Что такое звук

Итак, что же такое звук?

Звук – распространение механических колебаний среды в пространстве, характеризующихся ее сжатием и растяжением (увеличением и уменьшением давления) с частотой внешнего воздействия, такого, к примеру, как струна музыкального инструмента или колеблющегося поршня.

Громкость звука – это численная характеристика возмущения давления при распространении звука, то есть кратковременное увеличение давления относительного нормального, чем больше прирост давления, тем громче звук. Шум – совокупность всех лишних звуков, испускаемых оборудованием, человеком и т.д, которые мешают и которые следует убрать(в данном случае). Минимальный порог слышимости уха человека 0,00002 Па(для сравнения нормальное атмосферное давление 100000Па), это значение растет с возрастом и зависит от частоты. Человеческое ухо способно слышать звуки частотой от 17 до 20000 Герц, которые воспринимаются человеческим ухом с различной чувствительностью. Чувствительность может изменяться в процессе привыкания уха к шуму.

Например, после продолжительного прослушивания громкой музыки человек не сразу может разговаривать шепотом («нормальным» шепотом в тихой обстановке так как он не сразу будет себя слышать). Максимальное слышимое значение громкости называется болевой порог, при превышении которого происходит повреждение барабанных перепонок.

Зависимости уровней громкости от частоты приведены на рисунке 1. Для удобства, громкость измеряют по относительной, логарифмической шкале, (где нулевое значение соответствует порогу слышимости на частоте 1000 Герц) единицей измерения которой служит децибел (дБ). Выражение для громкости в децибелах выглядит следующим образом:

(Рисунок 1)

где Рпорог – пороговое значение возмущения давления, Р – текущее значение возмущения давления.

Для примера, ниже приведена таблица уровней громкости различных шумов:

Если же существуют несколько источников шума, то максимальная громкость не равна сумме громкостей. Рассмотрим несколько примеров:

• У нас есть 2 источника шума с одинаковой громкостью, в этом случае суммарная громкость увеличивается на 3 дБ.
• Если разница уровней шума превышает 10 дБ, суммарный уровень шума равен величине большего из двух шумов.(Для 2 источников шума с громкостями 30 и 60 дБ суммарный уровень равен 60 дБ)
• Если разница уровней шума не более 10 дБ, нужно воспользоваться приведенной ниже таблицей. Вычисляем разность уровней шума установок. (Есть 2 шума громкостью 52 и 48 дБ, суммарная громкость равна 53,5 дБ)

Продолжительное нахождение в помещении с высоким уровнем шума негативно воздействует на психику, как следствие человек сильно устает, становится раздражительным, появляется сонливость, снижается работоспособность, может даже развиться гипертоническая болезнь. Одновременно с этим долгое нахождение в очень тихом или приглушенном помещении влияет на психику также не лучшим образом. Поэтому очень важно сохранять акустически комфортную среду.

Звукопоглощение

При прохождении звука через границу двух материалов часть энергии отражается от контакта, часть передается дальше. Количество отраженной энергии или коэффициент отражения зависит от свойств материалов, а именно от акустических импедансов этих материалов. Акустическим импедансом материала называют произведение его плотности на скорость звука в этом материале.

Коэффициент отражения имеет выражение:

(Рисунок 2)

где Z1 = ρ1С1 и Z2 = ρ2С2 акустические импедансы материалов, ρ – плотность материала, С – скорость звука в указанном материале. Акустически согласованными называются два материала(две среды), акустические импедансы которых приблизительно можно считать равными Z1 ≈ Z2.

Из (2) следует, что для того, чтобы звук полностью прох