Звуковий тиск

Вимірювання звуку
Звуковий тиск p
Рівень звукового тиску (SPL)
Particle velocity v
Particle velocity level (SVL)
(Sound velocity level)
Particle displacement ξ
Інтенсивність звуку I
Рівень інтенсивності звуку (SIL)
Sound power Pac
Sound power level (SWL)
Sound energy density E
Sound energy flux q
Acoustic impedance Z
Швидкість звуку c

Звукови́й тиск — змінний тиск у середовищі, зумовлений поширенням у ньому звукових хвиль. Величина звукового тиску $\ p$ оцінюється силою дії звукової хвилі на одиницю площі й виражається у ньютонах на квадратний метр (1 Н/м²), або Паскалях (Па).

Оскільки вухо людини має логарифмічну характеристику реакції на звук, в акустиці часто застосовують вимірювання звукового тиску логарифмічною шкалою у децибелах.

Ця шкала називається рівнем звукового тиску, за точку відліку цієї шкали приймається найтихіший звук, який може сприйняти вухо людини при частоті 1 кГц, тобто — $\! p_0=2\ 10^{-5}$ Н/м². Співвідношення між двома шкалами визначається наступною формулою:

$N=10\, \lg\left(\frac{{p}^2}{{p_0}^2}\right) =20\, \lg\left(\frac{p}{p_0}\right)$ дБ.

Звуковий тиск p також пов'язаний залежністю:

$p = Z \cdot v = \frac{J}{v} = \sqrt{J \cdot Z}$

Z — акустичний опір Па·с/м

v — швидкість частинок м/с

J — інтенсивність звуку Вт/м²

Приклади

Нижче приводяться значення звукового тиску та рівня звукового тиску для різних джерел звуку:

Джерело звуку	Звуковий тиск	Рівень звукового тиску
	Па	дБ
Теоретичний максимум гучності при атмосферному тиску в 1 атмосферу	101 325 Па	191 дБ
Реактивний двигун на відстані 30 м	630 Па	150 дБ
Постріл з рушниці на відстані 1 м	200 Па	140 дБ
Больовий поріг	20 — 100 Па	120 — 130 дБ
Концерт рок-музики	2 — 20 Па	100 — 120 дБ
пневматичний відбійний молоток на відстані 1 м	2 Па	близько 100 дБ
симфонічний оркестр на фортіссімо	2×10−2 — 2 Па	80 — 100 дБ
автомобіль на відстані 10 м	2×10−2 — 2×10−1 Па	60 — 80 дБ
Домашній телевізор на відстані 1м	2×10−2 Па	близько 60 дБ
Звичайна розмова на відстані 1 м	2×10−3 — 2×10−2 Па	40 — 60 дБ
Тихий шепіт	2×10−4 — 6×10−4 Па	20 — 30 дБ
шелест листя, спокійне дихання	6×10−5 Па	10 дБ
поріг чутності на частоті 2 kHz	2×10−5 Па	0 дБ

Цікаві факти

В. І. Коробко в книзі «Золота пропорція й проблеми гармонії систем» (1998 р.) наводить дані, які свідчать про значення золотого перетину для шкали гучності стосовно людського голосу.

Максимальна гучність звуку, що викликає болючі відчуття, дорівнює 130 дб. Якщо розділити цей інтервал «золотим перетином», що дорівнює 1,618, то одержимо 80 дб, які характерні для гучності людського лементу. Якщо тепер 80 дб розділити «золотим перетином», то одержимо 50 дб, що відповідає гучності людської мови. Нарешті, якщо розділити 50 дб квадратом «золотого перетину» 2,618, то одержимо 20 децибел, що відповідає шепоту людини.

Джерела

• Справочник по радиоэлектронике. — М., «Энергия», 1968
• таблиця рівнів гучності
• Как слышимость? — Часть I — Громкость звука
• Використано матеріали зі статті в польській Вікіпедії