Erinevus lehekülje "Heliintensiivsus" redaktsioonide vahel

resümee puudub
P (kirjastuselt jutumärgid maha)
{| class="wikitable" style="float: right"
'''Heliintensiivsus''' ehk '''helitugevus''' on [[füüsika]]s energiahulk, mida kannab [[helilaine]] ajaühiku jooksul läbi ühikpinna, mis on risti laine levimissuunaga.
|+ 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)
|}
 
'''Heliintensiivsus''' ''I'' on [[helienergia]] voog, mis läbib heli levimissuunaga risti oleva pinna pindalaühikut (m<sup>2</sup>) ühes ajaühikus (s). Et energia ühik on [[džaul]] (J) ja J/s = [[vatt|W]] (vatt), siis on heliintensiivsuse mõõtühik W/m<sup>2</sup>.
Heliintensiivsuse tähis on '''I'''.
 
Pindalaühikut läbiva heli intensiivsus on pöördvõrdeline punktikujulise heliallika kauguse ''r'' ruuduga: ''I'' ~ 1/''r''<sup>2</sup>. Näiteks kauguse kahekordistamisel väheneb [[helienergia]] neljakordselt (6 dB), kümnekordistamisel sajakordselt (20 dB).
Heliintensiivsuse mõõtühik on J/(s*m<sup>2</sup>). Füüsikas tuntud Umov-Pointingi seaduse põhjal arvutatakse heliintensiivsus kui helirõhu ja võnkekiiruse korrutise keskväärtus.
 
Heliintensiivsus ''I'' on võrdeline [[helivõimsus]]ega ''P''<sub>ak</sub>:
:<math>I = \dfrac{P_{\text{ak}}}{A}, </math>
:Mõõtühikkus ''A'' on W/pindala m<sup>2</sup>.
 
==Heliintensiivsuse tähis on '''I'''. tase==
[[Heliallikas|Heliallika]] [[amplituud]] ehk heli intensiivsus sõltub temasse salvestatud energiast, see on löögi, tõmbe, hõõrdumise või puhumise tugevusest. Suurema amplituudiga helivõnked avaldavad ka [[kuulmiselund]]itele suuremat survet. Kuid kõrv tajub heli survet [[logaritmiline|logaritmilise]] kõvera järgi ([[detsibell]]ides). Alles siis, kui helivõnke energiat suurendatakse umbes 10 korda, tajume me kaks korda valjemat häält.
Heliintensiivsuse taset ''L''<sub>I</sub> mõõdetakse detsibellides lähteintensiivsuse ''I''<sub>0</sub> suhtes, milleks on 10<sup>−12</sup> W/m<sup>2</sup> = 1 pW/m<sup>2</sup>. See 0-dB-tase vastab [[helirõhk | helirõhu]] lähtetasemele 2∙10<sup>–5</sup> Pa. <ref> [http://www.sengpielaudio.com/calculator-soundlevel.htm Conversion of sound units (levels)] </ref> Nimelt on heliintensiivsus ''I'' ja helirõhk ''p'' seotud valemiga (analoogne [[Ohmi seadus]]t väljendava seosega)
: <math>I = \dfrac{p^{2}}{Z_{0}}, </math>
kus ''Z''<sub>0</sub> = 400 N·s/m<sup>3</sup> on akustiline impedants (takistus); see on kokkuleppeline väärtus, sest tegelikult pole akustiline impedants püsiv, vaid sõltub teataval määral õhu tihedusest, see aga omakorda temperatuurist, õhurõhust ja õhuniiskusest (kuiva õhu akustiline takistus normaalrõhul ja 20 °C juures on 410 N·s/m<sup>3</sup>).
Nii valitud ''Z''<sub>0</sub> väärtuse alusel arvutades saamegi, et rõhule 2∙10<sup>–5</sup> = 0,00002 Pa vastab intensiivsus
: <math>I = \dfrac{0,00002^{2}}{400} = 1 \cdot 10^{-12} \,\frac \text{W}{\text{m}^{2}}. </math>
 
Sellest seosest tulenevalt väljendab mingit helirõhu taset ja vastavat heliintensiivsuse taset ühesuurune detsibellide arv. Seetõttu võib lühidalt kõnelda helitasemest või helinivoost, lühend SPL (ingl k sõnadest ''sound pressure level'').
:Mõõtühik on W/m<sup>2</sup>
 
Heliintensiivsuse ''I'' tase ''L''<sub>I</sub> detsibellides lähteintensiivsuse ''I''<sub>0</sub> suhtes arvutatakse valemiga
Kuna [[SI-süsteem|SI]]-[[SI-süsteemi ühikud|mõõtühiku]]<nowiki/>süsteemis mõõdetakse [[energia]]t [[Džaul|džaulides]] (J), [[pindala|pinna]][[mõõtühik|ühik]]uks [[ruutmeeter]] (m<sup>2</sup>) ja [[aeg|aja]][[mõõtühik|ühikuks]] [[sekund]], on heli intensiivsuse ühikuks
:<math>L_\text{I} = 10 \log\!\left(\frac{I}{I_0}\right)\!~\mathrm{dB}.</math>
 
Näiteks kui heliintensiivsus ''I'' on 0,01 W/m<sup>2</sup>, siis heliintensiivsuse tase
[[Džaul|džauli]] / [[ruutmeeter]] * [[sekund]] ehk [[vatt]]i / [[ruutmeeter|ruutmeetrile]] (W/m<sup>2</sup>)
:<math>L_\text{I} = 10 \log\!\left(\frac{10^{-2}}{10^{-12}}\right)\!~\mathrm{dB} = 10 \cdot 10 = 100 \; \text {dB}.</math>
 
Heliintensiivsuse taset võib väljendada ka helirõhkude suhte kaudu, lähtudes sellest, et heliintensiivsus ''I'' on võrdeline helirõhu ''I'' ruuduga (''I'' ~ ''p''<sup>2</sup>) ja tulenevalt logaritmi omadusest lg ''a''<sup>2</sup> = 2 lg ''a'':
*Heliintensiivsuse mõõtühik on vattides ruutmeetri kohta (W/m<sup>2</sup>)
:<math> L_\text{I} = 20 \cdot \operatorname{log} \left(\frac{p}{p_0}\right) \qquad (p_0 = 0,00002 \;\text{Pa}) </math>.
*[[Helienergia]] mõõtühik on [[džaul]] (J)
*[[Helivõimsus]]e mõõtühik on [[vatt]] (W)
*[[Helirõhk|Helirõhu]] mõõtühik on [[paskal]] (Pa)
 
==Viited==
Heliintensiivsuste, -[[helirõhk|rõhkude]] või -[[võimsus]]te võrdlev mõõtühik, mis väljendab nende suhet (vahemikku ehk intervalli) on [[bell]] (B) või [[detsibell]] (dB).
{{Viited}}
1B = 10dB, 1dB = 0,1B
[[Bell]] vastab sellisele võimsuste suhtele, mille kümnendlogaritm on 1. Näiteks intensiivsuse muutumine 10, 100, 1000 korda = 1,2,3 B = 10, 20, 30 dB.
 
 
 
==Vaata ka==
*[[Heli]]
*[[Helivaljus]]
*[[Muusikaline heli]]
==Kirjandus==
* Eiskop-Sillart 1988: Ilmar Eiskop ja, Aleksander Sillart. "Akustika ja helitehnika". Tallinn, Valgus., 161988
* Habela, Jerzy 1972: "Muusika sõnastik", Eesti Raamat. 43
 
 
 
[[Kategooria:Heli]]