Вимірювання звуку

Майкл, ти не міг би займатися тихіше? Я не чую власні думки за твоєю трубою! Вона така гучна! Б’юся об заклад, що моя труба і на половину не така гучна, як ваша група! І Майкл, і Дженні видають дуже голосні звуки, граючи на своїх інструментах. Багато факторів впливають на те, як ми сприймаємо звук — від його тривалості до його висоти. І ми можемо виміряти ці різні властивості звуку! Звук – це коливання часток, що переміщуються через середовище, наприклад повітря, у вигляді хвилі. Коли звукова хвиля поширюється від джерела, вона створює зони підвищеного тиску — стиснення — і нижчого тиску — розширення — у середовищі. Зобразимо на графіку звукову хвилю, щоб побачити, як можна виміряти певні властивості звуку! Найвищі точки хвилі — піки, представляють зони стиснення а найнижчі точки — впадини, представляють розширення. Через центр хвилі ми можемо провести горизонтальну лінію. Вона показує так зване положення спокою. Тепер давай подивимося на вісі графіка. Горизонтальна вісь відображає час у секундах. Ми можемо порахувати, скільки разів хвиля повторюється кожну секунду. Це частота звукової хвилі, яку ми вимірюємо в герцах. Частота говорить нам, наскільки високий чи низький звук. Тепер давай розглянемо положення піків і впадин. Вони демонструють максимальну величину зміщення вібруючих частинок від положення спокою. Це амплітуда хвилі. Амплітуда також описує, наскільки гучним є звук — чим більша амплітуда, тим гучніший звук! Амплітуда зображається на вертикальній вісі графіка. Чи можуть Дженні й Майкл визначити гучніший інструмент через амплітуду? І так, і ні. Вони точно могли побачити звукові хвилі, які створюють їхні інструменти, і виміряти амплітуду. Але амплітуда не несе багато інформації про те, як ми відчуваємо звук, що важливо враховувати, говорячи про гучність звуку. З цією метою ми використовуємо амплітуду для визначення гучності звуку. Гучність вимірюється в одиницях, які називаються децибелами. Гучність звичайної розмови складає близько 60 децибел. Звук шелесту листя – 20 децибел, але він не сприймається значно тихіше. Тим часом звук великої вантажівки становить близько 100 децибел, і на слух це сприймається набагато голосніше. У кожному випадку різниця становить 40 децибел, але сприйняття різниці звуку далеко не однакове! Це тому, що шкала децибел виражає одне значення відносно до іншого значення, і представляє зміни у вигляді співвідношення, а не просто як різницю між показниками. Шкала децибел — це логарифмічна шкала. Якщо людина піддається впливу звуків вище 70 децибел протягом тривалого часу, це може зашкодити її слуху. Це одна з причин, чому виробники побутової техніки та звукових систем часто додають інформацію про гучність звуку. Гучність зазвичай виражається в окремій одиниці — А-зважені децибели або дБА. А-зважені децибели враховують, як людське вухо реагує на звук. Втім, наврядчи на музичних інструментах Дженні і Майкла вказані А-зважені децибели. Тож як вони можуть вирішити суперечку, який інструмент найгучніший? Подивися, Дженні, я знайшов програму для телефону, яку ми можемо використовувати для вимірювання гучності наших інструментів. Добре, тепер ми нарешті можемо вирішити це питання!