Дууны эрчим гэдэг нь дууны долгион 1 секундын дотор орчны нэгж талбайгаар дамжих энергийн хэмжээг хэлнэ. Эрчим хүч нь долгионы давтамж, акустик даралтаас хамаарна. Таны харж байгаагаар бусад олон ойлголтууд эрчимтэй холбоотой байдаг: дууны долгион, түүний давтамж, акустик даралт, дууны энергийн урсгал. Эрчим гэж юу болохыг ойлгохын тулд бид үүнтэй холбоотой нэр томъёо бүрийг нарийвчлан задлах болно.
Дуу хэрхэн харагддаг
Дуу чичиргээт биеэс гарч болно. Энэ нь орчинд эвдрэл үүсгэж, акустик долгион үүсгэхийн тулд хангалттай хурдан чичирч байх ёстой. Гэсэн хэдий ч үүнийг бий болгохын тулд өөр нэг нөхцөл шаардлагатай: орчин нь уян хатан байх ёстой. Уян хатан байдал нь шахалт эсвэл бусад төрлийн хэв гажилтыг (хэрэв бид хатуу бодисын тухай ярих юм бол) эсэргүүцэх чадвар юм. Тиймээ, хатуу биет, шингэн, хий, агаар (өөр өөр хийн холимог хэлбэрээр) уян хатан чанартай боловч янз бүрийн түвшинд байна.
Уян хатан байдлын утганягтралаар тодорхойлогддог. Хатуу орчин (мод, металл, газрын царцдас) нь шингэн зүйлээс хамаагүй илүү дуу чимээг дамжуулдаг гэдгийг мэддэг. Хэрэв бид ус, агаарыг харьцуулж үзвэл хоёр дахь орчинд дууны долгион хамгийн муугаар хуваагдана.
Агаарын уян хатан чанар, нягт зөөвөрлөгч нь янз бүрийн шалтгааны улмаас үүсдэг. Шингэн ба хатуу биед молекул хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүч байдаг. Тэд бөөмсийг нэг талст торонд барьдаг бөгөөд дууны долгион түүний зангилаагаар тархахад маш хялбар байдаг.
Агаарын молекулууд хоорондоо холбогдоогүй, хол зайд оршдог. Үргэлжилсэн, тогтворгүй хөдөлгөөн, түүнчлэн таталцлын нөлөөгөөр бөөмс нь сарнидаггүй. Энэ нь эрт дээр үеэс анзаарагдсан: агаар илүү ховор байх тусам (жишээлбэл, агаар мандлын дээд давхаргад) дуу чимээний эрч хүч, чангарал бага байдаг. Саран дээр чимээгүй байгаа нь дуугарах зүйлгүйдээ биш, харин агаар дутсанаас болж.
Дууны долгион агаарт хэрхэн тархдаг вэ
Бидний хамгийн их сонирхдог зүйл бол агаарт дууны (акустик) долгион тархах явдал юм. Бие анхны байрлалаасаа хазайх үед ойр орчмын агаарыг нэг талдаа шахдаг. Нөгөө талаар дунд нь ховордсон. Анхны байрлал руугаа буцаж ирэхэд дууны эх үүсвэр нөгөө тал руугаа хазайж, тэнд агаарыг шахдаг. Энэ нь бие хөдөлгөөнийг зогсоох хүртэл үргэлжилнэ.
Бөөмс хэрхэн ажилладаг вэ? Тэдний эмх замбараагүй хөдөлгөөнд хэлбэлзэлтэй нэг нь нэмэгддэг. Молекулуудын тогтмол дулааны хөдөлгөөнөөс ялгаатай нь чичиргээний хөдөлгөөн нь нэг чиглэлтэй байдаг. Агаарын давхаргадбиеийн хазайлтын чиглэлд перпендикуляр байгаа хэсгүүд нь бие биенээ түлхэж эхэлдэг. Тэд дууны эх үүсвэртэй нэг чиглэлд хөдөлдөг. Тиймээс агаарын ээлжлэн шахалт-ховоржилт нь агаарын нэг давхаргаас нөгөө давхаргад дамждаг. Энэ бол акустик долгион юм. Дууны эрч хүч нь долгионы гол шинж чанар болох давтамж ба уртаас хамаардаг утга юм.
Дууны давтамж
Долгионы давтамж нь дууны эх үүсвэр хэр хурдан чичирч байгаагаас хамаарна. Бүх бие махбодь өөр өөр давтамжтайгаар чичирдэг ч бидний ойлголтонд давтамж бүр байдаггүй. Бидний сонсдог долгионыг дуу чимээ гэж нэрлэдэг. Акустик долгионы давтамжийг герцээр хэмждэг (1 Гц нь секундэд 1 хэлбэлзэлтэй тэнцүү).
Шахсан болон ховордсон агаарын давхаргууд ээлжлэн оршдог. Долгионы урт нь даралт нь ижил байгаа зэргэлдээх давхаргын хоорондох зайтай тэнцүү байна. Дуу чимээ нь хязгааргүй тархдаггүй, учир нь зай нэмэгдэх тусам долгион суларч байдаг. Хэр хол явах нь акустик долгионы урт, давтамжаас хамаарна. Эдгээр хэмжигдэхүүнүүд нь шууд пропорциональ байдаг: өндөр давтамжийн долгион нь бага давтамжтай долгионоос богино байдаг. Өндөр, нам давтамжийн долгион нь нам дуу чимээ үүсгэдэг тул бид өндөр давтамжийн дуу чимээний тухай ярьдаг.
Дууны эрчмийн түвшин нь акустик чичиргээний давтамж болон долгионы уртаас шууд хамаардаг. Тэгэхээр шумуулын дуугарах чимээ 10 мянган Гц давтамжтай, 3,3 см-ийн долгионы урттай. Үхрийн шуугиан нь дор хаяж 10 метрээс сонсогдох хүчтэй дуу юм. Түүний давтамж 30 Гц.
Акустик даралт
Давхарга бүртдууны долгион хүрсэн агаарт даралт нь дээш эсвэл доош өөрчлөгддөг. Агаар мандлын даралттай харьцуулахад түүний нэмэгдэх хэмжээг акустик (дууны) даралт гэнэ.
Бидний чих гайхалтай мэдрэмтгий. Итгэхэд бэрх ч нэгж талбайд ногдох даралтын өөрчлөлтийг граммын 0,01 сая хуваасны хооронд ялгадаг. Дуу чимээ нь маш бага даралт үүсгэдэг бөгөөд энэ нь 310-5 N/m2-тэй тэнцүү байна. Энэ утга нь атмосферийн даралтаас 31010 дахин бага байна. Хүний сонсгол нь химийн масштабаас илүү нарийвчлалтай байдаг. Физиологичид хэнгэрэгийн мембраны уян хатан чанар, хамгийн намуухан дуу чимээний даралтыг судалжээ. Өгөгдлийг харьцуулж үзээд тэд тимпани мембран атомын хэмжээнээс бага зайд товойдог гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ.
Дууны хүч болон дууны даралт нь шууд хамааралтай. Биеийн чичиргээ бага давтамжтай үед даралтыг ихээхэн нэмэгдүүлдэг - дуу нь хүчтэй гарч ирдэг. Дууны эрч хүч (хүч) нь акустик даралтын квадраттай пропорциональ байна.
Дууны энергийн урсгал
Янз бүрийн давтамж, эрчимтэй дуу чимээ нь дууны энергийн урсгалаар тодорхойлогддог. Дууны долгион нь бөмбөлөг хэлбэрээр бүх чиглэлд тархдаг. Долгион цааш явах тусам сул болно. Түүний зөөвөрлөж буй энерги нь өсөн нэмэгдэж буй талбайд тархдаг - дуу чимээ багасдаг. Дууны энергийн квадрат нь чичиргээт бие хүртэлх зайны квадраттай урвуу пропорциональ байна.
Дууны энергийн урсгал нь зөөвөрлөх кинетик энергийн хэмжээ юмсекундэд гадаргуугийн талбайд долгион. Энэ нь орчны гадаргууг, жишээлбэл, уян харимхай долгионы чиглэлд зөв өнцгөөр байрлах агаарын давхаргад хамаарна. Эрчим хүчний урсгалыг ваттаар (Вт) хэмждэг.
Дууны хүч
Дууны хүч (эрчм) нь хэмжигдэхүүн бөгөөд үүнийг олохын тулд та энергийн урсгал гэж юу болохыг мэдэх хэрэгтэй. Үүний утгыг долгионы тархалтад перпендикуляр гадаргуугийн талбайд хуваах ёстой (m2).
Дууны эрчмийг I үсгээр илэрхийлнэ. (I0)-ийн хамгийн бага утга нь 10-12 Вт/м2. Хүч өндөр байх тусам дуу чимээ ихсэх болно. Дууны хүч ба чанга байдлын хамаарлыг эмпирик байдлаар тогтоосон. Эрчим хүчийг 10 дахин нэмэгдүүлэхэд дууны хэмжээ 10 децибел (дб), 100 дахин нэмэгдэхэд 20 дБ-ээр нэмэгддэг нь ажиглагдсан.
Дуутай болон сонсогдохгүй дуу чимээ
Физиологи нь хүнийг зөвхөн тодорхой хязгаарт дуу авиа сонсох боломжийг олгодог. Хэрэв бие нь 16-20 килогерц (кГц)-ээс их, 16-20 Гц-ээс бага давтамжтайгаар чичирдэг бол бидний чих үүнийг мэдрэхгүй болно.
Дууны давтамж ба эрчим нь хоорондоо холбоотой. Өндөр давтамжийн дууны долгион нь маш бага энерги дамжуулдаг. Бидний чихний бүрхэвч доргиохын тулд акустик даралтыг өөрчлөх нь хангалтгүй юм. Ийм дуу чимээг сонсголын босго давсан гэж хэлдэг.
16 мянган Гц-ээс бага давтамжтай долгионыг хэт авиа гэж нэрлэдэг. Хамгийн алдартай амьтадХэт авианы тусламжтайгаар "ярьдаг" бол эдгээр нь далайн гахай, сарьсан багваахай юм. Хэт авиа нь бид сонсдоггүй ч тодорхой эрчимтэй үед (190-200 дБ) уушигны цулцангийн даралтыг хэт их нэмэгдүүлдэг тул үхэлд хүргэдэг.
Сонирхолтой нь өөр өөр давтамжид чанга болон дууны эрчмийн хамаарал өөр өөр байдаг. Дунд зэргийн давтамжтай (ойролцоогоор 1000 Гц) хүн эрчимжилтийн өөрчлөлтийг ердөө 0.6 дБ-ээр мэдэрдэг. Давтамжийн түвшинг хязгаарлах нь огт өөр асуудал юм. Тэдгээр дээр бид дууны эрчмийн өөрчлөлтийг 3 нэгжээр бараг ялгаж чадахгүй.
Дууны ангилал
Дууны эрчмийг Вт/м2-р хэмждэг боловч децибелийг дуу авиаг өөр хоорондоо болон хамгийн бага түвшний эрчимтэй харьцуулахад ашигладаг.
Дуугуудыг дараах байдлаар хуваадаг:
- маш сул (0-20 дБ);
- сул (21-40 дБ);
- дунд зэрэг (41-60 дБ);
- чанга (61-80 дБ);
- маш чанга (81-100 дБ);
- дүлий (100 дБ-ээс дээш).
Зурагт янз бүрийн эрчимтэй хамгийн түгээмэл дуу авианы жишээг харуулав.
Зөвшөөрөх үнэ
Тогтмол эсвэл удаан үргэлжилсэн чимээ шуугианыг арын чимээ гэж нэрлэдэг. Орон сууцны хувьд 20-30 дБ нь арын чимээ шуугианы хэвийн түвшин юм. Үүнийг хүн чимээгүй гэж ойлгодог. 40 дБ-ийн дуу чимээг хүлээн авах боломжтой боловч 60 дБ-ийн дуу чимээг албан байгууллага, байгууллагуудад зөвшөөрнө. 70 дБ-ийн дуу чимээнд удаан хугацаагаар өртөх нь хүргэдэгтөв мэдрэлийн тогтолцооны эмгэг. Ийм чанга дуугаар гудамж "дуугарч", завгүй өргөн чөлөөнд дуу чимээ 85-90 дБ хүрдэг. 100 дБ дуу чимээ нь сонсголыг бууруулж, сонсголыг бүрэн алдахад хүргэдэг.
Дууны эрч хүч нь ариун цэврийн дүрэм, журамд (SanPiN) заасан зөвшөөрөгдөх утгыг хэлнэ. Дуу шуугиантай гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл асаах, чанга ярих, засвар хийх гэх мэт хугацааг Энх тайван, амгалан тайван байдлыг хангах тухай хуулиар тогтоосон байдаг. Үүнийг бүс тус бүрээр тусад нь авдаг. Бүс тус бүрийн цаг өөр байж болно: хаа нэг газар өдрийн цагаар өглөөний 7:00 цагт, хаа нэгтээ 9:00 цагт эхэлдэг. Жишээлбэл, Москва мужид ажлын өдрүүдэд 21:00-8:00, амралтын өдрүүдэд 22:00-10:00 цагийн хооронд шөнийн цагаар нам гүм байдаг гэж үздэг. Нэмж хэлэхэд 13:00-15:00 цаг хүртэл тайван цагтай.
