A kék bálna, a legnagyobb élő állat olyan hangot ad ki, amely sokkal hangosabb, mint egy kilövő rakéta zaja. Ekkora hangosságot az ember nem tud elviselni. Még zajfegyver is van. Hangereje alig hangosabb, mint a bálna hangja.
Mi határozza meg a hangerőt? Miért lehetnek az intenzív és halk hangok fájdalmasak, sőt halálosak, míg a magasak nem? Miért hallatszik az alacsony hangok nagyobb távolságból, mint a magasak? A cikk választ ad ezekre a kérdésekre.
Mi határozza meg a hangerőt
Ez az érték a hangfrekvenciától és hullámhossztól, valamint a hangsugár akusztikus nyomásától és energiájától függ. De először a dolgok.
Mi határozza meg a hangerőt? A fizika régóta tudja, hogy a hangerőt a hullám jellemzői határozzák meg. Minél gyorsabban rezeg a hangforrás, annál magasabba hullám frekvenciája és minél rövidebb a hossza. A magas frekvenciájú hangokat csendesnek nevezzük, finomnak érzékeljük őket. A kis hullámhossz miatt csak kis távolságból hallunk. Az alacsony frekvenciájú hangokat durvának tekintik, hangosnak érzékelik, és messziről is hallhatók.
Akusztikus nyomás és hangáramlás
Mi határozza meg a hangerőt? A hullám jellemzői mellett az akusztikus nyomástól. Ez a nyomás nagyobb, mint a légköri nyomás, rezgő testet hoz létre. Ha a hangforrás nagy amplitúdóval, alacsony frekvenciával mozog, a nyomás jelentősen megnő.
A nyomás hozza létre a hangfolyam energiáját. Ezt az értéket W / m2 mértékegységben mérik, és azt mutatja meg, hogy mennyi kinetikus energia halad át a felületen 1 másodperc alatt. Minél nagyobb a nyomás, annál intenzívebb az áramlás.
Hangerő és energia
Arra a kérdésre, hogy mitől függ a hangerősség, a fizika megadja a választ: a hangenergia áramlásából. Tegyük fel, hogy az energia 10-szeresére nőtt - a hangerő egy beltel nő (1 b). A Bel a hangerő mértékegysége, azonban a mérések kényelme és pontossága érdekében a decibel használata mellett döntöttek (1 dB=0,1 b).
Jelölje a kezdeti hangenergiát E0. Ha 10-szeresére nő, és 10 E0, , akkor a hangerő 10 dB-lel nő, ha 100-szor - 20 dB-lel stb. A hangenergia emberi fül által érzékelhető ingadozásának határai vannak. A hatótávolságuk 10-ben változikbillió alkalommal, hangerő változás - 130 dB. Minimális hangenergia-szint E0=10-12 W/m2. Nem mindenki hallhat ilyen gyenge hangot, csak egy nagyon fejlett hallású ember. Az összes hangot az E0 értékkel hasonlítjuk össze, hogy halkként vagy hangosként jellemezzük őket.
Az érthetőség kedvéért mondjunk példákat a leggyakoribb hangokra, hasonlítsa össze hangerejüket és a hangfolyam energiáját. Nyilvánvaló, hogy a hangokat az ember több méteres távolságból is érzékeli.
| Hang típusa | Hangerő (db) | Hangenergia (W/m2) |
| levélsuhogás | 10 | 10-11 |
| ketyeg az óra | 20 | 10-10 |
| nyugodt beszélgetés | 40 | 10-8 |
| hangos beszéd | 70 | 10-5 |
| zajos utca | 90 | 10-3 |
| metróvonat | 100 | 10-2 |
Hallhatatlan hangok és fájdalomküszöb
Mi határozza meg a hangerőt? Mindazon kívül, amit már megfontoltak, a hallásküszöbtől. A hang tetszőlegesen hangos lehet (más élőlények vagy speciális eszközök számára), de ha a frekvenciája kisebb, mint 16-20 Hz (infrahang) és több mint 16-20 kHz (ultrahang), akkor nem érzékeljük.
Bár nem hallunk infrahangot és ultrahangot,különböző módon hatnak az emberre. A 75 dB erősségű infrahang egészségkárosító, 120 dB az ember fájdalomküszöbe, a 180 dB-es hang pedig halálhoz vezet. Ez a hatás azzal magyarázható, hogy az alacsony frekvenciájú infrahangok túlságosan növelik a nyomást. Az ultrahang nem veszélyes, széles körben használják az orvostudományban, különböző iparágakban, az építőiparban.
