|
f
и скоростью звука
с
следующим соотношением:
l
= c / f
.
Величины звукового давления и интенсивности звука, с которыми прихо-
дится сталкиваться в практических условиях при борьбе с шумом, могут ме-
няться в достаточно широких пределах: по давлению — до 10
8
раз, по интен-
сивности — до 10
16
раз. Естественно, что оперировать такими цифрами доволь-
311
но неудобно. Такой большой диапазон восприятия объясняется тем, что
слуховой аппарат человека реагирует не на абсолютное значение величин, а на
эффект сравнения с порогом слышимости, то есть им «регистрируется» не раз-
ность, а кратность изменения абсолютных величин. Установлено, что каждая
последующая ступень восприятия отличается от предыдущей на 12,4 %. Поэто-
му для характеристики акустического феномена принята специальная измери-
тельная система интенсивности и энергии шума. Наиболее простой и для прак-
тических целей достаточно соответствующей физиологической сущности вос-
приятия, оказалась логарифмическая зависимость. Именно она отражает
удобную в практике, хотя и несколько приближенную, зависимость между раз-
дражением и слуховым восприятием. По логарифмической шкале каждая по-
следующая ступень звуковой энергии больше предыдущей в 10 раз. Например,
если интенсивность звука увеличивается в 10, 100, 1000 раз, то по логарифми-
ческой шкале увеличение происходит соответственно на 1, 2, 3 единицы. Лога-
рифмическая единица, отражающая десятикратную степень увеличения интен-
сивности звука, называется белом (Б). Для удобства пользуются не белом, а
единицей в 10 раз меньшей — децибелом (дБ), которая примерно соответству-
ет минимальному приросту силы звука, различаемому ухом человека. Таким
образом, бел и децибел — это условные единицы, которые показывают, на-
312
сколько данная интенсивность звука
J
в логарифмическом масштабе больше
интенсивности звука
J
0
, соответствующей условному порогу слышимости. Из-
меряемые таким образом величины называются уровнями интенсивности шума
или уровнями звукового давления.
Логарифмические единицы позволяют оценить интенсивность звука не абсо-
лютной величиной звукового давления, а ее уровнем, т.е. отношением фактиче-
ски создаваемого давления к давлению, принятому за единицу сравнения. Та-
кой единицей принято считать минимальное давление, которое человек воспри-
нимает как звук на частоте 1000 Гц, а именно 2 · 10
-5
Па.
Звук как физиологическое явление характеризуется уровнем звука (фоны)
и громкостью (соны). Колебания звуковых частот могут восприниматься чело-
веческим ухом только при определенной их интенсивности или звуковом дав-
лении.
Пороговое значение звукового давления, при котором звук не воспринима-
ется ухом человека, называется порогом слышимости. Пороговое значение зву-
кового давления, при котором звуковое ощущение переходит в болевое, назы-
вается порогом болевого ощущения.
Порог слышимости характеризуется звуковым давлением
Р
0
= 2·10
-5
Па и ин-
тенсивностью звука
J
0
= 10
-12
Вт/м
2
.
313
Порог болевого ощущения (при частоте 1000 Гц) характеризуется звуковым
давлением
Р
0
= 2·10
2
Па и интенсивностью звука
J
0
= 100 Вт/м
2
, что соответст-
вует интенсивности звука (звукового давления) 140 дБ.
Восприятие звуков существенно зависит от частоты колебаний. Звуки, оди-
наковые по уровню интенсивности, но разные по частоте, воспринимаются на
слух неодинаково громкими. При изменении частоты значительно изменяются
уровни интенсивности звука, определяющие порог слышимости.
Для оценки уровня восприятия звуков разной частоты введено понятие
уровня громкости звука, т.е. условное приведение звуков разной частоты, но
одинаковой громкости, к одному уровню громкости при частоте 1000 Гц.
Уровень громкости звука — это уровень интенсивности (звукового давле-
ния) данного звука частотой 1000 Гц, равногромкого с ним на слух. Это озна-
чает, что каждой кривой равной громкости (рис. 3.16) соответствует одно зна-
чение уровня громкости (от уровня громкости, равного 0, соответствующего
порогу слышимости, до уровня громкости, равного 120, соответствующего по-
рогу болевого ощущения). Уровень громкости измеряется во внесистемной без-
размерной единице — в сонах.
По характеру спектра шумы подразделяются на широкополосные и тональ-
ные. Шум считается широкополосным, если его спектр превышает одну окта-
ву. Октава — интервал, ограниченный частотами, отношение которых равно 2.
314
Шум считается тональным, если в спектре имеются слышимые дискретные то-
на (такие тона, которые соответствуют определенной гармонической состав-
ляющей звуковых колебаний). Шум также считается тональным, если в любой
из третьоктавных полос наблюдается превышение его уровня более чем на 10
дБ над соседними.
Рис. 3.16. Кривые равной громкости:
J
— интенсивность, Вт/м
2
, или сила звука, дБ;
P
— звуковое давление, Па;
L
— уровень громко-
сти, сона; I — область восприятия звука человеческим ухом; II — порог болевого ощущения; III —
порог слышимости
315
По временны
ˆ
м характеристикам (т.е. зависящим от времени) шумы подраз-
деляются на постоянные и непостоянные. Шум считается постоянным, если
уровень звука изменяется во времени незначительно (не более чем на 5 дБ за
восьмичасовой рабочий день). Непостоянные шумы делятся на колеблющиеся,
прерывистые и импульсные.. Шум считается колеблющимся, если он изменя-
ется ступенчато (более чем на 5 дБ), оставаясь на ступени неизменным долее
1 с. Шум считается прерывистым, если уровень звука резко падает до уровня
фонового шума, причем длительность интервалов, в течение которых уровень
звука остается постоянным и превышающим уровень фонового шума, состав-
ляет 1 с и более. Шум считается импульсным, если он состоит из одного или
нескольких звуковых сигналов длительностью менее 1 с каждый, при этом
уровни звука должны отличаться не менее чем на 7 дБ.
Do'stlaringiz bilan baham: |
