Сегодня вы узнаете: можно ли быть тише абсолютной тишины, сколько людей на нашей планете в децибелах, и почему наши уши, знают о логарифмах больше, чем мы сами.
Самым громким животным на земле считается синий кит. Он может издавать звуки громкостью до 189 децибел и это очень много. Например, реактивный двигатель в метре от вас гремит на 150 децибел, а светошумовая граната бахает на 170. Неужели киты после каждой фразы глохнуть на несколько часов. И вообще странная штука эти децибелы, например, на музыкальных центрах и микшерных пультах есть их отрицательные значения, как они соотносятся с громкостью? Ну или вот еще вопрос: что такое 0 децибел и сколько их при абсолютной тишине или при теоретическом максимуме громкости, если вообще существует. Ну в общем вопросов очень много поэтому давайте разберемся, что же такое децибелы. Что же ирония в том что децибела это не единицы измерения громкости, более того это вообще не единицы измерения, тогда простите при чем тут звук? Да и собственно, что происходит-то?
Вот смотрите в принципе громкость можно было бы связать с интенсивностью звуковой волны, она измеряется в ваттах на квадратный метр. Вполне нормальная величина, согласитесь?!
Вот только самый тихий звук, который может различить человек - это вот такая вот малюсенькая величина, а если рядом работает реактивный двигатель, то тогда интенсивность в миллион миллиардов раз больше. Диапазон огромный и чтобы не мучиться с дробями степенями для уровня громкости решили использовать децибелы. Они показывают во сколько раз некая величина больше или меньше определенного опорного значения. В случае звука таким опорных значением выбрали интенсивность на пороге слышимости человека. Это и есть условный ноль децибел. Соответственно все, что мы можем услышать получается априори громче, например, обычный разговор имеет в 100 000 раз большую интенсивность, это 10 в пятой степени. Такую разницу решили называть 5 бел, реактивный двигатель в 1015 степени громче, соответственно это 15 бел.
Думаю понятно, что один был это увеличение интенсивности в 10 раз. Вот только удобней оказалось пользоваться дробными единицами в 10 раз меньше, то есть децибелами и в наших примерах это соответственно 50 и 150 децибел.
Можно сказать, что например 30 децибел - это синоним фразы в тысячу раз больше, а минус 10 децибел - это синоним в 10 раз меньшею. Так и повелось изменять громкость в таких относительных единицах.
Теперь будет понятней история с китами децибелы в воде отсчитываются от другого опорного значения. Оно в полтора миллиона раз меньше, поэтому уровни громкости там означают немножечко другое. Да и вообще звук в воде распространяется чуть иначе, и сравнивать его с воздухом занятия не из легких.
Но в любом случае не переживайте за китиков у них со слухом все хорошо. Или например абсолютная тишина - это не ноль децибел, ведь ноль на шкале громкости это только минимально различимый звук, но ведь есть звуки и слабее… эта область отрицательных децибел. Существуют специальные звукопоглощающие комнаты, в которых уровень шума может опускаться до минус 20 децибел, то есть там сто раз тише чем может различить человек. Они нужны для тестирования различного оборудования и там реально очень- очень тихо. Потому что стенки поглощают все звуки и эхо там отсутствует, но все равно в таких комнатах не абсолютная тишина. На практике она недостижима, как и абсолютный вакуум. Так что тише, тихого быть не получится.
Кстати при долгом нахождении в такой комнате, некоторые начинают чувствовать себя неуютно. При этом становится возможным услышать ток крови в сосудах, движение суставов и прочие внутренние звуки.
Но что по поводу максимально возможной громкости?
Известно, что болевой порог это около 130 децибел, 160 могут разорвать барабанные перепонки, а длительное воздействие 180 децибел приводит к смерти. Для человека это уже перебор, но в целом там можно ж ведь еще громче. Ну если вы еще живы и соседи не вызвали полицию, то конечно можно. Но все-таки определенное ограничение есть. Звуковая волна состоит из областей сжатия и разрежения, при увеличении громкости давление в областях сжатия растет, а вот в областях разрежения падает. И в какой-то момент она может там стать вообще нулевым и дальше-то уже некуда. В атмосфере Земли это происходит при 194 децибелах и можно считать, что это и есть теоретический предел громкости звука, но только звука. Просто все что громче мы уже будем называть по-другому, а именно ударными волнами, а там никаких ограничений нет. Хоть 200, хоть триста децибел. В любом случае с жизнью это уже не совместимо.
Обратите внимание громкость, как правило измеряется по уровню звукового давления и обозначается это вот так dB SPL. И такие дополнения нужны, потому что например на колонках, музыкальных центрах децибелы означают другое .Они показывают уровень относительно своего максимального значения, поэтому и могут быть отрицательными.
Да и вообще в децибелах измеряют много чего помимо громкости. Уровень сотового сигнала, затухание в проводах, мощность напряжения. Главное указать, что измеряете и от какого уровня.
Теперь задумайтесь мы можем слышать звук в 100 децибел и больше. Только представьте насколько широк диапазон громкости, который мы можем воспринимать. И все это возможно благодаря тому, что наши органы чувств работают в логарифмической шкале. В отличие от линейной шкалы на логарифмической, каждое одинаковое приращение изменяет величину не насколько-то, а во сколько-то раз. Это как раз таки соответствует тому, что наши органы чувств более чувствительны не к абсолютным изменениям, а к относительным.
Как это понять?
Представьте, что у вас на руке 10 граммовая гирька, если вы добавите еще одну, то обязательно это почувствуете. Но если у вас в руке 10 килограммов, то добавление 10 граммов вы вообще не ощутите. Более того такое логарифмическое восприятие распространяется не только на физические ощущения, например, если что-то стоит 100 рублей и при покупке можно сэкономить 50, то мы всячески будем стараться это сделать. Но если вы покупаем что-то довольно дорогое, то плюс-минус 50 рублей вряд ли кто-то будет считать.
Вот она логарифмическое мышление.