Fizikai jellemzők hanghullámok
A hang vagy akusztikus hullámok mechanikai hullámok, frekvenciája 16 és 20.000 Hz. Az említett hullám frekvenciájának ható az emberi hallási berendezés, okozhat hallási érzetek. A rezgési frekvencia kisebb, mint 16 Hz (infrahang) és a nagyobb frekvenciák 20 000 Hz-es (ultrahangos) nem érzékeli az emberi fül. Hanghullámokat gázok és folyadékok csak hosszanti, mint ezek a környezetek rendelkeznek rugalmasságát csak a kompressziós alakváltozás (expanziós). Hullámterjedés ilyen környezetben van formájában nyomás ingadozások (nyomás hullámok). A szilárd anyagot akusztikus hullámok lehet mind hosszirányú és keresztirányú.
A hang mintegy 15% -a információkat a világ körülöttünk, és ez is lehet információforrás az állam belső szerveket. Emiatt az akusztika, mint a mechanika részén, a nagy érdeklődés gyógyszert.
A következő besorolás a hanghullámokat az akusztikus által elfogadott típusok: hangok (vagy zenei hang) és hang zaj csapások (vagy robbanások).
Tone - periodikus oszcilláció állandó vagy rendszeresen változó idő arány. Ha a hang szinuszhullám, a hang az úgynevezett egyszerű vagy egyértelmű. Ez jellemzi egy értéket frekvencia. A kereszt-periodikus oszcilláció (együtthangzás vagy komplex hang) - az eredmény egyidejű hangzású több zenei hangokat. A legalacsonyabb hang frekvencia hívják az alapvető. Ez határozza meg a teljes pályát. A fennmaradó harmonikus (felhang) létrehozása „színes” (hangszín) sztereó. A beállított frekvenciák, azok relatív intenzitások (amplitúdójú) képezi akusztikai spektruma komplex hangot.
Zaj - kombinációja számos hangok különböző frekvenciák intenzitását és időtartamát, véletlenszerűen változó időben (suhogó, nyikorgó, éljenző hangok gépek rezgés).
Sonic boom (robbanás) - a rövid távú, erős hanghatások (pamut, robbanás, lövés).
A kisugárzott energia hangforrások át hanghullámok alkotó hangzáskép. Jellemzésére ezen a területen használják egy közös értékként (az energia, az energia fluxus intenzitás), és a konkrét értéket (hangnyomás, intenzitás, nyomás), amelyek eltérnek a paraméterek a hullám mezők általános típusok.
hang intenzitása (hang teljesítmény) az idő-átlagos értéke átadott energia által a hanghullám időegység alatt keresztül egységnyi területen a felületre, amely merőleges a terjedési iránya.
Under szónikus (akusztikus) feletti nyomás jelent többlet megérteni, periodikusan változó nyomást # 916, p. amely akkor a részek kondenzáció és ritkítás a közeg, a folyosón
hanghullámokat. A hangnyomásszint mérés Pa = N / m 2 (Pascal).
hangnyomás kapcsolódik az intenzitások aránya a síkban harmonikus hullám:
. (21), ahol a # 916; p0 - csúcs, és # 916; RAF - tényleges értéke az akusztikus nyomás, amely a bejegyzett eszközök; # 961; · u - a termék a közepes sűrűségű anyag # 961; Az u-hullám terjedési sebessége - az úgynevezett hullám ellenállás a közeg. [# 961; · u] = kg / (m 2 # 903; s)
Mechanikai rezgések hangfrekvenciákra okozhat hallási érzékelés csak azzal a feltétellel, hogy az intenzitás a hullám nagyobb, mint egy bizonyos minimális, de nem halad meg egy bizonyos maximális értéket. A tartomány a intenzitások (hangnyomás) okozhat hallási érzékelés különböző lesz különböző frekvenciákon.
-I0 minimális érték intenzitás (hangnyomás - # 916; p0), amely felett fordul elő egy adott frekvencián hallóérzékre nevezett hallásküszöbe egy adott frekvencián.
Másrészt, ha az intenzitás (hangnyomás) meghalad egy bizonyos határt egy adott frekvencián, a hullám nem érzékelhető, mint a hang, és okoz fájdalom észlelése a fülben.
Az intenzitás értékhez (hangnyomás), amely felett, a hallás fájdalomérzet jön eltolódás, az úgynevezett küszöb a fájdalom - Imax ( # 916; Pmax). Például, frekvenciája 1 kHz I0 = 10 -12 W / m 2 (# 916; p0 = 2. 10 -5 Pa.) És az Imax = 10 W / m 2 (# 916; Pmax = 60 Pa). Más frekvenciák hallás küszöbök és a fájdalom más lesz.
Mivel a különböző intenzitások vagy nyomás érzékelt hangok elég nagy (a frekvenciája 1 kHz arányban Imax / I0 ≈ október 13.), majd összehasonlítjuk őket hasznos mennyiségek hívják intenzitás szint és a hangnyomás:
Itt I0 és # 916; p0 értékét úgynevezett standard hallásküszöbhöz. Ez a küszöb hallhatóságot 1000 Hz: I0 = 10 -12 W / m 2 vagy
Bel - ez egy elég nagy egység, ezért a gyakorlatban az intenzitás általában decibelben: 1B = 10 dB. majd
A hallásküszöb a frekvenciája 1000 Hz-megfelel egy intenzitásszintet (vagy nyomás) L0 = 0 dB, és a fájdalomküszöb Lmax