Единицы физических величин и их размерности - Сена Л.А.
Скачать (прямая ссылка):
§ 6.21 субъективные характеристики" звука
155
Рис. 18.
В табл. 23 приведены музыкальные интервалы, образующие чистую и темперированную гаммы. На рис. 18 представлена часть клавиатуры! рояля, охватывающая одну октаву, с обозначениями промежуточных ступеней.
Тембр звука. Различные звуки даже одной высоты отличаются друг от друга окраской или тембром. Тембр звука зависит от наличия относительной интенсивности дополнительных колебаний обычно более высоких частот, чем основная- частота, определяющая высоту звука. Непосредственных количественных параметров^ которые служили-бы однозначной!' характеристикой тембра, не-, существует. При анализе- музыкальных звуков измеряют относительную интенсивность отдельных составляющих. Иначе можно сказать, что тембр определяется видом функции распределения интенсивности звука по частотам.
Громкость звука. Хотя восприятие звука зависит от его интенсивности, однако связь эта не является простой и однозначной. Прежде всего здесь следует указать на то, что чувствительность человеческого уха к звукам различной частоты различна. На рис. 19 нижняя кривая изображает так называемый порог слышимости — ту минимальную интенсивность звуков разной частоты, которую нормальный слух способен воспринимать. Шкалы на этом рисунке как по оси абсцисс, так и по оси ординат даны в логарифмическом масштабе. На шкале ординат слева указаны интенсивности в эрг/сек • см2 и уровни интенсивности в децибелах, причем за нулевой принят уровень.звука минимально воспринимаемой интенсивности при частоте 1000 гц. На правой шкале указаны соответствующие звуковые давления в дин/см2.
Верхняя кривая соответствует возникновению механического осязания, переходящего в болевое ощущение. При увеличении интенсивности звука данной определенной
156
акустические единицы
[гл. 6
частоты ощущение громкости звука возрастает. Кривые, представленные на рис. 19, построены таким образом, что каждой кривой соответствует одинаковая громкость воспринимаемы* звуков разной высоты.
дин
W 100 500 WOO 5000 WOOO ГЦ
Рис. 19.
Таким образом, звукам равной громкости, но отличающимся по частоте, соответствуют разные уровни интенсивности. Кривые на рис. 19 проведены таким образом, что при частоте 1000 гц они сдвинуты друг относительно друга иа 10 дб. При других частотах разность уровней соседних кривых различна.
Звуки считаются равноотстоящими по громкости, если разности уровней звуков таких же громкостей, но обладающих частотой 1000 гц, равны 10 дб. Поскольку равным интервалам уровня громкости соответствуют разные интервалы уровня интенсивности, для характеристики уровня громкости введена специальная единица — фон. Фон определяется как разность уровней громкости двух звуков данной частоты, равногромкие которым звуки с частотой 1000 гц отличаются по интенсивности на 10 дб. Принимая уровень, соответствующий, пределу слышимости, за нулевой, мы можем - непосред-
і 0.3j величины. связанные с акустикой помещений 157
ственно измерять уровень громкости звука в фонах как разность между уровнем громкости данного звука и нулевым.
Все приведенные выше единицы, построенные на логарифмической основе, являются, разумеется, безразмерными.
§ 6.3. Некоторые величины, связанные с акустикой помещений
При падении звуковой волны на какую-либо поверхность часть звуковой энергии отражается и часть поглощается. Соответственно вводят акустические коэффициенты отражения и поглощения. Акустический коэффициент отражения р есть отношение количества звуковой энергии, отраженной в сторону падения, к количеству энергии, падающей за тот же промежуток времени. Акустический коэффициент поглощения а равен разности между единицей и акустическим коэффициентом отражения
а=1-р. (6.18)
Акустическая проницаемость перегородки d есть отношение количества проходящей через перегородку энергии к количеству энергии, падающей за тот же промежуток времени.
Все три величины (р, a. d) являются величинами безразмерными. Акустическая проницаемость перегородки определяется наложением процессов поглощения в веществе, из которого изготовлена перегородка, многократного отражения от передней и задней ее поверхностей и частичного прохождения через эти поверхности. При этом приходится учитывать и явления интерференции волн, налагающихся друг на друга в различных фазах. Чистое поглощение наблюдается в том случае, если толщина слоя настолько велика, что интенсивностью волны, отраженной от задней стенки, можно пренебречь. Если при этом на слой падает плоская волна, интенсивность которой после вхождения в слой равна/о, то на некотором расстоянии х от границы слоя интенсивность будет
/ = /0е-6^ (6.1 Э)
158
акустические единицы
[ГЛ. в
Коэффициент 6 называется линейным показателем поглощения. Размерность его
1O] = IT1, (6.20)
единицы измерения М"Х и см~1.
Для характеристики поглощающей способности отдельных тел вводится понятие общего звукового поглощения тела, которое определяется произведением площади тела на его коэффициент поглощения. Измеряется общее поглощение площадью абсолютно поглощающего тела, имеющего такое же поглощение, как и данное. За единицу общего поглощения принимают квадратный метр открытого окна, так как отверстие в стене практически не отражает звука.
