18 de fevereiro de 2016

O mundo do entretenimento doméstico é bastante variado e pode incluir: assistir filmes em um bom sistema de home theater; jogabilidade emocionante e emocionante ou ouvir música. Via de regra, cada um encontra algo próprio nesta área ou combina tudo de uma vez. Mas quaisquer que sejam os objetivos de uma pessoa para organizar o seu tempo de lazer e quaisquer que sejam os extremos a que cheguem, todos estes elos estão firmemente ligados por uma palavra simples e compreensível - “som”. Na verdade, em todos os casos acima, seremos conduzidos pela mão pelo som. Mas esta questão não é tão simples e trivial, especialmente nos casos em que existe o desejo de obter um som de alta qualidade numa sala ou em quaisquer outras condições. Para fazer isso, nem sempre é necessário comprar componentes caros de alta fidelidade ou de última geração (embora seja muito útil), mas é suficiente um bom conhecimento da teoria física, que pode eliminar a maioria dos problemas que surgem para qualquer um. que pretende obter dublagem de alta qualidade.

A seguir, a teoria do som e da acústica será considerada do ponto de vista da física. Neste caso, tentarei tornar isso o mais acessível possível à compreensão de qualquer pessoa que, talvez, esteja longe de conhecer as leis ou fórmulas físicas, mas mesmo assim sonha apaixonadamente em realizar o sonho de criar um sistema acústico perfeito. Não pretendo dizer que para obter bons resultados nesta área em casa (ou no carro, por exemplo), é necessário conhecer bem essas teorias, mas compreender o básico permitirá evitar muitos erros estúpidos e absurdos. , e também permitirá que você obtenha o máximo efeito sonoro do sistema em qualquer nível.

Teoria geral do som e terminologia musical

O que é som? Esta é a sensação que o órgão auditivo percebe "orelha"(o fenômeno em si existe sem a participação do “ouvido” no processo, mas é mais fácil de entender), que ocorre quando o tímpano é excitado por uma onda sonora. O ouvido, neste caso, atua como um “receptor” de ondas sonoras de várias frequências.
Onda sonoraé essencialmente uma série sequencial de compactações e descargas do meio (na maioria das vezes o meio aéreo em condições normais) de várias frequências. A natureza das ondas sonoras é oscilatória, causada e produzida pela vibração de qualquer corpo. O surgimento e propagação de uma onda sonora clássica é possível em três meios elásticos: gasoso, líquido e sólido. Quando uma onda sonora ocorre em um desses tipos de espaço, algumas mudanças ocorrem inevitavelmente no próprio meio, por exemplo, uma mudança na densidade ou pressão do ar, movimento de partículas de massa de ar, etc.

Como uma onda sonora tem natureza oscilatória, ela possui uma característica como frequência. Frequência medido em hertz (em homenagem ao físico alemão Heinrich Rudolf Hertz) e denota o número de oscilações durante um período de tempo igual a um segundo. Aqueles. por exemplo, uma frequência de 20 Hz indica um ciclo de 20 oscilações em um segundo. O conceito subjetivo de sua altura também depende da frequência do som. Quanto mais vibrações sonoras ocorrem por segundo, mais “mais alto” o som parece. Uma onda sonora também possui outra característica importante, que tem um nome - comprimento de onda. Comprimento de onda Costuma-se considerar a distância que um som de determinada frequência percorre em um período igual a um segundo. Por exemplo, o comprimento de onda do som mais baixo na faixa audível humana a 20 Hz é de 16,5 metros, e o comprimento de onda do som mais alto a 20.000 Hz é de 1,7 centímetros.

O ouvido humano é projetado de tal forma que é capaz de perceber ondas apenas em uma faixa limitada, aproximadamente 20 Hz - 20.000 Hz (dependendo das características de uma determinada pessoa, alguns conseguem ouvir um pouco mais, outros menos) . Assim, isso não significa que não existam sons abaixo ou acima dessas frequências, eles simplesmente não são percebidos pelo ouvido humano, ultrapassando a faixa audível. O som acima da faixa audível é chamado ultrassom, o som abaixo da faixa audível é chamado infra-som. Alguns animais são capazes de perceber ultra e infra sons, alguns até utilizam essa faixa para orientação no espaço (morcegos, golfinhos). Se o som passar por um meio que não esteja em contato direto com o órgão auditivo humano, esse som poderá não ser ouvido ou poderá ser bastante enfraquecido posteriormente.

Na terminologia musical do som, existem designações importantes como oitava, tom e harmônico do som. Oitava significa um intervalo no qual a relação de frequência entre os sons é de 1 para 2. Uma oitava geralmente é muito distinguível de ouvido, enquanto os sons dentro desse intervalo podem ser muito semelhantes entre si. Uma oitava também pode ser chamada de som que vibra duas vezes mais que outro som no mesmo período de tempo. Por exemplo, a frequência de 800 Hz nada mais é do que uma oitava superior de 400 Hz, e a frequência de 400 Hz, por sua vez, é a próxima oitava do som com frequência de 200 Hz. A oitava, por sua vez, consiste em tons e sobretons. Vibrações variáveis ​​em uma onda sonora harmônica de mesma frequência são percebidas pelo ouvido humano como tom musical. As vibrações de alta frequência podem ser interpretadas como sons agudos, enquanto as vibrações de baixa frequência podem ser interpretadas como sons graves. O ouvido humano é capaz de distinguir claramente sons com diferença de um tom (na faixa de até 4.000 Hz). Apesar disso, a música utiliza um número extremamente pequeno de tons. Isto é explicado a partir de considerações sobre o princípio da consonância harmônica; tudo é baseado no princípio das oitavas.

Consideremos a teoria dos tons musicais usando o exemplo de uma corda esticada de uma determinada maneira. Tal corda, dependendo da força de tensão, será “sintonizada” em uma frequência específica. Quando esta corda é exposta a algo com uma força específica, que a faz vibrar, um tom específico de som será observado de forma consistente e ouviremos a frequência de afinação desejada. Este som é chamado de tom fundamental. A frequência da nota “Lá” da primeira oitava é oficialmente aceita como tom fundamental no campo musical, igual a 440 Hz. No entanto, a maioria dos instrumentos musicais nunca reproduz apenas tons fundamentais puros; eles são inevitavelmente acompanhados por tons chamados conotações. Aqui é apropriado relembrar uma importante definição de acústica musical, o conceito de timbre sonoro. Timbre- esta é uma característica dos sons musicais que confere aos instrumentos musicais e às vozes sua especificidade sonora única e reconhecível, mesmo quando se comparam sons do mesmo tom e volume. O timbre de cada instrumento musical depende da distribuição da energia sonora entre os harmônicos no momento em que o som aparece.

Os harmônicos formam uma coloração específica do tom fundamental, pela qual podemos identificar e reconhecer facilmente um instrumento específico, bem como distinguir claramente seu som de outro instrumento. Existem dois tipos de harmônicos: harmônicos e não harmônicos. Tons harmônicos por definição são múltiplos da frequência fundamental. Pelo contrário, se os tons não são múltiplos e se desviam visivelmente dos valores, então eles são chamados não harmônico. Na música, a operação com múltiplos harmônicos é praticamente excluída, então o termo é reduzido ao conceito de “harmônico”, que significa harmônico. Para alguns instrumentos, como o piano, o tom fundamental nem sequer tem tempo para se formar: em um curto período de tempo, a energia sonora dos harmônicos aumenta e depois diminui com a mesma rapidez. Muitos instrumentos criam o que é chamado de efeito de "tom de transição", onde a energia de certos tons é mais alta em um determinado momento, geralmente no início, mas depois muda abruptamente e passa para outros tons. A faixa de frequência de cada instrumento pode ser considerada separadamente e geralmente é limitada às frequências fundamentais que aquele instrumento específico é capaz de produzir.

Na teoria do som também existe um conceito como RUÍDO. Barulho- este é qualquer som criado por uma combinação de fontes inconsistentes entre si. Todos estão familiarizados com o som das folhas das árvores balançando ao vento, etc.

O que determina o volume do som? Obviamente, tal fenômeno depende diretamente da quantidade de energia transferida pela onda sonora. Para determinar indicadores quantitativos de volume, existe um conceito - intensidade sonora. Intensidade sonoraé definido como o fluxo de energia que passa por alguma área do espaço (por exemplo, cm2) por unidade de tempo (por exemplo, por segundo). Durante uma conversa normal, a intensidade é de aproximadamente 9 ou 10 W/cm2. O ouvido humano é capaz de perceber sons em uma faixa bastante ampla de sensibilidade, enquanto a sensibilidade das frequências é heterogênea dentro do espectro sonoro. Dessa forma, a faixa de frequência de 1.000 Hz a 4.000 Hz, que abrange mais amplamente a fala humana, é melhor percebida.

Como os sons variam muito em intensidade, é mais conveniente pensar nele como uma quantidade logarítmica e medi-lo em decibéis (em homenagem ao cientista escocês Alexander Graham Bell). O limiar inferior de sensibilidade auditiva do ouvido humano é de 0 dB, o superior é de 120 dB, também chamado de “limiar de dor”. O limite superior de sensibilidade também não é percebido pelo ouvido humano da mesma forma, mas depende da frequência específica. Os sons de baixa frequência devem ter intensidade muito maior que os sons de alta frequência para desencadear o limiar de dor. Por exemplo, o limiar de dor na frequência baixa de 31,5 Hz ocorre no nível de intensidade sonora de 135 dB, quando na frequência de 2.000 Hz a sensação de dor aparecerá em 112 dB. Existe também o conceito de pressão sonora, que na verdade amplia a explicação usual da propagação de uma onda sonora no ar. Pressão sonora- trata-se de um excesso de pressão variável que surge em um meio elástico como resultado da passagem de uma onda sonora por ele.

Natureza ondulatória do som

Para entender melhor o sistema de geração de ondas sonoras, imagine um alto-falante clássico localizado em um tubo cheio de ar. Se o alto-falante fizer um movimento brusco para frente, o ar nas imediações do difusor será momentaneamente comprimido. O ar irá então expandir-se, empurrando assim a região de ar comprimido ao longo do tubo.
Este movimento ondulatório posteriormente se tornará sonoro quando atingir o órgão auditivo e “excitar” o tímpano. Quando uma onda sonora ocorre em um gás, são criados excesso de pressão e densidade e as partículas se movem a uma velocidade constante. Sobre as ondas sonoras, é importante lembrar o fato de que a substância não se move junto com a onda sonora, mas ocorre apenas uma perturbação temporária das massas de ar.

Se imaginarmos um pistão suspenso no espaço livre por uma mola e fazendo movimentos repetidos “para frente e para trás”, então tais oscilações serão chamadas de harmônicas ou senoidais (se imaginarmos a onda como um gráfico, então neste caso obteremos um puro sinusóide com descidas e subidas repetidas). Se imaginarmos um alto-falante em um tubo (como no exemplo descrito acima) realizando oscilações harmônicas, então no momento em que o alto-falante se move “para frente” é obtido o conhecido efeito de compressão de ar, e quando o alto-falante se move “para trás” o ocorre o efeito oposto de rarefação. Neste caso, uma onda de compressão e rarefação alternadas se propagará através do tubo. A distância ao longo do tubo entre máximos ou mínimos adjacentes (fases) será chamada Comprimento de onda. Se as partículas oscilam paralelamente à direção de propagação da onda, então a onda é chamada longitudinal. Se eles oscilarem perpendicularmente à direção de propagação, então a onda é chamada transversal. Normalmente, as ondas sonoras em gases e líquidos são longitudinais, mas em sólidos podem ocorrer ondas de ambos os tipos. Ondas transversais em sólidos surgem devido à resistência à mudança de forma. A principal diferença entre esses dois tipos de ondas é que uma onda transversal tem a propriedade de polarização (ocorrem oscilações em um determinado plano), enquanto uma onda longitudinal não.

Velocidade do som

A velocidade do som depende diretamente das características do meio em que se propaga. É determinado (dependente) por duas propriedades do meio: elasticidade e densidade do material. A velocidade do som nos sólidos depende diretamente do tipo de material e de suas propriedades. A velocidade em meios gasosos depende apenas de um tipo de deformação do meio: compressão-rarefação. A mudança na pressão em uma onda sonora ocorre sem troca de calor com as partículas circundantes e é chamada de adiabática.
A velocidade do som em um gás depende principalmente da temperatura - aumenta com o aumento da temperatura e diminui com a diminuição da temperatura. Além disso, a velocidade do som em um meio gasoso depende do tamanho e da massa das próprias moléculas do gás - quanto menor a massa e o tamanho das partículas, maior será a “condutividade” da onda e, consequentemente, maior será a velocidade.

Em meios líquidos e sólidos, o princípio de propagação e a velocidade do som são semelhantes à forma como uma onda se propaga no ar: por compressão-descarga. Mas nestes ambientes, além da mesma dependência da temperatura, a densidade do meio e a sua composição/estrutura são bastante importantes. Quanto menor for a densidade da substância, maior será a velocidade do som e vice-versa. A dependência da composição do meio é mais complexa e é determinada em cada caso específico, tendo em conta a localização e interação das moléculas/átomos.

Velocidade do som no ar em t, °C 20: 343 m/s
Velocidade do som em água destilada a t, °C 20: 1481 m/s
Velocidade do som no aço em t, °C 20: 5000 m/s

Ondas estacionárias e interferência

Quando um alto-falante cria ondas sonoras em um espaço confinado, ocorre inevitavelmente o efeito das ondas refletidas nos limites. Como resultado, isso ocorre com mais frequência efeito de interferência- quando duas ou mais ondas sonoras se sobrepõem. Casos especiais de fenômenos de interferência são a formação de: 1) Ondas pulsantes ou 2) Ondas estacionárias. Batidas de onda- é o caso quando ocorre a adição de ondas com frequências e amplitudes semelhantes. A imagem da ocorrência de batimentos: quando duas ondas de frequências semelhantes se sobrepõem. Em algum momento, com tal sobreposição, os picos de amplitude podem coincidir “em fase” e os declínios também podem coincidir em “antifase”. É assim que as batidas sonoras são caracterizadas. É importante lembrar que, diferentemente das ondas estacionárias, as coincidências de fase dos picos não ocorrem constantemente, mas em determinados intervalos de tempo. Ao ouvido, esse padrão de batimentos é claramente distinguido e é ouvido como um aumento e uma diminuição periódicos no volume, respectivamente. O mecanismo pelo qual este efeito ocorre é extremamente simples: quando os picos coincidem, o volume aumenta, e quando os vales coincidem, o volume diminui.

Ondas estacionárias surgem no caso de superposição de duas ondas de mesma amplitude, fase e frequência, quando tais ondas “se encontram” uma se move na direção direta e a outra na direção oposta. Na área do espaço (onde se formou a onda estacionária), surge uma imagem da superposição de duas amplitudes de frequência, com alternância de máximos (os chamados antinodos) e mínimos (os chamados nós). Quando esse fenômeno ocorre, a frequência, a fase e o coeficiente de atenuação da onda no local de reflexão são extremamente importantes. Ao contrário das ondas progressivas, não há transferência de energia numa onda estacionária devido ao facto de as ondas para a frente e para trás que formam esta onda transferirem energia em quantidades iguais nas direções direta e oposta. Para compreender claramente a ocorrência de uma onda estacionária, vamos imaginar um exemplo de acústica doméstica. Digamos que temos sistemas de alto-falantes de chão em algum espaço limitado (sala). Fazendo-os tocar algo com muito baixo, vamos tentar mudar a localização do ouvinte na sala. Assim, um ouvinte que se encontra na zona de mínimo (subtração) de uma onda estacionária sentirá o efeito de que há muito poucos graves, e se o ouvinte se encontrar em uma zona de máximo (adição) de frequências, então o oposto obtém-se o efeito de um aumento significativo na região dos graves. Neste caso, o efeito é observado em todas as oitavas da frequência base. Por exemplo, se a frequência base for 440 Hz, então o fenômeno de “adição” ou “subtração” também será observado nas frequências de 880 Hz, 1760 Hz, 3520 Hz, etc.

Fenômeno de ressonância

A maioria dos sólidos tem uma frequência de ressonância natural. É muito fácil entender esse efeito usando o exemplo de um tubo comum, aberto apenas em uma extremidade. Vamos imaginar uma situação em que um alto-falante está conectado na outra extremidade do tubo, que pode reproduzir uma frequência constante, que também pode ser alterada posteriormente. Então, o tubo tem sua própria frequência de ressonância, em termos simples - esta é a frequência na qual o tubo “ressoa” ou emite seu próprio som. Se a frequência do alto-falante (como resultado do ajuste) coincidir com a frequência de ressonância do tubo, ocorrerá o efeito de aumentar o volume várias vezes. Isso acontece porque o alto-falante excita vibrações da coluna de ar no tubo com amplitude significativa até que a mesma “frequência de ressonância” seja encontrada e ocorra o efeito de adição. O fenômeno resultante pode ser descrito da seguinte forma: o tubo neste exemplo “ajuda” o alto-falante ao ressoar em uma frequência específica, seus esforços se somam e “resultam” em um efeito alto audível. Usando o exemplo dos instrumentos musicais, esse fenômeno pode ser facilmente percebido, uma vez que o design da maioria dos instrumentos contém elementos chamados ressonadores. Não é difícil adivinhar o que serve para realçar uma determinada frequência ou tom musical. Por exemplo: corpo de guitarra com ressonador em forma de furo correspondente ao volume; O desenho do tubo da flauta (e de todos os tubos em geral); A forma cilíndrica do corpo do tambor, que é um ressonador de uma certa frequência.

Espectro de frequência de som e resposta de frequência

Como na prática praticamente não existem ondas da mesma frequência, torna-se necessário decompor todo o espectro sonoro da faixa audível em sobretons ou harmônicos. Para isso, existem gráficos que mostram a dependência da energia relativa das vibrações sonoras com a frequência. Este gráfico é chamado de gráfico do espectro de frequência sonora. Espectro de frequência do som Existem dois tipos: discreto e contínuo. Um gráfico de espectro discreto exibe frequências individuais separadas por espaços em branco. O espectro contínuo contém todas as frequências sonoras de uma só vez.
No caso de música ou acústica, o gráfico usual é mais frequentemente usado Características de amplitude-frequência(abreviado como "AFC"). Este gráfico mostra a dependência da amplitude das vibrações sonoras com a frequência em todo o espectro de frequência (20 Hz - 20 kHz). Olhando para esse gráfico, é fácil entender, por exemplo, os pontos fortes ou fracos de um determinado alto-falante ou sistema acústico como um todo, as áreas mais fortes de saída de energia, quedas e subidas de frequência, atenuação, e também traçar a inclinação do declínio.

Propagação de ondas sonoras, fase e antifase

O processo de propagação das ondas sonoras ocorre em todas as direções a partir da fonte. O exemplo mais simples para entender esse fenômeno é uma pedra jogada na água.
Do local onde a pedra caiu, as ondas começam a se espalhar pela superfície da água em todas as direções. Porém, vamos imaginar uma situação utilizando um alto-falante em um determinado volume, digamos uma caixa fechada, que está conectada a um amplificador e reproduz algum tipo de sinal musical. É fácil perceber (especialmente se você aplicar um sinal poderoso de baixa frequência, por exemplo um bumbo) que o alto-falante faz um movimento rápido “para frente” e depois o mesmo movimento rápido “para trás”. O que resta entender é que quando o alto-falante avança, ele emite uma onda sonora que ouviremos posteriormente. Mas o que acontece quando o alto-falante se move para trás? E paradoxalmente acontece a mesma coisa, o alto-falante emite o mesmo som, só que no nosso exemplo ele se propaga inteiramente dentro do volume da caixa, sem ultrapassar seus limites (a caixa está fechada). Em geral, no exemplo acima podemos observar muitos fenômenos físicos interessantes, o mais significativo dos quais é o conceito de fase.

A onda sonora que o alto-falante, estando no volume, emite na direção do ouvinte está “em fase”. A onda reversa, que entra no volume da caixa, será correspondentemente antifase. Resta apenas entender o que esses conceitos significam? Fase de sinal– este é o nível de pressão sonora no momento atual em algum ponto do espaço. A maneira mais fácil de entender a fase é pelo exemplo da reprodução de material musical por um par estéreo convencional de sistemas de alto-falantes domésticos. Vamos imaginar que dois desses alto-falantes de chão estejam instalados em uma determinada sala e toquem. Neste caso, ambos os sistemas acústicos reproduzem um sinal síncrono de pressão sonora variável, e a pressão sonora de um alto-falante é adicionada à pressão sonora do outro alto-falante. Efeito semelhante ocorre devido à sincronicidade da reprodução do sinal dos alto-falantes esquerdo e direito, respectivamente, ou seja, os picos e vales das ondas emitidas pelos alto-falantes esquerdo e direito coincidem.

Agora vamos imaginar que as pressões sonoras ainda mudam da mesma forma (não sofreram alterações), mas só agora são opostas entre si. Isso pode acontecer se você conectar um sistema de alto-falantes de dois na polaridade reversa (cabo "+" do amplificador ao terminal "-" do sistema de alto-falantes e cabo "-" do amplificador ao terminal "+" do sistema de auto-falantes). Neste caso, o sinal oposto causará uma diferença de pressão, que pode ser representada em números da seguinte forma: o alto-falante esquerdo criará uma pressão de “1 Pa”, e o alto-falante direito criará uma pressão de “menos 1 Pa”. Como resultado, o volume total do som no local do ouvinte será zero. Este fenômeno é denominado antifase. Se olharmos o exemplo com mais detalhes para compreensão, descobrimos que dois alto-falantes tocando “em fase” criam áreas idênticas de compactação e rarefação de ar, ajudando-se mutuamente. No caso de uma antifase idealizada, a área de espaço de ar comprimido criada por um alto-falante será acompanhada por uma área de espaço de ar rarefeito criada pelo segundo alto-falante. Isto se parece aproximadamente com o fenômeno do cancelamento síncrono mútuo de ondas. É verdade que na prática o volume não cai a zero e ouviremos um som altamente distorcido e enfraquecido.

A forma mais acessível de descrever este fenômeno é a seguinte: dois sinais com as mesmas oscilações (frequência), mas deslocados no tempo. Diante disso, é mais conveniente imaginar esses fenômenos de deslocamento usando o exemplo de um relógio redondo comum. Vamos imaginar que existem vários relógios redondos idênticos pendurados na parede. Quando os ponteiros dos segundos deste relógio funcionam de forma síncrona, em um relógio 30 segundos e no outro 30, então este é um exemplo de sinal que está em fase. Se os ponteiros dos segundos se movem com uma mudança, mas a velocidade ainda é a mesma, por exemplo, em um relógio são 30 segundos e em outro são 24 segundos, então este é um exemplo clássico de mudança de fase. Da mesma forma, a fase é medida em graus, dentro de um círculo virtual. Neste caso, quando os sinais são deslocados entre si em 180 graus (meio período), a antifase clássica é obtida. Freqüentemente, na prática, ocorrem pequenas mudanças de fase, que também podem ser determinadas em graus e eliminadas com sucesso.

As ondas são planas e esféricas. Uma frente de onda plana se propaga em apenas uma direção e raramente é encontrada na prática. Uma frente de onda esférica é um tipo simples de onda que se origina de um único ponto e se propaga em todas as direções. As ondas sonoras têm a propriedade difração, ou seja capacidade de contornar obstáculos e objetos. O grau de curvatura depende da relação entre o comprimento de onda do som e o tamanho do obstáculo ou buraco. A difração também ocorre quando há algum obstáculo no caminho do som. Neste caso, dois cenários são possíveis: 1) Se o tamanho do obstáculo for muito maior que o comprimento de onda, então o som é refletido ou absorvido (dependendo do grau de absorção do material, da espessura do obstáculo, etc. ), e uma zona de “sombra acústica” é formada atrás do obstáculo. 2) Se o tamanho do obstáculo for comparável ao comprimento de onda ou até menor que ele, então o som difrata até certo ponto em todas as direções. Se uma onda sonora, enquanto se move em um meio, atinge a interface com outro meio (por exemplo, um meio aéreo com um meio sólido), então três cenários podem ocorrer: 1) a onda será refletida na interface 2) a onda pode passar para outro meio sem mudar de direção 3) uma onda pode passar para outro meio com uma mudança de direção na fronteira, isso é chamado de “refração da onda”.

A relação entre o excesso de pressão de uma onda sonora e a velocidade volumétrica oscilatória é chamada de resistência da onda. Em palavras simples, impedância de onda do meio pode ser chamada de capacidade de absorver ondas sonoras ou “resistir” a elas. Os coeficientes de reflexão e transmissão dependem diretamente da relação entre as impedâncias das ondas dos dois meios. A resistência das ondas em meio gasoso é muito menor do que em água ou sólidos. Portanto, se uma onda sonora no ar atingir um objeto sólido ou a superfície de águas profundas, o som será refletido da superfície ou absorvido em grande parte. Isso depende da espessura da superfície (água ou sólida) sobre a qual incide a onda sonora desejada. Quando a espessura de um meio sólido ou líquido é baixa, as ondas sonoras “passam” quase completamente, e vice-versa, quando a espessura do meio é grande, as ondas são refletidas com mais frequência. No caso da reflexão das ondas sonoras, este processo ocorre de acordo com uma conhecida lei física: “O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão”. Neste caso, quando uma onda de um meio de menor densidade atinge a fronteira com um meio de maior densidade, ocorre o fenômeno refração. Consiste na curvatura (refração) de uma onda sonora após “encontrar” um obstáculo, e é necessariamente acompanhada por uma mudança de velocidade. A refração também depende da temperatura do meio em que ocorre a reflexão.

No processo de propagação das ondas sonoras no espaço, a sua intensidade diminui inevitavelmente, podemos dizer que as ondas atenuam e o som enfraquece. Na prática, encontrar um efeito semelhante é bastante simples: por exemplo, se duas pessoas estiverem num campo a uma distância próxima (um metro ou mais perto) e começarem a dizer algo uma à outra. Se você aumentar posteriormente a distância entre as pessoas (se elas começarem a se afastar umas das outras), o mesmo nível de volume da conversa se tornará cada vez menos audível. Este exemplo demonstra claramente o fenômeno da diminuição da intensidade das ondas sonoras. Por que isso está acontecendo? A razão para isso são vários processos de troca de calor, interação molecular e atrito interno das ondas sonoras. Na maioria das vezes, na prática, a energia sonora é convertida em energia térmica. Tais processos surgem inevitavelmente em qualquer um dos 3 meios de propagação sonora e podem ser caracterizados como absorção de ondas sonoras.

A intensidade e o grau de absorção das ondas sonoras dependem de muitos fatores, como pressão e temperatura do meio. A absorção também depende da frequência sonora específica. Quando uma onda sonora se propaga através de líquidos ou gases, ocorre um efeito de atrito entre diferentes partículas, que é chamado de viscosidade. Como resultado desse atrito em nível molecular, ocorre o processo de conversão de uma onda de som em calor. Em outras palavras, quanto maior a condutividade térmica do meio, menor o grau de absorção das ondas. A absorção sonora em meios gasosos também depende da pressão (a pressão atmosférica muda com o aumento da altitude em relação ao nível do mar). Quanto à dependência do grau de absorção da frequência do som, tendo em conta as dependências de viscosidade e condutividade térmica acima mencionadas, quanto maior for a frequência do som, maior será a absorção do som. Por exemplo, à temperatura e pressão normais do ar, a absorção de uma onda com frequência de 5.000 Hz é de 3 dB/km, e a absorção de uma onda com frequência de 50.000 Hz será de 300 dB/m.

Em meios sólidos, todas as dependências acima (condutividade térmica e viscosidade) são preservadas, mas várias outras condições são adicionadas a isso. Estão associados à estrutura molecular dos materiais sólidos, que pode ser diferente, com heterogeneidades próprias. Dependendo desta estrutura molecular sólida interna, a absorção das ondas sonoras neste caso pode ser diferente e depende do tipo de material específico. Quando o som passa por um corpo sólido, a onda sofre uma série de transformações e distorções, o que na maioria das vezes leva à dispersão e absorção da energia sonora. No nível molecular, um efeito de deslocamento pode ocorrer quando uma onda sonora causa um deslocamento dos planos atômicos, que então retornam à sua posição original. Ou, o movimento das discordâncias leva à colisão com discordâncias perpendiculares a elas ou defeitos na estrutura cristalina, o que causa sua inibição e, consequentemente, alguma absorção da onda sonora. No entanto, a onda sonora também pode ressoar com estes defeitos, o que levará à distorção da onda original. A energia da onda sonora no momento da interação com os elementos da estrutura molecular do material é dissipada em decorrência de processos de atrito interno.

Neste artigo tentarei analisar as características da percepção auditiva humana e algumas sutilezas e características da propagação sonora.

Som e suas propriedades

O som, em sentido amplo, são ondas elásticas que se propagam em qualquer meio elástico e nele criam vibrações mecânicas; em sentido estrito, a percepção subjetiva dessas vibrações pelos órgãos dos sentidos especiais de animais ou humanos. Como qualquer onda, o som é caracterizado pela amplitude e espectro de frequência. Normalmente, uma pessoa ouve sons transmitidos pelo ar na faixa de frequência de 16 a 20 Hz a 15 a 20 kHz. O som abaixo da faixa de audibilidade humana é chamado de infra-som; superior: até 1 GHz, - ultrassom, a partir de 1 GHz - hipersom. Dentre os sons audíveis, destacam-se também os sons fonéticos, os sons da fala e os fonemas (que compõem a linguagem falada) e os sons musicais (que compõem a música).As ondas sonoras podem servir como exemplo de processo oscilatório. Qualquer oscilação está associada a uma violação do estado de equilíbrio do sistema e se expressa no desvio de suas características dos valores de equilíbrio com posterior retorno ao valor original. Para vibrações sonoras, esta característica é a pressão em um ponto do meio, e seu desvio é a pressão sonora. Se você fizer um deslocamento brusco de partículas de um meio elástico em um local, por exemplo, usando um pistão, a pressão nesse local aumentará. Graças às ligações elásticas das partículas, a pressão é transmitida às partículas vizinhas, que, por sua vez, atuam nas próximas, e a área de aumento de pressão parece se mover em um meio elástico. Uma região de alta pressão é seguida por uma região de baixa pressão, formando-se assim uma série de regiões alternadas de compressão e rarefação, propagando-se no meio em forma de onda. Cada partícula do meio elástico, neste caso, realizará movimentos oscilatórios. Em meios líquidos e gasosos, onde não há oscilações significativas de densidade, as ondas acústicas são de natureza longitudinal, ou seja, a direção de vibração das partículas coincide com a direção de movimento da onda. Nos sólidos, além das deformações longitudinais, também ocorrem deformações elásticas de cisalhamento, causando a excitação de ondas transversais (cisalhantes); neste caso, as partículas oscilam perpendicularmente à direção de propagação da onda. A velocidade de propagação das ondas longitudinais é muito maior que a velocidade de propagação das ondas de cisalhamento.

Campo sonoro

Campo sonoro, região do espaço na qual as ondas sonoras se propagam, ou seja, ocorrem vibrações acústicas de partículas de um meio elástico (sólido, líquido ou gasoso) que preenchem essa região. Uma onda sonora é completamente definida se para cada um de seus pontos for conhecida a mudança no tempo e no espaço de qualquer uma das grandezas que caracterizam uma onda sonora: o deslocamento de uma partícula oscilante de uma posição de equilíbrio, a velocidade oscilatória de uma partícula, pressão sonora no meio; em alguns casos, são interessantes mudanças na densidade ou temperatura do meio na presença de uma onda sonora.O conceito de onda sonora é geralmente usado para áreas cujas dimensões são da ordem ou maiores que o comprimento de onda do som. Do lado da energia, a densidade da energia sonora é caracterizada pela densidade da energia sonora (a energia do processo oscilatório por unidade de volume); Nos casos em que a transferência de energia ocorre em uma zona, ela é caracterizada pela intensidade sonora, ou seja, a energia média no tempo transferida por unidade de tempo através de uma superfície unitária perpendicular à direção de propagação da onda.

Comprimento de onda

Comprimento de onda é a distância entre dois pontos mais próximos um do outro, oscilando nas mesmas fases. Por analogia com as ondas que surgem na água a partir de uma pedra atirada nela, a distância entre duas cristas de ondas adjacentes. Uma das principais características das vibrações. É medido em unidades de distância (metros, centímetros, etc.) Simplesmente dividimos o caminho percorrido pela luz por segundo pelo número de vibrações durante o mesmo tempo e obtemos a duração de uma vibração. O comprimento de onda é um parâmetro muito importante, pois determina a escala limite: em distâncias visivelmente maiores que o comprimento de onda, a radiação obedece às leis da óptica geométrica; pode ser descrita como a propagação de raios. Em distâncias mais curtas, é absolutamente necessário ter em conta a natureza ondulatória da luz, a sua capacidade de fluir em torno de obstáculos, a incapacidade de localizar com precisão a posição do feixe, etc.

Período

A característica mais importante das oscilações mecânicas, elétricas, eletromagnéticas e de todos os outros tipos é o período de tempo durante o qual ocorre uma oscilação completa. Se, por exemplo, o pêndulo de um relógio fizer duas oscilações completas em 1 s, o período de cada oscilação será de 0,5 s. O período de oscilação de um grande balanço é de cerca de 2 s, e o período de oscilação de uma corda pode ser de décimos a dez milésimos de segundo. Pela frequência de vibração de um corpo sonoro, pode-se julgar o tom ou altura do som. Quanto maior a frequência, mais alto será o tom do som e, inversamente, quanto mais baixa a frequência, mais baixo será o tom do som. Nosso ouvido é capaz de responder a uma faixa de frequência relativamente pequena (seção) de vibrações sonoras - de aproximadamente 20 Hz a 20 kHz. Esta banda contém toda a ampla gama de sons criados pela voz humana e por uma orquestra sinfônica: desde tons muito baixos, semelhantes ao zumbido de um besouro, até o guincho agudo quase imperceptível de um mosquito. Não ouvimos vibrações com frequência de até 20 Hz, chamadas infrassônicas, e acima de 20 kHz, chamadas ultrassônicas. E se o nosso ouvido fosse capaz de responder às vibrações ultrassónicas, poderíamos ouvir as vibrações dos pistilos das flores e das asas das borboletas. Não confunda a altura, ou seja, o tom de um som, com a sua força. A altura de um som não depende da amplitude, mas da frequência das vibrações

Espectro sonoro

Espectro sonoro, um conjunto de ondas harmônicas simples nas quais uma onda sonora pode ser decomposta. S.z. expressa sua composição frequencial (espectral) e é obtida como resultado da análise sonora. S.z. são geralmente representados em um plano de coordenadas, onde a frequência f é plotada ao longo do eixo das abcissas, e a amplitude A ou a intensidade do componente harmônico do som com uma determinada frequência é plotada ao longo do eixo das ordenadas. Tons puros, sons com forma de onda periódica, e também aqueles obtidos pela adição de diversas ondas periódicas, possuem espectros de linha (Fig. 1); Por exemplo, os sons musicais possuem espectros que determinam seu timbre. Ruído acústico, pulsos únicos e sons desbotados têm um espectro contínuo (Fig. 2). Os espectros combinados são característicos do ruído de alguns mecanismos, onde, por exemplo, a rotação do motor produz componentes de frequência individuais sobrepostos a um espectro contínuo, bem como para os sons de instrumentos musicais de teclado (Fig. 3), que possuem ( especialmente no registro superior) uma coloração sonora causada pelos golpes de martelos.

Timbre

Timbre do som - cor do som; avaliação qualitativa do som produzido por instrumento musical, aparelho reprodutor de som ou aparelho vocal de pessoas e animais. Timbre sonoro: - caracteriza a tonalidade do som; - determinado pela fonte sonora; e - depende da composição dos tons que acompanham o tom principal e sua intensidade. Os timbres distinguem sons de mesma altura e volume, mas executados em instrumentos diferentes, em vozes diferentes, ou no mesmo instrumento de maneiras diferentes, golpes. O timbre é determinado pelo material, pelo formato do vibrador, pelas condições de suas vibrações, pelo ressonador e pela acústica da sala. Nas características do timbre, os harmônicos e sua relação em altura e volume, os harmônicos do ruído, o ataque (momento inicial do som), os formantes, o vibrato e outros fatores são de grande importância. Ao perceber os timbres, geralmente surgem várias associações: a qualidade do timbre do som é comparada com as sensações organolépticas de certos objetos e fenômenos, por exemplo, os sons são chamados de brilhantes, brilhantes, foscos, quentes, frios, profundos, cheios, agudos, ricos, suculentos , metálico, vítreo; As definições auditivas reais também são usadas (por exemplo, sonoro, surdo, ruidoso). Uma tipologia de timbre com base científica ainda não foi desenvolvida. Foi estabelecido que a audição do timbre tem natureza zonal. O timbre é utilizado como um importante meio de expressividade musical: com a ajuda do timbre, um ou outro componente do todo musical pode ser destacado, os contrastes podem ser fortalecidos ou enfraquecidos; a mudança de timbres é um dos elementos da dramaturgia musical. Na música do século XX, surgiu uma tendência de realçar e enfatizar o lado timbre do som (paralelismos, clusters) utilizando os meios da harmonia e da textura. Instruções especiais no uso do timbre são a música sonora e espectral.

Harmônico

O universo é feito de sons, e cada som é feito de muitos harmônicos, ou sobretons. Os harmônicos são inerentes a todos os sons, independentemente de sua origem. O som de um violino ou corda de piano é percebido pelo ouvido humano como um tom. Mas, na realidade, quase todos os sons produzidos por instrumentos musicais, pela voz humana ou por outras fontes não são tons puros, mas complexos de tons harmônicos, também chamados de “tons parciais”. O mais baixo desses tons parciais é chamado de “fundamental”. Todos os outros tons, que possuem uma frequência de vibração mais alta que o tom principal, são geralmente chamados de “sobretons”. Antes de prosseguirmos para um estudo detalhado dos componentes dos harmônicos sonoros, vamos dar uma olhada mais de perto no som como tal. O som é uma energia vibracional que assume a forma de ondas. A unidade de medida dessas ondas é chamada hertz (Hz). Hertz mede o número de vibrações que um objeto produz em um segundo. Essa quantidade é chamada de "frequência". O ouvido percebe a frequência como “altura”.

Formante é uma característica acústica de um som da fala (principalmente uma vogal), associada ao nível de frequência do tom vocal e formando o timbre do som

O tom em linguística é o uso do tom para diferenciar o significado das palavras/morfemas. O tom deve ser diferenciado da entonação, isto é, mudanças no tom em um segmento de fala relativamente grande (declaração ou frase). Várias unidades tonais que possuem função semântico-distintiva podem ser chamadas de tons (por analogia com um fonema). O tom, assim como a entonação, a fonação e a ênfase, refere-se a características suprassegmentais ou prosódicas. Os portadores do tom são na maioria das vezes vogais, mas há línguas onde as consoantes, na maioria das vezes sonantes, também podem desempenhar esse papel. Uma linguagem tonal ou tonal é uma linguagem em que cada sílaba é pronunciada com um tom específico. Uma variedade de línguas tonais também são línguas com acento musical, nas quais uma ou mais sílabas de uma palavra são enfatizadas e diferentes tipos de ênfase são contrastados com características tonais. As ondas sonoras, como outras ondas, são caracterizadas por quantidades objetivas como frequência, amplitude, fase de oscilação, velocidade de propagação, intensidade sonora e outras. Mas. além disso, são descritos por três características subjetivas. São eles o volume do som, o tom e o timbre. A sensibilidade do ouvido humano varia para diferentes frequências. Para causar uma sensação sonora, a onda deve ter uma certa intensidade mínima, mas se essa intensidade ultrapassar um certo limite, o som não é ouvido e causa apenas uma sensação dolorosa. Assim, para cada frequência de oscilação existe uma intensidade sonora mínima (limiar auditivo) e máxima (limiar doloroso) que pode causar uma sensação sonora. A Figura 15.10 mostra a dependência dos limiares de audição e dor da frequência do som. A área localizada entre essas duas curvas é a área audível. A maior distância entre as curvas ocorre nas frequências às quais o ouvido é mais sensível (1000-5000 Hz).

Frequência

O som começa em 16 Hz. Ao aumentar a frequência em 2 vezes, obtemos 32 Hz - esta é uma relação subcontratada / frequência de 1: 2 /. 32 – 64 Hz – contra-oitava, 64 – 128 Hz – oitava grande, 128 – 256 Hz – oitava pequena, dobre novamente – a primeira e assim sucessivamente até a sexta. Esta divisão foi pensada há muito tempo. Mas como você divide as frequências em tons individuais dentro de uma oitava? Pitágoras, explorando sons usando o dispositivo monocórdio (“monos” em grego significa “um”, “acorde” significa “corda”), propôs dividir a série de frequências em quintas. Mas com esta divisão, a distância entre os diferentes intervalos foi diferente. E daí? Mas o fato é que se o instrumento estiver afinado nessa escala, então será possível executar qualquer peça em apenas um tom; a música não pode ser abaixada ou aumentada, soará muito falsa. Para resolver este problema, foram necessários cálculos. Físicos e matemáticos trabalharam ativamente no campo da música. Assim, Euler e Kepler refletiram por muito tempo sobre o problema da escala temperada em busca da relação de frequências mais harmoniosa. Temperamento traduzido do latim significa a proporção correta. A solução foi encontrada em meados do século XVII. O pouco conhecido organista Werkmeister propôs uma solução notavelmente simples: encurtar um pouco todas as quintas, para que as 12ª quintas “cabessem” exatamente em 7 oitavas. E, como num passe de mágica, todas as distâncias entre sons adjacentes (semitons, dos quais são exatamente 12 na oitava) tornaram-se iguais. A frequência de cada semitom subsequente é maior que o anterior pela décima segunda raiz de dois, ou seja, aproximadamente 1,06 vezes. Essa afinação é chamada de uniforme ou bem temperada. A grande maioria dos instrumentos musicais modernos tem temperamento igual. Vale a pena afinar os instrumentos de uma orquestra em um tom comum (Lá da primeira oitava - 440 Hz), e muitos instrumentos tocarão em harmonia, evitando falsidades. O grande compositor alemão Johann Sebastian Bach promoveu ardentemente o temperamento igual, escrevendo para esse fim sua famosa coleção de prelúdios e fugas, que chamou de “O Cravo Bem Temperado”. A padronização da música através da introdução de temperamentos iguais foi, obviamente, como toda padronização, uma grande conquista. Mas será que isto significa que o sistema temperado, descoberto com tanto sucesso há três séculos, está destinado à existência eterna? Claro que não. A percepção da música está mudando gradualmente, a música está evoluindo. Nos últimos anos, a acústica musical tem estado ativamente envolvida neste processo, que não só, nas palavras de Salieri de Pushkin, “testa a harmonia com a álgebra”, mas utiliza para esse fim os mais complexos instrumentos físicos e máquinas cibernéticas, com a ajuda de que tenta simular o ainda misterioso processo de percepção musical.

O poder do som, sua intensidade

Intensidade sonora (relativa) é um termo obsoleto que descreve uma quantidade semelhante, mas não idêntica, à intensidade sonora. Observamos aproximadamente a mesma situação para a intensidade luminosa (unidade - candela) - valor semelhante à intensidade da radiação (unidade - watt por esterradiano). A intensidade sonora é medida numa escala relativa a partir de um valor limite, que corresponde a uma intensidade sonora de 1 pW/m2 a uma frequência sinusoidal de 1 kHz e a uma pressão sonora de 20 μPa. Compare esta definição com a definição de unidade de intensidade luminosa: “a candela é igual à intensidade da luz emitida numa determinada direcção por uma fonte monocromática, com uma frequência de radiação de 540 THz e uma intensidade de radiação nessa direcção de 1/ 683 W/sr.” Atualmente, o termo “intensidade sonora” foi substituído pelo termo “nível de volume sonoro”.

Limiar auditivo

O limiar auditivo é o valor mínimo de pressão sonora no qual um som de uma determinada frequência ainda pode ser percebido pelo ouvido humano. O valor do limiar auditivo é geralmente expresso em decibéis, considerando o nível de pressão sonora zero como 2 × 10−5 N/m2 ou 20 × 10−6 N/m2 a uma frequência de 1 kHz (para uma onda sonora plana) . O limiar auditivo depende da frequência do som. Sob a influência do ruído e outros estímulos sonoros, o limiar auditivo para um determinado som aumenta (ver Mascaramento de som), e o valor aumentado do limiar de audibilidade permanece por algum tempo após a cessação do fator interferente, e então retorna gradualmente ao nível original. O limiar de audição pode variar para pessoas diferentes e para as mesmas pessoas em momentos diferentes. Depende da idade, estado fisiológico e treinamento. As medições do limiar auditivo geralmente são feitas por meio de métodos audiométricos.

E isso é apenas para garantir - para ter uma aparência inteligente :)))))

Limiar auditivo - 10dB

Sussurre a uma distância de 1m - 20dB

Ruído no apartamento - 40dB

Sussurre a uma distância de 10 cm - 50 dB

Conversa tranquila a uma distância de 1m - 50dB

Aplausos - 60dB

Tocar violão com os dedos; som a uma distância de 40 cm - 70dB

Tocar piano silenciosamente - 70dB

Tocar violão com palheta; som a uma distância de 40 cm - 80dB

Ruído no metrô durante o movimento - 90dB

Avião a jato a uma distância de 5 m - 120dB

Tocar bateria a uma distância de 3 cm - 140dB

Limite da dor

O limiar da dor é auditivo, a quantidade de pressão sonora que causa sensação de dor no ouvido. A sensação de dor geralmente é determinada pela parte superior. limite dinâmico faixa auditiva humana. P. b. Ó. para sinais senoidais é em média 140 dB em relação a uma pressão de 2,10-5 Pa, e para ruído com espectro contínuo - 120 dB. Entre os limiares de audibilidade e de dor está a região da audibilidade, que determina a faixa de frequência e a pressão efetiva dos sons percebidos pelo ouvido. A maior faixa de audibilidade em termos de pressão efetiva corresponde a uma frequência de cerca de 1 kHz. Portanto, um som com frequência de 1 kHz é escolhido como padrão para comparar sons de outras frequências com ele. O limiar auditivo para um som com frequência de 1 kHz, igual a 2-10-5 Pa, é denominado limiar auditivo padrão.

Volume

O volume do som é a percepção subjetiva da força do som (o valor absoluto da sensação auditiva). A intensidade depende principalmente da pressão sonora, amplitude e frequência das vibrações sonoras. Além disso, o volume do som é influenciado por sua composição espectral, localização no espaço, timbre, duração da exposição às vibrações sonoras e outros fatores. A unidade da escala de intensidade absoluta é o sono. O volume de 1 filho é o volume de um tom senoidal puro contínuo com frequência de 1 kHz produzindo uma pressão sonora de 2 mPa. O nível de volume do som é um valor relativo. É expresso em fons e é numericamente igual ao nível de pressão sonora (em decibéis - dB) criado por um tom senoidal com frequência de 1 kHz do mesmo volume do som que está sendo medido (igualmente alto ao som fornecido).

Intensidade sonora (força sonora)

Intensidade o som é uma quantidade física igual à energia média no tempo transferida por unidade de tempo por uma onda sonora através de uma área unitária orientada perpendicularmente à direção de propagação da onda (densidade de fluxo de energia). Para som periódico, a média é realizada durante um período de tempo grande em comparação com o período ou durante um número inteiro de períodos.

Para uma onda harmônica plana, a intensidade do som é igual a:

onde está a amplitude da pressão sonora; – amplitude da velocidade de oscilação; - densidade do meio em que o som se propaga; – velocidade do som no meio (fase ou grupo; se a dispersão for pequena, então as velocidades são quase as mesmas).

No sistema internacional de unidades SI, a intensidade sonora é medida em .

Nível de intensidade

Nível de intensidade– um valor de intensidade estimado expresso em decibéis (dB). O número de decibéis N é igual a:

(2)

onde está a intensidade de um determinado som, é a intensidade limite.

Intensidade limite

Intensidade limite– intensidade correspondente ao limiar de sensibilidade do ouvido humano. A intensidade limite é considerada:

(3)

Outra característica quantitativa do som é pressão sonora eficaz, porque uma pessoa percebe fisiologicamente a intensidade do som como a pressão que as ondas sonoras exercem sobre os órgãos auditivos. Uma medida quantitativa neste caso também é nível de pressão sonora . Deveria ser distinguido pressão sonora de pressão sonora. A pressão de radiação sonora (também conhecida como pressão sonora, pressão de radiação) é a pressão constante experimentada por um corpo localizado em um campo sonoro estacionário. A pressão da radiação sonora é proporcional à densidade da energia sonora. É pequeno comparado à pressão sonora. A pressão sonora é centenas de vezes maior que a pressão sonora.

Pressão sonora eficaz– valor efetivo (ou efetivo) da pressão sonora (rms):

(4)

Veja a fórmula (1).

Nível de pressão sonora

Nível de pressão sonora– valor estimado da pressão, expresso em bels (B) ou decibéis (dB):

(5)

onde está o limiar auditivo condicional; k – coeficiente de normalização. Se k=1, então o nível de pressão sonora é medido em bels (B); se k=10, então o nível de pressão sonora é medido em dB.

Limiar auditivo condicional

Limiar auditivo condicionalé especificado como um valor numérico da pressão sonora em frequências de 1,5 - 3 kHz, igual a

A teoria pode ser lida com mais detalhes nas orientações “Ruído e Vibrações”, bem como na lista de referências anexa ao final deste trabalho.

Descrição do dispositivo

O dispositivo universal SLM 329 (Sound Level Meter 329) permite medir o nível de pressão sonora efetivo em uma ampla faixa. Os limites de medição e especificações do dispositivo são fornecidos na Tabela 1. A etapa de medição e o erro do instrumento são fornecidos na Tabela 2.

Dispositivo não pode ser usado em condições:

alta umidade;

temperatura elevada (mais);

nos raios brilhantes diretos do Sol; Se exposto a luz forte ou calor perceptível, o display de cristal líquido poderá ficar preto e o próprio instrumento poderá se tornar inadequado para medições. No entanto, se as condições extremas ainda não causarem danos ao dispositivo, após o resfriamento por 1-2 horas, o dispositivo estará pronto para uso novamente;

poeira pesada ou perto de fogo aberto;

durante uma tempestade ou em uma área com fortes campos eletromagnéticos.

Antes de iniciar o trabalho, o aparelho deve atingir a temperatura ambiente, portanto, ao trazê-lo do frio, não comece a medir imediatamente, espere até que o aparelho aqueça.

A energia é fornecida por uma bateria de 9 volts. Quando a carga da bateria estiver fraca, um ícone correspondente aparecerá no lado esquerdo da tela. A bateria precisa ser trocada. A bateria só pode ser trocada por um auxiliar de laboratório ou professor.

Nunca ligue o dispositivo quando o compartimento da bateria estiver aberto.

tabela 1

Características técnicas e limites de medição do SLM 329 (especificação do dispositivo)

№	Parâmetro	Significado
	Mostrar	Cristal líquido de quatro dígitos
	Velocidade máxima de medição	2 medições por segundo
	Faixa	40 dB a 130 dB
	Frequências de sinais medidos	125 Hz a 8 kHz
	Tempo para uma medição	No modo FAST 125 ms, no modo SLOW 1 s
	Temperatura de trabalho	De para
	Humidade relativa	De 10% a 75%, a condensação não é permitida
	Temperatura ideal para medições
	Indicação da necessidade de substituição da bateria	Se a tensão da bateria cair abaixo de 7,5 V, o ícone aparece no display.
	Baterias recomendadas	NEDA 1604 9V ou 6F22 9V (“Krona”)
	Tempo de operação contínua sem substituição de energia	No modo de medição contínua, o tempo de operação não é superior a 10 horas
	Peso	170g com bateria
	Dimensões: comprimento largura altura	231 53 33 milímetros

mesa 2

Precisão de passo e medição

Controles

1 – microfone capacitivo,

2, 4 – display digital de cristal líquido,

3 – tecla liga/desliga (liga/desliga) (ON/OFF),

5 – tecla para configuração dos filtros: “A” para sinais de áudio normais, “C” - para sinais de baixa frequência ou que contenham componentes de baixa frequência,

6- teclas “Fast/Slow” (FAST/SLOW) para definir a velocidade de medição: “Fast” (FAST) para modo normal, “Slow” (SLOW) para medir sinais com intensidade crescente ou decrescente,

7 – Tecla “Level” (LEVEL) para alternar faixas de medição (40 dB, 70 dB) (60 dB, 90 dB) (80 dB, 110 dB) (100 dB, 130 dB),

8 – chave seletora “CAL” para calibração.

O procedimento para ligar o dispositivo e definir os modos de medição necessários

1. Para ligar o aparelho, pressione a tecla - a superior do painel frontal. Use a mesma tecla para desligar o dispositivo após concluir as medições.

2. Ative o modo de sinal máximo usando a tecla MAX - o segundo a partir do topo no painel frontal. O modo ativado é indicado no display no canto superior direito. Se a indicação desaparecer por algum motivo, pressione a tecla novamente. Ele aparecerá e o modo será ativado.

3. Em seguida você precisa instalar o filtro. Caso não sejam esperados componentes de baixa frequência no sinal em estudo, deve-se instalar o filtro A pressionando a tecla A/C. Se for destinado à medição de sinais de baixa frequência ou contendo componente de baixa frequência, então o filtro C deve ser instalado utilizando a mesma chave. A indicação do filtro instalado está localizada à direita do display.

4. Defina a velocidade de medição usando a tecla FAST/SLOW. Como regra, o modo FAST é conveniente para fazer medições. Mas se for assumido que a intensidade do sinal pode mudar durante o processo de medição, então é necessário definir o modo SLOW. Indicação no display no canto superior direito.

5. Você deve selecionar a faixa de medição. A seleção é feita através da tecla LEVEL. Indicação na parte inferior do display. Até que os resultados da medição sejam obtidos e o alcance seja esclarecido, você pode se concentrar nos seguintes níveis de som:

(40 dB, 70 dB) – o nível “doméstico” habitual: conversa, TV funcionando, eletrodomésticos silenciosos;

(60 dB, 90 dB) – sons técnicos, por exemplo, uma furadeira em funcionamento, um aspirador de pó, carros passando nas proximidades, etc.;

(80 dB, 110 dB) – já são sons bastante altos, por exemplo, uma motocicleta esportiva, um carro sem silenciador, um carro que anda no modo Fórmula 1, etc.;

(100 dB, 130 dB) - o nível de sons à beira de sensações dolorosas, em que o interlocutor não é ouvido - um avião decolando, um motor turbo rugindo, canhão, tiros de arma, fogos de artifício de canhão bem “sobre o orelha." Sons deste nível podem ser perigosos para os órgãos auditivos. Portanto, se você pretende fazer medições nesta faixa, use fones de ouvido especiais por segurança.

Para garantir o bom funcionamento do dispositivo, ele deve ser calibrado uma vez por ano.

Processo de calibração

Uma fonte com nível de pressão sonora efetivo de 94 dB, frequência de 1 kHz e formato de pulso senoidal é usada como fonte de sinal sonoro. Para realizar medições, são definidos os seguintes modos:

filtro UM,

Tempo de medição RÁPIDO,

modo de medição sem indicação MAX,

faixa (80 dB, 110 dB).

No lado direito há um pequeno soquete para uma chave que pode ser usada para calibração, girando-a você pode obter leituras no display de até 94 dB.

Somente um técnico de laboratório pode calibrar o dispositivo.

Ordem de serviço

Propriedades básicas do som

Fonte de som

O som são vibrações mecânicas que se propagam em meios elásticos, gases, líquidos e sólidos, percebidos pelo ouvido.

A fonte do som são vários corpos vibrantes, por exemplo, uma corda bem esticada ou uma fina placa de aço presa em um dos lados. Como ocorrem os movimentos oscilatórios? Basta puxar e soltar a corda de um instrumento musical ou de uma placa de aço presa em uma das pontas em um torno e eles farão barulho. As vibrações de uma corda ou placa de metal são transmitidas ao ar circundante. Quando a placa se desvia, por exemplo para a direita, ela compacta (comprime) as camadas de ar adjacentes à direita; neste caso, a camada de ar adjacente à placa do lado esquerdo ficará mais fina. Quando a placa é desviada para a esquerda, ela comprime as camadas de ar à esquerda e rarefaz as camadas de ar adjacentes a ela no lado direito, etc. A compressão e rarefação das camadas de ar adjacentes à placa serão transferidas para as camadas vizinhas. Este processo será repetido periodicamente, enfraquecendo gradativamente, até que as oscilações parem completamente (Fig. 1.1).

Arroz. 1.1. Propagação de ondas sonoras a partir de uma placa vibratória.

Assim, as vibrações de uma corda ou placa excitam vibrações no ar circundante e, espalhando-se, atingem o ouvido humano, fazendo vibrar seu tímpano, causando irritação do nervo auditivo, que percebemos como som.

As vibrações do ar, cuja fonte é um corpo oscilante, são chamadas de ondas sonoras, e o espaço no qual elas se propagam é chamado de campo sonoro.

A velocidade de propagação das vibrações sonoras depende da elasticidade do meio em que se propagam. No ar, a velocidade de propagação das vibrações sonoras é em média 330 m/s, mas pode variar dependendo da sua umidade, pressão e temperatura. O som não viaja em espaço sem ar.

À medida que o som se propaga, devido às vibrações das partículas do meio, ocorre uma mudança periódica na pressão em cada ponto do campo sonoro. O valor quadrático médio dessa pressão, denotado pela letra P, é chamado de pressão sonora. A unidade de pressão sonora é considerada igual à força de um newton (N) atuando sobre uma área de um metro quadrado (N/m2).

Quanto maior a pressão sonora, mais alto será o som. No volume médio da fala humana, a pressão sonora a uma distância de 1 m da boca do locutor está na faixa de 0,0064-0,64.

Vibrações sonoras

Arroz. 1.2. Gráfico de uma oscilação simples (senoidal)

A forma das vibrações sonoras depende das propriedades da fonte sonora. As oscilações mais simples são oscilações uniformes ou harmônicas, que podem ser representadas como uma senóide (Fig. 1.2). Tais oscilações são caracterizadas pela frequência f, período T e amplitude A.

A frequência das oscilações é o número de oscilações completas por segundo. A unidade de medição de frequência é 1 hertz (Hz). 1 hertz corresponde a uma oscilação completa (em uma direção ou outra), ocorrendo em um segundo.

Um período é o(s) tempo(s) durante o qual ocorre uma oscilação completa. Quanto maior a frequência das oscilações, menor será o seu período, ou seja, f=1/T. Assim, quanto maior for a frequência das oscilações, menor será o seu período e vice-versa.

Arroz. 1.3. Gráfico de vibrações sonoras ao pronunciar os sons a, o e u.

A amplitude das oscilações é o maior desvio de um corpo oscilante de sua posição original (quieto). Quanto maior a amplitude da vibração, mais alto será o som. Os sons da fala humana são vibrações sonoras complexas, constituídas por um ou outro número de vibrações simples, variando em frequência e amplitude. Cada som da fala possui sua própria combinação única de vibrações de diferentes frequências e amplitudes. Portanto, a forma de vibração de um som da fala é visivelmente diferente da forma de outro, como pode ser visto na Fig. 1.3, que mostra gráficos de vibrações ao pronunciar os sons a, o e u.

Uma pessoa caracteriza qualquer som de acordo com sua percepção pelo nível de volume e tom.

O volume de um tom de qualquer altura é determinado pela amplitude das vibrações. O tom de um tom é determinado pela frequência da vibração. As vibrações de alta frequência são percebidas como sons de alta frequência, as vibrações de baixa frequência são percebidas como sons de baixa frequência (Fig. 1.4).

Arroz. 1.4. Dois tons musicais da mesma altura e volumes diferentes (a) e do mesmo volume, mas alturas diferentes (b).

Intensidade sonora

O corpo, que é a fonte das vibrações sonoras, emite energia transferida pelas vibrações sonoras para o espaço (ambiente) que circunda a fonte sonora. A quantidade de energia sonora que passa em um segundo por uma área de 1 m 2 localizada perpendicularmente à direção de propagação das vibrações sonoras é chamada de intensidade (força) do som.

Seu valor pode ser determinado pela fórmula:

I=P 2 /Cp 0 [W/m 2 ] (1.1)

onde: P - pressão sonora, n/m 2; C – velocidade do som, m/s; р 0 – densidade do meio.

Pela fórmula acima pode-se perceber que à medida que a pressão sonora aumenta, a intensidade do som aumenta e, consequentemente, seu volume aumenta.

Quando temos uma conversa normal com um de nossos amigos, o fluxo de energia em 1 segundo é de aproximadamente 10 μW. O fluxo sonoro de um alto-falante falando para um público varia de 200 a 2.000 μW. Os sons de violino mais altos podem atingir aproximadamente 60 µW, enquanto os sons de tubos de órgão variam de 140 a 3200 µW. A intensidade do som mais fraco que ainda pode ser ouvido é de aproximadamente um milionésimo de microwatt por 1m2, o mais alto é de cerca de um milhão de microwatts.

A intensidade das vibrações sonoras e o volume de percepção estão em uma certa relação. O aumento da sensação (volume) é proporcional ao logaritmo da proporção de irritações (intensidades), ou seja, quando dois sons com intensidades I 1 e I 2 são percebidos, sente-se uma diferença em seu volume, igual ao logaritmo da razão das intensidades desses sons. Esta dependência é determinada pela fórmula:

onde: S – incremento de volume, B; K é um coeficiente de proporcionalidade, dependendo da escolha das unidades de medida, I 1 e I 2 são os valores inicial e final da intensidade sonora. Bel é uma unidade de incremento de volume, correspondendo a uma mudança na intensidade do som em 10 vezes.

Se o coeficiente K for considerado igual a 1, e a razão I 1 /I 2 =10, então

A audição humana distingue um aumento de volume em 0,1 B. Portanto, na prática, é utilizada uma unidade de medida menor - decibel (dB), igual a 0,1 B. Neste caso, a fórmula será escrita da seguinte forma:

Tabela 1.1. Intensidades e níveis de diferentes sons.

Se o ouvido humano percebe simultaneamente dois ou mais sons de volumes diferentes, o som mais alto abafa (absorve) os sons mais fracos. Ocorre o chamado mascaramento de sons, e o ouvido percebe apenas um som mais alto. Imediatamente após a exposição a um som alto, a sensibilidade do ouvido a sons fracos diminui. Essa habilidade é chamada de adaptação auditiva.

Timbre sonoro

Um efeito periódico não harmónico com período T equivale à acção simultânea de forças harmónicas com frequências diferentes, nomeadamente com frequências múltiplas da frequência mais baixa n=1/T.

Esta conclusão é um caso especial de um teorema matemático geral, que foi provado em 1822 por Jean Baptiste Fourier. O teorema de Fourier afirma: qualquer oscilação periódica do período T pode ser representada como uma soma de oscilações harmônicas com períodos iguais a T, T/2, T/3, T/4, etc., ou seja, com frequências n=(1/T), 2n, 3n, 4n, etc. A frequência mais baixa n é chamada de frequência fundamental. Uma oscilação com frequência fundamental n é chamada de primeiro harmônico ou tom fundamental (tom), e oscilações com frequências 2n, 3n, 4n, etc. são chamados de harmônicos ou sobretons superiores (o primeiro é 2n, o segundo é 3n, etc.).

Cada som produzido por vários instrumentos musicais, vozes de várias pessoas, etc., tem seus próprios traços característicos - uma cor ou tonalidade peculiar. Essas características do som são chamadas de timbre. Na Fig. A Figura 1.5 mostra oscilogramas de vibrações sonoras criadas por um piano e um clarinete para a mesma nota. Os oscilogramas mostram que o período de ambas as oscilações é o mesmo, mas são muito diferentes entre si na forma e, portanto, diferem na composição harmônica. Ambos os sons consistem nos mesmos tons, mas em cada um deles esses tons - o fundamental e seus harmônicos - apresentam-se com amplitudes e fases diferentes.

Arroz. 1.5. Oscilogramas de sons de piano e clarinete.

Para o nosso ouvido, apenas as frequências e amplitudes dos tons que compõem o som são significativas, ou seja, O timbre de um som é determinado pelo seu espectro harmônico. As mudanças de tons individuais no tempo não são percebidas de forma alguma pelo ouvido, embora possam alterar muito a forma da vibração resultante.

Na Fig. 1.6 mostra os espectros desses sons, cujos oscilogramas são mostrados na Fig. 1.5. Como as alturas dos sons são iguais, as frequências dos tons - fundamentais e harmônicos - são as mesmas. No entanto, as amplitudes dos harmônicos individuais em cada espectro variam muito.

Arroz. 1.6. Espectros de sons de piano e clarinete.

Acústica– um campo da física que estuda vibrações e ondas elásticas, métodos para produzir e registrar vibrações e ondas e sua interação com a matéria.

O som em sentido amplo são vibrações e ondas elásticas que se propagam em substâncias gasosas, líquidas e sólidas; em sentido estrito, um fenômeno percebido subjetivamente pelo órgão auditivo de humanos e animais. Normalmente, o ouvido humano ouve sons na faixa de frequência de 16 Hz a 20 kHz.

O som com frequência abaixo de 16 Hz é chamado infra-som, acima de 20 kHz – ultrassom, e as ondas elásticas de maior frequência na faixa de 10 9 a 10 12 Hz - hipersom.

Os sons existentes na natureza são divididos em vários tipos.

Explosão sônica– este é um impacto sonoro de curto prazo (palmas, explosão, golpe, trovão).

Tomé um som que é um processo periódico. A principal característica do tom é a frequência. O tom pode ser simples, caracterizado por uma frequência (por exemplo, produzido por um diapasão, gerador de som), ou complexo (produzido, por exemplo, por um aparelho de fala, um instrumento musical).

Tom complexo pode ser representado como uma soma de tons simples (decompostos em tons componentes). A frequência mais baixa de tal decomposição corresponde a tom fundamental, e o resto - conotações, ou harmônicos. Os harmônicos têm frequências que são múltiplos da frequência fundamental.

O espectro acústico de um tom é a soma de todas as suas frequências, indicando suas intensidades ou amplitudes relativas.

Barulhoé um som que possui uma dependência de tempo complexa e não repetitiva e é uma combinação de tons complexos que mudam aleatoriamente. O espectro acústico do ruído é contínuo (farfalhar, rangido).

Características físicas do som:

A) Velocidade (v). O som viaja em qualquer meio, exceto no vácuo. A velocidade de sua propagação depende da elasticidade, densidade e temperatura do meio, mas não depende da frequência das oscilações. A velocidade do som no ar em condições normais é de aproximadamente 330 m/s (» 1200 km/h). A velocidade do som na água é de 1.500 m/s; A velocidade do som nos tecidos moles do corpo é de importância semelhante.

b) Intensidade (EU) – a característica energética do som é a densidade do fluxo de energia de uma onda sonora. Para o ouvido humano, dois valores de intensidade são importantes (na frequência de 1 kHz):

limiar auditivo – EU 0 = 10–12 W/m2; tal limiar foi escolhido com base em indicadores objetivos - este é o limiar mínimo para a percepção sonora pelo ouvido humano normal; tem gente que tem intensidade EU 0 pode ser 10–13 ou 10–9 W/m2;

limite da dor – EU máx – 10 W/m2; a pessoa deixa de ouvir um som dessa intensidade e o percebe como uma sensação de pressão ou dor.

V) Pressão sonora (R). A propagação de uma onda sonora é acompanhada por uma mudança na pressão.

Pressão sonora (R) – esta é a pressão que surge adicionalmente quando uma onda sonora passa através de um meio; é um excesso acima da pressão média do meio ambiente.

Fisiologicamente, a pressão sonora se manifesta como pressão no tímpano. Dois valores deste parâmetro são importantes para uma pessoa:

– pressão sonora no limiar da audibilidade – P 0 = 2×10 –5 Pa;

– pressão sonora no limiar da dor – R máx =

Entre intensidade ( EU) e pressão sonora ( R) há uma conexão:

EU = P 2 /2trailer,

Onde R– densidade do meio, v– velocidade do som no meio.

G) Impedância característica do meio (R a) é o produto da densidade média ( R) à velocidade de propagação do som ( v):

R uma = trailer.

Coeficiente de reflexão (R) – um valor igual à razão entre as intensidades das ondas refletidas e incidentes:

R = EU negativo / EU almofada.

R calculado pela fórmula:

R = [(R um 2 – R um 1)/( R um 2 + R uma 1)] 2 .

A intensidade da onda refratada depende da transmitância.

Transmitância (b) – um valor igual à razão entre as intensidades das ondas transmitidas (refratadas) e incidentes:

b = eu passado / EU almofada.

Para uma queda normal, o coeficiente b calculado pela fórmula

b = 4(R um 1/ R um 2)/( R um 1/ R uma 1 + 1) 2 .

Observe que a soma dos coeficientes de reflexão e refração é igual à unidade, e seus valores independem da ordem em que o som passa por esses meios. Por exemplo, para a transição do som do ar para a água, os coeficientes são os mesmos que para a transição na direção oposta.

e) Nível de intensidade. Ao comparar a intensidade sonora, é conveniente utilizar uma escala logarítmica, ou seja, comparar não os valores em si, mas seus logaritmos. Para tanto, é utilizado um valor especial - nível de intensidade ( eu):

eu = LG(EU/EU 0);eu = 2LG(P/P 0). (1.3.79)

A unidade de nível de intensidade é - branco, [B].

A natureza logarítmica da dependência do nível de intensidade da própria intensidade significa que com um aumento na intensidade em 10 vezes, o nível de intensidade aumenta em 1 B.

Um bel é um valor grande, portanto, na prática, uma unidade menor de nível de intensidade é usada - decibel[dB]: 1 dB = 0,1 B. O nível de intensidade em decibéis é expresso pelas seguintes fórmulas:

eu BD = 10 LG(EU/EU 0); eu BD = 20 LG(P/P 0).

Se as ondas sonoras chegam a um determinado ponto a partir de várias fontes incoerentes, então a intensidade do som é igual à soma das intensidades de todas as ondas:

EU = EU 1 + EU 2 + ...

Para encontrar o nível de intensidade do sinal resultante, use a seguinte fórmula:

eu = LG(10eu eu +10 eu eu + ...).

Aqui as intensidades devem ser expressas em Bela. A fórmula para a transição é

eu= 0,l× eu BD.

Características da sensação auditiva:

Tomé determinado principalmente pela frequência do tom fundamental (quanto mais alta a frequência, mais alto o som é percebido). Em menor grau, a altura depende da intensidade da onda (o som de maior intensidade é percebido como mais baixo).

Timbre o som é determinado pelo seu espectro harmônico. Diferentes espectros acústicos correspondem a diferentes timbres, mesmo quando o seu tom fundamental é o mesmo. O timbre é uma característica qualitativa do som.

Volume do somé uma avaliação subjetiva do nível de sua intensidade.

Lei Weber-Fechner:

Se você aumentar a irritação em uma progressão geométrica (ou seja, no mesmo número de vezes), então a sensação dessa irritação aumentará em uma progressão aritmética (ou seja, na mesma quantidade).

Para som com frequência de 1 kHz, insira a unidade de nível de volume - fundo, que corresponde a um nível de intensidade de 1 dB. Para outras frequências, o nível de intensidade também é expresso em planos de fundo de acordo com a seguinte regra:

A intensidade de um som é igual ao nível de intensidade sonora (dB) a uma frequência de 1 kHz que faz com que a pessoa “média” tenha a mesma sensação de intensidade de um determinado som, e

E = klg(eu/eu 0). (1.3.80)

Exemplo 32. O som que corresponde ao nível de intensidade na rua eu 1 = 50 dB, audível na sala como som com nível de intensidade eu 2 = 30dB. Encontre a proporção das intensidades sonoras na rua e na sala.

Dado: eu 1 = 50dB = 5B;

eu 2 = 30dB = 3B;

EU 0 = 10–12 W/m2.

Encontrar: EU 1 /EU 2 .

Solução. Para encontrar a intensidade sonora na sala e na rua, escrevemos a fórmula (1.3.79) para os dois casos considerados no problema:

eu 1 = LG(EU 1 /EU 0); eu 2 = LG(EU 2 /EU 0),

de onde expressamos a intensidade EU 1 e EU 2:

5 = LG(EU 1 /EU 0) Þ EU 1 = EU 0 ×10 5 ;

3 = LG(EU 2 /EU 0) Þ EU 2 = EU 0 ×10 3 .

Obviamente: EU 1 /EU 2 = 10 5 /10 3 = 100.

Resposta: 100.

Exemplo 33. Para pessoas com função prejudicada do ouvido médio, os aparelhos auditivos são projetados para transmitir vibrações diretamente aos ossos do crânio. Para a condução óssea, o limiar auditivo é 40 dB mais alto do que para a condução aérea. Qual é a intensidade sonora mínima que uma pessoa com deficiência auditiva pode perceber?

Dado: eu k = eu em + 4.

Encontrar: EU min.

Solução. Para condução óssea e aérea, conforme (1.3.79),

eu k = LG(EU min/ EU 0); eu em = LG(EU 2 /EU 0), (1.3.81)

Onde EU 0 – limiar auditivo.

Das condições do problema e (1.3.81) segue-se que

eu k = LG(EU min/ EU 0) = eu em + 4 = LG(EU 2 /EU 0) + 4, de onde

LG(EU min/ EU 0) – LG(EU 2 /EU 0) = 4, ou seja,

LG[(EU min/ EU 0) : (EU 2 /EU 0)] = 4Þ LG(EU min/ EU 2) = 4, temos:

EU min/ EU 2 = 10 4Þ EU min = EU 2 × 10 4 .

No EU 2 = 10–12 W/m2, EU min = 10–8 W/m2.

Responder: EU min = 10–8 W/m2.

Exemplo 34. O som com frequência de 1000 Hz atravessa a parede e sua intensidade diminui de 10–6 W/m2 para 10–8 W/m2. Quanto o nível de intensidade diminuiu?

Dado: n= 1000 Hz;

EU 1 = 10 –6 W/m2;

EU 2 = 10–8 W/m2;

EU 0 = 10–12 W/m2.

Encontrar: eu 2 – eu 1 .

Solução. Encontramos os níveis de intensidade sonora antes e depois de passar pela parede de (1.3.79):

eu 1 = LG(EU 1 /EU 0); eu 2 = LG(EU 2 /EU 0), de onde

eu 1 = LG(10 –6 /10 –12) = 6; eu 2 = LG(10 –8 /10 –12) = 4.

Então eu 2 – eu 1 = 6 – 4 = 2 (B) = 20 (dB).

Resposta: O nível de intensidade diminuiu 20 dB.

Exemplo 35. Para pessoas com audição normal, uma mudança no nível de volume é sentida quando a intensidade do som muda em 26%. A que intervalo de intensidade corresponde a mudança indicada na intensidade do som? A frequência do som é 1000 Hz.

Dado: n= 1000 Hz;

EU 0 = 10–12 W/m2;

D.I. = 26 %.

Encontrar: DL.

Solução. Para uma frequência sonora igual a 1000 Hz, as escalas de intensidade sonora e intensidade sonora coincidem conforme a fórmula (1.3.80), pois k = 1,

E = klg(eu/eu 0) = LG(eu/eu 0) = eu, onde

DL = LG(DI/I 0) = 11,4 (B) = 1 (dB) = 1 (fundo).

Resposta: 1 plano de fundo.

Exemplo 36. O nível de intensidade do receptor é 90 dB. Qual é o nível máximo de intensidade de três receptores operando simultaneamente?