Дыбыс толқындары

Дыбысты және оның заттармен әсерлесуiн зерттейтiн физиканың бөлiмiн акустика деп атайды. Тербелiс жиiлiгi 16 –20000 Гц аралығында жататын ауадағы серпiмдi механикалық толқындар адам құлағына жеткенде дыбыс сезiмiн тудырады.

Сондықтан, кез-келген ортадағы тербелiс жиiлiгi жоғарыда айтылған аралықта жататын серпiмдi толқындарды дыбыс толқындары немесе қысқаша – дыбыс деп атайды. Жиiлiгi 16 Гц-тен төмен серпiмдi толқындарды - инфрадыбыс, ал тербелiс жиiлiгi 20000 Гц-тен жоғары серпiмдi толқындарды – ультрадыбыс деп атайды. Инфра және ультра дыбыстарды адам естiмейдi.

Дыбыс толқындары тасымалдайтын энергия ағынының уақыт бойынша орта мәнiн дыбыс интенсивтiлiгi деп атайды.

Есту сезiмiн тудыру үшiн дыбыстың есту табалдырығы деп аталатын ең аз белгiлi бiр интенсивтiлiгi болуы қажет. Адам құлағы тербелiс жиiлiгi 1000 Гц-тен 4000 Гц аралығындағы дыбысқа сезiмтал келедi. Осы облыстардағы есту табалдырығы шамамен болады. Интенсивтiлiгi шамасында дыбыс есту органдарында ауру сезiмiн тудырады (ауыру сезiмiнiң табалдырығы). Ауыру сезiмiнiң табалдырығы, сондай-ақ, есту табалдырығы жиiлiкке тәуелдi болады (сурет).

Субьективтi сезiлетiн дыбыс қаттылығы дыбыс толқындарының интенсивтiлiгiне қарағанда баяу өседi. Интенсивтiлiк геометриялық прогрессиямен өскенде дыбыс қаттылығы арифметикалық прогрессиямен өседi.

Дыбыс қаттылығының деңгейi қарастырылатын дыбыстың интенсивтiлiгiнiң есту сезiмiн тудыратын дыбысқаттылығына қатынасының логарифмi түрiнде анықталады:

.

Бұл заң Вебер-Фехнер заңы деп аталады. Дыбыс қаттылығының өлшем бiрлiгi Бел (Б) деп аталады. Көп жағдайда 10 есе кiшi бiрлiкпен – децибелмен (дБ) өлшейдi. Децибелдегi дыбыс қаттылығы келесi формуламен анықталады:

.

екi интенсивтiлiктердiң қатынасы децибел түрiнде келесi түрде өрнектеледi: .

Осы формуланың көмегiмен белгiлi бiр ара қашықтықтағы толқынның интенсивтiлiгiнiң кемуiн децибелмен өрнектеуге болады. Адамның есту органдарында есту сезiмiн тудыратын интенсивтiлiктiң ( -ден -ке дейiн) барлық диапазоны дыбыс қаттылығының 0-ден 130 дБ-ге дейiнгi мәндерiне сәйкес келедi. Кейбiр дыбыстардың дыбыс қаттылығының мәндерi төмендегi кестеде көрсетiлген.