Intensiteti i zërit është sasia e energjisë që një valë zanore transferon në 1 sekondë përmes një njësie të sipërfaqes së mediumit. Intensiteti varet nga frekuenca e valës, nga presioni akustik. Siç mund ta shihni, shumë koncepte të tjera lidhen me intensitetin: një valë zanore, frekuenca e saj, presioni akustik, rrjedha e energjisë së zërit. Për të kuptuar se çfarë është intensiteti, ne do të zbërthejmë çdo term që lidhet me të në detaje.
Si shfaqet zëri
Tingulli mund të vijë nga një trup që vibron. Duhet të dridhet mjaftueshëm shpejt për të krijuar një shqetësim në medium dhe për të gjeneruar një valë akustike. Sidoqoftë, për shfaqjen e tij, është i nevojshëm edhe një kusht: mediumi duhet të jetë elastik. Elasticiteti është aftësia për t'i rezistuar ngjeshjes ose çdo lloj deformimi tjetër (nëse flasim për trupat e ngurtë). Po, lëndët e ngurta, lëngjet, gazrat dhe ajri (si përzierje gazesh të ndryshme) kanë elasticitet, por në shkallë të ndryshme.
Vlera e elasticitetitpërcaktuar nga dendësia. Dihet se materialet e ngurta (druri, metalet, korja e tokës) përcjellin tingullin shumë më mirë se ato të lëngshme. Dhe nëse krahasojmë ujin dhe ajrin, atëherë në mediumin e dytë, vala e zërit ndryshon më keq.
Elasticiteti i ajrit dhe media më e dendur është për arsye të ndryshme. Në lëngjet dhe trupat e ngurtë ekzistojnë forca të bashkëveprimit ndërmolekular. Ato i mbajnë grimcat së bashku në një rrjetë kristali dhe është shumë e lehtë që një valë zanore të përhapet nëpër nyjet e saj.
Molekulat e ajrit nuk janë të lidhura me njëra-tjetrën, ato ndahen nga distanca të mëdha. Grimcat nuk shpërndahen për shkak të lëvizjes së vazhdueshme dhe të çrregullt, si dhe për shkak të gravitetit. Është vënë re prej kohësh: sa më i rrallë të jetë ajri (për shembull, në shtresat e sipërme të atmosferës), aq më i vogël është intensiteti, forca e zërit. Ka heshtje të plotë në hënë, jo sepse nuk ka asgjë për të tingëlluar, por për shkak të mungesës së ajrit.
Si një valë zanore udhëton nëpër ajër
Interesi më i madh për ne është përhapja e një valë zanore (akustike) në ajër. Kur trupi devijon nga pozicioni i tij fillestar, ai ngjesh ajrin e afërt në njërën anë të vetes. Nga ana tjetër, mediumi është i rrallë. Duke u kthyer në pozicionin e tij origjinal, burimi i zërit devijon në anën tjetër dhe ngjesh ajrin atje. Kjo vazhdon derisa trupi të ndalojë së lëvizuri.
Si sillen grimcat? Lëvizjes së tyre kaotike i shtohet një osciluese. Ndryshe nga lëvizja konstante termike e molekulave, lëvizja vibruese ka një drejtim. Në një shtresë ajrie cila është pingul me drejtimin e devijimit të trupit, grimcat fillojnë të shtyjnë njëra-tjetrën. Ata lëvizin me burimin e zërit në të njëjtin drejtim. Kështu, kompresimi-rrallimi i alternuar i ajrit transmetohet nga një shtresë e ajrit në tjetrën. Kjo është vala akustike. Intensiteti i zërit është një vlerë që varet nga karakteristikat kryesore të valës - frekuenca dhe gjatësia.
Frekuenca e zërit
Frekuenca e valës varet nga sa shpejt vibron burimi i zërit. Të gjithë trupat dridhen me frekuenca të ndryshme, por jo çdo frekuencë është e disponueshme për perceptimin tonë. Valët që dëgjojmë quhen zë. Frekuenca e një valë akustike matet në herc (1 Hz është e barabartë me 1 lëkundje në sekondë).
Ndërrohen shtresat e ajrit të ngjeshur dhe të rralluar. Gjatësia e valës është e barabartë me distancën midis shtresave ngjitur në të cilat presioni është i njëjtë. Tingulli nuk udhëton pafundësisht, sepse vala bëhet më e dobët me rritjen e distancës. Sa larg udhëton varet nga gjatësia dhe frekuenca e valës akustike. Këto sasi janë drejtpërdrejt proporcionale: valët me frekuencë të lartë janë më të shkurtra se ato me frekuencë të ulët. Ne flasim për tinguj me frekuencë të lartë pasi valët me frekuencë të lartë dhe të ulët prodhojnë tinguj të ulët.
Niveli i intensitetit të zërit varet drejtpërdrejt nga frekuenca e dridhjeve akustike dhe gjatësia e valës. Pra, një kërcitje mushkonjash tingëllon me një frekuencë prej 10 mijë Hz dhe ka një gjatësi vale prej vetëm 3,3 cm. Zhurma e një lope është një tingull intensiv që mund të dëgjohet nga të paktën 10 metra. Frekuenca e tij është 30 Hz.
Presioni akustik
Në çdo shtresëajri që ka arritur vala zanore, presioni ndryshon ose lart ose poshtë. Sasia me të cilën rritet në krahasim me presionin atmosferik quhet presion akustik (i zërit).
Veshi ynë është jashtëzakonisht i ndjeshëm. Është e vështirë të besohet, por dallon midis një ndryshimi të presionit prej 0.01 milionta e një gram për njësi sipërfaqe. Shushurima krijon shumë pak presion, është e barabartë me 310-5 N/m2. Kjo vlerë është 31010 herë më pak se presioni atmosferik. Rezulton se dëgjimi i njeriut është më i saktë se peshoret kimike. Fiziologët kanë studiuar elasticitetin e membranës timpanike dhe presionin e ushtruar nga tingulli më i qetë. Pasi krahasuan të dhënat, ata arritën në përfundimin se membrana timpanike fryhet në një distancë që është më e vogël se madhësia e një atomi.
Intensiteti i zërit dhe presioni i zërit janë të lidhura drejtpërdrejt. Kur trupi vibron në një frekuencë të ulët, ai rrit ndjeshëm presionin - tingulli del i fortë. Intensiteti (forca) e zërit është në përpjesëtim me katrorin e presionit akustik.
Rrjedha e energjisë sonike
Tingujt me frekuencë dhe intensitet të ndryshëm përcaktohen nga rrjedha e energjisë së zërit. Vala e zërit përhapet në të gjitha drejtimet në formën e një topi. Sa më tej të lëvizë vala, aq më e dobët bëhet. Energjia që ajo mbart shpërndahet në një zonë në rritje - tingulli ulet. Katrori i energjisë së zërit është në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës me trupin vibrues.
Rrjedha e energjisë së zërit është sasia e energjisë kinetike që mbartvalë nëpër një sipërfaqe në sekondë. Kjo i referohet sipërfaqes së mediumit, për shembull, një shtresë ajri të vendosur në kënde të drejta me drejtimin e valës elastike. Rrjedha e energjisë matet në vat (W).
Fuqia e zërit
Forca (intensiteti) i tingullit është një sasi, për të gjetur të cilën duhet të dini se çfarë është rrjedha e energjisë. Vlera e saj duhet të ndahet me sipërfaqen pingul me përhapjen e valës (në m2).
Intensiteti i zërit tregohet me shkronjën I. Vlera minimale e (I0) është 10-12 W/m2. Sa më i lartë të jetë intensiteti, aq më i fortë shfaqet tingulli. Varësia e fuqisë së zërit dhe zërit u vërtetua në mënyrë empirike. Është vënë re se kur intensiteti rritet me 10 herë, vëllimi rritet me 10 decibel (db), kur me 100 herë - me 20 dB.
Tinguj të dëgjueshëm dhe të padëgjueshëm
Fiziologjia lejon një person të dëgjojë tinguj vetëm brenda kufijve të caktuar. Nëse trupi vibron me një frekuencë më të madhe se 16-20 kilohertz (kHz) dhe më pak se 16-20 Hz, veshi ynë nuk do të jetë në gjendje ta perceptojë atë.
Frekuenca dhe intensiteti i zërit janë të lidhura. Valët e zërit me frekuencë të lartë transmetojnë shumë pak energji. Nuk mjafton të ndryshojmë presionin akustik sa duhet për ta bërë daullen e veshit të dridhet. Tinguj të tillë thuhet se janë përtej pragut të dëgjimit.
Një valë me një frekuencë më të vogël se 16 mijë Hz quhet ultratinguj. Krijesat më të famshme"Flisni" me ultratinguj, këta janë delfinët dhe lakuriqët e natës. Infratingulli, edhe pse nuk e dëgjojmë, në një intensitet të caktuar (190-200 dB) mund të çojë në vdekje, sepse rrit shumë presionin në alveolat pulmonare.
Interesante, në frekuenca të ndryshme, varësia e zërit dhe intensitetit të zërit është e ndryshme. Në frekuenca mesatare (rreth 1000 Hz), një person ndjen ndryshime në intensitet me vetëm 0,6 dB. Kufizimi i niveleve të frekuencës është një çështje krejtësisht e ndryshme. Në to, mezi dallojmë një ndryshim në intensitetin e zërit me 3 njësi.
Klasifikimi i tingujve
Intensiteti i zërit matet në W/m2, megjithatë, decibelët përdoren për të krahasuar tingujt me njëri-tjetrin dhe me një nivel minimal intensiteti.
Tingujt ndahen në:
- shumë i dobët (0-20 dB);
- dobët (21-40 dB);
- i moderuar (41-60 dB);
- me zë të lartë (61-80 dB);
- shumë me zë (81-100 dB);
- shurdhues (më shumë se 100 dB).
Figura tregon shembuj të tingujve më të zakonshëm me intensitet të ndryshëm.
Çmime të pranueshme
Zhurma e vazhdueshme ose ajo që vazhdon për një kohë të gjatë quhet zhurma e sfondit. Për një apartament, 20-30 dB është një nivel normal i zhurmës së sfondit. Perceptohet nga një person si heshtje. Tingujt prej 40 dB janë gjithashtu të pranueshme, por volumi prej 60 dB është i pranueshëm për zyra dhe institucione. Ekspozimi i zgjatur ndaj tingujve me një volum prej 70 dB çon nëçrregullime të sistemit nervor qendror. Është me një zhurmë të tillë që rruga "tingëllon", dhe në rrugët e ngarkuara zhurma arrin 85-90 dB. Tingujt prej 100 dB reduktojnë dëgjimin dhe mund të çojnë në humbje të plotë të dëgjimit.
Intensiteti i zërit është një vlerë vlerat e lejuara të së cilës janë të përshkruara në rregullat dhe rregulloret sanitare (SanPiN). Periudha kohore gjatë së cilës lejohet ndezja e pajisjeve elektroshtëpiake me zhurmë, biseda me zë të lartë, riparimet etj., përcaktohet me Ligjin për sigurimin e paqes dhe qetësisë. Është marrë veçmas për çdo zonë. Ora në çdo rajon mund të ndryshojë: diku orët e ditës fillojnë në 7:00 të mëngjesit dhe diku në 9:00. Për shembull, në rajonin e Moskës, intervali nga ora 21:00 deri në 8:00 gjatë ditëve të javës dhe nga ora 22:00 deri në 10:00 gjatë fundjavave konsiderohet të jetë i qetë gjatë natës. Përveç kësaj, ka një orë qetësie nga ora 13:00 deri në 15:00.
