Heliintensiivsus
Suurus (ühik) |
Tase (ühik) |
---|---|
Helirõhk p (Pa) |
Helirõhu tase (SPL) Lp (dB SPL) |
Heliintensiivsus I (W/m2) |
Heliintensiivsuse tase LI (dB SIL) |
Helivõimsus Pak (W) |
Helivõimsuse tase LPak (dB PWL) |
Helienergia W (J) |
Helienergia tase LW (dB SWL) |
Helienergia tihedus E (J/m3) |
Helienergia tiheduse tase LE (dB-SEL) |
Helivaljus N (sone) |
Helivaljuse tase LN (phone) |
Heliintensiivsus I on füüsikaline suurus, mis kirjeldab helienergia voogu, mis läbib heli levimissuunaga risti oleva ühikulist pinda (m2) ajaühikus (s). Et energia ühik on džaul (J) ja J/s = W (vatt), siis on heliintensiivsuse mõõtühik W/m2.
Heliintensiivsuse definitsioon
muudaHeliintensiivsus I on vektorsuurus, mis on defineeritud, kui helirõhu p ja heliosakese kiiruse u korrutis[2].
Heliintensiivsus I on tasalaine korral võrdeline helivõimsusega Pak:
kus A on pindala m2. Antud seosest järeldub, et allika korral, mis asuks hüpoteetilises lõpmatus kadudeta keskkonnas on pindalaühikut läbiva heli intensiivsus pöördvõrdeline heliallika kauguse r ruuduga: I ~ 1/r2. Näiteks kauguse kahekordistamisel väheneb helienergia neljakordselt (6 dB), kümnekordistamisel sajakordselt (20 dB).
Võrdtasalaine heliintensiivsus
muudaVõrdtasalaine heliintensiivsus on helirõhu ruutude keskmise jagatis häirimata voolise tiheduse ja helikiiruse korrutisega[3]. Valemina
Heliintensiivsuse tase
muudaHeliintensiivsuse taset LI mõõdetakse detsibellides lähteintensiivsuse I0 suhtes, milleks on 10−12 W/m2 = 1 pW/m2. See 0-dB-tase vastab helirõhu lähtetasemele 2∙10–5 Pa. [4] Nimelt on heliintensiivsus I ja helirõhk p seotud valemiga (analoogne Ohmi seadust väljendava seosega)
kus Z0 = 400 N·s/m3 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/m3).
Nii valitud Z0 väärtuse alusel arvutades saamegi, et rõhule 2∙10–5 = 0,00002 Pa vastab intensiivsus
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).
Heliintensiivsuse I tase LI detsibellides lähteintensiivsuse I0 suhtes arvutatakse valemiga
Näiteks kui heliintensiivsus I on 0,01 W/m2, siis heliintensiivsuse tase
Heliintensiivsuse taset võib väljendada ka helirõhkude suhte kaudu. Lähtudes tasalaine lähendist on heliintensiivsus võrdeline helirõhu ruuduga (I ~ p2). Tulenevalt logaritmi omadusest lg a2 = 2 lg a:
- .
Viited
muuda- ↑ Schallgrößen und ihre Pegel
- ↑ ISO/IEC 80000-8:2007. International Organization for Standardization
- ↑ ISO 18405
- ↑ Conversion of sound units (levels)
Kirjandus
muuda- Ilmar Eiskop, Aleksander Sillart. Akustika ja helitehnika. Tallinn, Valgus, 1988