Der Blauwal, das größte lebende Tier, macht ein Geräusch, das viel lauter ist als das Geräusch einer startenden Rakete. Eine solche Lautstärke kann ein Mensch nicht ertragen. Es gibt sogar eine Lärmwaffe. Seine Lautstärke ist nur geringfügig lauter als die Stimme des Wals.
Was bestimmt die Lautstärke des Tons? Warum können intensive und tiefe Töne wehtun und sogar tödlich sein, während hohe nicht? Warum hört man tiefe Töne in größerer Entfernung als hohe? Der Artikel wird diese Fragen beantworten.
Was bestimmt die Lautstärke des Tons
Dieser Wert ist abhängig von der Schallfrequenz und -wellenlänge, vom Schalldruck und der Energie des Schallstrahls. Aber das Wichtigste zuerst.
Was bestimmt die Lautstärke des Tons? Die Physik weiß seit langem, dass die Lautstärke durch die Eigenschaften der Welle bestimmt wird. Je schneller die Schallquelle vibriert, desto höherdie Frequenz der Welle und je kürzer ihre Länge. Hochfrequente Töne nennen wir leise, wir nehmen sie als subtil wahr. Aufgrund der kleinen Wellenlänge können wir nur auf kurze Distanz hören. Niederfrequente Geräusche gelten als rau, werden als laut empfunden und sind weithin zu hören.
Schalldruck und Schallfluss
Was bestimmt die Lautstärke des Tons? Neben den Eigenschaften der Welle auch vom Schalldruck. Dieser Druck ist größer als der atmosphärische Druck, er erzeugt einen vibrierenden Körper. Bewegt sich die Schallquelle mit großer Amplitude, niedriger Frequenz, steigt der Druck stark an.
Der Druck erzeugt die Energie des Schallstroms. Dieser Wert wird in W/m2 gemessen und zeigt an, wie viel kinetische Energie in 1 Sekunde durch die Oberfläche geht. Je höher der Druck, desto intensiver die Strömung.
Lautstärke und Energie
Auf die Frage, wovon die Lautstärke des Schalls abhängt, gibt die Physik die Antwort: vom Fluss der Schallenergie. Angenommen, die Energie hat sich um das 10-fache erhöht - das Volumen wird um ein Bel zunehmen (1 b). Bel ist eine Einheit für die Lautstärke, aus Gründen der Bequemlichkeit und Genauigkeit der Messungen wurde jedoch beschlossen, Dezibel zu verwenden (1 dB=0,1 b).
Bezeichne die anfängliche Schallenergie als E0. Wenn sie sich um das 10-fache erhöht und gleich 10 E0ist, dann erhöht sich die Lautstärke um 10 dB, beim 100-fachen - um 20 dB usw. Schwankungen der Schallenergie, die das menschliche Ohr wahrnehmen kann, haben Grenzen. Ihre Reichweite ändert sich in 10Billionen Mal, Lautstärkeänderung - 130 dB. Minimaler Schallenergiepegel E0=10-12 W/m2. Nicht jeder kann einen so schwachen Ton hören, sondern nur eine Person mit einem sehr entwickelten Gehör. Mit dem Wert E0 werden alle Geräusche verglichen, um sie als leise oder laut zu charakterisieren.
Zur Verdeutlichung geben wir Beispiele für die häufigsten Geräusche, vergleichen ihre Lautstärke und die Energie des Schallstroms. Es versteht sich, dass Geräusche von einer Person aus einer Entfernung von mehreren Metern wahrgenommen werden.
| Klangart | Lautstärke (db) |
Schallenergie (W/m2) |
| Blattrauschen | 10 | 10-11 |
| Uhr tickt | 20 | 10-10 |
| ruhiges Gespräch | 40 | 10-8 |
| lautes Gespräch | 70 | 10-5 |
| laute Straße | 90 | 10-3 |
| U-Bahn | 100 | 10-2 |
Unhörbare Geräusche und Schmerzschwelle
Was bestimmt die Lautstärke des Tons? Zusätzlich zu allem, was bereits berücksichtigt wurde, von der Hörschwelle. Der Ton kann beliebig laut sein (für andere Lebewesen oder spezielle Geräte), aber wenn seine Frequenz weniger als 16-20 Hz (Infraschall) und mehr als 16-20 kHz (Ultraschall) beträgt, dann werden wir ihn nicht wahrnehmen.
Obwohl wir Infraschall und Ultraschall nicht hören,Sie wirken auf eine Person auf unterschiedliche Weise. Infraschall mit einer Lautstärke von 75 dB ist gesundheitsschädlich, 120 dB ist die Schmerzgrenze eines Menschen und ein Schall von 180 dB führt zum Tod. Dieser Effekt erklärt sich dadurch, dass niedrige Infraschallfrequenzen den Druck zu stark erhöhen. Ultraschall ist nicht gefährlich, er wird häufig in der Medizin, in verschiedenen Industrien und im Bauwesen eingesetzt.
