Cá voi xanh, loài động vật lớn nhất còn sống, tạo ra âm thanh to hơn nhiều so với tiếng động của tên lửa đang phóng. Một sự ồn ào như vậy một người không thể chịu đựng được. Thậm chí còn có một vũ khí tiếng ồn. Âm lượng của nó chỉ lớn hơn một chút so với giọng của cá voi.
Điều gì quyết định âm lượng của âm thanh? Tại sao âm thanh cường độ cao và âm thấp có thể gây tổn thương và thậm chí gây chết người, trong khi âm thanh cao thì không? Tại sao âm thanh thấp nghe được ở khoảng cách xa hơn âm thanh cao? Bài viết sẽ giải đáp những thắc mắc này.
Điều gì quyết định âm lượng của âm thanh
Giá trị này phụ thuộc vào tần số và bước sóng âm thanh, áp suất âm thanh và năng lượng của dòng âm thanh. Nhưng điều đầu tiên trước tiên.
Điều gì quyết định âm lượng của âm thanh? Vật lý học từ lâu đã biết rằng độ to được xác định bởi các đặc tính của sóng. Nguồn âm thanh rung càng nhanh thì càng caotần số của sóng và độ dài của sóng càng ngắn. Chúng tôi gọi âm thanh tần số cao là yên tĩnh, chúng tôi cảm nhận chúng là tinh tế. Chúng ta chỉ có thể nghe được ở khoảng cách ngắn do bước sóng nhỏ. Âm thanh tần số thấp được coi là thô, bị cho là lớn và có thể nghe thấy từ rất xa.
Áp suất âm thanh và lưu lượng âm thanh
Điều gì quyết định âm lượng của âm thanh? Ngoài các đặc điểm của sóng, từ áp suất âm. Áp suất này lớn hơn áp suất khí quyển, nó tạo ra một vật thể dao động. Nếu nguồn âm chuyển động với biên độ lớn, tần số thấp thì áp suất tăng lên rất nhiều.
Áp suất tạo ra năng lượng của dòng âm thanh. Giá trị này được đo bằng W / m2và cho biết động năng đi qua bề mặt trong 1 giây là bao nhiêu. Áp suất càng cao, dòng chảy càng mạnh.
Âm lượng và năng lượng
Đối với câu hỏi độ to của âm thanh phụ thuộc vào điều gì, vật lý học đưa ra câu trả lời: từ dòng năng lượng âm thanh. Giả sử năng lượng đã tăng lên 10 lần - thể tích sẽ tăng thêm một bel (1 b). Bel là đơn vị đo độ ồn, tuy nhiên, để thuận tiện và chính xác cho các phép đo, người ta quyết định sử dụng decibel (1 dB=0,1 b).
Biểu thị năng lượng âm thanh ban đầu là E0. Nếu nó tăng lên 10 lần và bằng 10 E0 ,thì âm lượng sẽ tăng thêm 10 dB, nếu 100 lần - thêm 20 dB, v.v. Sự dao động của năng lượng âm thanh mà tai người có thể cảm nhận được đều có giới hạn. Phạm vi của chúng thay đổi trong 10nghìn tỷ lần, thay đổi âm lượng - 130 dB. Mức năng lượng âm thanh tối thiểu E0=10-12 W / m2. Không phải ai cũng có thể nghe được âm thanh yếu như vậy mà chỉ có người có thính giác rất phát triển. Với giá trị E0, tất cả các âm thanh được so sánh để xác định đặc điểm của chúng là yên tĩnh hay ồn ào.
Để rõ ràng hơn, hãy đưa ra ví dụ về các âm thanh phổ biến nhất, so sánh âm lượng của chúng và năng lượng của luồng âm thanh. Người ta hiểu rằng âm thanh được một người cảm nhận từ khoảng cách vài mét.
| Loại âm thanh | Âm lượng (db) |
Năng lượng âm thanh (W / m2) |
| lá xào xạc | 10 | 10-11 |
| đồng hồ tích tắc | 20 | 10-10 |
| cuộc trò chuyện êm đềm | 40 | 10-8 |
| nói lớn | 70 | 10-5 |
| phố ồn ào | 90 | 10-3 |
| tàu điện ngầm | 100 | 10-2 |
Âm thanh không nghe được và ngưỡng đau
Điều gì quyết định âm lượng của âm thanh? Ngoài mọi thứ đã được xem xét, từ ngưỡng nghe. Âm thanh có thể lớn tùy ý (đối với các sinh vật sống khác hoặc các thiết bị đặc biệt), nhưng nếu tần số của nó nhỏ hơn 16-20 Hz (sóng hạ âm) và hơn 16-20 kHz (sóng siêu âm), thì chúng ta sẽ không cảm nhận được âm thanh đó.
Mặc dù chúng ta không nghe thấy sóng siêu âm và sóng siêu âm,chúng ảnh hưởng đến một người theo những cách khác nhau. Sóng hồng ngoại với độ lớn 75 dB có hại cho sức khỏe, 120 dB là ngưỡng chịu đựng của con người, âm thanh 180 dB dẫn đến tử vong. Hiệu ứng này được giải thích là do tần số thấp của sóng hạ âm làm tăng áp suất quá mức. Siêu âm không nguy hiểm, nó được sử dụng rộng rãi trong y tế, các ngành công nghiệp khác nhau, xây dựng.
