Ένταση, χροιά και ύψος: ποιες είναι οι διαφορές;

Ενταση, τέμπο και ύψος είναι χαρακτηριστικά ή ιδιότητες του ήχοι. Η ένταση του ήχου αναφέρεται στη δύναμη της πηγής εκπομπής, καθώς και στην ποσότητα του ενέργεια τι ήχος μπορεί να μεταφέρει; timbre αναφέρεται στο σχήμα των ταλαντώσεων του ήχου και το βήμα, με τη σειρά του, καθορίζεται από τη συχνότητα του ήχου.

Κοίταεπίσης: Ταξινόμηση κυμάτων: ποια είναι τα κύματα και ποια είναι τα κύρια χαρακτηριστικά τους

Ενταση

Ο έντασηηχηρός μετρά την ποσότητα ενέργειας που ένα ηχητικό κύμα μπορεί να μεταφέρει κάθε δευτερόλεπτο σε επιφάνεια 1 m². Η ένταση σχετίζεται με το εύρος του κύματος και ορίζεται από το δραστικότητα εκδίδεται από την πηγή διαιρούμενη με το περιοχή του μπροστινού ηχητικού κύματος, όπως φαίνεται παρακάτω:

I - Ένταση ήχου (W / m²)

P - Ισχύς (W)

Α - Περιοχή μπροστά στο κύμα (m²)

Το παρακάτω σχήμα απεικονίζει το ηχητικό κύμα μπροστά, το οποίο έχει σχήμα Εγκύκλιος, καθώς οι ήχοι είναι τρισδιάστατοι και διαδίδονται με την ίδια ταχύτητα προς όλες τις κατευθύνσεις:

Η ένταση του ήχου μειώνεται με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ της πηγής και του παρατηρητή.

Μέσω του σχήματος, είναι δυνατόν να δούμε ότι, καθώς κινούμαστε μια απόσταση r, η περιοχή του κύματος αυξάνεται με το τετράγωνο της απόστασης. Καθώς είναι ένα σφαιρικό κύμα, αυτή η περιοχή μπορεί να υπολογιστεί με την έκφραση 4πr².

παρά το μονάδα έντασης ήχουείναι το watt ανά τετραγωνικό μέτρο, η ένταση του ήχου μετριέται συνήθως σε ένα λογαριθμική κλίμακα γνωστός ως κλίμακα κουδουνιού, δημιουργήθηκε από τον εφευρέτη του τηλεφώνου, Αλεξάντερ Γκράχαμ μπελλ.

Η κλίμακα Bell χρησιμοποιεί τις ιδιότητες του λογάριθμου βάσης 10 για να συγκρίνει ήχους διαφορετικών εντάσεων, Επομένως, η χαμηλότερη τιμή σε αυτήν την κλίμακα είναι επίσης η χαμηλότερη τιμή έντασης ήχου (που ονομάζεται Εγώ₀), σχετικά με 10^-12 W / m², επίσης γνωστός ως όριο ακρόασης. Σύμφωνα με αυτήν την κλίμακα, οι ήχοι διαφορετικών εντάσεων σχετίζονται με το I₀ με τον ακόλουθο τρόπο:

Ν - αριθμός bel

Εφαρμόζοντας τις λογαριθμικές ιδιότητες στην παρουσιαζόμενη εξίσωση, λαμβάνεται η ακόλουθη έκφραση:

Ο παραπάνω υπολογισμός σας επιτρέπει να υπολογίσετε τον αριθμό των ντεσιμπέλ ενός ηχητικού κύματος έντασης Ι. Το ντεσιμπέλ είναι υποπολλαπλάσιο δέκα φορές μικρότερο από το bel. Από αυτό, είναι δυνατόν να κατανοήσουμε ότι ένας ήχος 20 ντεσιμπέλ είναι 10 φορές ισχυρότερος από έναν ήχο 10 ντεσιμπέλ, για παράδειγμα.

Όταν έχει κάποιο ήχο μεγάλη ένταση, λέμε ότι αυτός ο ήχος είναι ισχυρός, αντίθετα, είναι ένας ήχος αδύναμος.

Κοίταεπίσης: Ανακαλύψτε μερικές ανακαλύψεις στη Φυσική που συνέβησαν κατά λάθος

Επιστολόχαρτο

Το timbre μας επιτρέπει να διακρίνουμε διαφορετικές πηγές ήχου χάρη στη κυματομορφή.

Ο τέμπο Είναι το χαρακτηριστικό των ήχων που μας επιτρέπει να διαφοροποιήσουμε μια μουσική νότα που εκπέμπεται από ένα πιάνο από ένα βιολί, για παράδειγμα. Το timbre είναι το σχήμα ηχητικού κύματος, κάθε μουσικό όργανο έχει τη δική του λειτουργία δόνησης, με αποτέλεσμα την παραγωγή ενός χαρακτηριστικού ήχου.

Το timbre διασφαλίζει επίσης ότι η ανθρώπινη φωνή είναι διαφορετική για κάθε άτομο, επιτρέποντάς μας να ενεργοποιούμε συσκευές μέσω φωνητικών εντολών, για παράδειγμα.

Υψος

Οι ήχοι έχουν τρία χαρακτηριστικά - δυνατά, βήματα και χροιά.

Το ύψος ενός ήχου σχετίζεται με τον συχνότητα, που μετρά τον αριθμό των ταλαντώσεις ότι το ηχητικό κύμα παράγει κάθε δευτερόλεπτο. Το μέτρο της συχνότητας δίνεται σε hertz (Hz).

n - αριθμός ταλαντώσεων

Δt - χρονικά διαστήματα

Η συχνότητα ήχου μπορεί να ληφθεί μέσω του ταχύτητα διάδοσης και το μήκος κύματος του ήχου. Παρακολουθώ:

v - ταχύτητα διάδοσης (m / s)

λ - μήκος κύματος (m)

f - συχνότητα (Hz)

Τα ανθρώπινα όντα δεν μπορούν να ακούσουν καμία ηχητική συχνότητα, στην πραγματικότητα, η αντίληψή μας είναι αρκετά περιορισμένη: μπορούμε μόνο να ακούσουμε συχνότητες που είναι κυμαίνεται από 20 Hz έως 20.000 Hz, αυτό το διάστημα είναι γνωστό ως ακουστικό φάσμα.

Οποιοσδήποτε ήχος που έχει συχνότητα κάτω των 20 Hz δεν ακούγεται από τους ανθρώπους και καλείται Υπόηχος, από την άλλη πλευρά, οι ήχοι που έχουν συχνότητα μεγαλύτερη από 20.000 Hz, επίσης ακούγονται από εμάς, είναι γνωστοί ως υπέρηχος. Θέλετε να μάθετε περισσότερα για το θέμα; Πρόσβαση στο κείμενό μας σχετικά υπερηχογράφημα και υπερηχογράφημα.

Από τον Rafael Hellerbrock
Καθηγητής φυσικής

Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/intensidade-timbre-altura.htm