Перерахуйте акустичні величини і вкажіть їх одиниці виміру

Звуковые волны характеризуются скоростью распространения, звуковым давлением, интенсивностью, спектральным составом и рядом других величин. Для образования единиц акустики и механики достаточно трех основных единиц: длина , масса и время . Как правило, в акустике используют систему единиц СИ, но на практике используют и несистемные единицы измерений.

Рассмотрим некоторые из них.

Скорость звука – это фазовая скорость звуковых волн в упругой среде, обычно одинакова для всех частотных составляющих звука, м/с. Скорость звука в воздухе при температуре 0 С и давлении 1 Атм (101 325 Па) равна 331 м/с.

Звуковое давление p – это переменная часть давления, возникающая при прохождении звуковой волны в среде. Звуковое давление – это основная количественная характеристика звука. Измеряется в Па. Звуковое давление следует отличать от радиационного давления звука. Звуковое давление является наиболее важной характеристикой звука, т.к. из всех акустических величин человеческое ухо воспринимает в первую очередь именно звуковое давление.

При значительном звуковом давлении наблюдается явление разрыва сплошности жидкости.

Акустическое радиационное давление (т.н. давление звукового излучения) – это постоянное давление, испытываемое телом, находящимся в стационарном звуковом поле. Радиационное давление звука не следует смешивать со звуковым давлением, представляющим собой периодически меняющееся давление в среде, в которой распространяется звуковая волна.

Звуковая энергия - это энергия колебательного движения частиц упругой среды, заполняющей область звукового поля, Дж.

Интенсивность звука (плотность звуковой мощности), так же называют силой звука -средняя по времени энергия, переносимая звуковой волной через единичную площадку, перпендикулярную к направлению распространения волны в единицу времени . Для плоской синусоидальной бегущей волны интенсивность звука будет равна

, Вт/м²

Акустическое сопротивление – физическая величина, аналогичная сопротивлению электрической цепи, Па*С/м³.

Спектр звука - частотная характеристика звука, описывающая его спектральный состав по отношению к какой либо акустической величине. Как правило, в акустической практике приходится иметь дело со сплошными спектрами, когда энергия звуковых колебаний распределяется непрерывно в определенном диапазоне частот. При решении определенных задач (градуировка, прием-передача калибровочных сигналов) возникает необходимость использований линейных дискретных частотных составляющих спектра.

В качестве исходных уровней принимают следующие: уровень звукового давления 20 мкПа; уровень звуковой мощности 10^-12 Вт; уровень интенсивности звука 0,01 Вт/м².

Бел - безразмерная единица измерения отношения (разности уровней) некоторых величин по логарифмической шкале. Отношение двух величин P1 и P2, выраженное в белах, определяется как десятичный логарифм отношения этих величин.

Децибел – логарифмическая единица уровней, затуханий и усилений. Величина, выраженная в децибелах, численно равна десятичному логарифму безразмерного отношения физической величины к одноимённой физической величине, принимаемой за исходную, умноженному на десять.

Уровень звуковой мощности – десятикратный десятичный логарифм отношения звуковой мощности к пороговой звуковой мощности.

Уровень интенсивности звука – определяет во сколько раз интенсивность звука больше, чем минимальная интенсивность, воспринимаемая человеческим ухом.

Уровень звукового давления – Уровень звукового давления (англ. SPL, Sound Pressure Level) — измеренное по относительной шкале значение звукового давления, отнесённое к опорному давлению = 20 мкПа, соответствующему порогу слышимости синусоидальной звуковой волны частотой 1 кГц:

дБ.

Фон – логарифмическая единица для оценки уровня громкости звука. Шкала фонов от шкалы децибелов отличается тем, что в ней значения громкости коррелируются с чувствительностью человеческого слуха на разных частотах. У чистого тона с частотой 1000 Гц уровень в фонах численно равен уровню в децибелах, для других частот используют поправки из таблицы или специального графика — контура равных громкостей, представляющего собой стандартизованное (ISO 226) семейство кривых, называемых также изофонами.

Порог слышимости — минимальная величина звукового давления, при которой звук данной частоты может быть ещё воспринят ухом человека. Величину порога слышимости принято выражать в децибелах, принимая за нулевой уровень звукового давления 2×10−5Н/м2 или 20×10−6Н/м2 при частоте 1 кГц (для плоской звуковой волны). Порог слышимости зависит от частоты звука. При действии шумов и других звуковых раздражителей порог слышимости для данного звука повышается (см. Маскировка звука), причём повышенное значение порога слышимости сохраняется некоторое время после прекращения действия мешающего фактора, а затем постепенно возвращается к исходному уровню. У разных людей и у одних и тех же лиц в разное время порог слышимости может различаться. Он зависит от возраста, физиологического состояния, тренированности. Измерения порога слышимости обычно производят методами аудиометрии.

Порог болевого ощущения – слуховой, величина звукового давления, при которой в ухе возникает ощущение боли. Болевым ощущением часто определяют верхнюю границу динамического диапазона слышимости человека. Порог болевого ощущения в очень малой степени зависит от частоты звука.