측정. 단위. 데시벨 - 보편적인 척도

소리 강도의 단위

대체 설명

전화기 발명가 중 한 명

전화를 발명했다

먼저 전화할 사람

심각한 질병으로 인해 귀머거리가 된 소녀에 대한 사랑으로 귀머거리에게 건전한 말을 표현하는 방법을 보여줄 수 있는 장치를 만든 남자의 이름은 무엇이었습니까?

같은 이름의 양 사이의 차이를 측정하는 데 사용되는 로그 양 중 하나의 이름으로 불멸의 미국 과학자 이름은 무엇입니까?

1922년 그의 장례식 당일, 1,300만 개 이상의 전화가 그를 추모하며 조용해졌습니다.

미국 디자이너, 전화기 발명가

캐나다의 강

미국의 전화 발명가

전화기의 발명가

영화 '쏘우'에서 악역을 맡았다.

미국의 발명가

광전화의 발명가

전화기 발명가 중 한 명인 스코틀랜드 사람

전화로 먼저 통화한 사람

미국의 전화 발명가(1847-1922)

스코틀랜드의 해부학자, 생리학자, 외과의사(1774-1842)

인간의 고막에 영향을 미치는 음파는 머리카락의 진동을 유발합니다. 이들의 진폭은 이들 파동의 인지된 음량과 직접적인 관련이 있습니다. 진폭이 클수록 소리가 더 크게 느껴집니다. 물론 이는 단순화된 해석이다. 그러나 요점은 분명합니다!

각 사람은 동일한 소리 강도에 대해 자신만의 인식을 갖고 있습니다. 따라서 음량은 주관적인 값이라고 말하는 것이 타당할 것입니다. 또한 이 매개변수는 소리 진동의 주파수와 진폭, 파압에 따라 달라집니다. 소리의 크기는 진동 지속 시간, 공간에서의 위치, 음색 및 스펙트럼 구성과 같은 요인의 영향을 받습니다.

그 단위를 수면이라고 합니다. 아들 1명은 대략 숨 막히는 대화의 양이고, 비행기 엔진의 양은 아들 264명입니다. 정의에 따르면 1 아들은 주파수가 1000이고 레벨이 40dB인 톤의 볼륨과 같습니다. Sons에서 표현되는 소리의 강도는 다음과 같은 공식을 갖습니다.

J = k*I 1/3, 여기서는

k는 주파수 종속 계수이고, i는 진동의 강도입니다.

서로 다른 주파수에서 서로 다른(강도가 다른) 진동이 동일한 음량을 가질 수 있다는 사실로 인해 배경(폰)과 같은 단위도 강도를 평가하는 데 사용됩니다. 1F는 동일한 주파수를 갖는 두 소리의 볼륨 레벨 차이와 같습니다. 1000Hz의 동일한 볼륨은 압력 레벨(강도)이 1데시벨만큼 다릅니다.

실제로 소리의 크기를 나타내거나 비교하기 위해 흰색에서 파생된 단위인 데시벨을 가장 많이 사용합니다. 이는 소리 강도의 증가가 발생하지 않기 때문입니다. 선형 의존성파도의 강도에 따라 다르지만 로그 용어로 표시됩니다. 1벨은 진동 진폭 강도의 10배 변화와 같습니다. 예쁘다 대형 유닛. 따라서 계산에는 데시벨의 10분의 1이 사용됩니다.

낮에는 인간의 귀 10데시벨 이상의 음파를 들을 수 있습니다. 일반적으로 모든 주파수의 최대 범위는 사람이 접근할 수 있는, 20-20,000Hz와 같습니다. 나이에 따라 변하는 것으로 나타났습니다. 청소년기에는 중주파(약 3kHz)가 가장 잘 들립니다. 성숙한 나이- 2~3kHz의 주파수 및 노년기 - 1kHz의 소리. 최대 1-3kHz(첫 번째 킬로헤르츠) 진폭의 음파가 영역에 들어갑니다. 언어 적 의사 소통. 이는 DV 및 SV 대역의 라디오 방송과 전화에 사용됩니다.

주파수가 16-20Hz 미만이면 이러한 소음은 초저주파로 간주되고, 20KHz를 초과하면 초음파로 간주됩니다. 5-10Hz의 변동을 갖는 초저주파는 내부 장기의 진동과 공명을 일으키고 뇌 기능에 영향을 미치며 향상시킬 수 있습니다. 아픈 통증관절과 뼈에. 그런데 초음파를 발견했어요 폭넓은 적용의학에서. 또한 비행장의 곤충(미지, 모기), 동물(예: 개), 새를 쫓아내는 데에도 사용됩니다.

소리나 소음의 크기를 알아내기 위해 미터라는 특수 장치가 사용됩니다. 이는 소리 진동이 사람에게 위험을 초래하지 않는 최대 허용 값을 초과하는지 확인하는 데 도움이 됩니다. 사람이 그럴거면 장기 80-90dB를 초과하는 수준의 파도에 노출되면 완전 또는 부분적인 손실듣기 이는 또한 다음과 같은 원인이 될 수 있습니다. 병리학적 장애긴장하고 심혈관 시스템. 안전 볼륨은 35dB로 제한됩니다. 따라서 청력을 보존하려면 헤드폰을 사용하여 최대 볼륨으로 음악을 듣지 마십시오. 너무 시끄러운 장소에 있다면 귀마개를 사용할 수 있습니다.

로그 눈금 및 로그 단위는 넓은 범위에 걸쳐 변화하는 일부 수량을 측정해야 하는 경우에 자주 사용됩니다. 이러한 양의 예로는 음압, 지진 규모, 광속, 음악(음악 간격), 안테나 피더 장치, 전자 장치 및 음향에 사용되는 다양한 주파수 종속 양이 있습니다. 로그 단위를 사용하면 매우 크거나 매우 작은 수를 다음과 같이 표현할 수 있는 지수 표기법과 마찬가지로 매우 넓은 범위에 걸쳐 변화하는 양의 관계를 편리한 작은 숫자로 표현할 수 있습니다. 짧은 형식가수와 순서의 형태로. 예를 들어, 토성 로켓이 발사되는 동안 방출되는 음력은 100,000,000W 또는 200dB SWL이었습니다. 동시에 매우 조용한 대화의 음향 출력은 0.000000001W 또는 30dB SWL입니다(10⁻1² 와트의 음향 출력에 상대적인 데시벨로 측정됨, 아래 참조).

정말 편리한 유닛인가요? 그러나 결과적으로 모든 사람에게 편리한 것은 아닙니다! 물리학, 수학, 공학에 정통하지 않은 대부분의 사람들은 데시벨과 같은 로그 단위를 이해하지 못한다고 할 수 있습니다. 어떤 사람들은 로그 값이 현대 디지털 기술에 속하지 않고 공학 계산에 슬라이드 규칙이 사용되었던 시대에 속한다고 믿습니다!

약간의 역사

로그의 발명으로 곱셈을 덧셈으로 대체할 수 있게 되었기 때문에 계산이 단순화되었습니다. 이는 곱셈보다 훨씬 빠릅니다. 로그 이론의 발전에 크게 기여한 과학자들 중에는 계산을 크게 단순화한 자연 로그를 설명하는 에세이를 1619년에 출판한 스코틀랜드의 수학자, 물리학자, 천문학자 존 네이피어(John Napier)가 있습니다.

중요한 도구 실제 사용로그는 로그 테이블이었습니다. 최초의 표는 1617년 영국 수학자 헨리 브릭스(Henry Briggs)에 의해 작성되었습니다. 존 네이피어(John Napier)와 다른 사람들의 연구를 바탕으로 영국의 수학자이자 영국 교회의 성직자인 윌리엄 오트레드(William Oughtred)는 계산자를 발명했는데, 이 계산자는 엔지니어와 과학자(이 저자 포함)가 19세기에 휴대용 계산기로 대체될 때까지 350년 동안 사용되었습니다. 1970년대 중반.

정의

로그는 거듭제곱의 역연산입니다. 숫자 y는 밑수 b에 대한 숫자 x의 로그입니다.

평등이 유지된다면

즉, 주어진 숫자의 로그는 밑수라고 불리는 숫자를 증가시켜야 하는 지수입니다. 주어진 숫자. 더 간단하게 말할 수 있습니다. 로그는 "다른 숫자를 얻으려면 한 숫자를 몇 번 곱해야 하는지"라는 질문에 대한 답입니다. 예를 들어, 25가 되려면 숫자 5를 몇 번 곱해야 합니까? 답은 2, 즉

위의 정의에 따르면

로그 단위의 분류

로그 단위는 과학, 기술은 물론 사진, 음악과 같은 일상 활동에도 널리 사용됩니다. 절대 및 상대 로그 단위가 있습니다.

사용하여 절대 로그 단위특정 고정값과 비교되는 물리량을 표현합니다. 예를 들어, dBm(데시벨 밀리와트)은 전력을 1mW와 비교하는 절대 로그 전력 단위입니다. 0dBm = 1mW입니다. 절대 단위는 설명에 적합합니다. 단일 크기, 두 수량의 비율이 아닙니다. 물리량의 절대 로그 측정 단위는 항상 이러한 양의 다른 일반 측정 단위로 변환될 수 있습니다. 예를 들어 20dBm = 100mW 또는 40dBV = 100V입니다.

반대편에는 상대 로그 단위표현하는데 사용됨 물리량예를 들어 전자 제품에서는 데시벨(dB)이 사용되는 다른 물리량의 비율 또는 비율 형태로 표시됩니다. 로그 단위는 예를 들어 전송 계수를 설명하는 데 매우 적합합니다. 전자 시스템즉, 출력 신호와 입력 신호 사이의 관계입니다.

모든 상대 로그 단위는 무차원이라는 점에 유의해야 합니다. 데시벨, 네퍼 및 기타 이름은 단순히 무차원 단위와 함께 사용되는 특수 이름입니다. 또한 데시벨은 다양한 접미사와 함께 사용되는 경우가 많으며 일반적으로 dB-Hz와 같은 하이픈, dB SPL과 같은 공백, dBm과 같은 dB와 접미사 사이에 기호가 없는 약어로 dB에 연결됩니다. 또는 dB(m²) 단위와 같이 따옴표로 묶습니다. 이 기사의 뒷부분에서 이러한 모든 단위에 대해 이야기하겠습니다.

또한 로그 단위를 일반 단위로 변환하는 것이 종종 불가능하다는 점에 유의해야 합니다. 그러나 이는 관계에 대해 이야기하는 경우에만 발생합니다. 예를 들어, 20dB 증폭기의 전압 이득은 "폴드", 즉 무차원 값으로만 변환될 수 있습니다. 이는 10과 같습니다. 동시에 데시벨로 측정된 음압은 다음과 같이 변환될 수 있습니다. 파스칼, 음압은 절대 로그 단위, 즉 기준 값을 기준으로 측정되기 때문입니다. 데시벨 단위의 전송 계수는 이름이 있지만 무차원 수량이기도 합니다. 완전 엉망이야! 하지만 우리는 그것을 알아내려고 노력할 것입니다.

대수 진폭 및 전력 단위

힘. 전력은 진폭의 제곱에 비례하는 것으로 알려져 있습니다. 예를 들어 전력은 P = U²/R로 표시됩니다. 즉, 진폭이 10배 변하면 전력도 100배 변합니다. 데시벨 단위의 두 전력 값의 비율은 다음 식에 의해 결정됩니다.

10 log₁₀(P₁/P₂)dB

진폭. 전력은 진폭의 제곱에 비례하기 때문에 데시벨 단위의 두 진폭 값의 비율은 다음 식으로 설명됩니다.

20 log₁₀(P₁/P₂)dB.

상대 로그 수량 및 단위의 예

공통단위

dB(데시벨)- 두 비율을 표현하는 데 사용되는 대수 무차원 단위 임의의 값동일한 물리량. 예를 들어 전자 제품에서 데시벨은 증폭기의 신호 증폭이나 케이블의 신호 감쇠를 설명하는 데 사용됩니다. 데시벨은 수치적으로 두 물리량 비율의 십진 로그와 동일하며 전력 비율에 10을 곱하고 진폭 비율에 20을 곱합니다.
B(화이트)- 같은 이름의 두 물리량의 비율을 측정하는 거의 사용되지 않는 로그 무차원 단위로 10데시벨과 같습니다.
엔(네페르)- 동일한 물리량의 두 값의 비율을 측정하는 무차원 로그 측정 단위입니다. 데시벨과 달리 네퍼는 다음과 같이 정의됩니다. 자연로그두 양 x₁과 x²의 차이를 공식을 사용하여 표현합니다.
R = ln(x₁/x2) = ln(x₁) – ln(x2)

“사운드 변환기” 페이지에서 N, B, dB를 변환할 수 있습니다.

음악, 음향 및 전자공학

s = 1000 ∙ log₁₀(f₂/f₁)

안테나 기술. 로그 눈금은 안테나 기술의 다양한 물리량을 측정하기 위해 많은 상대적인 무차원 단위에 사용됩니다. 이러한 측정 단위에서 측정된 매개변수는 일반적으로 표준 안테나 유형의 해당 매개변수와 비교됩니다.

통신 및 데이터 전송

dBc 또는 dBc(데시벨 반송파, 전력 비율) - 반송파 주파수의 방사 수준과 관련된 무선 신호의 무차원 전력(방출 수준)으로, 데시벨로 표시됩니다. S dBc = 10 log₁₀(P 반송파 / P 변조)로 정의됩니다. dBc 값이 양수이면 변조된 신호의 전력은 변조되지 않은 반송파의 전력보다 큽니다. dBc 값이 음수이면 변조된 신호의 전력은 변조되지 않은 반송파의 전력보다 작습니다.

전자 음향 재생 및 녹음 장비

기타 단위 및 수량

접미사 및 기준 레벨이 포함된 절대 로그 단위 및 데시벨 값의 예

전력, 신호 레벨(절대)

전압(절대)

전기저항(절대)

dBohm, dBohm 또는 dBΩ(데시벨 옴, 진폭 비율) - 1옴에 대한 데시벨 단위의 절대 저항입니다. 이 측정 단위는 넓은 범위의 저항을 고려할 때 편리합니다. 예를 들어, 0dbΩ = 1Ω, 6dbΩ = 2Ω, 10dbΩ = 3.16Ω, 20dbΩ = 10Ω, 40dbΩ = 100Ω, 100dbΩ = 100,000Ω, 160dbΩ = 100,000,000Ω 등입니다.

음향(절대 사운드 레벨, 음압 또는 사운드 강도)

레이더. 로그 눈금의 절대 값은 일부 기준 값과 비교하여 레이더 반사율을 측정하는 데 사용됩니다.

dBZ 또는 dB(Z)(진폭 비율) - 최소 구름 Z = 1 mm⁶ m⁻³에 상대적인 레이더 반사율의 절대 계수(데시벨). 1dBZ = 10로그(z/1mm⁶m³). 이 단위는 단위 부피당 물방울 수를 표시하며 기상 레이더 관측소(기상 레이더)에서 사용됩니다. 다른 데이터, 특히 편광 및 도플러 편이 분석 결과와 결합하여 측정을 통해 얻은 정보를 사용하면 대기에서 무슨 일이 일어나고 있는지(비, 눈, 우박, 곤충 떼 등) 추정할 수 있습니다. 날아다니는 새들. 예를 들어, 30dBZ는 약한 비에 해당하고, 40dBZ는 보통 비에 해당합니다.
dB²(진폭 비율) - 1cm²/km²를 기준으로 한 데시벨 단위의 물체 레이더 반사율의 절대 계수입니다. 이 값은 새와 같이 날아다니는 생물학적 물체의 레이더 반사율을 측정해야 하는 경우 편리합니다. 박쥐. 기상 레이더는 종종 그러한 생물학적 물체를 모니터링하는 데 사용됩니다.
dB(m²), dBsm 또는 dB(m²)(데시벨 제곱미터, 진폭 비율) - 대상의 유효 산란 영역(EPR, 영국 레이더 단면적, RCS)을 측정하는 절대 단위입니다. 평방 미터. 곤충과 약한 반사 표적은 음의 단면을 갖는 반면, 대형 여객기는 양의 단면을 갖습니다.

통신 및 데이터 전송.절대 로그 단위는 전송 및 수신 신호의 주파수, 진폭, 전력과 관련된 다양한 매개변수를 측정하는 데 사용됩니다. 데시벨 단위의 모든 절대값은 측정값에 해당하는 일반 단위로 변환될 수 있습니다. 예를 들어 dBrn 단위의 잡음 전력 수준을 밀리와트로 직접 변환할 수 있습니다.

기타 절대 로그 단위.우리나라에는 그런 유닛이 많아요 다양한 산업과학과 기술, 여기서는 몇 가지 예를 들어보겠습니다.

리히터 지진 규모지진의 강도를 추정하는 데 사용되는 기존 로그 단위(소수 로그 사용)가 포함되어 있습니다. 이 규모에 따르면, 지진의 규모는 지진파의 진폭과 규모 0을 나타내는 임의로 선택된 매우 작은 진폭의 비율을 십진 로그로 정의합니다. 리히터 규모의 각 단계는 지진파의 진폭 증가에 해당합니다. 진동의 진폭은 10배입니다.
dBr(기준 레벨, 진폭 또는 전력 비율에 상대적인 데시벨, 명시적으로 설정됨) - 컨텍스트에 지정된 물리량의 대수 절대 측정 단위입니다.
dBSVL- 기준 레벨 5∙10⁻⁸ m/s에 상대적인 입자의 진동 속도(데시벨). 이름은 영어에서 유래되었습니다. 음속 레벨 - 음속 레벨. 매질 입자의 진동 속도는 음향 속도라고도 하며 평형 위치를 기준으로 진동할 때 매질 입자가 움직이는 속도를 결정합니다. 기준값 5∙10⁻⁸ m/s는 공기 중 소리에 대한 입자의 진동 속도에 해당합니다.

사람들은 음악과 같은 특정 소리를 정말 좋아합니다. 그것은 당신의 기분을 고양시키고 때로는 행복한 느낌을 유발하기도 합니다. 2010년 토론토(캐나다)의 산타클로스 퍼레이드.

일반 정보

사운드 레벨은 소리의 크기를 결정하며 소리의 레벨과 기타 특성을 연구하는 과학인 음향학에 사용됩니다. 사람들이 볼륨에 관해 이야기할 때 흔히 사운드 레벨을 의미합니다. 일부 소리는 매우 불쾌하며 여러 가지 심리적, 정신적 문제를 유발할 수 있습니다. 생리적 문제, 음악, 파도 소리, 새소리와 같은 다른 소리는 사람들을 차분하게 하고 매력을 주며 기분을 좋게 만듭니다.

데시벨 값과 진폭 및 전력 비율 표

데시벨	전력비		진폭 비율
100	10 000 000 000		100 000
90	1 000 000 000		31 620
80	100 000 000		10 000
70	10 000 000		3 162
60	1 000 000		1 000
50	100 000		316	0,2
40	10 000		100
30	1 000		31	0,62
20	100		10
10	10		3	0,162
3	1	0,995	1	0,413
1	1	0,259	1	0,122
0	1		1
–1	0	0,794	0	0,891
–3	0	0,501	0	0,708
–10	0	0,1	0	0,3162
–20	0	0,01	0	0,1
–30	0	0,001	0	0,03162
–40	0	0,0001	0	0,01
–50	0	0,00001	0	0,003162
–60	0	0,000001	0	0,001
–70	0	0,0000001	0	0,0003162
–80	0	0,00000001	0	0,0001
–90	0	0,000000001	0	0,00003162
–100	0	0,0000000001	0	0,00001

이 표는 로그 스케일을 사용하여 전력, 에너지 또는 진폭의 비율을 나타내는 매우 큰 숫자와 매우 작은 숫자를 설명하는 방법을 보여줍니다.

인간의 귀는 매우 민감하여 10m 거리에서 속삭이는 소리부터 제트 엔진의 소음까지 들을 수 있습니다. 폭죽의 음력은 인간의 귀가 들을 수 있는 가장 약한 소리(20마이크로파스칼)보다 100,000,000,000,000배 더 클 수 있습니다. 이것은 매우 큰 차이! 인간의 귀는 이렇게 넓은 범위의 음량을 감지할 수 있으므로 로그 눈금을 사용하여 소리 강도를 측정합니다. 데시벨 규모에서 청력 역치라고 하는 가장 약한 소리는 0데시벨 수준입니다. 가청 한계치보다 10배 더 큰 소리의 레벨은 20데시벨입니다. 소리가 가청 한계치보다 30배 더 크다면 그 레벨은 30데시벨이 됩니다. 다음은 다양한 소리의 볼륨에 대한 예입니다.

청력 임계값 - 0dB
속삭임 - 20dB
1m - 50dB 거리에서 조용한 대화
1m - 80dB 거리에서 작동하는 강력한 진공청소기
장기간 노출 시 청각 손상을 일으킬 수 있는 소리 - 85dB
최대 볼륨의 휴대용 미디어 플레이어 - 100dB
통증 역치 - 130dB
30m - 150dB 거리의 전투기 터보제트 엔진
1.5m - 170dB 거리의 플래시 및 사운드 M84 수류탄

음악

고고학자들에 따르면 음악은 적어도 50,000년 동안 우리 삶을 장식해 왔습니다. 그것은 우리를 어디에서나 둘러싸고 있습니다. 음악은 모든 문화에 존재하며 과학자들에 따르면 사회, 가족, 이익 집단에서 우리를 다른 사람들과 하나로 묶어줍니다. 엄마들은 아기들에게 자장가를 불러줍니다. 사람들은 콘서트에 갑니다. 민속춤과 현대무용 모두 음악에 맞춰 춤을 춥니다. 우리가 일상생활에서 질서와 명료함을 추구하기 때문에 음악은 규칙성과 리듬으로 우리를 매료시킵니다.

소음 공해

음악과 달리 어떤 소리는 우리를 매우 불편감. 인간의 활동으로 인해 사람에게 방해가 되거나 동물에게 해를 끼치는 소음을 소음공해라고 합니다. 불면증, 피로, 장애 등 인간과 동물에게 수많은 심리적, 생리적 문제를 일으킵니다. 혈압, 청력 상실 큰 소리및 기타 문제.

소음의 원인

소음은 다양한 요인에 의해 발생할 수 있습니다. 교통은 주요 소음 공해 중 하나입니다. 환경. 비행기, 기차, 자동차에서는 소음이 많이 납니다. 산업 지역의 다양한 공장에 있는 장비도 소음의 원인입니다. 풍력 터빈 근처에 사는 사람들은 종종 소음과 관련 질병에 대해 불평합니다. 수리 작업, 특히 착암기를 사용하는 작업에서는 소음이 많이 발생하는 경향이 있습니다. 일부 국가에서는 안전상의 이유로 개를 키우는 경우가 많습니다. 마당에 주로 사는 이 개들은 근처에 다른 개가 있으면 짖으며, 낯선 사람. 이미 주변에 소음이 많은 낮에는 눈에 띄지 않지만 밤에는 매우 명확하게 들립니다. 주거 지역의 소음은 종종 다음으로 인해 발생합니다. 시끄러운 음악집, 바, 레스토랑에서.

1. 소리, 소리의 종류.

2. 신체적 특성소리.

3. 청각 감각의 특성. 소리 측정.

4. 인터페이스를 통한 사운드 전달.

5. 건전한 연구 방법.

6. 소음 방지를 결정하는 요소. 소음 방지.

7. 기본 개념과 공식. 테이블.

8. 임무.

음향학.넓은 의미에서는 가장 낮은 주파수에서 가장 높은 주파수까지의 탄성파를 연구하는 물리학의 한 분야입니다. 좁은 의미에서는 소리에 대한 연구이다.

3.1. 소리, 소리의 종류

넓은 의미의 소리 - 기체, 액체 및 액체에서 전파되는 탄성 진동 및 파동 고체; 좁은 의미에서는 인간이나 동물의 청각 기관이 주관적으로 인지하는 현상.

일반적으로 인간의 귀는 16Hz에서 20kHz 사이의 주파수 범위의 소리를 듣습니다. 그러나 나이가 들수록 상한이 범위는 다음과 같이 감소합니다.

16~20Hz 이하의 주파수를 갖는 소리를 소리라고 합니다. 초저주파, 20kHz 이상 -초음파, 10 9 ~ 10 12Hz 범위의 최고 주파수 탄성파 - 초음속.

자연에서 발견되는 소리는 여러 유형으로 구분됩니다.

톤 -그것은 주기적인 과정인 소리이다. 톤의 주요 특징은 주파수입니다. 단순한 톤조화 법칙에 따라 진동하는 몸체(예: 소리굽쇠)에 의해 생성됩니다. 복잡한 톤생성됩니다 주기적인 변동, 고조파가 아닙니다(예: 사운드 악기, 인간의 음성 장치에 의해 생성된 소리).

소음복잡하고 반복되지 않는 시간 의존성을 가지며 무작위로 변화하는 복잡한 음색(나뭇잎이 바스락거리는 소리)의 조합인 소리입니다.

소닉붐- 단기적인 음향 충격(박수, 폭발, 타격, 천둥)입니다.

주기적인 과정인 복합음은 단순음의 합(성분음으로 분해됨)으로 표현될 수 있습니다. 이 분해를 스펙트럼.

음향 톤 스펙트럼상대 강도 또는 진폭을 나타내는 모든 주파수의 총합입니다.

스펙트럼의 가장 낮은 주파수(ν)는 기본 톤에 해당하고 나머지 주파수는 배음 또는 고조파라고 합니다. 배음은 기본 주파수(2ν, 3ν, 4ν, ...)의 배수인 주파수를 갖습니다.

일반적으로 스펙트럼의 가장 큰 진폭은 기본 톤에 해당합니다. 이것이 소리의 높이로 귀에 인식되는 것입니다(아래 참조). 배음은 소리의 "색상"을 만듭니다. 서로 다른 악기에서 생성된 동일한 음조의 소리는 배음의 진폭 간의 서로 다른 관계로 인해 귀에 다르게 인식됩니다. 그림 3.1은 피아노와 클라리넷에서 연주되는 동일한 음(ν = 100Hz)의 스펙트럼을 보여줍니다.

쌀. 3.1.피아노(a)와 클라리넷(b) 음표의 스펙트럼

소음의 음향 스펙트럼은 다음과 같습니다. 마디 없는.

3.2. 소리의 물리적 특성

1. 속도(V). 소리는 진공을 제외한 모든 매체에서 전달됩니다. 전파 속도는 매체의 탄성, 밀도 및 온도에 따라 다르지만 진동 빈도에는 의존하지 않습니다. 가스 내에서 소리의 속도는 몰 질량(M)과절대온도

(티): 수중에서 소리의 속도는 1500m/s입니다.종가 소리의 속도를 가지고 있고연조직

2. 몸.음압.

소리의 전파는 매질의 압력 변화를 동반합니다(그림 3.2).쌀. 3.2.

소리가 전파되는 동안 매질의 압력 변화. 변동을 일으키는 것은 압력의 변화입니다.귀청 , 그러한 시작을 결정하는복잡한 과정

청각 감각의 출현으로. (Δ Ρ) - 음압 이는 통과 중에 발생하는 매체의 압력 변화의 진폭입니다..

3. 음파소리의 강도

음파(나). 음파의 전파에는 에너지 전달이 수반됩니다.음파에 의해 전달되는 에너지의 자속 밀도

(공식 2.5 참조) 균일한 매질에서 방출되는 소리의 강도는 다음과 같습니다., 음원으로부터의 거리에 따라 감소합니다. 도파관을 사용하면 강도를 높일 수 있습니다. 살아있는 자연에서 이러한 도파관의 전형적인 예는 귓바퀴입니다.

강도(I)와 음압(ΔΡ) 사이의 관계는 다음 공식으로 표현됩니다.

여기서 ρ는 매체의 밀도입니다. V- 소리의 속도.

사람이 청각 감각을 경험하는 음압 및 음강도의 최소값을 호출합니다. 청력의 한계점.

1kHz의 주파수에서 일반 사람의 귀에 대한 청력 역치는 다음과 같은 음압(ΔΡ 0) 및 소리 강도(I 0) 값에 해당합니다.

ΔΡ 0 = 3x10 -5 Pa(≒ 2x10 -7 mm Hg); I 0 = 10-12W/m2.

사람이 심한 통증을 느끼는 음압과 음의 세기의 값을 말합니다. 한계점 통증.

1kHz의 주파수에서 일반 사람의 귀에 대해 통증 역치는 다음 음압(ΔΡm) 및 음강도(Im) 값에 해당합니다.

4. 강도 수준(엘). 가청도 및 통증의 임계값에 해당하는 강도 비율이 너무 높아(I m / I 0 = 10 13) 실제로는 로그 척도를 사용하여 특별한 무차원 특성을 도입합니다. 강도 수준.

강도 수준은 청력 역치에 대한 소리 강도 비율의 십진수 로그입니다.

강도 수준의 단위는 하얀색(비).

일반적으로 더 작은 강도 수준 단위가 사용됩니다. 데시벨(dB): 1dB = 0.1B. 데시벨 단위의 강도 수준은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.

의존성의 대수적 성격 강도 수준자신에게서 강함증가한다는 뜻이다. 강함 10회 강도 수준 10dB씩 증가합니다.

자주 발생하는 소리의 특성은 표에 나와 있습니다. 3.1.

사람이 다가오는 소리를 듣는다면 한 방향에서여러 곳에서 일관되지 않은소스에 따라 강도가 합산됩니다.

높은 수준의 소리 강도는 보청기에 돌이킬 수 없는 변화를 가져옵니다. 따라서 160dB의 소리는 고막의 파열과 변위를 일으킬 수 있습니다. 청각뼈중이에 발생하여 돌이킬 수 없는 청각 장애를 초래합니다. 140dB에서 사람은 느낀다 극심한 고통, 90-120dB의 소음에 장기간 노출되면 청각 신경이 손상됩니다.

3.3. 청각 감각의 특징. 소리 측정

소리는 청각 감각의 대상입니다. 사람이 주관적으로 평가합니다. 청각 감각의 모든 주관적인 특성은 다음과 관련이 있습니다. 객관적인 특성음파.

피치, 음색

소리를 인식하면 사람은 음조와 음색으로 소리를 구별합니다.

키톤은 주로 기본 톤의 주파수에 의해 결정됩니다(주파수가 높을수록 소리가 더 높게 인식됩니다). 정도는 덜하지만 높이는 소리 강도에 따라 달라집니다(강도가 높은 소리는 낮은 것으로 인식됩니다).

음색- 이는 고조파 스펙트럼에 의해 결정되는 소리 감각의 특성입니다. 소리의 음색은 배음의 수와 상대적 강도에 따라 달라집니다.

웨버-페히너 법칙. 사운드 볼륨

소리 강도 수준을 평가하기 위해 로그 척도를 사용하는 것은 정신물리학적 측면과 잘 일치합니다. 웨버-페히너 법칙:

자극을 증가시키면 기하학적 진행(즉, 같은 횟수), 이 자극의 감각은 산술 수열(즉, 같은 양만큼)으로 증가합니다.

이러한 성질을 갖는 것이 로그함수이다.

사운드 볼륨청각 감각의 강도(강도)라고 합니다.

인간의 귀에는 다른 감도다양한 주파수의 소리를 듣습니다. 이 상황을 고려하기 위해 다음 중 일부를 선택할 수 있습니다. 기준 주파수,다른 주파수에 대한 인식을 그것과 비교합니다. 합의에 따라 기준 주파수 1kHz와 동일하게 사용됩니다(이러한 이유로 청력 임계값 I 0은 이 주파수에 대해 설정됩니다).

을 위한 순음 1kHz의 주파수에서 볼륨(E)은 데시벨 단위의 강도 레벨과 동일하게 사용됩니다.

다른 주파수의 경우, 음량은 청각 감각의 강도와 소리의 크기를 비교하여 결정됩니다. 기준 주파수.

사운드 볼륨이는 "보통" 사람이 주어진 소리와 동일한 크기를 경험하게 만드는 1kHz 주파수의 소리 강도(dB) 수준과 같습니다.

소리의 크기 단위를 음량이라고 합니다. 배경.

다음은 60dB 강도 수준에서 볼륨과 주파수의 예입니다.

동일한 음량 곡선

주파수, 음량, 강도 레벨 사이의 상세한 관계는 다음을 사용하여 그래픽으로 표시됩니다. 등량 곡선(그림 3.3). 이 곡선은 의존성을 보여줍니다. 강도 레벨 L주어진 음량에서 소리의 주파수 ν로부터 dB.

아래쪽 곡선은 해당합니다. 청력 역치.이를 통해 주어진 톤 주파수에서 강도 레벨(E = 0)의 임계값을 찾을 수 있습니다.

등음량 곡선을 사용하면 찾을 수 있습니다. 사운드 볼륨,빈도와 강도 수준이 알려진 경우.

소리 측정

동일한 음량 곡선은 소리의 인식을 반영합니다. 보통 사람.청력 평가를 위해 특정한사람의 경우 순음역치청력검사법을 사용합니다.

청력검사 -청력 측정 방법. 특수 장치(청력계)를 사용하여 청각 감각의 역치를 결정합니다. 인식의 한계점,다른 주파수의 L P. 이를 위해 사운드 생성기를 사용하여 특정 주파수의 사운드를 생성하고 레벨을 높이며,

쌀. 3.3.동일한 음량 곡선

강도 레벨 L, 피험자가 청각 감각을 경험하기 시작하는 강도 Lp의 임계값 레벨을 고정합니다. 소리 주파수를 변경하면 실험적 의존성 Lp(v)가 얻어지며 이를 청력도라고 합니다(그림 3.4).

쌀. 3.4.청력도

수음 장치의 기능 장애로 인해 다음이 발생할 수 있습니다. 청력 상실- 다양한 음색과 속삭이는 말에 대한 민감도가 지속적으로 감소합니다.

음성 주파수의 인식 임계값 평균값을 기준으로 한 청력 손실 정도의 국제 분류가 표에 나와 있습니다. 3.2.

볼륨을 측정하려면 복잡한 톤또는 소음사용 특수 장치 - 소음 측정기.마이크를 통해 수신된 소리는 전기 신호로 변환되어 필터 시스템을 통과합니다. 필터 매개변수는 소음 측정기의 감도가 다음과 같이 선택됩니다. 다른 주파수인간의 귀의 감도에 가깝습니다.

3.4. 인터페이스를 통한 사운드 전달

음파가 두 매체 사이의 경계면에 닿으면 소리가 부분적으로 반사되고 부분적으로 두 번째 매체에 침투합니다. 경계를 통해 반사되고 전달되는 파동의 강도는 해당 계수에 의해 결정됩니다.

인터페이스에서 음파가 정상적으로 발생하는 경우 다음 공식이 유효합니다.

공식(3.9)에서 매질의 파동 임피던스가 다를수록 경계면에서 반사되는 에너지의 비율이 더 커진다는 것이 분명합니다. 특히, 값이 엑스 0에 가까우면 반사 계수는 1에 가깝습니다. 예를 들어, 공기-물 인터페이스의 경우 엑스= 3x10 -4, r = 99.88%입니다. 즉, 반사가 거의 완료되었습니다.

표 3.3은 20°C에서 일부 매체의 속도와 파동 임피던스를 보여줍니다.

반사 및 굴절 계수의 값은 사운드가 이러한 매체를 통과하는 순서에 의존하지 않습니다. 예를 들어, 소리가 공기에서 물로 전환되는 경우 계수는 반대 방향으로의 전환과 동일합니다.

3.5. 건전한 연구 방법

소리는 인간 기관의 상태에 대한 정보의 원천이 될 수 있습니다.

1. 청진- 신체 내부에서 발생하는 소리를 직접 들어봅니다. 이러한 소리의 특성상 특정 신체 부위에서 어떤 과정이 일어나고 있는지 정확하게 파악하고 경우에 따라 진단을 내릴 수 있습니다. 듣기에 사용되는 도구: 청진기, 음성내시경.

음소내시경은 신체에 부착되는 투과막이 있는 중공 캡슐로 구성되며, 여기에서 고무 튜브가 의사의 귀로 연결됩니다. 중공 캡슐에서 공기 기둥의 공명이 발생하여 소리가 증가하고 결과적으로 청취가 향상됩니다. 호흡음, 쌕쌕거림, 심장음, 심장 잡음이 들립니다.

클리닉에서는 마이크와 스피커를 사용하여 청취하는 설비를 사용합니다. 넓은

소리는 테이프 레코더를 사용하여 자기 테이프에 녹음되어 재생이 가능합니다.

2. 심음파검사- 심장 소리와 심잡음의 그래픽 등록 및 진단 해석. 녹음은 마이크, 증폭기, 주파수 필터 및 녹음 장치로 구성된 심장음계를 사용하여 수행됩니다.

3. 타악기 -신체 표면을 두드리고 발생하는 소리를 분석하여 내부 장기를 검사합니다. 태핑은 특수 망치를 사용하거나 손가락을 사용하여 수행됩니다.

닫힌 공동에서 소리 진동이 발생하면 특정 소리 주파수에서 공동 내 공기가 공명하기 시작하여 공동의 크기와 위치에 해당하는 톤을 향상시킵니다. 개략적으로 인체는 가스로 채워진(폐), 액체( 내부 장기), 단단한 (뼈). 신체 표면에 닿으면 진동이 발생합니다. 다른 주파수. 그들 중 일부는 나갈 것입니다. 다른 것들은 공극의 고유 주파수와 일치하므로 공명으로 인해 증폭되고 들리게 됩니다. 오르간의 상태와 지형은 타악기 소리의 음색에 따라 결정됩니다.

3.6. 소음 방지를 결정하는 요소.

소음 방지

소음을 예방하려면 소음원의 근접성, 소음의 강도, 노출 기간, 소음이 발생하는 제한된 공간 등 인체에 미치는 영향을 결정하는 주요 요소를 알아야 합니다.

소음에 장기간 노출되면 복합적인 증상이 발생합니다. 증상 복합체신체(청각 기관뿐만 아니라)의 기능적 및 유기적 변화.

장기간의 소음이 중추 신경계에 미치는 영향은 모든 신경 반응의 둔화, 적극적인 주의 시간의 감소 및 성능 저하로 나타납니다.

후에 오래 지속되는소음, 호흡 리듬, 심장 수축 리듬 변화, 음색 증가 혈관계, 이는 수축기 및 확장기의 증가로 이어집니다.

혈압 수준. 위장관의 운동 및 분비 활동이 변화하고 개별 내분비샘의 과다분비가 관찰됩니다. 발한이 증가합니다. 억압이 있다 정신 기능, 특히 메모리.

소음은 청각 기관의 기능에 특정한 영향을 미칩니다. 모든 감각 기관과 마찬가지로 귀도 소음에 적응할 수 있습니다. 동시에 소음의 영향으로 청력 역치가 10-15dB 증가합니다. 소음 노출 중단 후 정상값청력 임계값은 3-5분 후에만 복원됩니다. ~에 높은 레벨소음 강도(80-90dB)로 인해 피로감 효과가 급격히 증가합니다. 장기간 소음 노출과 관련된 청력 손상 형태 중 하나는 청력 상실입니다(표 3.2).

육체적, 정신적 모두에 강한 영향을 미침 심리적 상태록 음악은 사람에게 영향을 미칩니다. 현대 록 음악은 10Hz에서 80kHz 범위의 소음을 생성합니다. 타악기에 의해 설정된 주요 리듬의 주파수가 1.5Hz이고 15-30Hz의 주파수에서 강력한 음악 반주가 있으면 사람이 매우 흥분된다는 것이 실험적으로 입증되었습니다. 2Hz의 주파수와 동일한 반주의 리듬으로 사람은 약물 중독에 가까운 상태에 빠집니다. 록 콘서트에서는 소리 강도가 120dB를 초과할 수 있지만 인간의 귀는 평균 강도 55dB에 가장 적합하게 조정되어 있습니다. 이 경우 소리 뇌진탕, 소리 "화상", 청력 및 기억 상실이 발생할 수 있습니다.

소음은 또한 시력 기관에 해로운 영향을 미칩니다. 따라서 어두운 방에 있는 사람이 산업 소음에 장기간 노출되면 시신경의 기능, 즉 시력이 좌우되는 망막 활동이 눈에 띄게 감소합니다.

소음 방지는 매우 복잡합니다. 이는 상대적으로 긴 파장으로 인해 소리가 장애물 주위로 휘어지고(회절) 소리 그림자가 형성되지 않기 때문입니다(그림 3.5).

또한 건축 및 기술에 사용되는 많은 재료는 흡음 계수가 충분히 높지 않습니다.

쌀. 3.5.음파의 회절

이러한 기능에는 특별한 수단소음원 자체에서 발생하는 소음 억제, 머플러 사용, 탄성 서스펜션 사용, 방음재 사용, 균열 제거 등을 포함하는 소음 제어.

생활 공간으로 침투하는 소음을 방지하기 위해, 큰 중요성바람 장미를 고려하고 초목을 포함한 보호 구역을 생성하는 등 건물 위치를 적절하게 계획해야 합니다. 식물은 좋은 소음 완충 장치입니다. 나무와 관목은 강도 수준을 5-20dB까지 줄일 수 있습니다. 보도와 포장도로 사이에 녹색 줄무늬가 효과적입니다. 린든나무와 가문비나무는 소음을 가장 잘 줄여줍니다. 높은 소나무 울타리 뒤에 위치한 주택은 거리 소음에서 거의 완전히 자유로울 수 있습니다.

소음과의 싸움에는 절대적인 침묵이 필요하지 않습니다. 왜냐하면 청각 감각이 장기간 부재하면 정신 장애를 경험할 수 있기 때문입니다. 절대적인 침묵과 장기간의 소음 증가는 인간에게 똑같이 부자연 스럽습니다.

3.7. 기본 개념과 공식. 테이블

표 계속

테이블 끝

표 3.1.마주치는 소리의 특징

표 3.2.청력 손실의 국제 분류

표 3.3. t = 25°C에서 일부 물질 및 인체 조직에 대한 음속 및 특정 음향 저항

3.8. 작업

1. 거리에서 강도 레벨 L 1 = 50dB의 소리가 실내에서는 강도 레벨 L 2 = 30dB의 소리로 들립니다. 거리와 실내의 소리 강도 비율을 찾아보세요.

2. 주파수가 5000Hz인 소리의 볼륨 레벨은 E = 50von과 같습니다. 동일한 크기의 곡선을 사용하여 이 소리의 강도를 찾습니다.

해결책

그림 3.2에서 우리는 5000Hz의 주파수에서 볼륨 E = 50 배경이 강도 레벨 L = 47dB = 4.7B에 해당한다는 것을 알 수 있습니다. 공식 3.4에서 우리는 다음을 찾습니다: I = 10 4.7 I 0 = 510 -8 W/ m 2.

답변: I = 5·10 -8 W/m2.

3. 팬은 강도 수준 L = 60dB의 소리를 생성합니다. 인접한 두 팬이 작동할 때 소음 강도 수준을 찾습니다.

해결책

L 2 = log(2x10 L) = log2 + L = 0.3 + 6B = 63 dB(3.6 참조). 답변: L2 = 63dB.

4. 30m 거리에 있는 제트기의 소음 수준은 140dB입니다. 300m 거리에서의 볼륨 레벨은 얼마입니까? 지상에서의 반사를 무시하십시오.

해결책

강도는 거리의 제곱에 비례하여 감소합니다. 즉, 10 2배 감소합니다. L 1 - L 2 = 10xlg(I 1 /I 2) = 10x2 = 20dB. 답변: L2 = 120dB.

5. 두 음원의 강도 비율은 다음과 같습니다. I 2 /I 1 = 2. 이 소리의 강도 수준의 차이는 무엇입니까?

해결책

ΔL = 10xlg(I 2 /I 0) - 10xlg(I 1 /I 0) = 10xlg(I 2 /I 1) = 10xlg2 = 3dB. 답변: 3dB.

6. 주파수 3kHz의 소리와 강도가 같은 음량을 갖는 주파수 100Hz의 소리의 강도 수준은 얼마입니까?

해결책

등음량 곡선(그림 3.3)을 사용하면 3kHz 주파수에서 25dB가 30von의 음량에 해당한다는 것을 알 수 있습니다. 100Hz의 주파수에서 이 볼륨은 65dB의 강도 레벨에 해당합니다.

답변: 65dB.

7. 음파의 진폭은 3배 증가했습니다. a) 강도가 몇 배나 증가했습니까? b) 볼륨이 몇 데시벨 증가했습니까?

해결책

강도는 진폭의 제곱에 비례합니다(3.6 참조).

8. 작업장에 위치한 실험실의 소음 강도 수준은 80dB에 도달했습니다. 소음을 줄이기 위해 실험실 벽을 흡음재로 덮어 소리 강도를 1500배로 줄이기로 결정했습니다. 이후 실험실에서는 어느 수준의 소음 강도가 발생합니까?

해결책

데시벨 단위의 소리 강도 수준: L = 10 엑스로그(I/I 0). 소리 강도가 변경되면 소리 강도 수준의 변화는 다음과 같습니다.

9. 두 매체의 임피던스는 2배만큼 다릅니다: R 2 = 2R 1 . 에너지의 어떤 부분이 경계면에서 반사되고 에너지의 어떤 부분이 두 번째 매질로 전달됩니까?

해결책

공식(3.8 및 3.9)을 사용하여 다음을 찾습니다.

답: 1/9에너지의 일부가 반사되고 8/9가 두 번째 매체로 전달됩니다.