Keamatan bunyi ialah jumlah tenaga yang dipindahkan oleh gelombang bunyi dalam 1 saat melalui unit luas medium. Keamatan bergantung pada frekuensi gelombang, pada tekanan akustik. Seperti yang anda lihat, banyak konsep lain dikaitkan dengan keamatan: gelombang bunyi, frekuensinya, tekanan akustik, aliran tenaga bunyi. Untuk memahami maksud keamatan, kami akan memecahkan setiap istilah yang dikaitkan dengannya secara terperinci.
Cara bunyi muncul
Bunyi boleh datang daripada badan yang bergetar. Ia mesti bergetar cukup pantas untuk mencipta gangguan dalam medium dan menjana gelombang akustik. Walau bagaimanapun, untuk kejadiannya, satu lagi syarat diperlukan: medium mestilah elastik. Keanjalan ialah keupayaan untuk menahan mampatan atau apa-apa jenis ubah bentuk lain (jika kita bercakap tentang pepejal). Ya, pepejal, cecair, gas dan udara (sebagai campuran gas yang berbeza) mempunyai keanjalan, tetapi pada tahap yang berbeza-beza.
Nilai keanjalanditentukan oleh ketumpatan. Adalah diketahui bahawa media pepejal (kayu, logam, kerak bumi) mengalirkan bunyi jauh lebih baik daripada yang cair. Dan jika kita membandingkan air dan udara, maka dalam medium kedua, gelombang bunyi menyimpang yang paling teruk.
Keanjalan udara dan media yang lebih tumpat adalah disebabkan oleh sebab yang berbeza. Dalam cecair dan pepejal terdapat daya interaksi antara molekul. Ia memegang zarah bersama-sama dalam kekisi kristal, dan sangat mudah untuk gelombang bunyi merambat melalui nodnya.
Molekul udara tidak bersambung antara satu sama lain, ia dipisahkan oleh jarak yang jauh. Zarah tidak hilang kerana gerakan berterusan dan tidak menentu, serta graviti. Ia telah lama diperhatikan: semakin jarang udara (contohnya, di lapisan atas atmosfera), semakin kurang keamatan, kenyaringan bunyi. Senyap sepenuhnya di bulan, bukan kerana tiada apa-apa untuk dibunyikan, tetapi kerana kekurangan udara.
Cara gelombang bunyi bergerak melalui udara
Minat terbesar bagi kami ialah penyebaran gelombang bunyi (akustik) di udara. Apabila badan menyimpang dari kedudukan asalnya, ia memampatkan udara berdekatan pada satu sisi dirinya. Sebaliknya, mediumnya jarang. Kembali ke kedudukan asalnya, sumber bunyi menyimpang ke sisi lain dan memampatkan udara di sana. Ini berterusan sehingga badan berhenti bergerak.
Bagaimanakah zarah berkelakuan? Satu ayunan ditambah kepada pergerakan huru-hara mereka. Berbeza dengan gerakan terma malar molekul, gerakan getaran mempunyai satu arah. Dalam lapisan udarayang berserenjang dengan arah pesongan badan, zarah mula menolak antara satu sama lain. Mereka bergerak dengan sumber bunyi ke arah yang sama. Oleh itu, pemampatan-rarefaction berselang-seli udara dihantar dari satu lapisan udara ke lapisan lain. Ini adalah gelombang akustik. Keamatan bunyi ialah nilai yang bergantung pada ciri utama gelombang - frekuensi dan panjang.
Kekerapan bunyi
Kekerapan gelombang bergantung pada kelajuan sumber bunyi bergetar. Semua badan bergetar dengan frekuensi yang berbeza, tetapi tidak setiap frekuensi tersedia untuk persepsi kita. Gelombang yang kita dengar dipanggil bunyi. Kekerapan gelombang akustik diukur dalam hertz (1 Hz bersamaan dengan 1 ayunan sesaat).
Lapisan udara termampat dan jarang bergantian. Panjang gelombang adalah sama dengan jarak antara lapisan bersebelahan di mana tekanannya adalah sama. Bunyi tidak bergerak selama-lamanya kerana gelombang semakin lemah apabila jarak bertambah. Sejauh mana ia bergerak bergantung pada panjang dan kekerapan gelombang akustik. Kuantiti ini adalah berkadar terus: gelombang frekuensi tinggi adalah lebih pendek daripada gelombang frekuensi rendah. Kami bercakap tentang bunyi frekuensi tinggi kerana gelombang frekuensi tinggi dan rendah menghasilkan bunyi yang rendah.
Tahap keamatan bunyi bergantung secara langsung pada frekuensi getaran akustik dan panjang gelombang. Jadi, bunyi decitan nyamuk dengan frekuensi 10 ribu Hz dan mempunyai panjang gelombang hanya 3.3 cm, bunyi mooing seekor lembu adalah bunyi yang kuat yang boleh didengari dari sekurang-kurangnya 10 meter. Kekerapannya ialah 30 Hz.
Tekanan akustik
Dalam setiap lapisanudara yang telah dicapai oleh gelombang bunyi, tekanan berubah sama ada naik atau turun. Jumlah yang meningkat berbanding dengan tekanan atmosfera dipanggil tekanan akustik (bunyi).
Telinga kita sangat sensitif. Sukar untuk dipercayai, tetapi ia membezakan antara perubahan tekanan 0.01 juta gram per unit luas. Desir menghasilkan tekanan yang sangat kecil, ia sama dengan 310-5 N/m2. Nilai ini ialah 31010 kali kurang daripada tekanan atmosfera. Ternyata pendengaran manusia lebih tepat daripada skala kimia. Ahli fisiologi telah mengkaji keanjalan membran timpani dan tekanan yang dikenakan oleh bunyi yang paling senyap. Selepas membandingkan data, mereka membuat kesimpulan bahawa membran timpani membonjol pada jarak yang kurang daripada saiz atom.
Keamatan bunyi dan tekanan bunyi adalah berkaitan secara langsung. Apabila badan bergetar pada frekuensi rendah, ia meningkatkan tekanan dengan ketara - bunyi keluar dengan kuat. Keamatan (kekuatan) bunyi adalah berkadar dengan kuasa dua tekanan akustik.
Aliran tenaga sonik
Bunyi dengan frekuensi dan keamatan yang berbeza-beza ditentukan oleh aliran tenaga bunyi. Gelombang bunyi merambat ke semua arah dalam bentuk bola. Semakin jauh gelombang bergerak, semakin lemah ia. Tenaga yang dibawanya diagihkan ke kawasan yang semakin meningkat - bunyi semakin berkurangan. Kuasa dua tenaga bunyi adalah berkadar songsang dengan kuasa dua jarak kepada jasad yang bergetar.
Aliran tenaga bunyi ialah jumlah tenaga kinetik yang dibawagelombang merentasi kawasan permukaan sesaat. Ini merujuk kepada permukaan medium, contohnya, lapisan udara yang terletak pada sudut tepat dengan arah gelombang elastik. Aliran tenaga diukur dalam watt (W).
Kuasa bunyi
Kekuatan (intensiti) bunyi ialah kuantiti, untuk mencari yang anda perlu tahu apakah aliran tenaga. Nilainya hendaklah dibahagikan dengan luas permukaan berserenjang dengan perambatan gelombang (dalam m2).
Keamatan bunyi ditunjukkan oleh huruf I. Nilai minimum (I0) ialah 10-12 W/m2. Semakin tinggi keamatan, semakin kuat bunyi itu muncul. Kebergantungan kekuatan bunyi dan kenyaringan telah ditubuhkan secara empirik. Telah diperhatikan bahawa apabila keamatan meningkat sebanyak 10 kali, isipadu meningkat sebanyak 10 desibel (db), apabila sebanyak 100 kali - sebanyak 20 dB.
Bunyi boleh didengar dan tidak boleh didengar
Fisiologi membenarkan seseorang mendengar bunyi hanya dalam had tertentu. Jika badan bergetar pada frekuensi lebih daripada 16-20 kilohertz (kHz) dan kurang daripada 16-20 Hz, telinga kita tidak akan dapat melihatnya.
Kekerapan dan keamatan bunyi adalah berkaitan. Gelombang bunyi frekuensi tinggi menghantar tenaga yang sangat sedikit. Ia tidak mencukupi untuk menukar tekanan akustik yang cukup untuk membuat gegendang telinga kita bergetar. Bunyi sedemikian dikatakan melebihi ambang pendengaran.
Gelombang dengan frekuensi kurang daripada 16 ribu Hz dipanggil ultrasound. Makhluk yang paling terkenal"bercakap" dengan ultrasound, ini adalah ikan lumba-lumba dan kelawar. Infrasound, walaupun kita tidak mendengarnya, pada keamatan tertentu (190-200 dB) boleh menyebabkan kematian, kerana ia meningkatkan tekanan dalam alveoli pulmonari terlalu banyak.
Menariknya, pada frekuensi yang berbeza, pergantungan kelantangan dan keamatan bunyi adalah berbeza. Pada frekuensi sederhana (kira-kira 1000 Hz), seseorang merasakan perubahan dalam keamatan hanya 0.6 dB. Mengehadkan tahap kekerapan adalah perkara yang sama sekali berbeza. Pada mereka, kita hampir tidak dapat membezakan perubahan dalam keamatan bunyi sebanyak 3 unit.
Pengkelasan bunyi
Keamatan bunyi diukur dalam W/m2, namun, desibel digunakan untuk membandingkan bunyi antara satu sama lain dan dengan tahap keamatan minimum.
Bunyi terbahagi kepada:
- sangat lemah (0-20 dB);
- lemah (21-40 dB);
- sederhana (41-60 dB);
- kuat (61-80 dB);
- sangat kuat (81-100 dB);
- memekakkan telinga (melebihi 100 dB).
Angka menunjukkan contoh bunyi yang paling biasa dengan keamatan yang berbeza-beza.
Kadar yang boleh diterima
Bunyi malar atau yang berterusan untuk masa yang lama dipanggil hingar latar. Untuk sebuah apartmen, 20-30 dB ialah tahap bunyi latar belakang biasa. Ia dianggap oleh seseorang sebagai diam. Bunyi 40 dB juga boleh diterima, tetapi volum 60 dB boleh diterima untuk pejabat dan institusi. Pendedahan berpanjangan kepada bunyi dengan volum 70 dB membawa kepadagangguan sistem saraf pusat. Dengan kuatnya jalan itu "berbunyi", dan di jalan yang sibuk bunyinya mencapai 85-90 dB. Bunyi 100 dB mengurangkan pendengaran dan boleh menyebabkan kehilangan pendengaran sepenuhnya.
Keamatan bunyi ialah nilai yang nilai dibenarkannya ditetapkan dalam peraturan dan peraturan kebersihan (SanPiN). Tempoh masa yang dibenarkan untuk menghidupkan perkakas rumah yang bising, bercakap dengan kuat, membuat pembaikan, dsb. ditentukan oleh Undang-undang Memastikan Keamanan dan Tenang. Ia diambil secara berasingan untuk setiap kawasan. Waktu di setiap wilayah mungkin berbeza: di suatu tempat waktu siang bermula pada 7:00 pagi, dan di suatu tempat pada 9:00. Sebagai contoh, di rantau Moscow, selang dari 21:00 hingga 8:00 pada hari bekerja dan dari 22:00 hingga 10:00 pada hujung minggu dianggap sunyi pada waktu malam. Selain itu, terdapat waktu yang tenang dari jam 13:00 hingga 15:00.
