Об интенсивности звука. Интенсивность звука

Тело, являющееся источником звуковых колебаний, излучает энергию, которая переносится звуковыми колебаниями в пространство (среду), окружающее источник звука. Количество звуковой энергии, проходящей в одну секунду через площадь в 1 м2, расположенную перпендикулярно направлению распространения звуковых колебаний, называют интенсивностью (а также, силой) звука.

Величину ее можно определить по формуле:

I=P2/Cp0 [Вт/м2] (1.1)

где: Р - звуковое давление, н/м2; С – скорость звука, м/с; р0 – плотность среды.

Из приведенной формулы видно, что при увеличении звукового давления интенсивность звука возрастает и, следовательно, увеличивается его громкость.

Когда мы ведем обычный разговор с кем-нибудь из друзей, поток энергии в 1 сек равен ~10 мкВт. Звуковой поток от оратора, выступающего перед публикой, лежит в пределах от 200 до 2000 мкВт. Мощность самых громких звуков скрипки может составлять приблизительно 60 мкВт, а мощности звуков органных труб составляют от 140 до 3200 мкВт. Интенсивность самого слабого звука, который еще можно услышать, составляет приблизительно одну миллионную микроватта на 1м2, самого громкого – около одного миллиона микроватт.

Интенсивность звукового колебания и громкость восприятия находятся в определенной зависимости. Прирост ощущения (громкости) пропорционален логарифму отношения раздражений (интенсивностей), т.е. при восприятии двух звуков с интенсивностями I1 и I2 ощущается разница в их громкости, равная логарифму отношения интенсивностей этих звуков. Эта зависимость определяется формулой:

(1.2)

где: S – приращение громкости, Б; К – коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора единиц измерения, I1 и I2 – начальное и конечное значения интенсивности звука. Бел – единица приращения громкости, соответствующая изменению силы звука в 10 раз.

Если коэффициент К принять равным 1, а отношение I1/I2 =10, то

(1.3)

Слух человека различает приращение громкости на 0,1 Б. Поэтому в практике используют более мелкую единицу измерения – децибел (дБ), равный 0,1 Б. В этом случае формула запишется так:

(1.4)

Звук Интенсивность, мкВт/м2 Уровень звука, Б Уровень звука, дБ Порог слышимости 0,000001 0 0 Спокойное дыхание 0,00001 1 10 Шум спокойного сада 0,0001 2 20 Перелистывание страниц газеты 0,001 3 30 Обычный шум в доме 0,01 4 40 Пылесос 0,1 5 50 Обычный разговор 1,0 6 60 Радио 10 7 70 Оживленное уличное движение 100,0 8 80 Поезд на эстакаде 1000,0 9 90 Шум в вагоне метро 10000,0 10 100 Гром 100000,0 11 110 Порог ощущений 1000000,0 12 120

Таблица 1.1. Интенсивности и уровни различных звуков

Если ухо человека воспринимает одновременно два или несколько звуков различной громкости, то более громкий звук заглушает (поглощает) слабые звуки. Происходит так называемая маскировка звуков, и ухо воспринимает только один, более громкий звук. Сразу после воздействия на ухо громкого звука снижается восприимчивость слуха к слабым звукам. Эта способность называется адаптацией (приспособлением) слуха.