Sinivaal, suurim elusolev loom, teeb häält, mis on palju valjem kui stardiraketi müra. Sellist valjust inimene ei talu. Isegi mürarelv on olemas. Selle helitugevus on vaid veidi valjem kui vaala hääl.
Mis määrab helitugevuse? Miks võivad intensiivsed ja madalad helid haiget teha ja isegi surmavad, kõrged aga mitte? Miks kostub madalaid helisid kaugemal kui kõrgeid? Artikkel annab neile küsimustele vastused.
Mis määrab helitugevuse
See väärtus sõltub heli sagedusest ja lainepikkusest, helivoo akustilisest rõhust ja energiast. Aga kõigepe alt asjad kõigepe alt.
Mis määrab helitugevuse? Füüsika on ammu teadnud, et helitugevuse määravad laine omadused. Mida kiiremini heliallikas vibreerib, seda kõrgemlaine sagedus ja lühem pikkus. Kõrgsageduslikke helisid nimetame vaikseks, tajume neid peentena. Väikese lainepikkuse tõttu kuuleme vaid lühikese vahemaa tagant. Madala sagedusega helisid peetakse karmiks, neid tajutakse valjuna ja neid on kuulda kaugelt.
Akustiline rõhk ja helivoog
Mis määrab helitugevuse? Lisaks laine omadustele ka akustilisest rõhust. See rõhk on suurem kui atmosfäärirõhk, see tekitab vibreeriva keha. Kui heliallikas liigub suure amplituudiga ja madala sagedusega, suureneb rõhk oluliselt.
Rõhk loob helivoo energia. Seda väärtust mõõdetakse W / m2 ja see näitab, kui palju kineetilist energiat läbib pinna 1 sekundi jooksul. Mida kõrgem on rõhk, seda intensiivsem on vool.
Heli helitugevus ja energia
Küsimusele, millest sõltub heli tugevus, annab füüsika vastuse: helienergia voolust. Oletame, et energia on kasvanud 10 korda - helitugevus suureneb ühe bel (1 b). Bel on helitugevuse ühik, kuid mugavuse ja mõõtmise täpsuse huvides otsustati kasutada detsibelle (1 dB=0,1 b).
Märkige algne helienergia kui E0. Kui see suureneb 10 korda ja võrdub 10 E0, siis suureneb helitugevus 10 dB, kui 100 korda - 20 dB jne. Inimkõrva tajutavatel helienergia kõikumistel on piirid. Nende ulatus muutub 10 võrratriljonit korda, helitugevuse muutus - 130 dB. Minimaalne helienergia tase E0=10-12 W/m2. Mitte igaüks ei kuule nii nõrka heli, vaid ainult väga arenenud kuulmisega inimene. Kõiki helisid võrreldakse väärtusega E0, et iseloomustada neid vaikse või valjuna.
Selguse huvides toome näiteid enamlevinud helidest, võrrelge nende helitugevust ja helivoo energiat. On arusaadav, et inimene tajub helisid mitme meetri kauguselt.
| Heli tüüp | Heli helitugevus (db) | Helienergia (W/m2) |
| lehtede sahin | 10 | 10-11 |
| kell tiksub | 20 | 10-10 |
| rahulik vestlus | 40 | 10-8 |
| valju jutt | 70 | 10-5 |
| kärarikas tänav | 90 | 10-3 |
| metroorong | 100 | 10-2 |
Kuulmatud helid ja valulävi
Mis määrab helitugevuse? Lisaks kõigele, mis on juba läbimõeldud, kuulmislävelt. Heli võib olla meelevaldselt vali (teistele elusolenditele või spetsiaalsetele seadmetele), kuid kui selle sagedus on alla 16-20 Hz (infraheli) ja üle 16-20 kHz (ultraheli), siis me seda ei taju.
Kuigi me infraheli ja ultraheli ei kuule,need mõjutavad inimest erineval viisil. 75 dB helitugevusega infraheli on tervisele kahjulik, 120 dB on inimese valulävi ja 180 dB heli viib surma. Seda efekti seletatakse asjaoluga, et infraheli madalad sagedused suurendavad rõhku liiga palju. Ultraheli ei ole ohtlik, seda kasutatakse laialdaselt meditsiinis, erinevates tööstusharudes, ehituses.
