Decibel là gì?

Decibel là gì?

Andrey Schetnikov
"Quantic" №3, 2016

Thiết bị hiển thị trong ảnh được gọi là đồng hồ đo mức âm thanh, và theo một cách đơn giản – một đồng hồ đo mức âm thanh. Nhấn nút và xem nội dung hiển thị. Nó chỉ ra rằng trong một căn phòng yên tĩnh, nơi tôi bây giờ, mức âm thanh là 35 dB (đọc "35 decibel"). Đó là, vẫn còn một số âm thanh ở đây, mặc dù tôi đang ngồi im lặng và bất động. Và trên thực tế, nếu bạn nghe, bạn có thể nghe tiếng cửa đóng sầm ở lối vào, một chiếc ô tô chạy trên đường, một nơi nào đó ở xa tàu chạy – thiết bị phản ứng với tất cả những âm thanh này và hiển thị tổng mức ồn trên màn hình. Và điều gì sẽ xảy ra nếu tôi nói? Mức âm thanh hiện nhảy từ 55 đến 70 dB. Nó đã 35 – nó đã trở thành 70. Điều này có nghĩa là âm thanh đã trở nên to hơn gấp hai lần? Có vẻ như không – bởi vì nó khá yên tĩnh, nhưng nó trở nên khá ồn ào – và điều này phải được giải quyết.

Đầu tiên, hãy hiểu âm lượng là gì và nó có thể đo được như thế nào. Mỗi âm thanh là một sóng truyền trong một môi trường đàn hồi, ví dụ, trong không khí. Sóng được tạo ra bởi các cơ quan dao động và lây lan từ chúng theo mọi hướng, chuyển năng lượng cơ học. Đó là năng lượng làm cho màng nhĩ của chúng ta hoặc màng của micro dao động.Đồng hồ đo mức âm thanh của chúng tôi chủ yếu là micrô; năng lượng lớn hơn do sóng mang lại, biên độ dao động của màng micrô lớn hơn và dòng điện chạy từ micro qua dây dẫn càng lớn. Chúng ta đo dòng điện này và theo độ lớn của nó, chúng ta tìm ra năng lượng của sóng âm làm cho màng dao động.

Nếu năng lượng là quá trừu tượng một khái niệm cho bạn, chúng ta hãy tiếp cận nó một cách khác nhau. Hãy để mười người nói cùng một lúc thay vì một người có cùng khối lượng. Nó là tự nhiên để giả định rằng trong trường hợp này tiếng ồn trong phòng sẽ trở nên to hơn mười lần. Một nhà vật lý sẽ nói rằng mười người đồng thời nói so với một người tạo ra năng lượng âm thanh lớn gấp mười lần.

Nhưng những gì có decibel? Nó có phải là một đơn vị hoàn toàn khác không? Đây là câu hỏi đúng, và nó sẽ hữu ích để đối phó với nó. Hơn nữa, nó không chỉ là vật lý thú vị, mà còn là toán học tốt.

Chúng ta bắt đầu bằng cách xác định decibel, và cần đọc kỹ. Người ta nói rằng một tín hiệu mạnh hơn ("to hơn") so với tín hiệu khác bằng 10 decibel, khi năng lượng của tín hiệu đầu tiên vượt quá năng lượng của tín hiệu thứ hai gấp 10 lần. Đọc định nghĩa này một lần nữa để làm quen với nó, bởi vì ngay từ cái nhìn đầu tiên nó nghe khá kỳ lạ. Và bây giờ chúng ta hãy đối phó với nó.

Điều quan trọng nhất trong định nghĩa này là nó kết nối hai phép tính số học khác nhau – cộng và phép nhân. "Thêm vào" là một bổ sung; "thêm vào" – phép nhân. Chúng ta sẽ tìm thấy bao nhiêu lần năng lượng của hai tín hiệu sẽ khác nhau, khi một trong số chúng sẽ lớn hơn 30 dB so với tín hiệu kia. Tín hiệu đầu tiên sẽ to hơn 10 dB, cộng thêm 10 dB, cộng thêm 10 dB nữa. Chúng tôi áp dụng định nghĩa và chúng tôi hiểu rằng năng lượng của tín hiệu đầu tiên sẽ lớn hơn năng lượng của tín hiệu thứ hai 10 lần, sau đó thêm 10 lần, và sau đó thêm 10 lần nữa. Nhưng để tăng thứ gì đó gấp 10 lần ba lần liên tiếp có nghĩa là tăng 10 × 10 × 10 = 1000 lần.

Nhưng những gì sau đó là âm thanh trong 0 dB, từ đó quy mô khối lượng được đọc? Nó không phải là ở tất cả sự vắng mặt của âm thanh trong ý nghĩa vật lý – đó là một mức độ âm thanh khi tai con người ngừng nghe bất cứ điều gì. Âm thanh theo nghĩa vật lý, giống như những rung động của không khí, vẫn còn tồn tại, nhưng chúng ta không còn nghe thấy nó nữa, bởi vì nó quá yếu đối với chúng ta. Nếu âm thanh này được làm to hơn 10 lần, mức của nó sẽ tăng 10 dB, tăng âm lượng lên 10 lần sẽ cho mức 20 dB, v.v.Cũng lưu ý rằng âm lượng âm thanh trên thang đo decibel có thể âm – chúng tôi sẽ không nghe thấy âm thanh như vậy, mặc dù tai hoặc thiết bị vật lý nhạy cảm hơn vẫn có thể chụp chúng.

Nếu mức âm thanh tại một sàn nhảy lớn là 100 dB, điều đó có nghĩa là nó là 10.000.000.000 lần (mười số không) lớn hơn âm thanh yên tĩnh nhất mà chúng ta có thể nghe thấy. Giá trị gần đúng của các mức âm lượng khác nhau được hiển thị trong bảng này. Thật thú vị khi lưu ý rằng tâm lý chúng ta cảm nhận decibel chứ không phải là năng lượng âm thanh: một cuộc trò chuyện lớn và yên lặng khác nhau 30 dB, nhưng không ai cảm thấy cuộc trò chuyện đã trở nên to hơn 1000 lần.

15Lá mộc mạc
20Tiếng thì thầm nhẹ nhàng, 1 m
35Đánh dấu đồng hồ treo tường
45Nói chuyện yên tĩnh
60Nói chuyện bình tĩnh
75Nói to
80Tiếng ồn máy hút bụi
90Xe tải hạng nặng, 7 m
100Hòa nhạc rock
110Máy bay trực thăng
120Jackhammer
140Máy bay phản lực cất cánh, 25 m
150Rocket cất cánh, 100 m
160Bắn từ một khẩu súng gần tai

Công việc

1. Có bao nhiêu người cần tập trung để họ, cùng lúc nói, tạo ra âm thanh có cùng khối lượng như một chiếc trực thăng?

2. Theo định nghĩa, nếu một âm thanh lớn hơn 10 dB so với âm thanh kia, nó lớn hơn âm thanh thứ hai gấp 10 lần.Và nếu hai âm thanh khác nhau 5 dB, bao nhiêu lần một trong số đó sẽ to hơn âm thanh kia?

Like this post? Please share to your friends:
Trả lời

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: