ปลาวาฬสีน้ำเงิน สัตว์ที่มีชีวิตที่ใหญ่ที่สุด ทำเสียงที่ดังกว่าเสียงจรวดปล่อยมาก ความดังที่บุคคลไม่สามารถทนได้ มีแม้กระทั่งอาวุธเสียง ระดับเสียงของมันดังกว่าเสียงวาฬเพียงเล็กน้อยเท่านั้น
อะไรเป็นตัวกำหนดความดังของเสียง? ทำไมเสียงที่หนักแน่นและต่ำถึงทำร้ายและถึงตายได้ ในขณะที่เสียงสูงทำไม่ได้? เหตุใดจึงได้ยินเสียงต่ำในระยะไกลมากกว่าเสียงสูง บทความจะตอบคำถามเหล่านี้
อะไรกำหนดความดังของเสียง
ค่านี้ขึ้นอยู่กับความถี่เสียงและความยาวคลื่น ขึ้นอยู่กับแรงดันเสียงและพลังงานของสตรีมเสียง แต่อย่างแรกเลย
อะไรเป็นตัวกำหนดความดังของเสียง? ฟิสิกส์ทราบมานานแล้วว่าความดังถูกกำหนดโดยลักษณะของคลื่น แหล่งกำเนิดเสียงสั่นเร็วขึ้นความถี่ของคลื่นและความยาวของคลื่นสั้นลง เราเรียกเสียงความถี่สูงว่าเสียงเบา เรารับรู้ว่ามันฟังดูละเอียดอ่อน เราสามารถได้ยินได้ในระยะสั้นๆ เท่านั้น เนื่องจากมีความยาวคลื่นน้อย เสียงความถี่ต่ำถือว่าหยาบ รับรู้ได้ดัง และได้ยินจากระยะไกล
เสียงดันและการไหลของเสียง
อะไรเป็นตัวกำหนดความดังของเสียง? นอกจากลักษณะของคลื่นจากแรงดันเสียงแล้ว ความดันนี้มากกว่าความดันบรรยากาศ มันสร้างร่างกายสั่น หากแหล่งกำเนิดเสียงเคลื่อนที่ด้วยแอมพลิจูดมาก ความถี่ต่ำ ความดันจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก
ความกดดันสร้างพลังงานของกระแสเสียง ค่านี้วัดเป็น W / m2 และแสดงว่าพลังงานจลน์ผ่านพื้นผิวใน 1 วินาที ยิ่งความดันสูง กระแสก็จะยิ่งเข้มข้น
ระดับเสียงและพลังงาน
สำหรับคำถามที่ความดังของเสียงขึ้นอยู่กับอะไร ฟิสิกส์ให้คำตอบ: จากการไหลของพลังงานเสียง สมมติว่าพลังงานเพิ่มขึ้น 10 เท่า - ปริมาตรจะเพิ่มขึ้นหนึ่งเบล (1 b) Bel เป็นหน่วยของความดัง อย่างไรก็ตาม เพื่อความสะดวกและความแม่นยำในการวัด จึงตัดสินใจใช้เดซิเบล (1 dB=0.1 b)
แสดงพลังเสียงเริ่มต้นเป็น E0. หากเพิ่มขึ้น 10 ครั้งและเท่ากับ 10 E0, จากนั้นระดับเสียงจะเพิ่มขึ้น 10 dB ถ้า 100 ครั้ง - เพิ่มขึ้น 20 dB เป็นต้น ความผันผวนของพลังงานเสียงที่หูของมนุษย์สามารถรับรู้ได้มีขีดจำกัด ช่วงของพวกเขามีการเปลี่ยนแปลงใน10ล้านล้านครั้งเปลี่ยนระดับเสียง - 130 dB ระดับพลังงานเสียงขั้นต่ำ E0=10-12 W/m2. ไม่ใช่ทุกคนที่จะได้ยินเสียงที่แผ่วเบาเช่นนี้ แต่เฉพาะบุคคลที่มีการได้ยินที่พัฒนามากเท่านั้น มีค่าเท่ากับ E0 ที่เปรียบเทียบเสียงทั้งหมดเพื่อกำหนดลักษณะว่าเงียบหรือดัง
เพื่อความชัดเจน เราจะยกตัวอย่างเสียงที่พบบ่อยที่สุด เปรียบเทียบระดับเสียงและพลังงานของสตรีมเสียง เป็นที่เข้าใจกันว่าบุคคลรับรู้เสียงจากระยะไกลหลายเมตร
| ประเภทของเสียง | ระดับเสียง (db) | พลังเสียง (W/m2) |
| ใบไม้ร่วง | 10 | 10-11 |
| นาฬิกาบอกเวลา | 20 | 10-10 |
| สนทนาอย่างสงบ | 40 | 10-8 |
| ดัง | 70 | 10-5 |
| ถนนที่มีเสียงดัง | 90 | 10-3 |
| รถไฟใต้ดิน | 100 | 10-2 |
เสียงที่ไม่ได้ยินและระดับความเจ็บปวด
อะไรเป็นตัวกำหนดความดังของเสียง? นอกจากทุกอย่างที่พิจารณาแล้วตั้งแต่ธรณีประตูการได้ยิน เสียงดังได้ตามอำเภอใจ (สำหรับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ หรืออุปกรณ์พิเศษ) แต่ถ้าความถี่ต่ำกว่า 16-20 Hz (อินฟราซาวน์) และมากกว่า 16-20 kHz (อัลตราซาวนด์) เราจะไม่รับรู้เสียงนั้น
แม้ว่าเราจะไม่ได้ยินเสียงอินฟาเรดและอัลตราซาวนด์พวกเขาส่งผลกระทบต่อบุคคลในรูปแบบต่างๆ อินฟราซาวน์ที่มีความดัง 75 เดซิเบลเป็นอันตรายต่อสุขภาพ 120 เดซิเบลเป็นเกณฑ์ความเจ็บปวดของบุคคล และเสียง 180 เดซิเบลนำไปสู่ความตาย ผลกระทบนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าความถี่ต่ำของอินฟาเรดเพิ่มแรงกดดันมากเกินไป อัลตราซาวนด์ไม่อันตราย นิยมใช้ในวงการแพทย์ อุตสาหกรรมต่างๆ ก่อสร้าง