ЗВУК
Звук в самом широком понятии – это распространение в пространстве волн сжатия-разрежения сплошной среды. Звуковые волны могут распространяться в разных средах. Нас интересует воздушная среда и только та часть волны, которая воспринимается человеческим ухом.
Основной физической величиной, характеризующей звук в воздухе, является звуковое давление, это то давление, которое звуковая волна оказывает на барабанную перепонку в ухе человека. Звуковое давление это отклонение давления воздуха от постоянного барометрического давления вследствие акустических колебаний. Единицей измерения давления является паскаль (Па).
Самый слабый звук, обнаруживаемый нормальным слухом здорового человека имеет амплитуду, равную 20 миллионным долям основной единицы давления (паскаль), т.е. 20 мкПа (20 микропаскаль). Изменение давления на 20мкПа так мало, что ему соответствует перемещение ушной перепонки на расстояние, меньшее диаметра одного атома.
Удивительно, что человеческий слух способен воспринимать звуки, обусловливающие изменения давления более чем в миллион раз больше вышеописанного минимального значения. Следовательно, применение основных единиц давления, т.е. Па, в акустической практике сопровождалось бы необходимостью применения больших и ненаглядных чисел. Во избежание этого недостатка в акустике распространено применение логарифмической шкалы и соответствующей ей единицы дБ (децибел).
Опорной точкой шкалы дБ служит слуховой порог, т.е. давление 20 мкПа. Так как эта точка является исходной точкой шкалы, ей соответствует уровень 0 дБ. Линейному увеличению звукового давления в 10 раз соответствует в логарифмическом масштабе увеличение уровня на 20 дБ и т.д. Таким образом, применение логарифмической шкалы дает возможность сжатия диапазона 1:1 000000 до диапазона шириной 120 дБ. Поэтому для измерений звуковых колебаний используют логарифмическую шкалу: уровни звукового давления в децибелах.
Звуковые колебания и волны с частотами в диапазоне 20 Гц - 12кГц являются слышимыми человеком и называются ЗВУКОМ.
Звуковые колебания и волны с частотами, лежащими ниже полосы слышимых акустических частот (20 Гц), называют ИНФРАЗВУКОМ.
Звуковые колебания и волны с частотами, лежащими выше полосы слышимых акустических частот (12 кГц), называют УЛЬТРАЗВУКОМ.
Уровни звукового давления, измеренные во всей области слышимых частот, называют уровнями звука. Исторически термин «уровень звука» означает уровень того, насколько громким воспринимает человек звуковое давление.
Гро́мкость зву́ка — субъективное восприятие силы звука (абсолютная величина слухового ощущения). Громкость зависит от звукового давления, амплитуды и частоты звуковых колебаний. Субъективность восприятия обусловлена частотной зависимостью чувствительности человеческого слуха (максимальная чувствительность в области 2 — 5 кГц и минимумы на высоких и низких частотах). Усложняющим является также то, что описанная выше частотная зависимость чувствительности слуха более выразительна в области низких уровней звукового давления, а уменьшается с ростом УЗД.
Вышесказанное иллюстрируют приведенные на рисунке кривые равной громкости, по которым можно определять уровни звукового давления на разных частотах, результирующие в идентичной чистому тону с частотой 1000Гц субъективной громкости.
Например, уровень тона с частотой 50 Гц должен быть на 15 дБ больше уровня тона с частотой 1000Гц и УЗД 70 дБ для того, чтобы оба они обладали идентичной субъективной громкостью.
Для учета частотной зависимости чувствительности слуха человека, пользуются частотной коррекцией А. Существуют и другие частотные коррекции ( С, Z ). Характеристика С применяется в технических целях, например, при испытаниях приборов. Характеристика Z (zero) это звук без наложения фильтров.
Уровень громкости звука — относительная величина. Она численно равна уровню звукового давления (в децибелах — дБ), создаваемого синусоидальным тоном частотой 1 кГц такой же громкости, как и измеряемый звук (равногромким данному звуку).
ШУМ
Шумом называют любой нежелательный звук. Поскольку санитарно-экологический контроль рассматривает звук как вредный фактор, при санитарно-экологической оценке понятия «шум» и «звук» являются синонимами. Для санитарного нормирования звука используется частотная коррекция А. Она примерно соответствует чувствительности человеческого уха при умеренных уровнях звука.