Страница:Радиофронт 1933 г. №07.djvu/35

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


Единицы ИЗМЕРЕНИЯ ГРОМКОСТИ ЗВУКИ

I

ЕЦИБЕЛЫ

Ухо бодрствующего человека в каждый отрезок времени подвергается воздействию различных шумов и звуков. Вое звуки, слышимые в каждый момент времени, могут быть при некотором напряжении «'слухового внимания» диференцированы. Слагающие компоненты могут быть отмечены и отличены друг от друга как по тембру, так и по громкости. В данной статье мы рассмотрим только вопрос о громкости. Предположим, что звук, производимый некоторым источником, может начинаться с какой-либо громкостью и дойти до неприятной, беспокоящей наши нервы силы. С другой стороны, звук того же источника может сделаться настолько тихим, что нужно будет напрягать слух, чтобы его услышать. Таким образом перед нами пройдет звук, не меняющий своего тембра, но в разные отрезки времени различный по громкости.

Раз это явление установлено, то перед нами непосредственно и остро встает вопрос о способах измерения различных громкостей. Прежде чем перейти к решению вопроса, попробуем установить понятие «громкости».

Для глухого человека все звуки одинаково «тихи», т. е. неслышны, хотя звуковые давления с полной очевидностью действуют и на его атрофированные слуховые органы. «Раздражение» (возбуждение колебаний мембраны уха — барабанной перепонки) передает их через слуховые косточки в органы внутреннего уха — улитку, откуда пойдет сигнал по нервам в слуховой участок мозга, что и вызовет реакцию, называемую «ощущением».

По существующему в физиологической акустике закону Вебера-Фехнера оказывается, что «ощущение прямо пропорционально логарифму раздражения». Это значит, что, если мы будем увеличивать раздражение в 10, 100, 1 000, 10 000, 100 000, 1 000 000, 10 000 000 раз, то ощущение увеличится 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 единиц, т. е. на величину, пропорциональную десятичному логарифму числа, характеризующего прирост раздражения. Поэтому, если, например, посадить в каком-либо зале 10 скрипачей и, прослушав их, захотеть громкость увеличить вдвое, то на это потребуется не 20 чел., как может показаться с первого раза, а 100.

Удобнее всего считать отправной точкой порог слышимости, т. е. тот момент, когда человек с нормальным слухом при полной тишине начинает слышать звук, имеющий 1 000 колебаний в секунду. При этом давление на барабанную пере-

Ассист. ВАСИ —С. Пш Алексеев

понку составляет около 10 • 10~4 лин/сж% или в «барах» 10- 10 4 бар1.

(Мощность этого звука у порога слышимости

W

будет 7 • 10 10 сж2 -)

Обозначим интенсивность испытуемого звука через

л • /о

/О. и порог слышимости через г; тогда —т-

даст нам отношение испытуемого звука к звуку у порога слышимости. Этим отношением, показывающим нам, во сколько раз испытуемый звук сильнее звука у порога слышимости, мы и воспользуемся для измерения громкости. Громкость, как указывалось выше, является величиной, зависящей как от силы звука (отношения к порогу слышимости), так и от закона звукового восприятия, который, как нам известно, идет по логарифмической шкале. Вводя в наше рассуждение этот второй фактор, будем иметь восприятие определенной громкости как десятичный логарифм отношения интенсивности испытуемого звука к интенсивности у порога слышимости, т. е.

JSlo —.

Эта величина уже имеет право на существование в качестве именованной единицы громкости и называется «бел».

В условиях измерений оказалось, что бел достаточно крупная величина, соответствующая большому скачку в изменении громкости, поэтому за единицу приняли «децибел», т. е. десятую часть бела. 1 бел=10 децибелам. Поэтому наша формула принимает вид:

Ю Igio j ■

Громкость одного децибела соответствует еле заметному увеличению слышимости.

На представленной шкале (рис. 1) верхний ряд составляют децибелы, дальше шкала, соответствующая первым двум и дающая показания в отношениях к порогу слышимости, принятому за единицу или отношение соответствующих мощностей, и самая нижняя шкала представляет силу тока или напряжения, соответствующее данному количеству децибел, выделенное из известного закона Ома.

1 1 бар=1 дина на 1 см2, звуковое давление человеческой речи составляет около 1 бара.

ДЕЦИБЕЛЫ

1

10

20

30

40

50

160

се

о

90

100|

Ьш

ж

ля

ли

ШШ1ш

ж

ж

ж

ж

ill 11 ЯШ.

ж

1Д1

N1111 III

mini гг

ж

N1 '1

ОТНОШЕНИЕ МОЩНОСТЕЙ ИЛИ ОТНОШЕНИЕ ИПОРОГУ СЛЫШИМОСТИ

1

10

100

,ю3

||0“

10s

JO6

|'°7

,10е

10=

й

сш

шш

Ш1

.-ШШ1

ttiTuii

1 rm тш

1_Л

ТТЛ

тптгип

1II11111

1II

11

ни

ш

ОТНОШЕНИЕ ТОМОВ И НЛПНЯ&СЕНИЙ

1 5

,10

. 100 j

'

1000

,10000

looooq

L-1J-

тш

-ТЯ 1. 1 11 пи

тпт

■ 1111 1.1 я

Г.Г.Г

хшЗ

Рис. 1. Шкала уровней громкости в децибелах и отношениях к порогу слышимости

33