| Brzina čestice v nije brzina zvuka c = brzina zvuka. Ako nije drugačije naznačeno, zvučni pritisak se uvek podrazumeva kao RMS vrednost. |
| Unesite bilo koje dve poznate vrednosti i pritisnite „izračunaj“ da biste rešili dve druge. Unesite samo dve vrednosti. Jedna od ovih vrednosti može biti i specifična zvučna impedansa ili zvučna impedansa vazduha: Z0 = 413 N·s/m3 at 20°C = 68 °F ili Z0 = 410 N·s/m3 at 25 °C = 77 °F. |
| U akustici i audio tehnici zvučni pritisak, brzina čestica vazduha i zvučna impedansa su linearne veličine zvučnog polja. Intenzitet zvuka je kvadratna veličina zvučne energije. |
| Najvažnije akustičke formule: Zvučni pritisak p = Z × v = J / v = √(J × Z) u Pa Brzina čestica v = p / Z = J / p = √(J / Z) u m/s Akustična impedansa Z = p / v = p2 / J = J / v2 in N·s/m3 Intenzitet zvuka J = p × v = Z × v2 = p2 / Z u W/m2 |
| Specifična zvučna impedansa Z0 = ρ × c = p / v in N·s/m3. Akustička impedansa je materijalna konstanta medija za širenje. Akustična impedansa je proizvod gustine r i brzine zvuka c u medijumu. Kao karakterističnu impedansu vazduha koristimo okruglu vrednost Z = 400 N·s/m³ (Pa·s/m). Tada je „nivo zvuka“, to jest nivo zvučnog pritiska i nivo intenziteta zvuka potpuno isti kao vrednost decibela. Specifična zvučna impedansa vazduha na 20°C je Z0 = 413 N·s/m³ (Pa·s/m). Gustina vazduha ρ i brzina zvuka c = λ × f Zvučni pritisak p = √ (J × Z0) i intenzitet zvuka J = p² / Z0 Karakteristična (zvučna) impedansa medija je inherentno svojstvo sredine: Z0= ρ0 × c0. Ovde je karakteristična impedansa, izmerena u Rayls, i ρ0 i c0 asu gustina i brzina zvuka u neometanom medijumu (tj. Kada u njemu ne putuju zvučni talasi). U viskoznom medijumu postojaće fazna razlika između pritiska i brzine, pa će se specifična zvučna impedansa Z razlikovati od karakteristične akustičke impedanse Z0. Karakteristična impedansa vazduha na sobnoj temperaturi je oko 400 Pa·s/m ili N·s/m³. |
|
Zvučni pritisak p paskalima (njutni po kvadratnom metru) nije ista fizička veličina kao intenzitet J ili I u vatima po kvadratnom metru. ... a snaga zvuka (zvučna snaga) se ne smanjuje sa udaljenošću r od izvora zvuka - ni sa 1 / r r ni kao 1 / r2. |
| Često se zvučni pritisak kao veličina zvučnog polja pogrešno meša sa intenzitetom zvuka kao količinom zvučne energije. Ali I ~ p2. Količina zvučne energije proporcionalna je veličini zvučnog polja na kvadrat. |
|
Napomena: Uzrok je zračena snaga zvuka (intenzitet zvuka) a zvučni pritisak je efekat.
Efekat je od posebnog interesa za inženjere zvuka. Efekat temperature i zvučnog pritiska:
Zvučni pritisak i snaga zvuka - Učinak i uzrok.
|
|
Akustičarima i zaštitnicima zvuka („borci protiv buke“) potreban je intenzitet zvuka (zvučni intenzitet) - ali inženjerima zvuka i dizajnerima zvuka („ljudi sa ušima“) ta količina zvučne energije nije potrebna. Ko se bavi audio inženjeringom, više bi trebalo da vodi računa o količini zvučnog polja, to jest zvučnom pritisku ili nivou zvučnog pritiska (SPL) kao efekat na bubne opne i na dijafragmu mikrofona, i odgovarajući audio napon i njegov nivo napona. |
Poznati zakon V = I × R mznači u skladu s tim (ekvivalentno) u akustici p = v × Z.
| Sluh je direktno osetljiv na zvučni pritisak (bubne opne). U stereo tehnici razlike u nivou nazivaju se razlikama u intenzitetu, ali intenzitet zvuka je posebno definisana veličina i ne može se osetiti jednostavnim mikrofonom, niti bi mogao biti od vrednosti na muzičkim snimcima ako bi mogao. Stereofoniju „Intenzitet“ bolje nazvati stereofonijom razlike nivoa, jer su naše bubne opne i mikrofonska membrana pokrenute razlikama nivoa zvučnog pritiska. |
| Pošto naše uši ne reaguju na brzinu čestica vazduha (brzinu zvuka), već samo na promene zvučnog pritiska, brzina čestica nije bitna za percepciju jačine zvuka. |
Unesite dve vrednosti, da biste izračunali treću.
Akustička impedansa = Gustina medija × Brzina zvuka - Z0 = ρ (rho) × c
Unesite dve vrednosti, da biste izračunali treću.
Specifična zvučna impedansa vazduha: Z0 = 400 N·s/m³. Tipična pretpostavka.
Intenzitet zvuka = Zvučni pritisak × Brzina čestica - J = p × v
Unesite dve vrednosti, da biste izračunali treću.
Gustina medija, brzina zvuka i zvučna impedansa
| Medijum |
Gustina ρ na kg/m³ at 20 °C |
Brzina svetlosti c in m/s at 20 °C |
Akustična impedansa Z0 u N·s/m³ |
| Vazduh | 1.204 | 343 | 413.5 |
| Voda | 1,000 | 1,440 | 1,440,000 |
| Cigla | 1,700 | 4,300 | 7,310,000 |
| Staklo kvarc | 2,200 | 5,500 | 12,100,000 |
| Aluminijum | 2,700 | 6,100 | 16,500,000 |
| Čelik | 7,500 | 6,000 | 45,000,000 |
| 1970. godine američka mornarica je izabrala referentni nivo pritiska od 0 dB ≡ 1 µPa za svoje podvodne radove za zvuk u vodi. Približno se isti nivo detalja za vazduh i vodu pri odgovarajućem nivou referentnog pritiska razlikuje za približno 62 dB. Radi uporedivosti nivoa - u svakom slučaju upitno - povucite sa nivoa zvučnog pritiska pod vodom oko 62 dB. Velika razlika između nivoa zvuka u vazduhu i indikacije nivoa zvuka pod vodom naznačena u decibelima (dB) retko se prepoznaje i jasno objašnjava. |
Smanjenje zvuka sa daljinom
| Kako se jačina zvuka (glasnoća) smanjuje sa udaljenošću od izvora zvuka? Kako se zvučni pritisak (napon) smanjuje sa udaljenošću od izvora zvuka? Kako se intenzitet zvuka (a ne snaga zvuka) smanjuje sa udaljenošću od izvora zvuka? Pitanje za početnike je prilično jednostavno: Kako se zvuk smanjuje sa daljinom? |
| Za sferni talas dobijamo: Nivo zvučnog pritiska (SPL) opada sa udvostručenjem udaljenosti za (-) 6 dB. Zvučni pritisak pada na 1/2 puta (50%) od početne vrednosti zvučnog pritiska. Zvučni pritisak opada odnosom 1/r od udaljenosti. Nivo intenziteta zvuka opada sa udvostručavanjem udaljenosti za (-) 6 dB. Intenzitet pada na 1/4 puta (25%) od početne vrednosti intenziteta zvuka. Intenzitet zvuka se smanjuje odnosom 1 /r2 od udaljenosti. Nivo glasnosti se smanjuje udvostručenjem razdaljine za (-) 6 dB. Glasnost pada na 2/3 puta (oko 63%) od početne vrednosti osetljive glasnosti. Glasnost se smanjuje s odnosom 1/(20.66r) = 1/1.581 r prema udaljenosti. Bilo je diskusije: 2−0.6r nije isto što i 1/(20.6)ršto pokazuje Da je jednačina pogrešna. Ali kako je to ispravno? |
| Nivo zvuka zavisi od udaljenosti između izvora zvuka i mesta merenja, moguće jednog uha subjekta. Nivo zvučnog pritiska Lp u dB bez date udaljenosti r do izvora zvuka je zaista beskoristan. Nažalost, ova greška (nepoznata udaljenost) je prilično česta. |
|
Šta je zvuk? Zvuk je kolebanje pritiska u vazduhu. Ima karakter talasnog kretanja koje se pokreće kada vazdušna čestica pokrene sledeću. Ovaj domino efekat se širi u vazduhu pri 343 m / s na 20°C u vidu uzdužnog talasa.U tečnostima i čvrstim supstancama brzina je znatno veća (voda: 1,440 m/s, čelik: 6,000 m/s). |
| Zvučna snaga i zvučni pritisak. Korelacija između veličine zvučne energije i veličine zvučnog polja. Izvor zvuka emituje zvučnu snagu i generiše određeni zvuk. To znači: Zvučna snaga je uzrok, a zvučni pritisak posledica. Poređenje teorije toplote čini vezu jasnom: toplota koju zrači električni grejač čini određenu temperaturu u sobi. Koliko će temperatura biti visoka, zavisi od veličine sobe, vrste izolacije, prisustva drugih izvora toplote i tako dalje. Izlazna snaga električnog grejača je uvek ista, praktično neovisna od prostorije u kojoj se nalazi. Slična je situacija i sa zvukom: Zvuk koji opažamo ili koji mikrofon opaža zavisi od udaljenosti od izvora zvuka i akustičnih karakteristika područja u kome se šire zvučni talasi. U velikoj sobi koja upija zvuk izvor zvuka zvuči mnogo tiše nego u maloj sobi sa golim betonskim zidovima. Ali snaga zvuka izvora zvuka je uvek ista. |
| Osetljivost (faktor prenosa) u mV / Pa jasno pokazuje da mikrofoni menjaju zvučni pritisak (Pa) na audio napon (mV). Energija i snaga ne igraju ulogu za ove pretvarače mikrofona. Naše bubne opne takođe pokreću odstupanja zvučnog pritiska. Zvučni pritisak kao veličina zvučnog polja ne može biti jednak intenzitetu zvuka ili jačini zvuka kao veličina zvučne energije. |
