Mėlynasis banginis, didžiausias gyvas gyvūnas, skleidžia garsą, kuris yra daug stipresnis nei paleidžiamos raketos triukšmas. Tokio garsumo žmogus negali pakęsti. Yra net triukšmo ginklas. Jo garsumas yra tik šiek tiek stipresnis nei banginio balsas.
Kas lemia garso stiprumą? Kodėl stiprūs ir žemi garsai gali pakenkti ir netgi būti mirtini, o stiprūs – ne? Kodėl žemi garsai girdimi didesniu atstumu nei aukšti? Straipsnyje bus atsakyta į šiuos klausimus.
Kas lemia garso stiprumą
Ši vertė priklauso nuo garso dažnio ir bangos ilgio, nuo garso srauto akustinio slėgio ir energijos. Bet pirmiausia pirmiausia.
Kas lemia garso stiprumą? Fizika jau seniai žinojo, kad garsumą lemia bangos savybės. Kuo greičiau vibruoja garso š altinis, tuo aukščiaubangos dažnis ir trumpesnis jos ilgis. Aukšto dažnio garsus vadiname tyliais, juos suvokiame kaip subtilius. Dėl mažo bangos ilgio girdime tik nedideliu atstumu. Žemo dažnio garsai laikomi šiurkščiais, suvokiami kaip garsūs ir girdimi iš toli.
Akustinis slėgis ir garso srautas
Kas lemia garso stiprumą? Be bangos savybių, nuo akustinio slėgio. Šis slėgis yra didesnis už atmosferos slėgį, jis sukuria vibruojantį kūną. Jei garso š altinis juda didele amplitude, žemu dažniu, slėgis labai padidėja.
Slėgis sukuria garso srauto energiją. Ši vertė matuojama W / m2 ir parodo, kiek kinetinės energijos praeina per paviršių per 1 sekundę. Kuo didesnis slėgis, tuo intensyvesnis srautas.
Garso garsumas ir energija
Į klausimą, nuo ko priklauso garso stiprumas, fizika pateikia atsakymą: iš garso energijos srauto. Tarkime, kad energija padidėjo 10 kartų – tūris padidės vienu bel (1 b). Bel yra garsumo vienetas, tačiau dėl matavimų patogumo ir tikslumo buvo nuspręsta naudoti decibelus (1 dB=0,1 b).
Pažymėkite pradinę garso energiją kaip E0. Jei ji padidėja 10 kartų ir lygi 10 E0, tada garsumas padidės 10 dB, jei 100 kartų - 20 dB ir tt Garso energijos svyravimai, kuriuos gali suvokti žmogaus ausis, turi ribas. Jų diapazonas keičiasi 10trilijonus kartų, garsumo pokytis – 130 dB. Minimalus garso energijos lygis E0=10-12 W/m2. Tokį silpną garsą girdi ne visi, o tik labai išsivysčiusios klausos žmogus. Visi garsai lyginami su E0, kad būtų apibūdinti kaip tylūs ar garsūs.
Aiškumo dėlei pateiksime dažniausiai pasitaikančių garsų pavyzdžius, palyginkime jų garsumą ir garso srauto energiją. Suprantama, kad garsus žmogus suvokia iš kelių metrų atstumo.
| Garso tipas | Garso garsumas (db) | Garso energija (W/m2) |
| lapų šiugždesys | 10 | 10-11 |
| laikrodis tiksi | 20 | 10-10 |
| ramus pokalbis | 40 | 10-8 |
| garsus pokalbis | 70 | 10-5 |
| triukšminga gatvė | 90 | 10-3 |
| metro traukinys | 100 | 10-2 |
Negirdimi garsai ir skausmo slenkstis
Kas lemia garso stiprumą? Be visko, kas jau buvo svarstyta, nuo klausos slenksčio. Garsas gali būti savavališkai stiprus (kitoms gyvoms būtybėms ar specialiems prietaisams), bet jei jo dažnis mažesnis nei 16-20 Hz (infragarsas) ir didesnis nei 16-20 kHz (ultragarsas), tada mes jo nesuvoksime.
Nors infragarso ir ultragarso negirdime,jie skirtingai veikia žmogų. 75 dB garsumo infragarsas kenkia sveikatai, 120 dB – žmogaus skausmo slenkstis, o 180 dB garsas veda į mirtį. Šis efektas paaiškinamas tuo, kad žemi infragarso dažniai per daug padidina slėgį. Ultragarsas nėra pavojingas, jis plačiai naudojamas medicinoje, įvairiose pramonės šakose, statybose.
