Většina lidí slyší každý den fantastickou škálu zvuků. Některé z těchto zvuků lidé posílají přímo do uší volbou (např. Hudba, hlas na druhém konci telefonního hovoru), zatímco ostatní se dostanou do vašich sluchových zpracovatelských center v důsledku toho, že jste v některých jednoduše na světě způsob. Některé zvuky jsou nepříjemné a pravděpodobně si o nich myslíte hluk, protože jsou buď příliš strouhání, vysoké, prosté nahlas nebo jinak nepříjemné na poslech.
Navíc, pokud jste byli v blízkosti zvláště hlasitého zdroje zvuku, jako je zesilovač nebo reproduktor na rockovém koncertu, rozumíte tomu určitá úroveň hlasitosti, že zvuk není tolik zvuku jako energie, s basovými částmi skladeb dostatečnými k tomu, aby to vnímalo celé vaše tělo jim. Ve skutečnosti tomu tak je a decibel (dB) je jednotka.
Přemýšleli jste někdy, kolik rozsahu zvukové energie zažíváte po celý život? To znamená, že když nastavíte stereofonní hlasitost na maximální hodnotu 10, je to „pětkrát hlasitější“, než když je hlasitost nastavena na 2? Existuje jednoduchý převod procenta na dB? Jak se to stane, funguje to trochu jinak.
Co je to decibel ve fyzice?
Zvuk se šíří ve formě vln, stejně jako elektromagnetické vlny (např. Viditelné světlo, mikrovlny). Zvukové vlny, na rozdíl od EM vln, potřebují k šíření fyzické médium, jako je vzduch nebo voda; fyzické vakuum, jako je vesmír, je bezhlučné, bez ohledu na to, co tvůrci Hvězdné války filmy by vám věřily.
Decibel (dB) je míra intenzita a obvykle se měří v wattů na metr čtvereční(W / m2). Decibel tedy popisuje, kolik energie zvukových vln se kdykoli pohybuje dvourozměrným prostorem.
Rovnice vztahující se k zvýšit v hladině zvuku v decibelech na zvýšení intenzity I z nějaké počáteční referenční intenzity I0 je
\ text {SL (dB)} = 10 \ log \ bigg (\ frac {I} {I_0} \ bigg)
- Všimněte si, že (I / I0) je bez jednotek, což znamená, že nemáte mít použít W / m2.
Práce s logaritmy
Logaritmus je exponent, číslo, na které základna (10, pokud není uvedeno jinak) musí být zvýšeno na hodnotu rovnou argument protokolu. Například log10(100) je exponent, ke kterému se musí zvýšit 10, aby se získalo 100, což je 2. Vaše kalkulačka má funkci protokolu, která řeší podobné problémy.
Proto, pokud jste začali s intenzitou zvuku 5 (v libovolných jednotkách) a zvýšili ji na 50, výsledný změna v decibelové úrovni by bylo 10 log (50/5) = 10 log (10) = 10 (1) = 10.
Biofyzika decibelové stupnice
Co kdybyste místo nastavení intenzity dvou snadno slyšitelných zvuků chtěli nastavit Já0 k nulovému referenčnímu bodu, takže výsledkem by byl absolutní počet decibelů? Dolní hranice lidského sluchu je asi 1 × 10 −12 W / m2. Toto číslo se používá, když je pevná hodnota Já je hledáno.
Jak převést dB na procentní zvýšení
Pokud hladina zvuku těžkého strojního zařízení vzroste o 3 dB, o jaké procentní zvýšení jde?
Viz rovnice SL (dB) = 10 log (Já/Já0) a vyřešit argument (množství v závorkách Já/Já0):
\ begin {aligned} 3 & = 10 \ log \ bigg (\ frac {I} {I_0} \ bigg) \\ 0,3 & = \ log \ bigg (\ frac {I} {I_0} \ bigg) \\ 10 ^ {0.3} & = \ frac {I} {I_0} \\ & = 1,995 \ end {zarovnáno}
Intenzita je tedy 1,995krát větší a rozdíl percentilu se získá nastavením Já0 = 1, takže procentuální změna je dána 100 × (1,995 - 1,0) = 99,5 procenta.
Vidíte tedy, že decibelová stupnice se mění jen mírně s úrovní intenzity, nebo jinak řečeno, intenzita úrovně se v přírodě liší mnohem více, než odhaluje decibelová stupnice, jednoduše proto, aby se s decibelovou stupnicí snáze pracovalo s. Chcete-li provést složitější výpočty, obsahuje Sengpiel decibel a procentní kalkulačka pro podrobnější analýzu věci jako celkové harmonické zkreslení (viz Zdroje).
