Alles über Lautstärke
In diesem Artikel werden wir über die Lautstärke und alles, was mit diesem Konzept zu tun hat, sprechen. Es sollte gesagt werden, dass es die Schwingungen der Luft (genauer gesagt ihrer Moleküle) sind, die Schallwellen erzeugen. Diese Wellen bewegen sich in einer bestimmten Raumkoordinate und -richtung. In diesem Fall bewegen sich die Moleküle nicht relativ zu ihrem Standort.
Was ist das?
Die Lautstärke ist eine subjektive Eigenschaft der menschlichen Wahrnehmung der Stärke verschiedener Töne, die sie in eine bestimmte Skala einordnet: von den leisesten bis zu den höheren.
EIN Schall ist ein physikalisches Phänomen, bei dem die Ausbreitung von Schwingungen in einer Vielzahl von Umgebungen stattfindet. Mit anderen Worten, es handelt sich um eine laufende Abfolge von Hoch- und Tiefdruckgebieten.
Anzumerken ist, dass wir aus folgenden Gründen hören können: Die Ohren wandeln aufgrund ihres ausgeklügelten Designs Schallschwingungen in Signale um. Sie verstärken Schwingungen, die zu Nervenimpulsen werden. Dann nimmt unser Gehirn diese Nervenimpulse als Schall wahr.
Die Lautstärke und unsere subjektive Wahrnehmung davon sind abhängig von Amplitude und Frequenz, die die physikalischen Eigenschaften von Schall sind. Bei höheren Amplituden ist es lauter zu hören. Heutzutage wird die Lautstärke meist in Dezibel gemessen.
Dies liegt auch daran, dass es sich bei Loudness tatsächlich um einen Vergleich zweier unterschiedlicher Indikatoren handelt, bei denen ein bestimmter Schwellenwert zugrunde gelegt wird.
Dabei wird eine logarithmische Skala verwendet. Sie bestimmt, wie oft der maximale Schalldruck größer als die Hörschwelle des menschlichen Ohrs ist. Für Luft sind dies 20 Mikropascal, für Wasser - 1 Mikropascal.
Die Lautstärke des Schalls hängt von dem Medium ab, in dem er sich ausbreitet und von seiner Dichte. Je höher die Dichte des Mediums ist, desto schneller kann sich der Schall darin verteilen. Deshalb kann es im luftleeren Raum einfach keinen Klang geben.
Die Lautstärke wird in Einheiten gemessen, die den Namen des Wissenschaftlers Alexander Bell tragen, nämlich in Bels. Da es sich bei Bel jedoch um eine sehr große Größe handelt, ist es üblich, den Schall in einem Vielfachen davon zu messen - Dezibel. Dafür wurde eine spezielle Schallintensitätsskala erfunden.
Das Frequenzspektrum von Schall ist beispielsweise eine Art Graph, der die Abhängigkeit der relativen Energie von Schallschwingungen von ihrer Frequenz zeigt.
Es gibt mehrere Eigenschaften, die den Klang und die Lautstärke beeinflussen. Dies ist in erster Linie die spektrale Zusammensetzung, die räumliche Ausrichtung der Quelle sowie die Klangfarbe.
Lassen Sie uns die Haupteinheiten für die Messung von Klangeigenschaften auflisten. Darunter lassen sich zwei Parameter unterscheiden: absolut und relativ. Die absolut gemessene Lautheitsskala bezieht sich auf eine Maßeinheit namens Schlaf. Die Maßeinheit für den Hintergrund ist ein Parameter des Lautstärkepegels, der einen relativen Charakter hat.
Der Wert, der angibt, um wie viel ein bestimmter Ton höher oder niedriger als ein anderer ist, wird in Dezibel gemessen. Es ist zu beachten, dass Bel und Dezibel nicht systemische Einheiten sind und nicht Teil eines einzelnen Messsystems sind.
Beispielsweise hängt die Lautstärke eines Musikinstruments von seiner Größe oder von der Größe der Teile des Musikinstruments ab, die für die Klangerzeugung verantwortlich sind.
Hier ist ein Standardbeispiel, das die Eigenschaften von Klang zeigt. Dazu verwenden wir das folgende einfache Experiment, bei dem wir einen Plastikbecher und ein Gummiband in Form eines Rings benötigen.
Um das Experiment zu starten, legen Sie einen Gummiring auf das Glas. Dann lehnen wir den Boden des Glases an unser Ohr und lauschen, wie sich das gespannte Gummiband anhört.
Schall ist das Ergebnis von Schwingungen, die auf Luft oder andere Gegenstände einwirken. Sie breiten sich dann in der Umgebung aus. Als Ergebnis hören wir Ton.
Sprechen wir über die Bandbreite der Geräusche um uns herum. Unsere Reichweite liegt in den folgenden Grenzen - von 20 Hz Niederfrequenz bis 20.000 Hz bei der höchsten Frequenz. Der angenehme Bereich für unser Gehör liegt jedoch zwischen 2000 und 5000 Hz.
Es ist zu beachten, dass Geräusche über 85 dB SPL das Gehör schädigen können, wenn sie über einen längeren Zeitraum verwendet werden.
Wovon hängt die Lautstärke ab?
Es gibt eine Reihe von Eigenschaften, die hauptsächlich die Lautstärke beeinflussen. Dies sind die Frequenz und Amplitude von Schwingungen sowie die individuellen Eigenschaften eines Menschen.
Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Entfernung zur Quelle. Mit einer Abnahme des Energieanteils der Schallwelle nimmt der Abstand zur Schallquelle direkt proportional zu.
Bei häufigen Vibrationen wird ein höherer Ton abgegeben. Eine Person verwendet diese Funktionen beim Erstellen einer Vielzahl von Musikinstrumenten.
Das sollte man sagen Wenn eine Person ständig lautem Lärm ausgesetzt ist, können Symptome der Krankheit auftreten. Unter ihnen sind folgende hervorzuheben: erhöhte nervöse Erregbarkeit, schnellere Ermüdung und erhöhter Blutdruck.
Daher werden zum Schutz vor lauten Geräuschen, beispielsweise im Bauwesen, spezielle Kopfhörer mit Geräuschunterdrückung verwendet.
Es sollte gesagt werden, dass in Festkörpern die Qualität der Schallwelle verbessert wird. Schall breitet sich im Wasser fünfmal schneller aus als in der Luft.
Generell ist zu sagen, dass für das Studium des Klangs, seiner Parameter und Eigenschaften entspricht dem entsprechenden Abschnitt der Physik, der im Schulkurs studiert wird.
Wie können Sie messen?
Es ist zu beachten, dass alle Menschen Schall auf unterschiedliche Weise wahrnehmen, weshalb spezielle Geräte geschaffen werden, um ihn zu messen.
Meist wird der Schallpegel mit einem Sensor bestimmt. Ein Schallpegelsensor misst die Energie von Schallwellen, die in einer Zeiteinheit pro Flächeneinheit des Empfängers ankommen. Diese Größe wird als Schall- oder Geräuschintensität bezeichnet und in mW/m2 (Mikrowatt pro Quadratmeter) gemessen.
Lassen Sie uns herausfinden, wie die Dezibel und der tatsächliche Signalpegel untereinander bestimmt werden. Alle 6 dB ändert sich der Signalpegel zweimal.
Warum wird dieser Wert genommen? Ein Dezibel ist der Logarithmus zwischen dem Verhältnis zweier gleicher Energiegrößen, der dann mit 10 multipliziert wird. Amplitude ist keine Energiegröße, daher muss sie in einen geeigneten Wert umgerechnet werden.
Um die Geräuschintensität an verschiedenen Orten zu messen, wird häufig ein spezielles Gerät verwendet, das als Schallpegelmesser bezeichnet wird.
Das menschliche Ohr ist ein hochentwickelter biologischer Sensor und eine Schallfalle, die Geräusche aufnehmen kann, die sich millionenfach voneinander unterscheiden.
In Russland gibt es einen gewissen Standard für die etablierten Kurven gleicher Lautstärke. Dies ist GOST R ISO 226-2009. Es hat den folgenden Namen - „Akustik. Standardkurven gleicher Lautstärke ”.
Es gibt mindestens drei Möglichkeiten, die Lautstärke zu messen: durch den maximalen Spitzenwert, durch den Mittelwert des Signalpegels und durch die ReplayGain-Metrik. Von all diesen Techniken ist ReplayGain die beste. Es vermittelt den wahrgenommenen Lautstärkepegel und berücksichtigt die physiologischen und mentalen Eigenschaften der Schallwahrnehmung.
Gegenwärtig gibt es verschiedene Methoden des physikalischen Ausdrucks der Amplitude von Schallschwingungen, die in verschiedenen Bereichen verwendet werden.
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