Undele sonore sau acustice sunt unde mecanice, frecvența de la 16 la 20 000 Hz. Valurile acestor frecvențe, care afectează ajutoarele auditive umane, cauzează senzații auditive. Oscilațiile cu o frecvență mai mică de 16 Hz (infrasonic) și frecvențe mai mari de 20.000 Hz (cu ultrasunete) nu sunt percepute de urechea umană. Undele sonore din gaze și lichide pot fi numai longitudinale; aceste medii au elasticitate numai în ceea ce privește deformarea compresiei (întindere). Propagarea valurilor în astfel de medii are loc sub forma oscilațiilor de presiune (undele de presiune). În corpurile solide, undele acustice pot fi fie longitudinale, fie transversale.
Sunetul transporta aproximativ 15% din informația despre lumea din jurul nostru și poate fi, de asemenea, o sursă de informații despre starea organelor interne ale omului. Din acest motiv, acustica, ca o secțiune a mecanicii, este de mare interes pentru medicină.
În acustică se adoptă următoarea clasificare a undelor sonore după tip: tonuri (sau sunete muzicale), zgomote și brațe sonice (sau explozii).
Tonul este o oscilație periodică cu o frecvență constantă sau variabilă în mod regulat. Dacă sunetul este un val armonic, atunci tonul este numit simplu sau pur. Se caracterizează printr-o singură valoare de frecvență. Anumite oscilații periodice (consonanță sau ton complex) sunt rezultatul sunetelor simultane ale mai multor tonuri muzicale. Tonul celei mai scăzute frecvențe se numește frecvența fundamentală. Acesta determină pitchul total al sunetului. Armonicile rămase (dantela) creează o "culoare" (timbră) de sunet. Combinația de frecvențe cu o indicație a intensității lor relative (amplitudini) formează un spectru acustic al unui ton complex.
Zgomot - o combinație de sunete numeroase, cu frecvențe, intensități și durată diferite, care se schimbă aleatoriu în timp (șiret, scârțâit, aplauze, sunete din vibrațiile autoturismelor).
Lovitură sonică (explozie) - un impact sonor pe termen scurt, puternic (bumbac, explozie, împușcat).
Energia radiată de sursele de sunet este transferată prin unde sonore, formând un câmp sonor. Pentru a caracteriza acest domeniu, se folosesc atât valorile convenționale (energia, fluxul energetic, intensitatea) cât și valorile specifice (presiunea acustică, nivelul intensității, nivelul presiunii), care diferă de parametrii câmpurilor de undă de tip general.
Intensitatea sunetului (intensitatea sunetului) este valoarea medie pe timp a energiei transferate de o undă sonoră pe unitate de timp prin suprafața unității de suprafață perpendiculară pe direcția propagării undelor.
Prin presiune acustică (acustică) se înțelege excesul peste media, presiunea în schimbare periodică # 916; p. care are loc în zonele de îngroșare și rărire a mediului, în timpul trecerii
undele sonore. Presiunea sonoră este măsurată în Pa = N / m 2 (pascal).
Pentru o undă armonică plană, presiunea este legată de intensitatea sunetului de relația:
. (21) unde P0 este amplitudinea și Raft - valoarea efectivă a presiunii acustice, care înregistrează instrumentele; # U u este produsul densității materiei în mediu # 961; pe viteza de undă u - se numește impedanța de undă a mediului. [# 961; u] = kg / (m2 # 903; (c)
Oscilațiile mecanice ale frecvențelor sonore pot provoca o senzație auditivă numai cu condiția ca intensitatea undei să fie mai mare decât un anumit minim, dar să nu depășească o anumită valoare maximă. Intervalul de intensități (presiunea acustică) care poate determina o senzație auditivă va fi diferit pentru diferite frecvențe.
Valoarea minimă a intensității-I0 (presiunea acustică - # 916; p0), atunci când depășește această frecvență, o senzație auditivă este numită pragul de audibilitate la o anumită frecvență.
Pe de altă parte, dacă intensitatea (presiunea acustică) depășește o anumită limită pentru o anumită frecvență, atunci valul nu este perceput ca un sunet, ci cauzează o senzație de durere în ureche.
Valoarea intensității (presiunea acustică), la care excesul, pe succesul auditivului, provoacă senzația de durere, se numește pragul senzației de durere - Imax # 916; pmax). De exemplu, la o frecvență de 1 kHz, Io = 10-12 W / m 2 (# 916; p0 = 2.10-5 Pa) și Imax = 10 W / m2 (# 916; pmax = 60 Pa). Pentru alte frecvențe, pragurile de audibilitate și durere vor fi diferite.
Deoarece intervalul de intensități sau presiuni ale sunetelor percepute este destul de mare (pentru o frecvență de 1 kHz, raportul Imax / I0 este de aproximativ 10 13), este convenabil să le folosiți pentru comparație, ceea ce se numește nivelul de intensitate și nivelul presiunii acustice:
Aici I0 și P0 valoarea valorii așa-numitei praguri standard de audibilitate. Acesta este pragul de audibilitate la o frecvență de 1000 Hz: I0 = 10-12 W / m 2 sau
Bel este o unitate destul de mare, deci în practică, nivelurile de intensitate sunt de obicei exprimate în decibeli: 1B = 10 dB. atunci
Pragul de audibilitate la o frecvență de 1000 Hz corespunde nivelului de intensitate (sau presiunii) L0 = 0 dB, iar pragul de durere Lmax
Trimiteți-le prietenilor: