Звук позволяет наслаждаться музыкой, общаться друг с другом и лучше понимать, что нас окружает. Однако люди редко задумываются о том, как звук возникает. Правда заключается в том, что, как и большинство вещей, это явление можно связать с распространением и передачей энергии.
Звук распространяется через жидкости или газы, создавая небольшие и более крупные перепады давления. Траектории, по которым распространяются эти возмущения, известны как звуковые волны. Мы можем измерить величину звука через уровень его звукового давления (APL), который измеряется в децибелах (дБ), хотя она и является безразмерной. Согласно рекомендациям Международной электротехнической комиссии (МЭК), стандартом для расчета децибел является формула:
APL (дБ) = 20 log10 (p/p0);
где p - среднеквадратичное звуковое давление (Па) звукового источника, а p0 - опорное (исходное) звуковое давление (Па).
Важно отметить, что система уровня децибел является справочной, означая то, что получаемые значения имеют относительные показатели по отношению к другим величинам. Это отличается от абсолютных измерений, таких как температура или длина, которые имеют конкретные и теоретические минимумы (например, 0°C или 0 м). Этот метод измерений ставит очень важный вопрос: каким должно быть эталонное звуковое давление?
Часто эталоном звукового давления называют значение 20 мкПа, которое считается предельным порогом слышимости человеческого уха, то есть это самый низкий звук, который может воспринимать средний, неповрежденный человеческий слух.
Отсюда происходит стандарт, с помощью которого люди могут сравнивать различные уровни громкости или энергии, которые излучает конкретный источник звука. Поскольку децибелы являются ссылочными, количество выделяемой энергии также получается ссылочным. Другими словами, децибелы могут использоваться для расчета количества энергии излучения исходного объекта относительно (как фактор) излучения объекта эталонного.
Наши тела имеют сложные механизмы для интерпретации информации, закодированной в звуковой волне. Когда звуковая волна движется, она колебательно перемещает жидкость или газ, в которых находится, изменяя давление посредством сжатия и расширения. Из-за этого звуковые волны считаются механическими, и именно благодаря этим факторам наше ухо декодирует звуковые волны, воспринимаемые как музыка, голоса или шум.
С некоторой точки зрения звук может быть интерпретирован как сообщение, которое кодируется излучателем, передается через среду и декодируется приемником. Излучатели могут быть самых разных форм, размеров и происхождения: от играющего оркестра до сигналящего автомобиля на дороге.
Среда распространения звуковых волн может влиять на передаваемое сообщение, например, вода, ослабляющая интенсивность звуковых волн, или вакуум (отсутствие среды!), который полностью блокирует его передачу.
Написать комментарий