Kaikki äänenvoimakkuudesta

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

Äänen voimakkuus on subjektiivinen ominaisuus ihmisen käsitykselle eri äänien voimakkuudesta, mikä asettaa ne tietylle asteikolle: hiljaisimmista ja korkeammista.

A ääni on fyysinen ilmiö, jossa värähtelyjen etenemisprosessi tapahtuu monissa erilaisissa ympäristöissä. Toisin sanoen se on korkean ja matalan paineen alueiden juoksusarja.

On huomattava, että kuulemme seuraavista syistä: korvat muuntavat äänivärähtelyt signaaleiksi hienostuneen suunnittelunsa ansiosta. Ne vahvistavat värähtelyjä, joista tulee hermoimpulsseja. Sitten aivomme havaitsevat nämä hermoimpulssit ääninä.

Äänenvoimakkuus ja subjektiivinen käsityksemme siitä ovat riippuvaisia ​​amplitudista ja taajuudesta, jotka ovat äänen fysikaalisia ominaisuuksia. Suuremmilla amplitudeilla se kuuluu kovemmin. Nykyään äänenvoimakkuus mitataan yleensä desibeleinä.

Tämä käyttää logaritmista asteikkoa. Hän määrittää, kuinka monta kertaa suurin äänenpaine on suurempi kuin ihmiskorvan kuulokynnys. Ilmalle tämä on 20 mikropascalia, vedelle - 1 mikropascal.

Äänen voimakkuus riippuu väliaineesta, jossa se etenee, ja sen tiheydestä. Mitä suurempi väliaineen tiheys on, sitä nopeammin ääni voi jakautua siinä. Siksi tyhjiössä ei yksinkertaisesti voi olla ääntä.

Äänenvoimakkuus mitataan yksiköissä, joissa on tiedemies Alexander Bellin nimi, nimittäin belleissä. Mutta koska bel on erittäin suuri määrä, on tapana mitata ääntä sen kerrannaisina - desibeleinä. Tätä varten keksittiin erityinen äänenvoimakkuuden asteikko.

Esimerkiksi äänen taajuusspektri on eräänlainen graafi, joka näyttää äänen värähtelyjen suhteellisen energian riippuvuuden sen taajuudesta.

On olemassa useita ominaisuuksia, jotka vaikuttavat ääneen ja äänenvoimakkuuteen. Tämä on ensisijaisesti spektrikoostumus, lähteen spatiaalinen orientaatio sekä sointi.

Listataan tärkeimmät ääniominaisuuksien mittausyksiköt. Niistä voidaan erottaa kaksi parametria: absoluuttinen ja suhteellinen. Äänenvoimakkuusasteikko, joka mitataan absoluuttisesti, viittaa mittayksikköön, jota kutsutaan uneksi. Taustan mittayksikkö on äänenvoimakkuuden tason parametri, jolla on suhteellinen luonne.

Arvo, joka osoittaa, kuinka paljon tietty ääni on korkeampi tai pienempi kuin toinen, mitataan desibeleinä. On huomattava, että bellit ja desibelit ovat ei-systeemisiä yksiköitä, eivätkä ne ole osa yhtä mittausjärjestelmää.

Tässä on standardiesimerkki, joka näyttää äänen ominaisuuksia. Tätä varten käytämme seuraavaa yksinkertaista koetta, jossa tarvitsemme muovikupin ja renkaan muodossa olevan kuminauhan.

Aloita kokeilu laittamalla lasiin kumirengas. Sitten nojaamme lasin pohjaa korvaamme vasten ja kuuntelemme, miltä venytetty kuminauha kuulostaa.

Puhutaanpa ympärillämme olevien äänien valikoimasta. Toiminta-alueemme on seuraavissa rajoissa - 20 Hz:n matalasta taajuudesta 20 000 Hz:iin korkeimmalla taajuudella. Kuitenkin mukava alue kuulollemme on alueella 2000 - 5000 Hz.

On huomattava, että yli 85 dB SPL:n äänet voivat olla kuulolle haitallisia, jos niitä käytetään pitkiä aikoja.

On useita ominaisuuksia, joista äänenvoimakkuus riippuu pääasiassa. Nämä ovat värähtelyjen taajuus ja amplitudi sekä henkilön yksilölliset ominaisuudet.

Toinen tärkeä tekijä on etäisyys lähteeseen. Ääniaallon energiakomponentin pienentyessä etäisyys äänilähteeseen kasvaa suoraan verrannollisesti.

Toistuvista tärinöistä kuuluu korkeampi ääni. Henkilö käyttää näitä ominaisuuksia luodessaan erilaisia ​​​​musiikki-instrumentteja.

Se pitäisi sanoa, että Kun henkilö altistuu jatkuvasti kovalle melulle, taudin oireita voi ilmetä. Niistä on korostettava seuraavia: lisääntynyt hermostunut kiihtyvyys, nopeampi väsymys ja kohonnut verenpaine.

On sanottava, että kiinteissä aineissa ääniaallon laatu paranee. Ääni kulkee vedessä viisi kertaa nopeammin kuin ilmassa.

Yleisesti ottaen pitäisi sanoa, että varten äänen, sen parametrien ja ominaisuuksien tutkimus vastaa vastaavaa fysiikan osaa, jota opiskellaan koulukurssilla.

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

Useimmiten äänitaso määritetään anturin avulla. Äänitasoanturi mittaa ääniaaltojen energiaa, joka saapuu aikayksikössä vastaanottimen pinta-alayksikköä kohti. Tätä määrää kutsutaan äänen tai kohinan intensiteetiksi ja se mitataan mW / m2 (mikrowattia neliömetriä kohti).

Selvitetään kuinka desibelit ja todellinen signaalitaso määritetään keskenään. Joka 6 dB signaalitaso muuttuu kahdesti.

Miksi tämä arvo otetaan? Desibeli on logaritmi kahden identtisen energiasuureen suhteen, joka kerrotaan sitten 10:llä. Amplitudi ei ole energiamäärä, joten se on muutettava sopivaksi arvoksi.

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

Ihmiskorva on erittäin kehittynyt biologinen anturi ja ääniloukku, joka pystyy poimimaan miljoonia kertoja toisistaan ​​poikkeavia ääniä.

Venäjällä on olemassa tietty standardi vakiintuneille tasaäänenvoimakkuuksille. Tämä on GOST R ISO 226-2009. Sillä on seuraava nimi - "Akustiikka. Saman äänenvoimakkuuden vakiokäyrät ”.

Äänenvoimakkuutta voidaan mitata ainakin kolmella tavalla: suurimmalla huippuarvolla, signaalitason keskiarvolla ja ReplayGain-mittarilla. Kaikista näistä tekniikoista ReplayGain on paras. Se välittää havaitun äänenvoimakkuustason ja ottaa huomioon äänihavainnon fysiologiset ja henkiset ominaisuudet.

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