Nyangumi bluu, mnyama aliye hai mkubwa zaidi, hutoa sauti kubwa zaidi kuliko kelele ya kurusha roketi. Sauti kama hiyo ambayo mtu hawezi kuivumilia. Kuna hata silaha ya kelele. Sauti yake ni kubwa kidogo tu kuliko sauti ya nyangumi.
Ni nini huamua kiwango cha sauti? Kwa nini sauti kali na za chini zinaweza kuumiza na hata kuua, wakati sauti za juu haziwezi? Kwa nini sauti za chini zinasikika kwa umbali mkubwa kuliko zile za juu? Makala yatajibu maswali haya.
Nini huamua kiwango cha sauti
Thamani hii inategemea marudio ya sauti na urefu wa wimbi, juu ya shinikizo la akustika na nishati ya mtiririko wa sauti. Lakini mambo ya kwanza kwanza.
Ni nini huamua kiwango cha sauti? Fizikia imejulikana kwa muda mrefu kuwa sauti kubwa imedhamiriwa na sifa za wimbi. Kadiri chanzo cha sauti kitetemeke, ndivyo juu zaidimzunguko wa wimbi na mfupi urefu wake. Tunaita sauti za masafa ya juu tulivu, tunaziona kama hila. Tunaweza kusikia tu kwa umbali mfupi kutokana na urefu mdogo wa mawimbi. Sauti za masafa ya chini huchukuliwa kuwa mbaya, zinazotambulika kama sauti kubwa, na zinaweza kusikika kutoka mbali.
Shinikizo la akustika na mtiririko wa sauti
Ni nini huamua kiwango cha sauti? Mbali na sifa za wimbi, kutoka kwa shinikizo la acoustic. Shinikizo hili ni kubwa kuliko shinikizo la anga, hutoa mwili wa vibrating. Ikiwa chanzo cha sauti kinasogezwa na amplitude kubwa, masafa ya chini, shinikizo huongezeka sana.
Shinikizo hutengeneza nishati ya mtiririko wa sauti. Thamani hii hupimwa kwa W / m2 na huonyesha ni kiasi gani cha nishati ya kinetiki hupita kwenye uso kwa sekunde 1. Kadiri shinikizo linavyoongezeka ndivyo mtiririko unavyokuwa mkali zaidi.
Kiasi cha sauti na nishati
Kwa swali la kile ambacho sauti kubwa inategemea, fizikia inatoa jibu: kutoka kwa mtiririko wa nishati ya sauti. Tuseme nishati imeongezeka mara 10 - kiasi kitaongezeka kwa bel moja (1 b). Bel ni kitengo cha sauti kubwa, hata hivyo, kwa urahisi na usahihi wa vipimo, iliamuliwa kutumia decibels (1 dB=0.1 b).
Ashiria nishati ya sauti ya awali kama E0. Ikiongezeka mara 10 na sawa na 10 E0, basi sauti itaongezeka kwa dB 10, ikiwa mara 100 - kwa 20 dB, nk. Kushuka kwa kasi kwa nishati ya sauti ambayo sikio la mwanadamu linaweza kuona kuna mipaka. Upeo wao ni mabadiliko katika 10trilioni mara, mabadiliko ya kiasi - 130 dB. Kiwango cha chini cha nishati ya sauti E0=10-12 W/m2. Sio kila mtu anayeweza kusikia sauti dhaifu kama hiyo, lakini ni mtu tu aliye na usikivu uliokuzwa sana. Ni kwa thamani ya E0 ambapo sauti zote hulinganishwa ili kuzibainisha kama tulivu au kubwa.
Kwa uwazi, hebu tutoe mifano ya sauti zinazojulikana zaidi, tulinganishe sauti zao na nishati ya mtiririko wa sauti. Inaeleweka kuwa sauti husikika na mtu kutoka umbali wa mita kadhaa.
| Aina ya sauti | Kiasi cha sauti (db) |
Nishati ya sauti (W/m2) |
| kuchakachua kwa majani | 10 | 10-11 |
| saa inayoyoma | 20 | 10-10 |
| mazungumzo tulivu | 40 | 10-8 |
| mazungumzo makubwa | 70 | 10-5 |
| mtaa wenye kelele | 90 | 10-3 |
| treni ya chini ya ardhi | 100 | 10-2 |
Sauti zisizosikika na kizingiti cha maumivu
Ni nini huamua kiwango cha sauti? Mbali na kila kitu ambacho tayari kimezingatiwa, kutoka kwa kizingiti cha kusikia. Sauti inaweza kuwa kubwa kiholela (kwa viumbe vingine vilivyo hai au vifaa maalum), lakini ikiwa masafa yake ni chini ya 16-20 Hz (infrasound) na zaidi ya 16-20 kHz (ultrasound), basi hatutaiona.
Ingawa hatusikii infrasound na ultrasound,huathiri mtu kwa njia tofauti. Infrasound yenye sauti kubwa ya 75 dB ni hatari kwa afya, 120 dB ni kizingiti cha maumivu ya mtu, na sauti ya 180 dB inaongoza kwa kifo. Athari hii inaelezewa na ukweli kwamba masafa ya chini ya infrasound huongeza shinikizo sana. Ultrasound si hatari, inatumika sana katika dawa, viwanda mbalimbali, ujenzi.
