Dauguma žmonių kiekvieną dieną girdi fantastišką garsų diapazoną. Kai kurie iš šių garsų pasirinkdami nukreipia žmones į ausis (pvz., Muzika, balsas kitame telefono skambučio gale), o kiti patenka į jūsų klausos apdorojimo centrus dėl to, kad kai kuriuose paprasčiausiai esate pasaulyje būdu. Kai kurie garsai vargina, ir jūs tikriausiai pagalvosite apie tai triukšmas, nes jie yra arba per groteliški, ir aukšto lygio, ir garsiai garsūs, arba kitaip nemalonūs klausytis.
Be to, jei buvote šalia ypač garsaus garso šaltinio, pavyzdžiui, stiprintuvo ar garsiakalbio roko koncerte, tam tikras garso lygis yra ne tiek garsas, kiek energija, o bosinės dainų dalys yra pakankamos, kad paskatintų visą kūną juos. Tiesą sakant, taip yra ir decibelais (dB) yra vienetas.
Ar kada susimąstėte, kiek garso energijos diapazono jūs patiriate per savo gyvenimą? Tai yra, kai įjungiate stereofoninį garsumą iki didžiausios 10 vertės, ar tai „penkis kartus garsiau“, nei tada, kai nustatytas 2 garsumas? Ar yra paprastas procentinis dB perskaičiavimas? Kaip atsitinka, tai veikia šiek tiek kitaip nei šis.
Kas yra decibelis fizikoje?
Garsas sklinda bangų pavidalu, kaip ir elektromagnetinės bangos (pvz., Matoma šviesa, mikrobangos). Garso bangoms, skirtingai nei EM bangoms, skleisti reikia fizinės terpės, tokios kaip oras ar vanduo; fizinis vakuumas, kaip antai kosminė erdvė, yra be triukšmo, nepaisant to, ką kūrėjai Žvaigždžių karai filmus galėtum patikėti.
Decibelas (dB) yra matas intensyvumas ir paprastai matuojamas vatų kvadratiniam metrui(W / m2). Taigi decibelis apibūdina, kiek garso bangų galia bet kuriuo metu juda per dvimatį erdvės gabalą.
Lygtis, susijusi su padidinti garso lygiu decibelais iki I intensyvumo padidėjimo nuo tam tikro pradinio atskaitos intensyvumo I0 yra
\ text {SL (dB)} = 10 \ log \ bigg (\ frac {I} {I_0} \ bigg)
- Atkreipkite dėmesį, kad (I / I0) yra vienetinis, o tai reiškia, kad jūs to nedarote turėti naudoti W / m2.
Darbas su logaritmais
Logaritmas yra rodiklis, skaičius, iki kurio bazė (10, jei nenurodyta kitaip) turi būti pakeltas į lygų argumentas rąsto. Pavyzdžiui, prisijunkite10(100) yra rodiklis, iki kurio reikia pakelti 10, kad gautume 100, o tai yra 2. Jūsų skaičiuoklė turi žurnalo funkciją, kad galėtų išspręsti panašias problemas.
Todėl, jei pradėjote garso stiprumą 5 (bet kokiais vienetais) ir pakėlėte jį iki 50, gautas rezultatas pakeisti decibelais būtų 10 log (50/5) = 10 log (10) = 10 (1) = 10.
„Decibel“ skalės biofizika
Kas būtų, jei norėtumėte palyginti dviejų lengvai girdimų garsų intensyvumą, o ne nustatyti Aš0 iki nulio atskaitos taško, kad rezultatas būtų absoliutus decibelų skaičius? Kaip atsitinka, apatinė žmogaus klausos riba yra apie 1 × 10 −12 W / m2. Šis skaičius naudojamas, kai fiksuota vertė yra Aš yra ieškoma.
Kaip konvertuoti dB į procentų padidėjimą
Jei sunkiosios mašinos garso lygis pakyla 3 dB, koks procentinis padidėjimas?
Žr. Lygtį SL (dB) = 10 log (Aš/Aš0) ir išspręskite argumentą (skaičius skliaustuose Aš/Aš0):
\ 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 \ pabaiga {lygiuota}
Todėl intensyvumas yra 1,995 karto didesnis, o procentilių skirtumas gaunamas nustatant Aš0 = 1, taigi procentinį pokytį pateikia 100 × (1,995 - 1,0) = 99,5 proc.
Taigi galite pamatyti, kad decibelų skalė skiriasi tik šiek tiek, atsižvelgiant į intensyvumo lygį arba kitaip tariant, intensyvumą lygiai savo pobūdžiu skiriasi kur kas plačiau, nei atskleidžia decibelų skalė, kad paprasčiau būtų lengviau naudoti decibelų skalę su. Jei norite atlikti sudėtingesnius skaičiavimus, „Sengpiel“ decibelų ir procentų skaičiuoklė apima tokius dalykus kaip visiškas harmoninis iškraipymas, kad būtų galima atlikti išsamesnę analizę (žr. Ištekliai).