Всем нам говорили: не слушай громкую музыку, это вредно для слуха. Но что значит «громкая»? В чем измеряется громкость? И где та граница, после которой звук становится опасным?
Объективное и субъективное
Громкость того или иного звука выражается в числовом значении. Однако на деле уровень громкости – величина субъективная. Она зависит от частоты звука и звукового давления. Так, тон с частотой 1 кГц мы начинаем слышать при значении 0 дБ, то есть на пороге слышимости человеческого уха. А тон с частотой 20 Гц мы услышим, только если он поднимется до 80 дБ.
Измеряется уровень громкости звука в логарифмических единицах – фонах. При уже упоминаемой частоте в 1 кГц уровень звука в фонах будет равен уровню звука в децибелах. При иных частотах используют поправки из стандартизированной таблицы.
Что такое децибел?
Децибел – логарифмическая единица, фактически логарифм двух значений энергетической величины. Мы воспринимаем его прежде всего как единицу измерения громкости. На самом деле децибел универсален и используется для измерения самых разных и т. д. Применение этой единицы в акустике объясняется тем, что человек воспринимает звук в большом диапазоне интенсивности, и линейная шкала слишком сложна для использования. Логарифмическая шкала удобнее.
Регулировка шага громкости в ЖК телевизоре.
Фактически децибелы указывают не то, насколько звук громкий, а то, на сколько порядков он мощнее базового уровня. Например, показатель 30 дБ означает, что звук превышает порог слышимости в 1000 раз.
Диапазон слышимости человека составляет примерно 120 дБ (на этой границе звук может вызывать болевые ощущения). Рекомендованный уровень громкости в помещении составляет 45 дБ ночью и 55 дБ днем. На практике такой уровень соблюдается редко. Компенсировать недостаток тишины помогут каркасная звукоизоляция ( что это такое ) и звукоизолирующие стеклопакеты.
Поговорим о герцах
Такая величина, как герц, не имеет отношения к громкости звука. Она измеряет другой его важный показатель – частоту, то есть количество колебаний за одну секунду. Человеческое ухо способно воспринимать частоты от 20 Гц до 20 кГц при передаче звуковой волны по воздуху. При передаче звука по костям черепа верхний предел поднимается до 220 кГц.
Звук с частотой ниже слышимого диапазона называют инфразвуком, с частотой выше – ультразвуком. Хотя мы не можем их слышать, они способны оказывать влияние на человека. Например, инфразвук на определенных частотах может вызвать чувство тревоги и панику.
Но звук может и улучшить физическое состояние. Главное – подобрать правильный инструмент и мелодию.
Источник: dzen.ru
Измерение уровня звука — децибелы (дБ) в домашнем кинотеатре
Как на телевизоре уменьшить изначально громкий звук (GRUNHELM на 9 андройде).
Два из наших самых важных чувств — зрение и слух. С ушами мы обнаруживаем изменения звука от самого тихого шепота до самого громкого раската грома.
Как мы слышим
Мы слышим звук (волны, которые движутся через воздух, воду или другую совместимую среду), когда он достигает нашего наружного уха, который направляет его через ушной канал к барабанной перепонке
Что определяет громкость звука
Громкость или громкость звука определяется множеством факторов, которые включают в себя комбинацию количества воздуха, которое достигает уха от источника звука, и расстояния наших ушей от точки происхождения звука.
Шкала децибел
Для количественной оценки громкости звука была создана шкала децибел .
Наши уши обнаруживают изменения в объеме нелинейным образом. Децибел — это логарифмическая шкала громкости.
Разница в 1 децибел воспринимается как минимальное изменение громкости, разница в 3 децибела — это умеренное изменение, а разница в 10 децибел воспринимается слушателем как удвоение громкости. Децибелы обозначаются буквами: дБ.
0 дБ — порог слышимости. Другие примеры:
- Шепот: 15-25 дБ
- Фоновый шум: около 35 дБ
- Обычный фон дома или офиса: 40-60 дБ
- Нормальный говорящий голос: 65-70 дБ
- Оркестровая кульминация: 105 дБ
- Живая рок- музыка : 120 дБ +
- Порог боли: 130 дБ
- Реактивный самолет: 140-180 дБ
Как применяется шкала децибел
Шкала децибел применяется к музыке и домашнему кинотеатру следующим образом.
Для усилителей децибелы — это измерение мощности, необходимой для получения определенного уровня звукового выхода. Тем не менее, это еще не все.
Чтобы один усилитель или ресивер был в два раза громче другого , вам потребуется в 10 раз больше выходной мощности. Приемник с 100 WPC способен удвоить уровень громкости 10 WPC. Приемник с 100 WPC должен быть 1000 WPC, чтобы быть в два раза громче.
Децибелы также используются по отношению к выходному звуку громкоговорителей и сабвуферов на определенных частотах, на определенных уровнях громкости. Динамик может иметь возможность выводить частотный диапазон от 20 Гц до 20 кГц, но на частотах ниже 80 Гц уровень выходного сигнала (громкость) может быть на -3 дБ меньше. Это связано с тем, что для получения одинакового уровня громкости требуется более высокая выходная мощность на более низких частотах.
Шкала дБ применяется к возможностям вывода уровня звука конкретного громкоговорителя при подаче тона, передаваемого на один ватт мощности. Это означает, что громкоговоритель, который может воспроизводить звук на уровне 90 дБ или выше при подаче звукового сигнала мощностью в один ватт, имеет хорошую чувствительность .
Однако тот факт, что динамик имеет хорошую чувствительность, не означает, что он «хороший». Динамик, которому для получения звука требуется больше энергии, чаще всего указывает количество энергии, необходимое для воспроизведения звука. Другие факторы, в том числе частотная характеристика, искажения, управление мощностью и конструкция колонок, также важны.
Для видеопроекторов шкала децибел используется для измерения количества звука, создаваемого охлаждающим вентилятором. Если уровень шума вентилятора проектора составляет 20 дБ или менее, это считается очень тихим. Если вы не сидите рядом, вы не должны слышать веер — если вы это делаете, это не должно отвлекать.
Как измерить децибелы
Зная, что такое децибелы и как они влияют на прослушивание музыки и домашнего кинотеатра, возникает вопрос: «Как их можно измерить?».
Источник: gadgetshelp.com
Что такое звук? Как устроено ухо? Что значит герц и децибел? Как устроен микрофон?
Звук. Он окружает нас с самого рождения. После зрения он, пожалуй, самое главное, с помощью чего мы воспринимаем наш мир. Но что это? Какова его природа?
По каким законам он живёт? Давайте разбираться!
- Откуда берется звук и почему мы его слышим?
- Почему все звуки разные и что такое частоты и герцы, амплитуда и децибелы, а также громкость?
- Как устроена звукозапись?
1.Из за наличия у нашей планеты атмосферы, наполненной смесью газов — воздухом, у нас существует такое понятие как звук. Ведь звук — волнообразные колебания молекул воздуха. При любых таких колебаниях, вызванным будь то бегом человека, хлопоком в ладоши, лаем собаки или ударом по струне гитары, они улавливаются нашим ухом и воспринимаются нами как звуки.
Рассмотрим этот процесс подробнее: например мы ударили барабанной палочкой в барабан. Тот час слышен соответствующий звук. Что произошло?
Удар вызвал резкое смещение молекул воздуха, образовавшее большее давление, по сравнению с общий давлением окружающего воздуха, которое волнообразными колебаниями начало распространяться в пространстве, словно падение частиц домино, составленных в ряд. Так колебания дошли до молекул воздуха, находящихся в нашем наружном ухе. Ушная раковина и внешний ушной проход усилили эти колебания за счет своей формы (это как зал с хорошей акустикой, но в нашем теле), и наконец, движение молекул передалось барабанной перепонке — тонкой мембране, изолирующей от воздуха внутреннею часть уха, что привело уже к колебанию самой перепонки. Колебание передалось через систему среднего уха во внутреннее ухо, а точнее в специальную «улитку» — орган, представляющий собой спиралевидный канал из костной ткани, наполненный жидкостью и волокнами базилярной мембраны.
Мембрана делит улитку на два коридора — лестницу преддверия и барабанную лестницу. Жидкость, а именно перилимфа заполняет барабанную лестницу, а эндолимфа — лестницу преддверия. Через эти жидкости колебание передалось Кортиеву органу, расположенному на базилярной мембране. Он представляет из себя скопление волосковых клеток, улавливающих колебания, и преобразующих их уже в нервный импульс, несущий информацию о характере звука в нервные окончания, идущие в слуховой центр мозга. Сложнейший процесс, который происходит за доли секунды.
2.Мы разобрались с тем, что такое звук и каким образом мы его воспринимаем. Но что его характеризует? И почему все звуки разные?
У любой звуковой волны (то есть у колебания молекул в пространстве) есть несколько свойств: частота (высота), амплитуда (громкость), длина (продолжительность), а также спектр (тембр). В статье рассматриваются только первые два, самые ключевые свойства.
Частота — количество волнообразных колебаний, произошедших за секунду. Определяет то, что мы называем высотой звука. Чем больше частота, тем выше звук. Частота измеряется в герцах. 1 герц — одно колебание в секунду. Человек способен воспринимать звуки от 20 до 20 000 герц.
Все что ниже — инфразвук, выше — супер и гиперзвук.
Здесь существует зависимость — чем больше значение герц, то есть чем чаще происходят колебания, тем они короче:
Так, низкие по частоте звуковые волны более продолжительны.
Теперь разберемся с амплитудой, частично задающей то, что мы называем громкостью. Амплитуда это величина, показывающая на сколько сильны колебания воздуха, то есть на сколько сильное давление создает звуковая волна. Вот как выглядят больший и меньший по амплитуде звуки:
У последнего амплитуда колебаний выше, соответственно каждое колебание создаёт большее давление. Сразу уточню — амплитуда и громкость это не одно и тоже! Как я уже упомянул — амплитуда показывает силу давления, создаваемого звуковой волной, а громкость это восприятие нашим ухом этого самого давления. Однако не одна амплитуда определяет, будем ли мы считать звук громким, или тихим.
На громкость также влияют главным образом частота, а также остальные свойства звука. Амплитуда, измеряется в децибелах. Децибел это не линейная величина, она показывает не силу давления звука, а то, во сколько раз это давление больше минимального уровня давления, которое может уловить наше ухо.
Таким образом прибавление 12 децибел хоть к двум, хоть к ста децибелам увеличивает громкость в 4 раза! То есть прибавить 12 децибел к звуку тихого шепота совсем не все равно, что прибавить 12 децибел к громкости на концерте Rammstein. И в том, и в другом случае амплитуда, а значит и громкость увеличится в 4 раза. Одолжил у Википедии шкалу сравнения громкости в децибелах:
0 — порог слышимости
5 — почти ничего не слышно — тишина среди ночи.
10 — почти не слышно — шёпот, тиканье часов.
15 — едва слышно — шелест листьев.
20 — едва слышно — уровень фона на открытой местности;
25 — мурлыканье кота на расстоянии 0,5 м.
30 — тихо — настенные часы, максимально разрешённый шум для источников постоянного шума, расположенных в жилых помещениях, ночью с 21:00 до 7:00.
35 — хорошо слышно — приглушённый разговор, тихая библиотека, шум в лифте.
40 — хорошо слышно — тихий разговор, учреждение (офис), шум кондиционера, шум телевизора в соседней комнате.
50 — отчётливо слышно — разговор средней громкости, тихая улица, стиральная машина.
60 — умеренно шумно — громкий разговор, норма для контор.
65 — весьма шумно — громкий разговор на расстоянии 1 м.
70 — шумно — громкие разговоры на расстоянии 1 м, шум пишущей машинки, шумная улица, пылесос на расстоянии 3 м.
75 — шумно — крик, смех с расстояния 1 м, шум в старом железнодорожном вагоне.
80 — очень шумно — громкий будильник на расстоянии 1 м, крик, мотоцикл с глушителем, шум работающего двигателя грузового автомобиля, длительный звук вызывает ухудшение слуха.
85 — очень шумно — громкий крик, мотоцикл с глушителем;
90 — очень шумно пневматический отбойный молоток, грузовой вагон на расстоянии 7 м.
95 — очень шумно — вагон метро на расстоянии 7 м, громкая игра на фортепиано на расстоянии 1 м;
100 — крайне шумно — громкий автомобильный сигнал на расстоянии 5—7 м, кузнечный цех, очень шумный завод;
110 — крайне шумно — шум работающего трактора на расстоянии 1 м, громкая музыка, вертолёт;
115 — крайне шумно — пескоструйный аппарат на расстоянии 1 м, м, пневмосигнал для велосипеда;
120 — почти невыносимо — болевой порог, гром, отбойный молоток, кислородная горелка;
130 — боль — сирена, рекорд по самому громкому крику, мотоцикл (без глушителя);
140 — травма внутреннего уха — взлёт реактивного самолёта на расстоянии 25 м, максимальная громкость на рок-концерте;
150 — контузия, травмы — реактивный двигатель на расстоянии 30 м, соревнования по автомобильным звуковым системам, ухудшается зрение;
160 — шок, травмы, возможен разрыв барабанной перепонки — выстрел из ружья близко от уха, ударная волна от сверхзвукового самолёта или от взрыва давлением 0,002 МПа;
165—185 — светошумовая граната[4];
194 — воздушная ударная волна давлением 0,1 МПа, равным атмосферному давлению, возможен разрыв лёгких;
200 — воздушная ударная волна давлением 0,2 МПа, возможна быстрая смерть;
250 — максимальное давление воздушной ударной волны при взрыве тринитротолуола — 60 МПа[5];
282 — максимальное давление воздушной ударной волны при ядерном взрыве — 2500 МПа[6];
300 — среднее давление детонации обычных взрывчатых веществ — 20 000 МПа;
374 — максимальное давление продуктов реакции в момент ядерного взрыва — 100 000 000 МПа;
Поговорим подробнее о громкости. Выше я уже рассказал, что громкость это распознавание нашим мозгом того, насколько уж простите за тавтологию громким является звук. При этом громкость зависит не только от амплитуды, но во многом и от частоты. Взгляните на таблицу:
Это так называемая кривая громкости, она показывает зависимость уровня громкости, который измеряется здесь в условных единицах фонах, от амплитуды и частоты. Если вы вдруг не поняли, как ей пользоваться, приведу справку: по вертикали уроверь громкости в децибелах, по горизонтали частота в герцах. Выбираете определенную громкость и частоту, и проводите от них воображаемые линии. Точка пересечения линий будет уровнем громкости в фонах. Картинка:
Так, кривые громкости показывают нам, что звук в 40 дб и частотой 200 гц воспринимается нами в 40 фонов, но при этом звук в те же 40 дб, но частотой 500 гц, воспринимается примерно в 45 фонов. Дальше больше: 1000 герц — уровень фонов вернулся к 40, 2500 герц — снова 45 фонов, а на 7500 герц упал до 35. Естественно, все эти значения взяли не из воздуха — кривая громкости составлена по ощущениям большого количества людей в возрасте 18-25 лет, которым включали звуки разной амплитуды и частоты.
3.В завершение статьи хотелось бы упомянуть о том, как устроен микрофон, и каким образом он преобразует звуковые волны, то есть колебания молекул воздуха, в электрический сигнал. Существует большое количество различных типов микрофонов, отличающихся по своей конструкции и способу работы. Хотелось бы рассмотреть конденсаторный микрофон, ведь сейчас это один из самых распространённых типов микрофонов, кроме того, звукозапись музыки или какого либо другого аудиоматериала в студиях всегда осуществляется именно на него. Сразу представлю схему микрофона:
Две синии пластинки это конденсатор. Они не соединены между собой, крайняя представляет из себя тонкую пленку, покрытую никелем с внутренней стороны, которая активно колеблется под действием звуковых волн. Она называется диафрагмой. Вторая пластинка неподвижна. Обе пластинки подключены в электрическую цепь, в них есть ток.
При колебании диафрагмы ее расстояние до второй пластинки изменяется, а ее электрические токи действуют на нее. Таким образом, напряжение во второй пластинке меняется в зависимости от приближения, или отдаления диафрагмы. На wavefrom (дорожка, показывающая входящие звуковые волны при звукозаписи в различных аудиоредакторах) показывается ни что иное, как сила тока, идущая от микрофона, и меняющаяся при изменении напряжения, вызванного колебанием диафрагмы.
P.S. На счет wavefrom — не уверен, что называется именно так, по крайней мере в русскоязычной среде. Буду рад, если продвинутые звукари подскажут:).
- Научно-популярное
- Звук
Источник: habr.com