Äänen mittaaminen

Michael, etkö voi harjoitella hiljempaa? En kuule omia ajatuksiani trumpetin äänen takia! Se on niin äänekäs! Trumpetti ei ole puoliksikaan niin kovaääninen kuin sinun bändisi! Sekä Michael että Jenny soittavat kovaäänisiä soittimia.

Monet tekijät vaikuttavat äänen kuulumiseen — äänen kestosta sen korkeuteen. Näitä äänen ominaisuuksia voidaan mitata! Ääni on värähtelyä, joka kulkee aaltoliikkeenä väliaineen, kuten ilman, avulla. Kun ääniaalto kulkee lähteestä, se muodostaa korkeapaineisia alueita - tihentymiä - ja matalapaineisia alueita - harventumia - välittäjäaineessa. Piirretään ääniaalto kaavioon, jotta näemme kuinka voimme mitata äänen eri ominaisuuksia! Aallon korkeimmat kohdat esittävät tihentymiä, ja aallon pohjat esittävät harventumia.

Voimme piirtää vaakatasoisen viivan aallon keskilinjalle. Tämä on niin sanottu lepoasento. Katsotaanpa kaavion akseleita. Vaaka-akseli esittää aikaa sekunneissa. Voimme laskea montako kertaa aalto toistuu per sekunti.

Tämä on ääniaallon taajuus, jota mitataan hertseissä. Hertsit kertovat kuinka korkea- tai matalataajuista ääni on. Katsotaan nyt aallonpohjien ja -huippujen muotoja. Ne esittävät värähtelyn ääripisteiden maksimietäisyyttä lepoasennosta. Tämä on aallon amplitudi.

Amplitudi kertoo myös kuinka kova ääni on — mitä suurempi amplitudi, sitä kovempi ääni! Amplitudi näkyy kaavion pystyakselilla. Näkevätkö Jenny ja Michael amplitudista kumman soitin on kovaäänisempi? Kyllä ja ei. He voisivat varmasti katsoa soittimiensa ääniaaltoja ja mitata amplitudin.

Mutta se ei kerro paljoa siitä, millaisena aistimme äänen, mikä on tärkeää ottaa huomioon, kun puhutaan siitä kuinka kova ääni on. Tähän tarkoitukseen käytämme amplitudia määrittämään äänen voimakkuutta. Äänenvoimakkuus ilmaistaan desibeleissä. Normaali keskustelu on noin 60 desibeliä. Puunlehtien kahina on 20 desibeliä, mutta se ei kuulosta juuri hiljaisemmalta. Ison rekka-auton ääni on noin 100 desibeliä ja kuulostaa paljon kovemmalta.

Kunkin esimerkin ero on 40 dB, mutta havaittava ero ei ole ollenkaan samansuuruinen! Se johtuu siitä, että desibeli ilmaisee arvon suhteessa toiseen arvoon, ja se esittää muutosta suhdelukuna, eikä yksinkertaisena numeroarvona. Desibeliasteikko on logaritminen. Jos henkilö altistuu yli 70 dB äänille pitkiä aikoja, kuulo voi vaurioitua. Siksi kodinkoneiden ja äänentoistolaitteiden valmistajat ilmoittavat usein laitteen äänenvoimakkuuden. Äänenvoimakkuus ilmaistaan yleensä painotettuna arvona eli dBA A-painotetut desibelit ottavat huomioon ihmiskorvan kyvyn vastaanottaa ääntä.

Michaelin ja Jennyn soittimet tuskin kuitenkaan tulevat dBA-merkintöjen kanssa. Miten he siis voivat ratkaista kumman soitin on äänekkäämpi? Katso Jenny, löysin tämän sovelluksen jolla voimme mitata soitinten äänenvoimakkuutta. Hyvä, nyt voimme viimein ratkaista tämän!