Կապույտ կետը՝ ամենամեծ կենդանի կենդանին, արձակում է ձայն, որը շատ ավելի բարձր է, քան արձակվող հրթիռի աղմուկը։ Նման բարձրաձայն մարդ չի կարող տանել։ Նույնիսկ աղմուկի զենք կա։ Նրա ձայնը միայն մի փոքր ավելի բարձր է, քան կետի ձայնը:
Ի՞նչն է որոշում ձայնի ծավալը: Ինչու՞ ինտենսիվ և ցածր ձայները կարող են ցավ պատճառել և նույնիսկ մահացու լինել, իսկ բարձրերը՝ ոչ: Ինչու են ցածր ձայները լսվում ավելի մեծ հեռավորության վրա, քան բարձրերը: Հոդվածը կպատասխանի այս հարցերին։
Ինչն է որոշում ձայնի ծավալը
Այս արժեքը կախված է ձայնի հաճախականությունից և ալիքի երկարությունից, ձայնային հոսքի ակուստիկ ճնշումից և էներգիայից: Բայց առաջին հերթին առաջինը:
Ի՞նչն է որոշում ձայնի ծավալը: Ֆիզիկան վաղուց գիտեր, որ բարձրությունը որոշվում է ալիքի բնութագրերով: Որքան արագ է թրթռում ձայնի աղբյուրը, այնքան բարձր էալիքի հաճախականությունը և որքան կարճ է դրա երկարությունը: Մենք բարձր հաճախականությամբ հնչյունները անվանում ենք հանգիստ, մենք դրանք ընկալում ենք որպես նուրբ: Փոքր ալիքի երկարության պատճառով մենք կարող ենք լսել միայն փոքր հեռավորության վրա: Ցածր հաճախականության ձայները համարվում են կոպիտ, ընկալվում են որպես բարձր և լսվում են հեռվից:
Ակուստիկ ճնշում և ձայնային հոսք
Ի՞նչն է որոշում ձայնի ծավալը: Բացի ալիքի բնութագրերից, ձայնային ճնշումից. Այս ճնշումը ավելի մեծ է, քան մթնոլորտային ճնշումը, այն առաջացնում է թրթռացող մարմին: Եթե ձայնի աղբյուրը շարժվում է մեծ ամպլիտուդով, ցածր հաճախականությամբ, ճնշումը մեծապես մեծանում է։
Ճնշումը ստեղծում է ձայնային հոսքի էներգիա: Այս արժեքը չափվում է W / m2-ով և ցույց է տալիս, թե որքան կինետիկ էներգիա է անցնում մակերեսով 1 վայրկյանում: Որքան բարձր է ճնշումը, այնքան ավելի ինտենսիվ է հոսքը։
Ձայնի ծավալ և էներգիա
Հարցին, թե ինչից է կախված ձայնի բարձրությունը, ֆիզիկան տալիս է պատասխան՝ ձայնային էներգիայի հոսքից։ Ենթադրենք, էներգիան ավելացել է 10 անգամ - ծավալը կավելանա մեկ բելով (1 բ): Բելը բարձրաձայնության միավոր է, սակայն չափումների հարմարության և ճշգրտության համար որոշվել է օգտագործել դեցիբել (1 դԲ=0,1 բ):
Նշեք սկզբնական ձայնային էներգիան որպես E0. Եթե այն մեծանում է 10 անգամ և հավասար է 10 E0, , ապա ձայնը կավելանա 10 դԲ-ով, եթե 100 անգամ՝ 20 դԲ-ով և այլն: Ձայնային էներգիայի տատանումները, որոնք մարդու ականջը կարող է ընկալել, սահմաններ ունեն: Նրանց տիրույթը փոխվում է 10-ովտրիլիոն անգամ, ծավալի փոփոխությունը՝ 130 դԲ։ Ձայնի էներգիայի նվազագույն մակարդակ E0=10-12 W/m2: Ոչ բոլորն են կարող լսել այդքան թույլ ձայն, այլ միայն շատ զարգացած լսողություն ունեցող մարդը: E0 արժեքով է, որ բոլոր հնչյունները համեմատվում են դրանք որպես հանգիստ կամ բարձր բնութագրելու համար:
Պարզության համար բերենք ամենատարածված հնչյունների օրինակներ, համեմատենք դրանց ծավալը և ձայնային հոսքի էներգիան: Հասկանալի է, որ ձայները մարդն ընկալում է մի քանի մետր հեռավորությունից։
| Ձայնի տեսակ | Ձայնի ծավալը (դբ) |
Ձայնային էներգիա (W/m2) |
| տերևների խշշոց | 10 | 10-11 |
| ժամացույցի ժամացույց | 20 | 10-10 |
| հանգիստ զրույց | 40 | 10-8 |
| բարձրաձայն խոսակցություն | 70 | 10-5 |
| աղմկոտ փողոց | 90 | 10-3 |
| մետրոյի գնացք | 100 | 10-2 |
Անլսելի ձայներ և ցավի շեմ
Ի՞նչն է որոշում ձայնի ծավալը: Ի լրումն այն ամենի, ինչ արդեն դիտարկվել է, լսողության շեմից սկսած։ Ձայնը կարող է կամայականորեն բարձր լինել (այլ կենդանի էակների կամ հատուկ սարքերի համար), բայց եթե դրա հաճախականությունը պակաս է 16-20 Հց-ից (ինֆրաձայնային) և ավելի քան 16-20 կՀց-ից (ուլտրաձայնային), ապա մենք այն չենք ընկալի։
Չնայած մենք չենք լսում ինֆրաձայնային և ուլտրաձայնային,դրանք տարբեր կերպ են ազդում մարդու վրա: 75 դԲ բարձրությամբ ինֆրաձայնը վնասակար է առողջությանը, 120 դԲ-ը մարդու ցավի շեմն է, իսկ 180 դԲ ձայնը հանգեցնում է մահվան։ Այս էֆեկտը բացատրվում է նրանով, որ ինֆրաձայնի ցածր հաճախականությունը չափազանց մեծացնում է ճնշումը։ Ուլտրաձայնը վտանգավոր չէ, այն լայնորեն կիրառվում է բժշկության, արդյունաբերության տարբեր ոլորտներում, շինարարության մեջ։
