Głośność dźwięku - wstęp

 

Ten rozdział będzie o wrażeniu głośności
postawmy sobie pytanie: od jakich fizycznych cech fali dźwiękowej zależy głośność?

Myślę, że większość osób szybko wpadnie na pomysł, że prawdopodobnie od energii tych fal wpadającej do naszego ucha 
- im większa energia fali dźwiękowej, tym większa głośność. 
I jest to prawda, choć jeszcze niepełna.

Bo tu trzeba uświadomić sobie jeszcze, że ponieważ ucho zbiera energię tylko z obszaru jaki samo zajmuje, więc dla wrażenia głośności istotna jest energia skupiona na ustalonym obszarze i wydzielająca się w ustalonym czasie. Wlaściwie więc chodzi tu o moc fali dźwiękowej przypadającą na jednostkową powierzchnię.

Inaczej mówiąc w miarę precyzyjnym miernikiem głośności byłaby wielkość wyznaczana jako
   energia fali dźwiękowej 
      dzielona 
   przez czas i powierzchnię, przez którą ta energia przenika.

Wielkość taka nazywana jest natężeniem fali dźwiękowej (jest ona dokładniej opisana w rozdziale natężenie fali dźwiękowej ).

Jednak zanim zajmiemy się natężeniem fali, warto jednak zadać sobie jeszcze jedno istotne pytanie:

Jak zależy energia dźwięku od amplitudy fali?

Odpowiedź nie jest oczywista, bo w tym momencie należałoby określić którą amplitudę będziemy stosować - czy amplitudę zmian gęstości cząsteczek ośrodka, czy zmian ciśnienia itp. Żeby więc sprawy nie komplikować podam nie ścisłą zależność, lecz proporcjonalność, która jest słuszna dla każdego rodzaju amplitudy.

Obowiązuje zależność

Energia dźwięku jest proporcjonalne do kwadratu amplitudy fali dźwiękowej

E ~ A2

Oznacza to np. że gdy amplituda fali rośnie 2 krotnie, to jej  energia rośnie 4 krotnie, gdy amplituda rośnie 3 krotnie, to energia dźwięku rośnie 9 - krotnie itd...

Przykład: 
Mamy dwa dźwięki (tony):

Amplituda pierwszego tonu jest 2 razy większa od amplitudy drugiego tonu. 
Jednak energia drgań pierwszego tonu jest aż 4 razy większa od energii drgań drugiego tonu. 

 

Ton podstawowy << Głośność dźwięku - wstęp >> Natężenie fali dźwiękowej