Lielākā daļa cilvēku katru dienu dzird fantastisku skaņu diapazonu. Dažas no šīm skaņām cilvēki izvēlas tieši pie ausīm (piemēram, mūzika, balss tālruņa zvana otrajā galā), kamēr citi nonāk jūsu dzirdes apstrādes centros, kā rezultātā jūs dažos vienkārši atrodaties pasaulē veidā. Dažas skaņas ir apgrūtinošas, un jūs, iespējams, domājat par šīm troksnis, jo viņi vai nu ir pārāk režģiski, ar augstu skaņu, vienkārši skaļi vai kā citādi nepatīkami klausīties.
Turklāt, ja esat bijis īpaši skaļa skaņas avota tuvumā, piemēram, pastiprinātāja vai skaļruņa rokkoncertā, jūs saprotat noteiktā skaļuma līmenī šī skaņa nav tik daudz skaņa kā enerģija, un dziesmu basu daļas ir pietiekamas, lai liktu sajust visu ķermeni tos. Patiesībā tas tā ir, un decibelu (dB) ir vienība.
Vai esat kādreiz domājuši, cik lielu skaņas enerģijas diapazonu jūs piedzīvojat visā savā dzīvē? Tas ir, kad, pagriežot stereo skaļumu līdz maksimālajai vērtībai 10, vai tas ir "piecas reizes skaļāks" nekā tad, kad skaļums ir iestatīts uz 2? Vai ir vienkāršs dB pārveidošanas procents? Kā tas notiek, tas darbojas nedaudz savādāk nekā šis.
Kas ir decibels fizikā?
Skaņa pārvietojas viļņu formā, tāpat kā elektromagnētiskie viļņi (piemēram, redzamā gaisma, mikroviļņi). Skaņas viļņiem, atšķirībā no EM viļņiem, ir nepieciešams fizisks līdzeklis, piemēram, gaiss vai ūdens, lai izplatītos; fiziskais vakuums, piemēram, kosmosa telpa, ir bez trokšņa, neskatoties uz to, ko veido Zvaigžņu kari vai filmas ticētu.
Decibels (dB) ir mērvienība intensitāte un to parasti mēra vati uz kvadrātmetru(W / m2). Tādējādi decibels apraksta, cik liela skaņas viļņu jauda jebkurā laikā pārvietojas pa divdimensiju telpas šķēli.
Vienādojums, kas attiecas uz palielināt skaņas līmenī decibelos līdz intensitātes I pieaugumam no kādas sākotnējās atskaites intensitātes I0 ir
\ text {SL (dB)} = 10 \ log \ bigg (\ frac {I} {I_0} \ bigg)
- Ņemiet vērā, ka (I / I0) ir bez vienībām, kas nozīmē, ka jūs to nedarāt ir izmantot W / m2.
Darbs ar logaritmiem
Logaritms ir eksponents, numurs, uz kuru bāze (10, ja nav norādīts citādi) jāpaaugstina līdz vienādai ar arguments no žurnāla. Piemēram, piesakieties10(100) ir eksponents, uz kuru jāpaaugstina 10, lai iegūtu 100, kas ir 2. Jūsu kalkulatoram ir žurnāla funkcija, lai risinātu šādas problēmas.
Tāpēc, ja jūs sākāt ar skaņas intensitāti 5 (jebkurās vienībās) un pacēlāt to līdz 50, iegūtais rezultāts mainīt decibelu līmenī būtu 10 log (50/5) = 10 log (10) = 10 (1) = 10.
Decibelu skalas biofizika
Ko darīt, ja tā vietā, lai gribētu salīdzināt divu viegli dzirdamu skaņu intensitāti, jūs vēlaties iestatīt Es0 līdz nulles atskaites punktam, lai rezultāts būtu absolūtais decibelu skaits? Kā tas notiek, cilvēka dzirdes apakšējā robeža ir aptuveni 1 × 10 −12 W / m2. Šis skaitlis tiek izmantots, ja fiksēta vērtība ir Es tiek meklēts.
Kā konvertēt dB uz procentuālo pieaugumu
Ja smagās tehnikas skaņas līmenis paaugstinās par 3 dB, kāds ir procentuālais pieaugums?
Skatīt vienādojumu SL (dB) = 10 log (Es/Es0) un atrisināt argumentam (iekavās esošais daudzums Es/Es0):
\ begin {izlīdzināts} 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 \ beigas {izlīdzināts}
Tāpēc intensitāte ir 1,995 reizes lielāka, un procentiles starpību iegūst, iestatot Es0 = 1, tāpēc procentuālās izmaiņas izsaka ar 100 × (1,995 - 1,0) = 99,5 procentiem.
Tādējādi jūs varat redzēt, ka decibelu skala tikai nedaudz mainās atkarībā no intensitātes līmeņa vai, citādi izsakoties, intensitātes līmeņi pēc būtības atšķiras daudz plašāk, nekā atklāj decibelu skala, vienkārši, lai atvieglotu decibelu skalas darbību ar. Ja vēlaties veikt sarežģītākus aprēķinus, Sengpiel decibelu un procentu kalkulators detalizētākai analīzei iekļauj tādas lietas kā kopējais harmonisko deformāciju (skat. Resursi).