• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Ciśnienie akustyczne

    Przeczytaj także...
    Poziom ciśnienia akustycznego jest to bezwymiarowa wielkość przedstawiona w skali logarytmicznej opisująca stosunek średniego kwadratu ciśnienia akustycznego do tzw. ciśnienia odniesienia. Poziom ciśnienia akustycznego pozwala na łatwe uszeregowanie sygnałów akustycznych ze względu na ich natężenia; operowanie wartościami ciśnienia byłoby kłopotliwe ze względu na dużą rozpiętość ich skali. Na przykład układ słuchowy człowieka może percypować dźwięki o wartościach od ok. 20 [μPa] do ok. 20 [ Pa]. Dzięki zastosowaniu pojęcia poziomu ciśnienia akustycznego, cała dynamika słuchu może być opisana liczbami z zakresu od 0 do 120, a nie od 0,00002 do 20.Słuch – zmysł umożliwiający odbieranie (percepcję) fal dźwiękowych. Narządy słuchu nazywa się uszami. Słuch jest wykorzystywany przez organizmy żywe do komunikacji oraz rozpoznawania otoczenia.
    Fala akustyczna – rozchodzące się w ośrodku zaburzenie gęstości (i ciśnienia) w postaci fali podłużnej, któremu towarzyszą drgania cząsteczek ośrodka. Ośrodki, w których mogą się poruszać, to ośrodki sprężyste (ciało stałe, ciecz, gaz). Zaburzenia te polegają na przenoszeniu energii mechanicznej przez drgające cząstki ośrodka (zgęszczenia i rozrzedzenia) bez zmiany ich średniego położenia.
    Wykres przedstawiający ciśnienie akustyczne na tle ciśnienia atmosferycznego

    Ciśnienie akustyczne – zmienne w czasie odchylenie od średniej wartości ciśnienia statycznego panującego w ośrodku, występujące podczas rozchodzenia się w nim fali akustycznej. Ciśnienie akustyczne opisuje natężenie dźwięku i wyraża się w paskalach.

    Natężenie dźwięku – miara energii fali akustycznej, której jednostką jest W/m. Jest ona równa średniej wartości strumienia energii akustycznej przepływającego w czasie 1 s przez jednostkowe pole powierzchni (1 m) zorientowanej prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali.Odległość graniczna (także odległość krytyczna, promień krytyczny, promień dobrej zrozumiałości) – odległość od źródła umieszczonego w pomieszczeniu, w której moc fali bezpośredniej jest równa mocy fal odbitych.

    Najmniejsze ciśnienie akustyczne, które wywołuje u człowieka wrażenie słuchowe wynosi 2•10 Pa. Jest to ciśnienie odniesienia, oznaczane .

    Ponieważ słuch ludzki reaguje na bodźce w sposób logarytmiczny, ciśnienie akustyczne wyraża się często w skali logarytmicznej (w decybelach). Poziom ciśnienia akustycznego to logarytm stosunku ciśnienia zmierzonego do ciśnienia odniesienia, określony wzorem:

    Fluktuacja, wahania przypadkowe - przypadkowe, nie dające się przewidzieć, odchylenia od wartości średniej zmiennej losowej (np. wielkości fizycznej) podlegającej stochastycznym zmianom w czasie i nie wykazujące żadnej tendencji.Ciśnienie statyczne – ciśnienie równe wartości siły działającej na jednostkę powierzchni, z jaką działają na siebie dwa stykające się elementy przepływającego lub będącego w spoczynku płynu, które znajdują się w danej chwili w rozpatrywanym punkcie przestrzeni.

    Często spotykany zapis:

    Skala logarytmiczna – rodzaj skali pomiarowej, w której mierzona wartość wielkości fizycznej jest przekształcana za pomocą logarytmu.Pomieszczenie – wydzielona przegrodami budowalanymi (np. ścianami) część mieszkania, domu lub budynku. Zespół pomieszczeń składa się na lokal lub mieszkanie. Obecnie słowo to stosowane jest również w odniesieniu do budynków jako całości.

    choć prawidłowy z matematycznego punktu widzenia, jest niezgodny z definicją poziomu wyrażanego w decybelach.

    Oporność falowa (impedancja akustyczna) w akustyce to miara oporu, jaki stawia ośrodek, rozchodzącej się w nim fali dźwiękowej, jest szczególnym przypadkiem impedancji falowej. Określa ją wzór:

    Ciśnienie akustyczne jest też związane zależnościami: ,

    gdzie: oporność falowa w Pa•s/m, – prędkość cząsteczek w m/s, natężenie dźwięku w W/m².

    Spadek ciśnienia akustycznego dźwięku w pomieszczeniu[]

    Rozkład poziomu ciśnienia akustycznego w pomieszczeniu w funkcji odległości od źródła z zaznaczonymi strefami pola akustycznego

    Wartość ciśnienia akustycznego fali sinusoidalnej emitowanej przez punktowe źródło dźwięku wyraża się wzorem:

    gdzie: – odległość od źródła dźwięku, – amplituda ciśnienia akustycznego, – gęstość ośrodka, – prędkość rozchodzenia się fali akustycznej.

    Wynika stąd, że ciśnienie akustyczne jest odwrotnie proporcjonalne do odległości od źródła. Podwojeniu odległości od źródła odpowiada więc dwukrotny spadek ciśnienia.

    Obecność powierzchni odbijających w pomieszczeniach sprawia, że prawo odwrotnej proporcjonalności nie jest spełnione, a pole swobodne może istnieć tylko w niewielkiej odległości od źródła. W polu bliskim występują duże fluktuacje ciśnienia akustycznego w funkcji położenia punktu pomiarowego, a ich zakres maleje ze wzrostem odległości od źródła. Wielkość obszaru pola bliskiego zależy od częstotliwości, rozmiarów źródła i stosunków fazowych jego powierzchni promieniujących. W przypadku pola swobodnego energetycznie dominującą składową pola jest fala biegnąca bezpośrednio ze źródła dźwięku, której poziom zmniejsza się o 6 dB na każde podwojenie odległości. Odległość, w której moc fali bezpośredniej równa jest mocy fal odbitych, nosi nazwę odległości granicznej. W obszarze pola pogłosowego występują fluktuacje ciśnienia akustycznego wynikające z interferencji fali bezpośredniej i fal odbitych. Wartość ciśnienia akustycznego zmienia się nieznacznie z odległością od źródła. W granicznym przypadku, gdy pole pogłosowe wypełnia cała objętość pomieszczenia, ciśnienie nie zależy od odległości od źródła i jest stałe w każdym punkcie pomieszczenia.

    Przypisy

    1. Jerzy Krajewski: Głośniki i zestawy głośnikowe. Warszawa: Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, 2003, s. 16. ISBN 83-206-1491-0.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.077 sek.