Wszystko o głośności dźwięku

W tym artykule omówimy głośność dźwięku i wszystko, co jest związane z tą koncepcją. Należy powiedzieć, że to wibracje powietrza (a dokładniej jego cząsteczek składowych) wytwarzają fale dźwiękowe. Fale te poruszają się w określonej współrzędnej i kierunku przestrzeni. W tym przypadku cząsteczki nie poruszają się względem swojej lokalizacji.

Głośność dźwięku jest subiektywną cechą ludzkiej percepcji siły różnych dźwięków, która sytuuje je w pewnej skali: od najcichszych do wyższych.

A dźwięk jest zjawiskiem fizycznym, w którym proces propagacji drgań zachodzi w wielu różnych środowiskach. Innymi słowy, jest to ciągła sekwencja obszarów wysokiego i niskiego ciśnienia.

Należy zauważyć, że słyszymy z następujących powodów: uszy zamieniają drgania dźwiękowe na sygnały dzięki swojej wyrafinowanej konstrukcji. Wzmacniają wibracje, które stają się impulsami nerwowymi. Wtedy nasz mózg odbiera te impulsy nerwowe jako dźwięk.

Głośność i nasze subiektywne postrzeganie są zależne od amplitudy i częstotliwości, które są fizycznymi cechami dźwięku. Przy wyższych amplitudach słychać go głośniej. W dzisiejszych czasach głośność mierzy się zwykle w decybelach.

Wykorzystuje skalę logarytmiczną. To ona określa, ile razy maksymalne ciśnienie akustyczne jest większe niż próg słyszalności ludzkiego ucha. Dla powietrza jest to 20 mikropaskali, dla wody - 1 mikropaskal.

Głośność dźwięku zależy od ośrodka, w którym się rozchodzi oraz od jego gęstości. Im wyższa gęstość medium, tym szybciej dźwięk może się w nim rozprowadzić. Dlatego po prostu nie może być dźwięku w próżni.

Głośność mierzy się w jednostkach, które noszą imię naukowca Aleksandra Bella, a mianowicie w belach. Ale ponieważ bel jest wielkością bardzo dużą, zwyczajowo mierzy się dźwięk w jego wielokrotności - decybelach. W tym celu wymyślono specjalną skalę natężenia dźwięku.

Na przykład widmo częstotliwości dźwięku jest rodzajem wykresu, który pokazuje zależność względnej energii drgań dźwięku od jego częstotliwości.

Istnieje kilka cech, które wpływają na dźwięk i głośność. To przede wszystkim kompozycja spektralna, orientacja przestrzenna źródła, a także barwa.

Wymieńmy główne jednostki pomiaru charakterystyki dźwięku. Wśród nich można wyróżnić dwa parametry: bezwzględny i względny. Skala głośności, mierzona w wartościach bezwzględnych, odnosi się do jednostki miary zwanej snem. Jednostką miary tła jest parametr poziomu głośności, który ma charakter względny.

Wartość, która pokazuje, o ile dany dźwięk jest wyższy lub niższy od innego, mierzona jest w decybelach. Należy zauważyć, że bele i decybele są jednostkami niesystemowymi i nie są częścią jednego systemu miar.

Oto standardowy przykład pokazujący właściwości dźwięku. Aby to zrobić, użyjemy następującego prostego eksperymentu, w którym potrzebujemy plastikowego kubka i gumki w kształcie pierścienia.

Aby rozpocząć eksperyment, nałóż na szklankę gumowy pierścień. Następnie opieramy dolną część kieliszka o ucho i słuchamy, jak zabrzmi naciągnięta gumka.

Porozmawiajmy o zakresie dźwięków wokół nas. Nasz zakres mieści się w następujących granicach - od niskiej częstotliwości 20 Hz do 20 000 Hz przy najwyższej częstotliwości. Jednak komfortowy zakres dla naszego słuchu mieści się w zakresie od 2000 do 5000 Hz.

Należy zauważyć, że dźwięki powyżej 85 dB SPL mogą być szkodliwe dla słuchu, jeśli są używane przez dłuższy czas.

Istnieje szereg cech, od których w głównej mierze zależy objętość. Są to częstotliwość i amplituda oscylacji, a także indywidualne cechy osoby.

Kolejnym ważnym czynnikiem jest odległość od źródła. Wraz ze spadkiem składowej energii fali dźwiękowej odległość do źródła dźwięku wzrasta wprost proporcjonalnie.

Przy częstych wibracjach emitowany jest wyższy dźwięk. Osoba korzysta z tych funkcji podczas tworzenia różnych instrumentów muzycznych.

Należy powiedzieć, że przy stałym narażeniu osoby na głośny hałas mogą pojawić się objawy choroby. Wśród nich na uwagę zasługują: zwiększona pobudliwość nerwowa, szybsze zmęczenie, podwyższone ciśnienie krwi.

Trzeba powiedzieć, że w bryłach poprawia się jakość fali dźwiękowej. Dźwięk rozchodzi się pięć razy szybciej w wodzie niż w powietrzu.

Ogólnie należy powiedzieć, że dla badanie dźwięku, jego parametrów i właściwości odpowiada odpowiedniej sekcji fizyki, która jest badana na kursie szkolnym.

Należy zauważyć, że wszyscy ludzie odbierają dźwięk na różne sposoby, dlatego tworzone są specjalne urządzenia do jego pomiaru.

Najczęściej poziom dźwięku określa się za pomocą czujnika. Czujnik poziomu dźwięku mierzy energię fal dźwiękowych, które docierają w jednostce czasu na jednostkę powierzchni odbiornika. Wielkość ta nazywana jest intensywnością dźwięku lub hałasu i jest mierzona w mW / m2 (mikrowatów na metr kwadratowy).

Dowiedzmy się, w jaki sposób ustalane są między sobą decybele i rzeczywisty poziom sygnału. Co 6 dB poziom sygnału zmienia się dwukrotnie.

Dlaczego przyjmuje się tę wartość? Decybel to logarytm pomiędzy stosunkiem dwóch identycznych wielkości energii, który jest następnie mnożony przez 10. Amplituda nie jest wielkością energetyczną, dlatego należy ją przeliczyć na odpowiednią wartość.

Ponadto do pomiaru natężenia hałasu w różnych miejscach często stosuje się specjalne urządzenie, które nazywa się miernikiem poziomu dźwięku.

Ludzkie ucho to wysoce zaawansowany biologiczny czujnik i pułapka dźwiękowa, które mogą wychwytywać dźwięki, które różnią się od siebie miliony razy.

W Rosji istnieje pewien standard ustalonych krzywych jednakowej głośności. To jest GOST R ISO 226-2009. Ma następującą nazwę - „Akustyka. Krzywe standardowe o równej głośności ”.

Istnieją co najmniej trzy sposoby mierzenia głośności: przez maksymalną wartość szczytową, przez średnią wartość poziomu sygnału i przez metrykę ReplayGain. Ze wszystkich tych technik najlepszy jest ReplayGain. Przekazuje postrzegany poziom głośności i uwzględnia fizjologiczne i psychiczne cechy percepcji dźwięku.

Obecnie istnieją różne metody fizycznego wyrażania amplitudy drgań dźwiękowych, które znajdują zastosowanie w różnych dziedzinach.