Helirõhk: erinevus redaktsioonide vahel

Eemaldatud sisu Lisatud sisu
Legobot (arutelu | kaastöö)
P Bot: Migrating 15 interwiki links, now provided by Wikidata on d:q1068172 (translate me)
Tabeli allikas de: Schalldruckpegel
1. rida:
{| class="wikitable" style="float: right"
'''Helirõhk''' on [[rõhk]], mis tekib [[helilaine]] levimisel [[gaas]]is või [[vedelik]]us. See on akustiliste [[võnkumine|võnkumiste]] poolt tekitatud [[rõhk]] <math>p </math> pinnale. Inimkõrvas [[kuulmisaisting]]ut tekitav minimaalne rõhk on 10<sup>-5</sup> [[Paskal|Pa]]. See on 10<sup>10</sup> korda väiksem [[atmosfäärirõhk|atmosfäärirõhust]]. [[Valuaisting]]ut tekitab helirõhk ligikaudu 100 [[Paskal|Pa]].
|+ Heli iseloomustavad suurused <br> ja nende tasemed <ref> [http://www.sengpielaudio.com/SchallgroessenUndIhrePegel.pdf Schallgrößen und ihre Pegel] </ref>
|-
! style="text-align:left"|Suurus <br> (ühik) || style="text-align:left"|Tase <br> (ühik)
|-
| '''[[Helirõhk]]''' ''p'' <br> ([[paskal|Pa]]) ||'''Helirõhu tase''' (SPL) ''L''<sub>p</sub> <br> (dB-SPL)
|-
| [[Heliintensiivsus]] ''I'' <br>(W/m<sup>2</sup>) || Heliintensiivsuse tase ''L''<sub>I</sub> <br>(dB-SIL)
|-
| [[Helivõimsus]] ''P''<sub>ak</sub> <br>([[vatt|W]]) || Helivõimsuse tase ''L''<sub>Pak</sub> <br>(dB-PWL)
|-
| [[Helienergia]] ''W'' <br>([[džaul|J]]) || Helienergia tase ''L''<sub>W</sub> <br>(dB-SWL)
|-
|[[Helienergia#Helienergia tihedus | Helienergia tihedus]] ''E'' <br>(J/m<sup>3</sup>) || Helienergia tiheduse tase ''L''<sub>E</sub> <br>(dB-SEL)
|-
|[[Helivaljus]] ''N'' <br>(sone) || Helivaljuse tase ''L''<sub>N</sub> <br>(phone)
|}
 
'''Helirõhk''' on [[akustika]]s lisarõhk, mida [[helilaine]] tekitab gaasilises või vedelas keskkonnas. Et rõhk laines vaheldub positiivsest negatiivseks, nimetatakse helirõhuks ka selle lisarõhu ruutkeskmist väärtust. <ref> ENE, 3. kd, 1988, lk 353 </ref>
Tähis: <math>p </math>, mõõtühik [[paskal]] (Pa)
 
[[Pilt:Sound pressure diagram.svg|pisi|300px|Helirõhu diagramm:<br>1 – vaikus;<br>2 – kuuldav heli;<br>3 – atmosfäärirõhk;<br>4 – helirõhk]]
:<math>
Helirõhk ''p'' lisandub (positiivse või negatiivse märgiga) vahelduvasuunalise rõhuna staatilisele rõhule ''p''<sub>0</sub> (nt [[õhurõhk|õhurõhule]]) ja avaldub pinna ''A'' pindalaühikule (ruutmeetrile) mõjuva jõuna ''F'' ([[paskal]]ites), mõõtühik Pa/m<sup>2</sup>:
p = \frac{F}{A} \,
:<math> p = \frac{F}{A}. </math>
 
Vahelduv helirõhk ''p'' on staatilisest rõhust ''p''<sub>0</sub> palju väiksem.
==Helirõhutase HRT (inglise keeles SPL - Sound pressure level)==
'''Helirõhutase''' (müratase) (<math>L_p</math>) on suhteline helirõhk, mis määratakse [[detsibell]]ides (dB) [[kuuldelävi|kuuldeläve]] helirõhu suhtes.
Helirõhu suhteline tase (<math>L_p</math>) väljendab [[helivaljus]]t suhtelise helirõhuna 0[[detsibell|dB-le]] vastava võrdlus-helirõhu suhtes <math>p_0</math> = 2*10<sup>-5</sup> N/m<sup>2</sup> = 20 [[mikropaskal|µPa]] ([[kuuldelävi|kuuldeläve]] helirõhk).
 
Kui heliks on harmooniline võnkumine ([[siinustoon]]), siis muutub rõhk ajas vastavalt valemile
:<math> p(t) = \hat{p} \sin (\omega t), </math>
 
kus <math>\hat{p}</math> on helirõhu amplituud ja ''ω'' [[ringsagedus]] <math>\omega = 2 \pi f \,</math>.
:<math>
L_p=10 \log_{10}\left(\frac{p^2}{p^2_0}\right) =20 \log_{10}\left(\frac{p}{p_0}\right)\mbox{ dB} \,
</math>
 
==Helirõhu tase==
Heliaistingut määravate suuruste, eelkõige [[helitugevus]]te võrdlemisel on oluline helirõhkude suhe, mida väljendatakse helirõhkude tasemete erinevusena ja mõõdetakse [[detsibell]]ides. Taseme valemitähis on ''L'' (ingl ''Level'').
 
Lähtesuuruseks ''p''<sub>0</sub>, millega helirõhkusid võrreldakse, on valitud [[kuuldelävi|kuuldelävele]] vastav kokkuleppeline helirõhk
:''p''<sub>0</sub> = 20&nbsp;µPa = 2 · 10<sup>−5</sup> = 0,00002 [[Paskal|Pa]].
 
Mingit helirõhu taset ja vastavat [[heliintensiivsus]]e taset väljendab ühesuurune detsibellide arv (vt [[Heliintensiivsus#Heliintensiivsuse tase | Heliintensiivsuse tase]]). Seetõttu võib lühidalt kõnelda helitasemest või helinivoost (lühend SPL ingl k sõnadest ''sound pressure level'').
[[Helivaljus]] kahaneb kauguse kahekordistumisel 6 dB võrra.
 
Helirõhu ''p'' tase ehk helitase on arvutatav valemiga
{| class="wikitable"
:<math> L_p = 20\, \log_{10}\left(\frac{ {p}}{p_0}\right)\, \mathrm{dB}. </math>.
|+
 
|-
Näiteks kui helirõhk on 100 Pa (see vastab kõrva valulävele), siis helirõhutase
! [[Helivaljus]] [[detsibell|dB]]
:<math> L_p = 20\, \log_{10}\left(\frac{ {100}}{0,00002}\right)=134 \, \mathrm{dB}. </math>
! Helirõhutase [[mikropaskal|μPa]]
 
! Näide
Kui on teada helirõhu tase, saab arvutada sellele vastava helirõhu (näites ''L''<sub>p</sub> = 80 dB):
|-
:<math>p = p_0 \cdot {10}^{\frac{L_{\text{p}}}{20}} = 0,00002\cdot {10}^{\frac{80}{20}} = 0,2 \;\text {Pa}.</math>
| 195
== Mitmesuguste heliallikate helirõhud ja vastavad helirõhu tasemed ==
|
{| class="wikitable"
| rakett
|- class="hintergrundfarbe6"
|-
! Heliallikas või <br> olukord !! Kaugus heliallikast <br> või mõõtekoht !! Helirõhk ''p'' <br> Pa !! Helirõhu tase ''L''<sub>p</sub><br> dB
| 170
| -
|align=„left“ | Reaktiivlennuk || align="center" |30 m|| align="right" | 630 Pa || align="right" | '''150 dB '''
| järelpõletiga lennukimootor
|-
|align=„left“ |Kahuripauk || align="center" |1 m || align="right" | 200 Pa || align="right" | '''140 dB '''
| 160
| -
|align=„left“ | [[Valulävi]] || align="center" |kõrvas ||align="right" | 100 Pa ||align="right" | '''134 dB '''
| lennuki turbomootor
|-
|align=„left“ | Kuulmiskahjustus <br> lühiajalisel toimel || align="center" |kõrvas ||align="right" | alates 20 Pa ||align="right" | '''120 dB '''
| 150
| -
|align=„left“ | Lahingulennuk || align="center" |100 m ||align="right" | 6,3–200 Pa ||align="right" | '''110–140 dB '''
|
|-
|align=„left“ | Suruõhuvasar, diskoteek || align="center" |1 m ||align="right" | 2 Pa ||align="right" | '''100 dB'''
| 140
| -
|align=„left“ | Kuulmiskahjustus<br />kestval toimel || align="center" | kõrvas ||align="right" | alates 0,36 Pa ||align="right" | '''85 dB '''
|
|-
|align=„left“ | Liiklus magistraalteel || align="center" |10 m ||align="right" | 0,2–0,63 Pa ||align="right" | '''80–90 dB '''
| 135
|-
| 100 000 000
|align=„left“ | Auto || align="center" |10 m ||align="right" | 0,02–0,2 Pa ||align="right" | '''60–80 dB '''
|
|-
|align=„left“ | Teler <br /> keskmisel tugevusel || align="center" |1 m ||align="right" | 0,02 Pa ||align="right" | '''60 dB'''
| 130
| -
|align=„left“ | Normaalne vestlus || align="center" |1 m ||align="right" | 2 · 10<sup>−3</sup> –2 · 10<sup>−2</sup> Pa ||align="right" | '''40–60 dB '''
| 75 [[Muusikainstrumendid|instrumendiga]] orkester ''fortissimo'' mängides
|-
|align=„left“ | Vaikne tuba || align="center" |kõrvas ||align="right" | 2 · 10<sup>−4</sup> –6,3 · 10<sup>−4</sup> Pa ||align="right" | '''20–30 dB '''
| 120
| -
|align=„left“ | Puulehtede sahin,<br />vaikne hingamine || align="center" |kõrvas ||align="right" | 6,32 · 10<sup>−5</sup> Pa ||align="right" | '''10 dB '''
| suur haamer
|-
| 115
| 10 000 000
|
|-
| 110
|
| neetimise masin, rock-kontsert
|-
| 100
|
| kiirteel sõitev auto
|-
| 95
| 1 000 000
|
|-
| 90
|
| metroorong
|-
| 80
|
| tänavamüra
|-
| 70
|
| vestlus
|-
| 60
|
| suur kauplus
|-
|align=„left“ | [[Kuuldelävi]] sagedusel 2 kHz || align="center" |kõrvas ||align="right" | 2 · 10<sup>−5</sup> Pa (20 µPa) ||align="right" | '''0 dB '''
| 55
| 10 000
|
|-
| 50
|
| keskmine korter või väike kontor
|-
| 40
|
|
|-
| 35
| 1000
| raamatukogu
|-
| 30
|
| väga vaikne sosistamine
|-
| 20
|
| helistuudio
|-
| 15
| 100
|
|-
| 10
|
|
|-
| 0
| 20
| [[kuuldelävi]]
|}
{{brClear}}
 
 
==Heli kiirgusrõhk==
Heli kiirgusrõhk on keskmine rõhk, mida heli avaldab heliväljas olevale kehale. See heli rõhk ''P'' on võrdeline [[helienergia tihedus]]ega ja oleneb heli langemisnurgast ning ka pinna peegeldustegurist. Ülalkirjeldatud helirõhust ''p'' on kiirgusrõhk ''P'' mitu suurusjärku väiksem. Näiteks kui [[heliintensiivsus]] on 1 W/m<sup>2</sup> (tase vastavalt 160 dB), siis ''p'' = 3000 Pa, aga ''P'' normaalisihis ainult ''ca'' 10 Pa.
 
==Viited==
{{Viited}}
 
[[Kategooria:Füüsika]]
[[Kategooria:Heli]]