Амплітуда звуки відрізняються один від одного не тільки по висоті, але і по

Звуки відрізняються один від одного не тільки по висоті, але і по амплітуді - кількості зміни звукового тиску, т. Е. Ступеня зміщення (компресії або декомпресії) щодо положення спокою (рис. 12.2). При низькому тиску амплітуда звуку мала і звук слабкий, при високому тиску повітря амплітуда звуку велика і чути інтенсивний звук. (Характеризують звук терміни амплітуда і інтенсивність - взаємозамінні.) Будучи фізичним параметром, амплітуда, або інтенсивність, звука залежить від тиску або сили, які впливають на його джерело. Основною одиницею виміру тиску є сила на одиницю площі. Незважаючи на те що тиск звуку може бути виражено в багатьох інших одиницях, для зручності в акустиці (розділі фізики, що займається вивченням пружних хвиль) тиск вимірюється в динах на квадратний сантиметр (дин / см2). Іноді тиск звуку оцінюється в еквівалентній одиниці - в мікробар, скорочено мбар. Порівняно недавно зміна тиску стали висловлювати в ньютонах на квадратний метр, Н / м2, і мікропаскалях, мкПа.

Децибел (дБ). Інтервал амплітуд, до яких відчутно вухо, надзвичайно широкий. Сила найгучнішого звуку в мільярди разів перевищує інтенсивність самого слабкого звуку, сприйманого людським вухом. Оскільки цей інтервал величезний, зручно користуватися логарифмічною шкалою тисків, названої на честь Олександра Грема Белла децибельних (дБ) шкалою. Перевага логарифмічною шкали децибел для оцінки інтенсивності звуку полягає в тому, що вона скорочує величезний інтервал можливих значень амплітуд і перетворює все їх значення, доступні людині, в значно більш вузьку і зручну для практичного використання шкалу, що змінюється від 0 до приблизно 160. Сила звуку в децибелах дорівнює: ИдБ = 20 log Ре / Р \ де: Nds - число децибел, Ре - звуковий тиск, який потрібно висловити в децибелах; Рг - еталонне тиск, що дорівнює 0,0002 дін / см2. Звуковий тиск, яке потрібно висловити в децибелах (Ре), співвідноситься саме з таким еталонним тиском тому, що за своїм абсолютним значенням воно близьке до середнього слухового порогу людини (для звуку з частотою 1000 Гц). Децибели - не такі абсолютні, фіксовані одиниці, як грами, метри або вати. Висловлюючи інтенсивність звуку в децибелах, ми показуємо, у скільки разів він більш інтенсивний або менш інтенсивний, ніж звук, відповідний еталонному звуковому тиску Рг. Децибельних шкала, побудована щодо еталонного тиску, рівного 0,0002 дін / см2 і прийнятого в якості порогового значення, зазвичай називається рівнем звукового тиску (УЗД). Ця назва введено в ужиток в зв'язку з тим, що для практичних цілей при визначенні децибел нерідко використовуються і інші еталонні тиску. У табл. 12.1 представлені децибели, розраховані за вищенаведеною формулою для інтервалу тисків (Ре), що створюються деякими знайомими нам джерелами звуків. Для наочності відібрані такі значення тисків, які відрізняються один від одного на порядки (наприклад, тиск, що дорівнює 200 дин / см2, в десять разів більше тиску, рівного 20 дин / см2, яке, в свою чергу, в 10 разів більше тиску, рівного 2 дин / см2 і т. д.). Наведені в таблиці дані свідчать про те, що зміни звукового тиску і децибели пов'язані між собою не лінійної, а скоріше логарифмічною залежністю. Порівняння даних, наведених в перших двох графах, показує, що при десятикратному збільшенні звукового тиску (Ре) чй # $) децибел збільшується на 20.

Наприклад, якщо інтенсивність одного звуку дорівнює 80 дБ, а інтенсивність другого - 60 дБ, то в першому випадку звуковий тиск У 10 разів вище, ніж у другому (різниця в силі звуків дорівнює 20 дБ). Зверніть увагу на те, що інтенсивність шепоту на 20 дБ перевищує інтенсивність звуку, відповідного слухового порогу і має інтенсивність (в дБ), що дорівнює нулю. В даному випадку теж має місце десятикратне збільшення звукового тиску. Для порівняння: амплітуда звукової хвилі, відповідної звичайної розмови, на 60 дБ більше, ніж еталонний рівень, що відповідає тисячократно збільшення звукового тиску. Таблиця 12.Связь між звуковим тиском і децибелами (УЗД) для деяких добре відомих джерел звуків

Тиск, Ре, дин / см2