Viss par skaņas skaļumu

Šajā rakstā mēs runāsim par skaņas skaļumu un visu, kas saistīts ar šo koncepciju. Jāteic, ka tieši gaisa (precīzāk, to veidojošo molekulu) vibrācijas rada skaņas viļņus. Šie viļņi pārvietojas noteiktā telpas koordinātā un virzienā. Šajā gadījumā molekulas nepārvietojas attiecībā pret to atrašanās vietu.

Skaņas skaļums ir subjektīvs cilvēka uztveres raksturlielums par dažādu skaņu stiprumu, kas novieto tās noteiktā mērogā: no klusākās un augstākās.

A skaņa ir fiziska parādība, kurā vibrāciju izplatīšanās process notiek ļoti dažādās vidēs. Citiem vārdiem sakot, tā ir augsta un zema spiediena zonu skriešanas secība.

Jāatzīmē, ka mēs varam dzirdēt šādu iemeslu dēļ: ausis pārvērš skaņas vibrācijas signālos to izsmalcinātā dizaina dēļ. Tie pastiprina vibrācijas, kas kļūst par nervu impulsiem. Tad mūsu smadzenes uztver šos nervu impulsus kā skaņu.

Skaļums un mūsu subjektīvā uztvere par to ir atkarīga no amplitūdas un frekvences, kas ir skaņas fiziskās īpašības. Pie lielākām amplitūdām tas ir dzirdams skaļāk. Mūsdienās skaļumu parasti mēra decibelos.

Tas izmanto logaritmisko skalu. Tieši viņa nosaka, cik reižu maksimālais skaņas spiediens ir lielāks par cilvēka auss dzirdes slieksni. Gaisam tas ir 20 mikropaskāli, ūdenim - 1 mikropaskāli.

Skaņas skaļums ir atkarīgs no vides, kurā tā izplatās, un no tās blīvuma. Jo lielāks ir vides blīvums, jo ātrāk tajā var izplatīties skaņa. Tāpēc vakuumā skaņa vienkārši nevar būt.

Skaļumu mēra vienībās, kurās ir zinātnieka Aleksandra Bela vārds, proti, bels. Bet, tā kā bel ir ļoti liels daudzums, ir pieņemts skaņu mērīt tā daudzkārtnē - decibelos. Šim nolūkam tika izgudrota īpaša skaņas intensitātes skala.

Piemēram, skaņas frekvenču spektrs ir sava veida grafiks, kas parāda skaņas vibrāciju relatīvās enerģijas atkarību no tās frekvences.

Ir vairākas īpašības, kas ietekmē skaņu un skaļumu. Tas galvenokārt ir spektrālais sastāvs, avota telpiskā orientācija, kā arī tembrs.

Uzskaitīsim galvenās skaņas raksturlielumu mērīšanas vienības. Starp tiem var izdalīt divus parametrus: absolūto un relatīvo. Skaļuma skala, ko mēra absolūtos skaitļos, attiecas uz mērvienību, ko sauc par miegu. Fona mērvienība ir skaļuma līmeņa parametrs, kam ir relatīvs raksturs.

Vērtība, kas parāda, cik daudz konkrēta skaņa ir augstāka vai zemāka par citu, tiek mērīta decibelos. Jāņem vērā, ka bels un decibeli ir nesistēmiskas vienības un nav vienas mērīšanas sistēmas daļa.

Šeit ir standarta piemērs, kas parāda skaņas īpašības. Lai to izdarītu, mēs izmantosim šādu vienkāršu eksperimentu, kurā mums ir nepieciešama plastmasas glāze un gumijas josla gredzena formā.

Lai sāktu eksperimentu, uzlieciet uz stikla gumijas gredzenu. Tad piespiežam glāzes dibenu pret ausi un klausāmies, kā skanēs izstieptā gumija.

Parunāsim par skaņu diapazonu mums apkārt. Mūsu diapazons ir šādās robežās - no 20 Hz zemas frekvences līdz 20 000 Hz augstākajā frekvencē. Tomēr mūsu dzirdei ērtais diapazons ir no 2000 līdz 5000 Hz.

Jāņem vērā, ka skaņas, kas pārsniedz 85 dB SPL, var kaitēt dzirdei, ja tās tiek lietotas ilgstoši.

Ir vairākas īpašības, kas galvenokārt ietekmē skaļumu. Tie ir svārstību biežums un amplitūda, kā arī cilvēka individuālās īpašības.

Vēl viens svarīgs faktors ir attālums līdz avotam. Samazinoties skaņas viļņa enerģijas komponentam, attālums līdz skaņas avotam palielinās tieši proporcionāli.

Ar biežām vibrācijām tiek izvadīta augstāka skaņa. Persona izmanto šīs funkcijas, veidojot dažādus mūzikas instrumentus.

Jāsaka tā pastāvīgi pakļaujot cilvēku skaļam trokšņam, var parādīties slimības simptomi. Starp tiem jāizceļ: paaugstināta nervu uzbudināmība, ātrāks nogurums un paaugstināts asinsspiediens.

Jāteic, ka cietās daļās skaņas viļņa kvalitāte ir uzlabota. Skaņa ūdenī izplatās piecas reizes ātrāk nekā gaisā.

Kopumā jāsaka, ka priekš skaņas, tās parametru un raksturlielumu mācība atbilst atbilstošajai fizikas sadaļai, kas tiek apgūta skolas kursā.

Jāpiebilst, ka visi cilvēki skaņu uztver dažādi, tāpēc tās mērīšanai tiek radītas īpašas ierīces.

Visbiežāk skaņas līmeni nosaka, izmantojot sensoru. Skaņas līmeņa sensors mēra skaņas viļņu enerģiju, kas pienāk laika vienībā uz uztvērēja virsmas laukuma vienību. Šo lielumu sauc par skaņas vai trokšņa intensitāti, un to mēra mW / m2 (mikrovatos uz kvadrātmetru).

Noskaidrosim, kā savā starpā tiek noteikti decibeli un faktiskais signāla līmenis. Ik pēc 6 dB signāla līmenis mainās divas reizes.

Kāpēc tiek ņemta šī vērtība? Decibels ir logaritms starp divu vienādu enerģijas daudzumu attiecību, kas pēc tam tiek reizināta ar 10. Amplitūda nav enerģijas lielums, tāpēc tā ir jāpārvērš piemērotā vērtībā.

Tāpat trokšņa intensitātes mērīšanai dažādās vietās bieži tiek izmantota īpaša ierīce, ko sauc par skaņas līmeņa mērītāju.

Cilvēka auss ir ļoti izsmalcināts bioloģisks sensors un skaņas slazds, kas spēj uztvert skaņas, kas miljoniem reižu atšķiras viena no otras.

Krievijā ir noteikts standarts izveidotajām vienāda skaļuma līknēm. Tas ir GOST R ISO 226-2009. Tam ir šāds nosaukums - “Akustika. Vienāda skaļuma standarta līknes".

Ir vismaz trīs veidi, kā izmērīt skaļumu: pēc maksimālās maksimālās vērtības, pēc signāla līmeņa vidējās vērtības un pēc ReplayGain metrikas. No visiem šiem paņēmieniem ReplayGain ir labākais. Tas atspoguļo uztverto skaļuma līmeni un ņem vērā skaņas uztveres fizioloģiskās un garīgās īpašības.

Šobrīd ir dažādas skaņas vibrāciju amplitūdas fiziskās izpausmes metodes, kuras tiek izmantotas dažādās jomās.