Sound intensity ay ang dami ng enerhiya na inililipat ng sound wave sa loob ng 1 segundo sa pamamagitan ng unit area ng medium. Ang intensity ay depende sa dalas ng alon, sa acoustic pressure. Tulad ng nakikita mo, maraming iba pang mga konsepto ang nauugnay sa intensity: isang sound wave, dalas nito, acoustic pressure, ang daloy ng sound energy. Upang maunawaan kung ano ang intensity, hahati-hatiin namin nang detalyado ang bawat terminong nauugnay dito.
Paano lumilitaw ang tunog
Ang tunog ay maaaring magmula sa isang nanginginig na katawan. Dapat itong mag-vibrate ng sapat na mabilis upang lumikha ng kaguluhan sa medium at makabuo ng acoustic wave. Gayunpaman, para sa paglitaw nito, kinakailangan ang isa pang kundisyon: ang daluyan ay dapat na nababanat. Ang pagkalastiko ay ang kakayahang labanan ang compression o anumang iba pang uri ng pagpapapangit (kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga solido). Oo, ang mga solid, likido, gas, at hangin (bilang pinaghalong iba't ibang gas) ay may pagkalastiko, ngunit sa iba't ibang antas.
Halaga ng pagkalastikotinutukoy ng density. Alam na ang solid media (kahoy, metal, crust ng lupa) ay gumagana nang mas mahusay kaysa sa likido. At kung ihahambing natin ang tubig at hangin, pagkatapos ay sa pangalawang medium, ang sound wave ay nag-iiba ang pinakamasama.
Ang elasticity ng hangin at mas siksik na media ay dahil sa iba't ibang dahilan. Sa mga likido at solid ay may mga puwersa ng intermolecular interaction. Pinagsasama-sama nila ang mga particle sa isang kristal na sala-sala, at napakadali para sa sound wave na dumami sa mga node nito.
Ang mga molekula ng hangin ay hindi konektado sa isa't isa, sila ay pinaghihiwalay ng malalaking distansya. Ang mga particle ay hindi nagwawala dahil sa tuluy-tuloy at mali-mali na paggalaw, pati na rin ang gravity. Matagal nang napansin: mas bihira ang hangin (halimbawa, sa itaas na mga layer ng atmospera), mas mababa ang intensity, ang lakas ng tunog. May ganap na katahimikan sa buwan, hindi dahil sa walang tunog, kundi dahil sa kawalan ng hangin.
Paano naglalakbay ang sound wave sa hangin
Ang pinakamalaking interes para sa atin ay ang pagpapalaganap ng tunog (acoustic) na alon sa hangin. Kapag ang katawan ay lumihis mula sa paunang posisyon nito, pinipiga nito ang kalapit na hangin sa isang bahagi ng sarili nito. Sa kabilang banda, ang daluyan ay bihira. Pagbabalik sa orihinal nitong posisyon, ang pinagmumulan ng tunog ay lumilihis sa kabilang panig at pinipiga ang hangin doon. Nagpapatuloy ito hanggang sa huminto sa paggalaw ang katawan.
Paano kumikilos ang mga particle? Ang isang oscillatory ay idinagdag sa kanilang magulong paggalaw. Sa kaibahan sa patuloy na thermal motion ng mga molekula, ang vibrational motion ay may isang direksyon. Sa isang layer ng hanginna patayo sa direksyon ng pagpapalihis ng katawan, ang mga particle ay nagsisimulang itulak ang isa't isa. Gumagalaw sila gamit ang pinagmumulan ng tunog sa parehong direksyon. Kaya, ang alternating compression-rarefaction ng hangin ay ipinapadala mula sa isang layer ng hangin patungo sa isa pa. Ito ang acoustic wave. Ang intensity ng tunog ay isang halaga na nakadepende sa mga pangunahing katangian ng wave - dalas at haba.
Dalas ng tunog
Ang dalas ng wave ay depende sa kung gaano kabilis ang pag-vibrate ng pinagmulan ng tunog. Ang lahat ng mga katawan ay nag-vibrate na may iba't ibang mga frequency, ngunit hindi lahat ng frequency ay magagamit sa aming pang-unawa. Ang mga alon na ating naririnig ay tinatawag na tunog. Ang dalas ng isang acoustic wave ay sinusukat sa hertz (1 Hz ay katumbas ng 1 oscillation bawat segundo).
Mga layer ng compressed at rarefied air na kahalili. Ang haba ng daluyong ay katumbas ng distansya sa pagitan ng mga katabing layer kung saan pareho ang presyon. Ang tunog ay hindi naglalakbay nang walang katapusan dahil ang alon ay humihina habang tumataas ang distansya. Kung gaano kalayo ito naglalakbay ay depende sa haba at dalas ng acoustic wave. Ang mga dami na ito ay direktang proporsyonal: ang mga high-frequency na wave ay mas maikli kaysa sa mga low-frequency. Pinag-uusapan natin ang mga high frequency na tunog dahil ang mga high, low frequency wave ay gumagawa ng mababang tunog.
Ang antas ng intensity ng tunog ay direktang nakadepende sa dalas ng acoustic vibrations at wavelength. Kaya, tumutunog ang langitngit ng lamok na may frequency na 10 thousand Hz at may wavelength na 3.3 cm lamang. Ang pag-ungol ng baka ay isang matinding tunog na maririnig mula sa hindi bababa sa 10 metro. Ang frequency nito ay 30 Hz.
Acoustic pressure
Sa bawat layerang hangin na naabot ng sound wave, ang presyon ay nagbabago pataas o pababa. Ang halaga kung saan ito tumataas kumpara sa atmospheric pressure ay tinatawag na acoustic (sound) pressure.
Ang ating tainga ay napaka-sensitibo. Mahirap paniwalaan, ngunit nakikilala nito ang pagbabago ng presyon na 0.01 milyon ng isang gramo bawat unit area. Ang kaluskos ay lumilikha ng napakaliit na presyon, ito ay katumbas ng 310-5 N/m2. Ang value na ito ay 31010 beses na mas mababa kaysa sa atmospheric pressure. Lumalabas na ang pandinig ng tao ay mas tumpak kaysa sa mga kaliskis ng kemikal. Pinag-aralan ng mga physiologist ang pagkalastiko ng tympanic membrane at ang presyon na ibinibigay ng pinakatahimik na tunog. Matapos ihambing ang data, napagpasyahan nila na ang tympanic membrane ay umuumbok sa isang distansya na mas mababa sa laki ng atom.
Ang intensity ng tunog at sound pressure ay direktang nauugnay. Kapag ang katawan ay nag-vibrate sa mababang dalas, ito ay tumataas nang malaki sa presyon - ang tunog ay lumalabas nang malakas. Ang intensity (lakas) ng tunog ay proporsyonal sa parisukat ng acoustic pressure.
Sonic energy flow
Ang mga tunog na may iba't ibang frequency at intensity ay tinutukoy ng daloy ng sound energy. Ang sound wave ay kumakalat sa lahat ng direksyon sa anyo ng isang bola. Habang mas lumalapad ang alon, lalo itong humihina. Ang enerhiya na dinadala nito ay ipinamamahagi sa isang pagtaas ng lugar - ang tunog ay humupa. Ang square ng sound energy ay inversely proportional sa square ng distansya sa vibrating body.
Ang daloy ng sound energy ay ang dami ng kinetic energy na dinadalakumaway sa isang surface area bawat segundo. Ito ay tumutukoy sa ibabaw ng daluyan, halimbawa, isang layer ng hangin na matatagpuan sa tamang mga anggulo sa direksyon ng nababanat na alon. Ang daloy ng enerhiya ay sinusukat sa watts (W).
Power of sound
Ang lakas (intensity) ng tunog ay isang dami, upang mahanap kung alin ang kailangan mong malaman kung ano ang daloy ng enerhiya. Ang halaga nito ay dapat na hatiin ng surface area na patayo sa wave propagation (sa m2).
Ang intensity ng tunog ay ipinapahiwatig ng titik I. Ang minimum na halaga ng (I0) ay 10-12 W/m2. Kung mas mataas ang intensity, mas malakas ang tunog na lumilitaw. Ang pagtitiwala sa lakas ng tunog at lakas ay itinatag sa empirically. Napagmasdan na kapag ang intensity ay tumaas ng 10 beses, ang volume ay tumataas ng 10 decibels (db), kapag sa pamamagitan ng 100 beses - ng 20 dB.
Naririnig at hindi naririnig na mga tunog
Ang
Physiology ay nagbibigay-daan sa isang tao na makarinig ng mga tunog lamang sa loob ng ilang partikular na limitasyon. Kung ang katawan ay nagvibrate sa dalas na higit sa 16-20 kilohertz (kHz) at mas mababa sa 16-20 Hz, hindi ito mararamdaman ng ating tainga.
Ang dalas at intensity ng tunog ay magkakaugnay. Ang mga high frequency sound wave ay nagpapadala ng napakakaunting enerhiya. Hindi sapat na baguhin ang acoustic pressure na sapat upang mag-vibrate ang ating eardrum. Ang mga ganoong tunog ay sinasabing lampas sa threshold ng pandinig.
Ang wave na may frequency na mas mababa sa 16 thousand Hz ay tinatawag na ultrasound. Ang pinakasikat na nilalang"usap" gamit ang ultrasound, ito ay mga dolphin at paniki. Ang infrasound, bagama't hindi natin ito naririnig, sa isang tiyak na intensity (190-200 dB) ay maaaring humantong sa kamatayan, dahil ito ay nagpapataas ng presyon sa pulmonary alveoli nang labis.
Nakakatuwa, sa iba't ibang frequency, iba ang dependence ng loudness at sound intensity. Sa mga medium frequency (mga 1000 Hz), ang isang tao ay nakakaramdam ng mga pagbabago sa intensity ng 0.6 dB lamang. Ang paglilimita sa mga antas ng dalas ay isang ganap na naiibang bagay. Sa mga ito, halos hindi natin matukoy ang pagbabago sa intensity ng tunog ng 3 unit.
Pag-uuri ng mga tunog
Ang intensity ng tunog ay sinusukat sa W/m2, gayunpaman, ang mga decibel ay ginagamit upang ihambing ang mga tunog sa isa't isa at may pinakamababang antas ng intensity.
Ang mga tunog ay nahahati sa:
- napakahina (0-20 dB);
- mahina (21-40 dB);
- moderate (41-60 dB);
- malakas (61-80 dB);
- napakalakas (81-100 dB);
- nakabingi (higit sa 100 dB).
Ang figure ay nagpapakita ng mga halimbawa ng mga pinakakaraniwang tunog na may iba't ibang intensity.
Mga katanggap-tanggap na rate
Patuloy na ingay o isa na nagpapatuloy sa mahabang panahon ay tinatawag na ingay sa background. Para sa isang apartment, ang 20-30 dB ay isang normal na antas ng ingay sa background. Ito ay itinuturing ng isang tao bilang katahimikan. Ang mga tunog na 40 dB ay katanggap-tanggap din, ngunit ang volume na 60 dB ay katanggap-tanggap para sa mga opisina at institusyon. Ang matagal na pagkakalantad sa mga tunog na may volume na 70 dB ay humahantong samga karamdaman sa gitnang sistema ng nerbiyos. Sa sobrang lakas na ang kalye ay "tunog", at sa abalang mga daanan ang ingay ay umabot sa 85-90 dB. Ang mga tunog na 100 dB ay nakakabawas sa pandinig at maaaring humantong sa kumpletong pagkawala ng pandinig.
Ang
Sound intensity ay isang value na ang mga pinahihintulutang value ay inireseta sa sanitary rules and regulations (SanPiN). Ang tagal ng panahon kung kailan pinapayagang buksan ang maingay na mga gamit sa bahay, makipag-usap nang malakas, mag-ayos, atbp. ay tinutukoy ng Batas sa Pagtiyak ng Kapayapaan at Katahimikan. Ito ay kinuha nang hiwalay para sa bawat lugar. Maaaring mag-iba ang oras sa bawat rehiyon: sa isang lugar magsisimula ang mga oras ng araw sa 7:00 am, at sa isang lugar sa 9:00. Halimbawa, sa rehiyon ng Moscow, ang pagitan mula 21:00 hanggang 8:00 sa mga karaniwang araw at mula 22:00 hanggang 10:00 sa katapusan ng linggo ay itinuturing na tahimik sa gabi. Bilang karagdagan, may tahimik na oras mula 13:00 hanggang 15:00.
