Ένταση ήχου

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Κλασική Μηχανική
\vec{F} = {\mathrm{d}(m \vec{v}) \over \mathrm{d}t}
Πρότυπο: προβ.  συζ.  επεξ.

Ως ένταση ήχου ορίζεται η ισχύς του ηχητικού κύματος ανά μονάδα επιφανείας ή αλλιώς η ενέργεια που μεταφέρει το ηχητικό κύμα ανά μονάδα επιφανείας και ανά μονάδα χρόνου.

Μαθηματική έκφραση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αν είναι γνωστή η μεταβολή της πίεσης του αερίου στο οποίο διαδίδεται ένα ηχητικό κύμα και η εγκάρσια ταχύτητα των μορίων του αερίου η μέση ένταση δίνεται από την παρακάτω σχέση:


I = \frac{1}{T} \int_{0}^{T}P(t) v(t)\,dt

(όπου P η ακουστική/ηχητική πίεση και υ η εγκάρσια ταχύτητα των μορίων του αέρα)

Στην περίπτωση σφαιρικής διάδοσης του ήχου, η ένταση του ήχου σε απόσταση r από την πηγή δίνεται από την παρακάτω σχέση


I_r =  \frac{W}{A} = \frac{W}{4 \pi r^2}

(όπου W η ισχύς της ηχητικής πηγής και r η απόσταση από την πηγή)

Μονάδες έντασης ήχου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η ένταση μετράται στο S.I. σε W/m2 (Βατ ανά τετραγωνικό μέτρο). Η ελάχιστη ένταση που γίνεται αντιληπτή στο ανθρώπινο αυτί αντιστοιχεί σε 10-12 W/m2 . Η ένταση αυτή αντιστοιχεί σε ηχητική πίεση 20 μPa (η οποία αναφέρεται στην βιβλιογραφία και ως κατώφλι ακουστότητας).

Η στάθμη της έντασης του ήχου μετράται σε Ντεσιμπέλ (decibel). Η μονάδα Ντεσιμπέλ εκφράζει την διαφορά στάθμης ενός ήχου έντασης Ι προς την ένταση του κατωφλίου ακουστότητας (10-12 W/m2). Ως στάθμη έντασης σε dB ορίζεται το δεκαπλάσιο του δεκαδικού λογάριθμού της έντασης του ήχου προς την ένταση του κατωφλίου ακουστότητας, και περιγράφεται μαθηματικά από την σχέση:


L_\mathrm{I}=10\, \log_{10}\left(\frac{I_1}{I_0}\right)\ \mathrm{dB} \,

Η στάθμη έντασης του ήχου είναι σχεδόν ίση με την στάθμη ηχητικής πίεσης[1]

Επιπτώσεις της έντασης του ήχου στην ανθρώπινη ακοή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το όριο πόνου του ανθρώπινου αυτιού λόγω έντασης ήχου είναι τα 120dB. Εκθεση σε ήχους πάνω από 120dB είναι επικίνδυνη και μπορεί να οδηγήσει σε προβλήματα ακοής ή και κώφωση. Επίσης παρατεταμένη και συνεχής έκθεση σε ήχους άνω των 90dB δημιουργεί προβλήματα στην ακοή[2][3]

Στάθμη έντασης χαρακτηριστικών ήχων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Χαρακτηριστικοί ήχοι στάθμη
Έντασης

(dB)

Ένταση
(W/m2)
Αεριωθούμενο 140 100
Πολυβόλο 130 10
Όριο πόνου ανθρώπινου αυτιού 120 1
Ροκ συναυλία 120 1
Κυκλοφοριακή κίνηση 80 10-4
Μέσος θόρυβος σπιτιού 50 10-7
Ψίθυρος 30 10-9
Θρόισμα φύλλων 10 10-11

Δείτε επίσης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Παραπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Πηγές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Physics - Raymond A. Serway, τόμος ΙΙΙ