มชื้น “คือการปีนขึ้นไปที่นั่น”

ความเข้มของเสียง(สัมบูรณ์) - ค่าเท่ากับอัตราส่วนการไหลของพลังงานเสียง ดีพีผ่านพื้นผิวที่ตั้งฉากกับทิศทางของการแพร่กระจายเสียงไปยังพื้นที่ ดีเอสพื้นผิวนี้:

หน่วยวัดเป็นวัตต์ต่อตารางเมตร (W/m2)

สำหรับคลื่นระนาบ ความเข้มของเสียงสามารถแสดงในรูปของแอมพลิจูดของความดันเสียงได้ หน้า 0และความเร็วการสั่น โวลต์:

ที่ไหน ซี ส- ความต้านทานเสียงจำเพาะของตัวกลาง

ร่างกายซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของการสั่นสะเทือนของเสียง จะปล่อยพลังงานที่ถูกถ่ายโอนโดยการสั่นสะเทือนของเสียงออกสู่อวกาศ (สิ่งแวดล้อม) โดยรอบแหล่งกำเนิดเสียง ปริมาณพลังงานเสียงที่ส่งผ่านในหนึ่งวินาทีผ่านพื้นที่ 1 ม. 2 ซึ่งตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายของการสั่นสะเทือนของเสียงเรียกว่าความเข้ม (รวมถึงความแรง) ของเสียง

ค่าของมันสามารถกำหนดได้โดยสูตร:

I=P 2 /Cp 0 [W/m 2 ] (1.1)

โดยที่: P - ความดันเสียง n/m 2; С – ความเร็วเสียง, m/s; р 0 – ความหนาแน่นของตัวกลาง

จากสูตรข้างต้น จะเห็นได้ว่าเมื่อความดันเสียงเพิ่มขึ้น ความเข้มของเสียงจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ระดับเสียงเพิ่มขึ้นด้วย

9. คุณรู้สเปกตรัมความถี่ของเสียงประเภทใด?

สเปกตรัมความถี่ของเสียง- กราฟของพลังงานสัมพัทธ์ของการสั่นสะเทือนของเสียงกับความถี่ สเปกตรัมดังกล่าวมีสองประเภทหลัก: ไม่ต่อเนื่องและต่อเนื่อง. สเปกตรัมแยกประกอบด้วยเส้นแยกสำหรับความถี่ที่คั่นด้วยช่องว่าง สเปกตรัมต่อเนื่องประกอบด้วยความถี่ทั้งหมดภายในย่านความถี่ของมัน

ในการฝึกฝน คลื่นเสียงความถี่เดียวนั้นหายาก แต่คลื่นเสียงที่ซับซ้อนสามารถสลายตัวเป็นฮาร์โมนิคได้ วิธีการนี้เรียกว่า การวิเคราะห์ฟูริเยร์ตั้งชื่อตามนักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส เจ. ฟูริเยร์ (พ.ศ. 2311-2373) ซึ่งเป็นคนแรกที่ใช้มัน (ในทฤษฎีความร้อน)

คลื่นคาบสองประเภท:เอ - การสั่นสะเทือนเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า; b - การสั่นสะเทือนของฟันเลื่อย แอมพลิจูดของคลื่นทั้งสองเท่ากับ A และคาบการสั่น T คือส่วนกลับของความถี่ f

10. ย่านความถี่ใดเรียกว่าอ็อกเทฟ?

อ็อกเทฟ -แถบความถี่ที่ความถี่ขีดจำกัดบนเป็นสองเท่าของความถี่ต่ำกว่า

อ็อกเทฟ -หน่วยช่วงความถี่เท่ากับช่วงระหว่างสองความถี่ (f2 และ f1) ซึ่งเป็นลอการิทึมของอัตราส่วน (อิงจาก 2) log2(f2/f1)=1 ซึ่งสอดคล้องกับ f2/f1=2;

11. น้ำเข้าใจอะไรตามเกณฑ์การได้ยิน?

เกณฑ์การได้ยิน- ค่าต่ำสุดของความดันเสียงที่หูของมนุษย์ยังคงรับรู้เสียงความถี่ที่กำหนดได้ ค่าเกณฑ์การได้ยินมักจะแสดงเป็นเดซิเบล โดยให้ระดับความดันเสียงเป็นศูนย์อยู่ที่ 2·10−5 N/m2 หรือ 20·10−6 N/m2 ที่ความถี่ 1 kHz (สำหรับคลื่นเสียงระนาบ) . เกณฑ์การได้ยินขึ้นอยู่กับความถี่ของเสียง เมื่อสัมผัสกับเสียงรบกวนและสิ่งเร้าทางเสียงอื่น ๆ เกณฑ์การได้ยินสำหรับเสียงที่กำหนดจะเพิ่มขึ้น และ มูลค่าที่เพิ่มขึ้นเกณฑ์การได้ยินจะคงอยู่ระยะหนึ่งหลังจากการหยุดปัจจัยรบกวนแล้วจึงค่อย ๆ กลับมา ระดับเดิม. ยู ผู้คนที่หลากหลายและในหมู่บุคคลเดียวกันใน เวลาที่แตกต่างกันเกณฑ์การได้ยินอาจแตกต่างกันไป มันขึ้นอยู่กับอายุ สถานะทางสรีรวิทยา, ฟิตเนส การวัดเกณฑ์การได้ยินมักทำโดยใช้วิธีการตรวจการได้ยิน

12. ระดับความดันเสียงวัดในหน่วยใด?

แรงดันเสียง- แรงดันส่วนเกินแบบแปรผันที่เกิดขึ้นในตัวกลางยืดหยุ่นเมื่อคลื่นเสียงผ่านเข้าไป มีหน่วยวัดเป็นปาสคาล (Pa)

ค่าความดันเสียงทันทีที่จุดหนึ่งในตัวกลางเปลี่ยนแปลงทั้งตามเวลาและเมื่อเคลื่อนที่ไปยังจุดอื่นของตัวกลาง ดังนั้นค่ารากกำลังสองเฉลี่ยของปริมาณนี้ซึ่งสัมพันธ์กับความเข้มของเสียงจึงเป็นที่สนใจในทางปฏิบัติ:

โดยที่ความเข้มของเสียง คือความดันเสียง คือความต้านทานเสียงจำเพาะของตัวกลาง คือการเฉลี่ยเวลา

เมื่อพิจารณาการสั่นเป็นระยะ บางครั้งจะใช้แอมพลิจูดของความดันเสียง ดังนั้นสำหรับคลื่นไซน์

แอมพลิจูดของความดันเสียงอยู่ที่ไหน

เป็นระยะๆ การหาค่าเฉลี่ยเสียงจะดำเนินการในช่วงเวลาที่มีขนาดใหญ่กว่าช่วงนั้น หรือในจำนวนเต็มช่วง สำหรับคลื่นเดินทางแบบไซน์ซอยด์ของเครื่องบิน I.Z. ฉันเท่ากับ:

ในคลื่นเดินทางทรงกลม I.Z. เป็นสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะห่างจากแหล่งกำเนิด ในคลื่นนิ่ง I=0 เช่น การไหลของเสียง ไม่มีพลังงานโดยเฉลี่ย

จาก. วัดเป็นหน่วย SI เป็น W/m2 (ในระบบหน่วย CGS - เป็น erg/(s cm)2) I. z. ยังได้รับการประเมินโดยระดับความรุนแรงในระดับหนึ่ง จำนวนเดซิเบล N=10lg(I/I0) โดยที่ I คือความเข้มของเสียงที่กำหนด I0=10-12 W/m2

พจนานุกรมสารานุกรมกายภาพ - ม.: สารานุกรมโซเวียต. . 1983 .

ความเข้มของเสียง

(ความเข้มของเสียง) - พลังงานเฉลี่ยเวลาที่ถูกถ่ายโอนโดยคลื่นเสียงผ่านพื้นที่หน่วยที่ตั้งฉากกับทิศทางของการแพร่กระจายของคลื่นต่อหน่วยเวลา เป็นระยะๆ การหาค่าเฉลี่ยเสียงจะดำเนินการในช่วงเวลาที่มากกว่าช่วงนั้น หรือตามจำนวนช่วงจำนวนเต็ม ผม=พีวี/2=พี 2 /2r ค = โวลต์ 2ร ค/2,ที่ไหน ร -แอมพลิจูด ความดันเสียง v -ความกว้างของการสั่น ความเร็วของอนุภาค r - ความหนาแน่นของตัวกลาง c - เสียงในนั้น ในรูปแบบทรงกลม คลื่นเดินทาง I.z. สัดส่วนผกผัน กำลังสองของระยะห่างจากแหล่งกำเนิด ในคลื่นนิ่ง I=0 กล่าวคือ โดยเฉลี่ยแล้วจะไม่มีการไหลของพลังงานเสียง จาก. อย่างกลมกลืน คลื่นเคลื่อนที่ของเครื่องบินเท่ากับความหนาแน่นพลังงานของคลื่นเสียงคูณด้วยความเร็วของเสียง กำลังของตัวปล่อยคือ ที่ปล่อยออกมา ต่อหน่วยพื้นที่ของพื้นผิวที่แผ่รังสี วี.เอ. คราซิลนิคอฟ

สารานุกรมทางกายภาพ. ใน 5 เล่ม - ม.: สารานุกรมโซเวียต. หัวหน้าบรรณาธิการ A. M. Prokhorov. 1988 .

ดูว่า "ความเข้มของเสียง" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร:

- ค่า (สัมบูรณ์) เท่ากับอัตราส่วนการไหลของพลังงานเสียง dP ผ่านพื้นผิวที่ตั้งฉากกับทิศทางของการแพร่กระจายเสียงไปยังพื้นที่ dS ของพื้นผิวนี้ หน่วยวัดคือ วัตต์ต่อตารางเมตร (W/m2) สำหรับคลื่นระนาบ... ...วิกิพีเดีย

- (จากการขยายแรงดันไฟฟ้าแบบเข้มข้นแบบละติน) พลังงานเฉลี่ยเวลาที่คลื่นเสียงถ่ายโอนต่อหน่วยเวลาผ่านพื้นที่ผิวหน่วยที่ตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายของคลื่น ความเข้มของเสียง...... ใหญ่ พจนานุกรมสารานุกรม

- (จากภาษาละติน Intensio Voltage, Amplification) คือพลังงานเฉลี่ยเวลาที่คลื่นเสียงถ่ายโอนต่อหน่วยเวลาผ่านพื้นที่ผิวหน่วยที่ตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายของคลื่น ความเข้มของเสียง...... พจนานุกรมสารานุกรม

ความเข้มของเสียง- ปริมาณพลังงานเสียงที่ถ่ายโอนโดยคลื่นเสียงต่อหน่วยเวลาผ่านพื้นที่หน่วยที่ตั้งฉากกับทิศทางของการแพร่กระจายเสียง [พจนานุกรมศัพท์เฉพาะของการก่อสร้างใน 12 ภาษา (VNIIIS Gosstroy USSR)] หัวข้อ... ... คู่มือนักแปลด้านเทคนิค

- (จากภาษาละติน intetisio ความตึงเครียด การขยาย) ความแรงของเสียง พลังงานที่ไหลผ่านพื้นที่เดียวที่ตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายของคลื่นเสียง การบิน: สารานุกรม. อ.: สารานุกรมรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่ บรรณาธิการบริหาร จี.พี.... ... สารานุกรมเทคโนโลยี

ความเข้มของเสียง- 3.3 ความเข้มของเสียง, W/m2 (ความเข้มของเสียง): ค่าเฉลี่ยเวลาของความเข้มทันทีในสนามเสียงที่อยู่นิ่งกับเวลา หมายเหตุ 1 ความเข้มของเสียงคำนวณโดยใช้สูตร (2) โดยที่ T คือช่วงการรวม, s; 2…… หนังสืออ้างอิงพจนานุกรมเกี่ยวกับเอกสารเชิงบรรทัดฐานและทางเทคนิค

ความเข้มของเสียง- พลังเสียงคืออัตราส่วนของพลังเสียงที่ตกกระทบบนพื้นผิวต่อพื้นที่ของพื้นผิวนี้ ถูกกำหนดทั้งจากแอมพลิจูดของส่วนประกอบความถี่ทั้งหมดและตามจำนวนแหล่งกำเนิดเสียงที่ส่งเสียงพร้อมกัน ความเข้มของเสียงวัดเป็น W/m2 หรือ... ... ดัชนีภาษารัสเซียเป็นพจนานุกรมคำศัพท์ทางดนตรีภาษาอังกฤษเป็นภาษารัสเซีย

ความเข้มของเสียง- ความเข้มของเสียง (f) ของเสียง ความเข้ม (f) ของเสียง eng ความเข้มของเสียง fra intensité (f) du bruit deu Lärmintensität (f) spa intensidad (f) ความเข้มของ del ruido rus (f) (ความแรง) ของเสียง เสียงดัง ( f) ของเสียง eng ความเข้มของเสียง fra ความเข้ม (f)… … ความปลอดภัยและอาชีวอนามัย แปลเป็นภาษาอังกฤษ ฝรั่งเศส เยอรมัน สเปน

ความเข้มของเสียงคือพลังงานเฉลี่ยตามเวลาที่คลื่นเสียงส่งผ่านพื้นที่หน่วยที่ตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายของคลื่นต่อหน่วยเวลา สำหรับเสียงเป็นระยะ การเฉลี่ยจะดำเนินการอย่างใดอย่างหนึ่งในช่วงเวลา... ... สารานุกรมผู้ยิ่งใหญ่แห่งสหภาพโซเวียต

- [พลังเสียง] ปริมาณพลังงานเสียงที่ถ่ายโอนโดยคลื่นเสียงต่อหน่วยเวลาผ่านพื้นที่หน่วยที่ตั้งฉากกับทิศทางของการแพร่กระจายเสียง (ภาษาบัลแกเรีย; Български) ความเข้มของเสียง (ภาษาเช็ก; เช็กตินา)… … พจนานุกรมการก่อสร้าง

อะคูสติก– สาขาฟิสิกส์ที่ศึกษาการสั่นสะเทือนและคลื่นยืดหยุ่น วิธีการผลิตและบันทึกการสั่นสะเทือนและคลื่น และปฏิสัมพันธ์กับสสาร

เสียงในความหมายกว้างๆ คือการสั่นสะเทือนแบบยืดหยุ่นและคลื่นที่แพร่กระจายในสสารที่เป็นก๊าซ ของเหลว และของแข็ง ในความหมายแคบ เป็นปรากฏการณ์ที่อวัยวะการได้ยินของมนุษย์และสัตว์รับรู้โดยอัตวิสัย โดยปกติ หูของมนุษย์จะได้ยินเสียงในช่วงความถี่ตั้งแต่ 16 Hz ถึง 20 kHz

เสียงที่มีความถี่ต่ำกว่า 16 Hz เรียกว่า อินฟาเรดสูงกว่า 20 กิโลเฮิรตซ์ – อัลตราซาวนด์และคลื่นยืดหยุ่นความถี่สูงสุดในช่วงตั้งแต่ 10 9 ถึง 10 12 Hz - ไฮเปอร์ซาวด์.

เสียงที่มีอยู่ในธรรมชาติแบ่งออกเป็นหลายประเภท

โซนิคบูม– นี่คือการกระทบต่อเสียงในระยะสั้น (ตบมือ ระเบิด ระเบิด ฟ้าร้อง)

โทนเป็นเสียงที่เป็นกระบวนการเป็นระยะ ลักษณะสำคัญของโทนเสียงคือความถี่ โทนเสียงอาจเป็นแบบเรียบง่าย โดยมีลักษณะเฉพาะด้วยความถี่เดียว (เช่น ที่เกิดจากส้อมเสียง เครื่องกำเนิดเสียง) หรือซับซ้อน (ผลิตโดยอุปกรณ์เสียงพูด เครื่องดนตรี)

โทนสีที่ซับซ้อนสามารถแสดงเป็นผลรวมของโทนสีธรรมดา (แยกย่อยเป็นโทนสีส่วนประกอบ) ความถี่ต่ำสุดของการสลายตัวดังกล่าวสอดคล้องกับ โทนเสียงพื้นฐาน, และที่เหลือ - หวือหวา, หรือ ฮาร์โมนิค. เสียงโอเวอร์โทนมีความถี่ที่เป็นทวีคูณของความถี่พื้นฐาน

สเปกตรัมเสียงของโทนเสียงคือผลรวมของความถี่ทั้งหมด ซึ่งบ่งบอกถึงความเข้มหรือแอมพลิจูดที่สัมพันธ์กัน

เสียงรบกวนเป็นเสียงที่มีการขึ้นอยู่กับเวลาที่ซับซ้อนและไม่ซ้ำกัน และเป็นเสียงผสมของโทนเสียงที่ซับซ้อนที่เปลี่ยนแปลงแบบสุ่ม สเปกตรัมเสียงของเสียงมีความต่อเนื่อง (เสียงกรอบแกรบ, เสียงเอี๊ยด)

ลักษณะทางกายภาพเสียง:

ก) ความเร็ว (โวลต์). เสียงเดินทางในตัวกลางใดๆ ยกเว้นสุญญากาศ ความเร็วของการแพร่กระจายขึ้นอยู่กับความยืดหยุ่น ความหนาแน่น และอุณหภูมิของตัวกลาง แต่ไม่ขึ้นอยู่กับความถี่ของการแกว่ง ความเร็วเสียงในอากาศที่ สภาวะปกติเท่ากับประมาณ 330 ม./วินาที (» 1200 กม./ชม.) ความเร็วเสียงในน้ำคือ 1,500 เมตร/วินาที; ความเร็วเสียงมีค่าใกล้เคียงกันและ เนื้อเยื่ออ่อนร่างกาย.

ข) ความเข้ม (ฉัน) – ลักษณะพลังงานของเสียงคือความหนาแน่นของฟลักซ์พลังงานของคลื่นเสียง สำหรับหูของมนุษย์ ค่าความเข้มสองค่ามีความสำคัญ (ที่ความถี่ 1 kHz):

เกณฑ์การได้ยิน – ฉัน 0 = 10–12 วัตต์/ตรม.; เกณฑ์ดังกล่าวถูกเลือกบนพื้นฐานของตัวบ่งชี้วัตถุประสงค์ - นี่คือเกณฑ์ขั้นต่ำสำหรับการรับรู้เสียงโดยหูของมนุษย์ปกติ ก็มีคนที่มีความเข้มข้น ฉัน 0 สามารถเป็น 10–13 หรือ 10–9 W/m2;

เกณฑ์ ความเจ็บปวด – ฉันสูงสุด – 10 วัตต์/ตร.ม.; บุคคลหยุดได้ยินเสียงที่รุนแรงดังกล่าวและรับรู้ว่าเป็นความรู้สึกกดดันหรือเจ็บปวด

วี) แรงดันเสียง (ร). การแพร่กระจายของคลื่นเสียงจะมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงของความดัน

แรงดันเสียง (ร) – นี่คือความกดดันที่เกิดขึ้นเมื่อคลื่นเสียงผ่านตัวกลาง มันเกินกว่าความดันเฉลี่ยของสิ่งแวดล้อม

ในทางสรีรวิทยา ความกดดันของเสียงแสดงออกว่าเป็นแรงกดดันต่อ แก้วหู. สองค่าของพารามิเตอร์นี้มีความสำคัญสำหรับบุคคล:

– ความดันเสียงที่เกณฑ์การได้ยิน – ป 0 = 2×10 –5 ปาสคาล;

– ความดันเสียงที่ระดับความเจ็บปวด – รม.ขวาน =

ระหว่างความเข้ม ( ฉัน) และความดันเสียง ( ร) มีการเชื่อมต่อ:

ฉัน = ป 2 /2รถบ้าน,

ที่ไหน ร– ความหนาแน่นของตัวกลาง โวลต์– ความเร็วของเสียงในตัวกลาง

ช) ความต้านทานลักษณะของตัวกลาง (รก) เป็นผลคูณของความหนาแน่นปานกลาง ( ร) ถึงความเร็วของการแพร่กระจายเสียง ( โวลต์):

รก = รถบ้าน.

ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อน (ร) – ค่าเท่ากับอัตราส่วนของความเข้มของคลื่นสะท้อนและคลื่นตกกระทบ:

ร = ฉันเน็ก / ฉันเบาะ

รคำนวณโดยสูตร:

ร = [(ร 2 – รก 1)/( รเอ 2 + รก 1)] 2 .

ความเข้มของคลื่นหักเหขึ้นอยู่กับการส่งผ่าน

การส่งผ่าน (ข) – ค่าเท่ากับอัตราส่วนของความเข้มของคลื่นที่ส่ง (หักเห) และคลื่นตกกระทบ:

ข = ฉันอดีต / ฉันเบาะ

สำหรับการตกปกติจะมีค่าสัมประสิทธิ์ ขคำนวณโดยสูตร

ข = 4(รก 1/ รก 2)/( รก 1/ รก 1 + 1) 2 .

โปรดทราบว่าผลรวมของค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนและการหักเหของแสงเท่ากับความสามัคคีและค่าของพวกมันไม่ได้ขึ้นอยู่กับลำดับที่เสียงผ่านสื่อเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น สำหรับการเปลี่ยนเสียงจากอากาศสู่น้ำ ค่าสัมประสิทธิ์จะเหมือนกับการเปลี่ยนไปในทิศทางตรงกันข้าม

ง) ระดับความเข้ม. เมื่อเปรียบเทียบความเข้มของเสียง จะสะดวกในการใช้มาตราส่วนลอการิทึม กล่าวคือ เปรียบเทียบไม่ใช่ค่าของตัวเอง แต่ใช้ลอการิทึม เพื่อจุดประสงค์นี้ จะใช้ค่าพิเศษ - ระดับความรุนแรง ( ล):

ล = แอลจี(ฉัน/ฉัน 0);ล = 2แอลจี(ป/ป 0). (1.3.79)

หน่วยของระดับความรุนแรงคือ – สีขาว, [ข].

ลักษณะลอการิทึมของการขึ้นอยู่กับระดับความเข้มของความเข้มนั้นหมายความว่าเมื่อความเข้มเพิ่มขึ้น 10 เท่าระดับความเข้มจะเพิ่มขึ้น 1 B

หนึ่งเบลมีค่ามาก ดังนั้นในทางปฏิบัติจะใช้หน่วยระดับความเข้มที่น้อยกว่า - เดซิเบล[dB]: 1 dB = 0.1 B ระดับความเข้มเป็นเดซิเบลแสดงโดยสูตรต่อไปนี้:

ลดีบี = 10 แอลจี(ฉัน/ฉัน 0); ลดีบี = 20 แอลจี(ป/ป 0).

หากคลื่นเสียงมาถึงจุดที่กำหนดจาก แหล่งที่มาที่ไม่สอดคล้องกันหลายแห่งจากนั้นความเข้มของเสียงจะเท่ากับผลรวมของความเข้มของคลื่นทั้งหมด:

ฉัน = ฉัน 1 + ฉัน 2 + ...

หากต้องการค้นหาระดับความเข้มของสัญญาณผลลัพธ์ ให้ใช้สูตรต่อไปนี้:

ล = แอลจี(10ลล. +10 ลล + ...)

ในที่นี้จะต้องแสดงความเข้มด้วย เบลาห์. สูตรการเปลี่ยนผ่านคือ

ล= 0.ล× ลดีบี.

ลักษณะเฉพาะ ความรู้สึกทางการได้ยิน:

ขว้างถูกกำหนดโดยความถี่ของโทนเสียงพื้นฐานเป็นหลัก (ยิ่งความถี่สูง เสียงก็จะยิ่งรับรู้มากขึ้น) ในระดับที่น้อยกว่า ความสูงขึ้นอยู่กับความเข้มของคลื่น (เสียงที่มีความเข้มมากขึ้นจะถูกมองว่าต่ำกว่า)

ทิมเบรเสียงถูกกำหนดโดยสเปกตรัมฮาร์มอนิก สเปกตรัมเสียงที่แตกต่างกันจะสอดคล้องกับโทนเสียงที่แตกต่างกัน แม้ว่าโทนเสียงพื้นฐานจะเหมือนกันก็ตาม Timbre เป็นคุณลักษณะเชิงคุณภาพของเสียง

ระดับเสียงเป็นการประเมินระดับความรุนแรงแบบอัตนัย

กฎหมายของเวเบอร์-เฟชเนอร์:

หากคุณเพิ่มความระคายเคืองทางเรขาคณิต (นั่นคือจำนวนครั้งเท่ากัน) ความรู้สึกของการระคายเคืองนี้จะเพิ่มขึ้น ความก้าวหน้าทางคณิตศาสตร์(นั่นคือด้วยจำนวนเท่ากัน)

สำหรับเสียงที่มีความถี่ 1 kHz ให้ป้อนหน่วยระดับเสียง - พื้นหลังซึ่งสอดคล้องกับระดับความเข้ม 1 dB สำหรับความถี่อื่นๆ ระดับเสียงก็จะแสดงออกมาด้วย พื้นหลังตามกฎต่อไปนี้:

ความดังของเสียงเท่ากับระดับความเข้มของเสียง (dB) ที่ความถี่ 1 kHz ซึ่งทำให้บุคคล “ทั่วไป” มีความรู้สึกของความดังเช่นเดียวกับเสียงที่กำหนด และ

อี = กิโลลิตร(ฉัน/ฉัน 0). (1.3.80)

ตัวอย่างที่ 32เสียงที่สอดคล้องกับระดับความรุนแรงบนท้องถนน ล 1 = 50 dB ได้ยินในห้องเป็นเสียงที่มีระดับความเข้ม ล 2 = 30 เดซิเบล ค้นหาอัตราส่วนความเข้มของเสียงบนถนนและในห้อง

ที่ให้ไว้: ล 1 = 50 เดซิเบล = 5 บี;

ล 2 = 30 เดซิเบล = 3 บี;

ฉัน 0 = 10–12 วัตต์/ตร.ม.

หา: ฉัน 1 /ฉัน 2 .

สารละลาย. เพื่อค้นหาความเข้มของเสียงในห้องและบนถนน เราเขียนสูตร (1.3.79) สำหรับทั้งสองกรณีที่พิจารณาในปัญหา:

ล 1 = แอลจี(ฉัน 1 /ฉัน 0); ล 2 = แอลจี(ฉัน 2 /ฉัน 0),

จากจุดที่เราแสดงออกถึงความรุนแรง ฉัน 1 และ ฉัน 2:

5 = แอลจี(ฉัน 1 /ฉัน 0) Þ ฉัน 1 = ฉัน 0 ×10 5 ;

3 = แอลจี(ฉัน 2 /ฉัน 0) Þ ฉัน 2 = ฉัน 0 ×10 3 .

อย่างชัดเจน: ฉัน 1 /ฉัน 2 = 10 5 /10 3 = 100.

คำตอบ: 100.

ตัวอย่างที่ 33สำหรับผู้ที่มีความบกพร่องในการทำงานของหูชั้นกลาง เครื่องช่วยฟังออกแบบมาเพื่อส่งแรงสั่นสะเทือนไปยังกระดูกกะโหลกศีรษะโดยตรง สำหรับ การนำกระดูกเกณฑ์การได้ยินสูงกว่าอากาศ 40 dB ความเข้มของเสียงขั้นต่ำที่ผู้ที่มีความบกพร่องทางการได้ยินสามารถรับรู้คือเท่าใด

ที่ให้ไว้: ลเค = ลใน +4

หา: ฉันนาที

สารละลาย. สำหรับกระดูกและ การนำอากาศตาม (1.3.79)

ลเค = แอลจี(ฉันนาที/ ฉัน 0); ลใน = แอลจี(ฉัน 2 /ฉัน 0), (1.3.81)

ที่ไหน ฉัน 0 – เกณฑ์การได้ยิน

จากเงื่อนไขของปัญหา และ (1.3.81) เป็นไปตามนั้น

ลเค = แอลจี(ฉันนาที/ ฉัน 0) = ลใน +4 = แอลจี(ฉัน 2 /ฉัน 0) + 4 จากที่ไหน

แอลจี(ฉันนาที/ ฉัน 0) – แอลจี(ฉัน 2 /ฉัน 0) = 4 นั่นคือ

แอลจี[(ฉันนาที/ ฉัน 0) : (ฉัน 2 /ฉัน 0)] = 4 Þ แอลจี(ฉันนาที/ ฉัน 2) = 4 เรามี:

ฉันนาที/ ฉัน 2 = 10 4 Þ ฉันนาที = ฉัน 2 ×10 4 .

ที่ ฉัน 2 = 10–12 วัตต์/ตร.ม. ฉันต่ำสุด = 10–8 วัตต์/ตร.ม.

คำตอบ: ฉันต่ำสุด = 10–8 วัตต์/ตร.ม.

ตัวอย่างที่ 34เสียงที่มีความถี่ 1,000 เฮิรตซ์ผ่านผนัง และความเข้มของมันลดลงจาก 10–6 วัตต์/ตารางเมตร เป็น 10–8 วัตต์/ตารางเมตร ระดับความรุนแรงลดลงเท่าใด?

ที่ให้ไว้: n= 1,000 เฮิรตซ์;

ฉัน 1 = 10 –6 วัตต์/ตร.ม.;

ฉัน 2 = 10–8 วัตต์/ตร.ม.;

ฉัน 0 = 10–12 วัตต์/ตร.ม.

หา: ล 2 – ล 1 .

สารละลาย. เราหาระดับความเข้มของเสียงก่อนและหลังผ่านกำแพงได้จาก (1.3.79):

ล 1 = แอลจี(ฉัน 1 /ฉัน 0); ล 2 = แอลจี(ฉัน 2 /ฉัน 0) จากที่ไหน

ล 1 = แอลจี(10 –6 /10 –12) = 6; ล 2 = แอลจี(10 –8 /10 –12) = 4.

แล้ว ล 2 – ล 1 = 6 – 4 = 2 (B) = 20 (เดซิเบล)

คำตอบ: ระดับความเข้มลดลง 20 เดซิเบล

ตัวอย่างที่ 35สำหรับผู้ที่มีการได้ยินปกติ ระดับเสียงจะเปลี่ยนไปเมื่อความเข้มของเสียงเปลี่ยนไป 26% การเปลี่ยนแปลงความเข้มของเสียงที่ระบุสอดคล้องกับช่วงความดังเท่าใด ความถี่เสียงคือ 1,000 เฮิรตซ์

ที่ให้ไว้: n= 1,000 เฮิรตซ์;

ฉัน 0 = 10–12 วัตต์/ตรม.;

ดี.ไอ. = 26 %.

หา: ดี.แอล..

สารละลาย. สำหรับความถี่เสียงที่เท่ากับ 1,000 เฮิรตซ์ ความเข้มของเสียงและความดังจะเท่ากันตามสูตร (1.3.80) เนื่องจาก เค = 1,

อี = กิโลลิตร(ฉัน/ฉัน 0) = แอลจี(ฉัน/ฉัน 0) = ล, ที่ไหน

ดี.แอล. = แอลจี(ดิ/ฉัน 0) = 11.4 (B) = 1 (dB) = 1 (พื้นหลัง)

คำตอบ: 1 พื้นหลัง

ตัวอย่างที่ 36ระดับความเข้มของตัวรับสัญญาณคือ 90 dB ระดับความเข้มสูงสุดของเครื่องรับ 3 เครื่องที่ทำงานพร้อมกันคือเท่าใด