La ballena azul, el animal vivo más grande, emite un sonido mucho más fuerte que el ruido de un cohete al lanzarse. Tal volumen una persona no puede soportar. Incluso hay un arma de ruido. Su volumen es solo un poco más alto que la voz de la ballena.
¿Qué determina el volumen del sonido? ¿Por qué los sonidos graves e intensos pueden doler e incluso ser mortales, mientras que los agudos no? ¿Por qué los sonidos bajos se escuchan a mayor distancia que los altos? El artículo responderá a estas preguntas.
Qué determina el volumen del sonido
Este valor depende de la frecuencia y la longitud de onda del sonido, de la presión acústica y de la energía del flujo de sonido. Pero lo primero es lo primero.
¿Qué determina el volumen del sonido? La física sabe desde hace mucho tiempo que el volumen está determinado por las características de la onda. Cuanto más rápido vibra la fuente de sonido, mayorla frecuencia de la onda y menor su longitud. Llamamos silenciosos a los sonidos de alta frecuencia, los percibimos como sutiles. Solo podemos escuchar a una distancia corta debido a la pequeña longitud de onda. Los sonidos de baja frecuencia se consideran ásperos, se perciben como fuertes y se pueden escuchar desde lejos.
Presión acústica y flujo sonoro
¿Qué determina el volumen del sonido? Además de las características de la onda, de la presión acústica. Esta presión es mayor que la presión atmosférica, genera un cuerpo en vibración. Si la fuente de sonido se mueve con una gran amplitud, baja frecuencia, la presión aumenta mucho.
La presión crea la energía del flujo de sonido. Este valor se mide en W / m2 y muestra cuánta energía cinética pasa a través de la superficie en 1 segundo. Cuanto mayor sea la presión, más intenso será el flujo.
Volumen y energía del sonido
A la pregunta de de qué depende la intensidad del sonido, la física da la respuesta: del flujo de energía del sonido. Suponga que la energía ha aumentado 10 veces: el volumen aumentará en un bel (1 b). Bel es una unidad de volumen, sin embargo, por comodidad y precisión de las mediciones, se decidió utilizar decibelios (1 dB=0,1 b).
Denote la energía del sonido inicial como E0. Si aumenta 10 veces y es igual a 10 E0, entonces el volumen aumentará en 10 dB, si 100 veces - en 20 dB, etc. Las fluctuaciones en la energía del sonido que el oído humano puede percibir tienen límites. Su rango es el cambio en 10billones de veces, cambio de volumen - 130 dB. Nivel mínimo de energía sonora E0=10-12 W/m2. No todos pueden escuchar un sonido tan débil, sino solo una persona con una audición muy desarrollada. Es con el valor de E0 que todos los sonidos se comparan para caracterizarlos como silenciosos o fuertes.
Para mayor claridad, demos ejemplos de los sonidos más comunes, comparemos su volumen y la energía del flujo de sonido. Se entiende que los sonidos son percibidos por una persona a una distancia de varios metros.
| Tipo de sonido | Volumen del sonido (db) |
Energía del sonido (W/m2) |
| susurro de hojas | 10 | 10-11 |
| el tictac del reloj | 20 | 10-10 |
| conversación tranquila | 40 | 10-8 |
| hablar en voz alta | 70 | 10-5 |
| calle ruidosa | 90 | 10-3 |
| tren subterráneo | 100 | 10-2 |
Sonidos inaudibles y umbral del dolor
¿Qué determina el volumen del sonido? Además de todo lo que ya se ha considerado, desde el umbral de la audiencia. El sonido puede ser arbitrariamente alto (para otros seres vivos o dispositivos especiales), pero si su frecuencia es inferior a 16-20 Hz (infrasonido) y superior a 16-20 kHz (ultrasonido), entonces no lo percibiremos.
Aunque no escuchamos infrasonidos y ultrasonidos,afectan a una persona de diferentes maneras. El infrasonido con un volumen de 75 dB es perjudicial para la salud, 120 dB es el umbral de dolor de una persona y un sonido de 180 dB conduce a la muerte. Este efecto se explica por el hecho de que las bajas frecuencias de los infrasonidos aumentan demasiado la presión. El ultrasonido no es peligroso, es ampliamente utilizado en medicina, diversas industrias, construcción.
