§ 47. Сила и громкость звука

На рис. 70 жирными кривыми ограничена область колебаний, воспринимаемых на слух средним человеком.

Рис. 70.

По оси ординат отложены две однозначно связанные величины: амплитуда звукового давления и сила (интенсивность) звука. Звуковое давление и сила звука

связаны в простейшем случае формулой

Действительно, интенсивность волны

где плотность энергии, т. е. Но (см. стр. 101) Делая подстановку, мы получим написанную выше формулу. Сила звука может быть измерена в

Для воздуха 41. Сильнейшие звуки, вызывающие болевое ощущение, создаются давлением порядка 2000 бар, очень слабые звуки, но все же воспринимаемые средним человеком, имеют давление бар (1 бар ). Мы получим для предельных интенсивностей звука цифры от до

Столь большой диапазон интенсивностей делает целесообразным введение логарифмической шкалы. Если сила одного звука а другого то говорят, что громче на К децибелов, если

Величину К называют уровнем громкости. Таким образом, если силы звука отличаются в миллион раз, то по громкости они различаются на 60 децибелов.

Оценивая силу звука в децибелах, надо указать нулевой уровень. Обычно берут величину, близкую к порогу слышимости тогда шепот обладает громкостью порядка а шум самолета —

Возвращаясь еще раз к диаграмме слуховых восприятий, отметим, что область речи заключена в более узкие рамки как по частотам (от 100 до 10 000 Гц), так и по силам (от 40 до 80 дБ). Звуки разной частоты обладают различной слышимостью. Лучше всего ухо воспринимает частоты в несколько тысяч герц. Ниже 20 Гц лежит область инфразвуков, выше 10 000—20 000 Гц — область ультразвука.

Приведем примерные значения звукового давления интенсивности I и громкости звука К.

(см. скан)