Ένταση ήχου

Κλασική Μηχανική
$\vec{F} = {\mathrm{d}(m \vec{v}) \over \mathrm{d}t}$.
Θεμελιώδη Μεγέθη Μάζα Μήκος Χρόνος
Μεταφορική Κίνηση Ταχύτητα Επιτάχυνση Δύναμη Ενέργεια Κινητική ενέργεια Δυναμική ενέργεια Έργο Ισχύς Ορμή Ώθηση Κρούση
Περιστροφική κίνηση Γωνιακή ταχύτητα Γωνιακή επιτάχυνση Ροπή Στροφορμή Ροπή αδράνειας
Ταλαντώσεις Ταλάντωση Απλός αρμονικός ταλαντωτής Φθίνουσα ταλάντωση Μαθηματικό εκκρεμές Φυσικό εκκρεμές Εξαναγκασμένη ταλάντωση Συντονισμός
Βαρυτικό πεδίο Βαρυτικό πεδίο Νόμος της παγκόσμιας έλξης Ένταση βαρυτικού πεδίου Δυναμικό βαρυτικού πεδίου Παλιρροϊκές δυνάμεις Όριο του Roche
Μηχανική των στερεών Κέντρο βάρους Πυκνότητα Ελαστικότητα Τάση
Μηχανική των ρευστών Πίεση Άνωση Παροχή Υδροστατική Υδροδυναμική Ιξώδες
Ακουστική Ένταση ήχου Συχνότητα Φασματικό περιεχόμενο
Μαθηματικά μοντέλα μηχανικής Λαγκραντζιανή μηχανική Χαμιλτονιανή μηχανική

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

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

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

Επιπτώσεις της έντασης του ήχου στην ανθρώπινη ακοή

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

Στάθμη έντασης χαρακτηριστικών ήχων

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

• Ένταση
• Ντεσιμπέλ

Πηγές

• Physics - Raymond A. Serway, τόμος ΙΙΙ