Plavi kit, najveća živa životinja, proizvodi zvuk koji je mnogo glasniji od buke rakete koja se lansira. Takvu glasnoću čovjek ne može podnijeti. Postoji čak i oružje protiv buke. Njegova jačina je samo nešto glasnija od kitova glasa.
Šta određuje jačinu zvuka? Zašto intenzivni i tihi zvuci mogu da boli, pa čak i da budu smrtonosni, dok visoki ne mogu? Zašto se niski zvukovi čuju na većoj udaljenosti od visokih? Članak će odgovoriti na ova pitanja.
Šta određuje jačinu zvuka
Ova vrijednost zavisi od frekvencije zvuka i talasne dužine, od akustičnog pritiska i energije zvučnog toka. Ali prvo stvari.
Šta određuje jačinu zvuka? Fizika odavno zna da je glasnoća određena karakteristikama talasa. Što brže vibrira izvor zvuka, to je višefrekvencija talasa i kraća njegova dužina. Zvukove visoke frekvencije nazivamo tihim, doživljavamo ih kao suptilne. Zbog male talasne dužine možemo čuti samo na maloj udaljenosti. Zvukovi niske frekvencije se smatraju grubim, percipiraju se kao glasni i mogu se čuti izdaleka.
Akustični pritisak i protok zvuka
Šta određuje jačinu zvuka? Pored karakteristika talasa, od akustičnog pritiska. Ovaj pritisak je veći od atmosferskog pritiska, stvara telo koje vibrira. Ako se izvor zvuka kreće velikom amplitudom, niskom frekvencijom, pritisak se jako povećava.
Pritisak stvara energiju zvučnog toka. Ova vrijednost se mjeri u W / m2 i pokazuje koliko kinetičke energije prođe kroz površinu u 1 sekundi. Što je pritisak veći, protok je intenzivniji.
Jačina zvuka i energija
Na pitanje od čega zavisi jačina zvuka, fizika daje odgovor: od toka zvučne energije. Pretpostavimo da se energija povećala 10 puta - volumen će se povećati za jedan bel (1 b). Bel je jedinica za glasnoću, međutim, zbog pogodnosti i tačnosti mjerenja, odlučeno je da se koriste decibeli (1 dB=0,1 b).
Označite početnu zvučnu energiju kao E0. Ako se poveća 10 puta i iznosi 10 E0, tada će se jačina zvuka povećati za 10 dB, ako 100 puta - za 20 dB, itd. Fluktuacije zvučne energije koje ljudsko uho može percipirati imaju ograničenja. Njihov raspon je promjena u 10triliona puta, promjena jačine zvuka - 130 dB. Minimalni nivo zvučne energije E0=10-12 W/m2. Ne može svako da čuje tako slab zvuk, već samo osoba sa veoma razvijenim sluhom. Sa vrijednošću E0 se svi zvukovi upoređuju kako bi se okarakterizirali kao tihi ili glasni.
Radi jasnoće, dajemo primjere najčešćih zvukova, uporedimo njihovu jačinu i energiju zvučnog toka. Podrazumijeva se da zvukove osoba percipira sa udaljenosti od nekoliko metara.
| Vrsta zvuka | Jačina zvuka (db) | Energija zvuka (W/m2) |
| šuštanje listova | 10 | 10-11 |
| sat otkucava | 20 | 10-10 |
| mirni razgovor | 40 | 10-8 |
| glasni razgovor | 70 | 10-5 |
| bučna ulica | 90 | 10-3 |
| voz podzemne željeznice | 100 | 10-2 |
Nečujni zvuci i prag boli
Šta određuje jačinu zvuka? Pored svega što je već razmotreno, sa praga sluha. Zvuk može biti proizvoljno glasan (za druga živa bića ili posebne uređaje), ali ako je njegova frekvencija manja od 16-20 Hz (infrazvuk) i veća od 16-20 kHz (ultrazvuk), onda ga nećemo percipirati.
Iako ne čujemo infrazvuk i ultrazvuk,utiču na osobu na različite načine. Infrazvuk jačine 75 dB štetan je za zdravlje, 120 dB je prag boli osobe, a zvuk od 180 dB dovodi do smrti. Ovaj efekat se objašnjava činjenicom da niske frekvencije infrazvuka previše povećavaju pritisak. Ultrazvuk nije opasan, ima široku primenu u medicini, raznim industrijama, građevinarstvu.
