Порог слышимости

 

Величина звукового давления, которая едва заметна на слух при отсутствии всяких других мешающих шумов и звуков, называется пороговой величиной звукового давления, или, сокращенно, порог слышимости. Динамический диапазон слуха человека составляет около 130 дБ от порога слышимости до так называемого болевого порога.

 

Порог слышимости — болевой порог

 

Порог слышимости

 

Частота — 16 Гц
Звуковое давление р₀ = 2 • 10^-5 Н/м² = 20 μПа
Звуковая интенсивность I₀= 10^-12 Вт/м²
Уровень звукового давления L₀ = 0 дБ

Звуковое давление имеет такую силу, что 30-летний человек в нормальным слухом может еще его воспринять. Так как l_gL = 0, то в качестве относительной величины установим 0 дБ, который приняли за порог слышимости.

 

Болевой порог

 

Частота — 16000Гц

Звуковое давление р₀ = 20 Н/м²

Звуковая интенсивность I₀= 1 Вт/м²

Уровень звукового давления L₀ = 120 дБ

Звуковое явление достигает такого высокого уровня звука, что мы воспринимаем его давление или его интенсивность как болевое ощущение.

 

 

Пример:

Дано: порог слышимости I₀= 10^-12 Вт/м²
Болевой порог                       I=1 Вт/м²

 

L = 10⋅ lg I/I₀ = 10⋅ lg1/10^-12 = 10⋅ lg10¹² =120 дБ 

 

Болевой порог имеет место при уровне звукового давления 120 дБ.
На следующем рисунке частоты по оси абсцисс нанесены в логарифмическом масштабе, т.е. удвоение частоты имеет место через равные промежутки на этой оси. Как видно из рисунка, порог слышимости, так же, как и болевой порог наступают при различных уровнях звукового давления в зависимости от частоты звука. Например, звук частотой 31,5 Гц начинает быть слышимым при 53 дБ, тогда, как при частоте 2000 Гц — уже при 0 дБ. С другой стороны, звук будет восприниматься как болевое ощущение при его частоте 31,5 Гц, если уровень звукового давления достигает 135 дБ, тогда, как при частоте 2000 Гц это случится уже при 112 дБ.

 

Рис. Уровень звука — уровень громкости. (В России это семейство кривых называется «Кривые равной громкости»)

 

 

Отсюда можно заключить, что низкие частоты воспринимаются лучше, чем высокие.

 

Уровень громкости L_A

 

Уровни громкости даются в Фонах. Это величина, выражающая субъективное ощущение звукового явления, тогда, как Децибел является физической величиной. Физическая величина уровня звука имеет единицу Децибел (дБ). При частоте 1000 Гц Децибелы соответствуют Фонам. Чтобы избежать понятия «Фон» уровни громкости оценивают как уровни звукового давления по шкале А шумомера (прибора, измеряющего уровни звукового давления), и единица называется дБ (А). Таким образом физическая величина уровня звука измеряется в Децибелах (дБ).

 

Звук будет воспринят как в два раза более громкий, если уровень гром-кости (уровень звука) увеличить на 10 дБ (А).

 

Соотношение Фон — Децибел

 

Между фоном дБ (А) и Децибелом дБ существует следующая зависимость: f< 1000 Гц
Ухо становится все менее чувствительным. Оно воспринимает дБ больше, чем фоны.

Пример 1:
f= 100 Гц

60 дБ ~ 52 фон

Тогда как уровень громкости составляет 52 фона, что оценивает наше ощущение шума, шумомер показывает уровень звука в 60 дБ.
f= 1000 Гц

 

Ухо воспринимает дБ = фон

Пример 2:
f= 1000 Гц

60 дБ ~ 60 фон

f > 1000 Гц

 

Ухо становится все более чувствительным. Оно воспринимает дБ < фон.

Пример 3:

f= 5000 Гц

60 дБ ~ 65 фон

Если измерить уровень громкости в 65 фон шумомером, то он будет показывать только 60 дБ, что означает, что наше ухо такие высокие частоты воспринимает как более мешающие, чем более низкие частоты.

 

Звукоизоляция

 

Размерность Децибел (дБ) применяется не только для измерения интенсивности источников звука, но и для измерения звукоизоляции конструкций. Если интенсивность звука на стороне приемника и на стороне источника относятся друг к другу как 1000:1, то звукоизоляция стены составит 30 дБ.
I₂:I₁= 1 :10^-3  или по другому  I₂:I₁=1: 1/10³ = 1:1/1000

 

Звукоизоляция, например, в 50 дБ означает, что в соседнее помещение попадает 1/100000 (=10^-5)
40 дБ — 1/10000 (=10^-4) часть от той энергии, которая падает на стену.

Пример:

 

 

 

Шкала громкости

 

 

Начиная с 1-й ступени: психологическая реакция
Начиная со 2-й ступени: физическая реакция

Могут иметь место: нервные расстройства, нарушение сна, повреждение слуха, нарушение кровообращения, нарушение сердечной деятельности, нарушение мозгового кровообращения, повреждение нервов позвоночного столба, желудочные расстройства.

 

В следующей статье я расскажу о строительной акустике.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ: