Riža. Slika 2. Promjena omjera referentnih frekvencija biološkog i društvenog vremena U gornjem dijelu sl. Slika 2. konvencionalno prikazuje ukupno trajanje globalnog povijesnog procesa (vremenska skala je uvjetna, neujednačena). Ispod su dvije osovine vremena. Na njima

Proces prijenosa vibracija u mediju tzv val.

Riža. 1 Gibanje vala

Glavna karakteristika valnog gibanja je valna duljina, tzv. udaljenost između dvije točke na valu koje su u istoj fazi. Druga karakteristika je amplituda vala – udaljenost za koju oscilirajuća čestica odstupa od ravnotežnog položaja.

Gibanje vala također je karakterizirano frekvencijom f ovo kretanje i brzina širenja.

Frekvencija - broj oscilacija u jedinici vremena (obično po sekundi, s), mjeren u hercima, Hz.

Frekvencija zvučnih valova koje percipira normalno ljudsko uho kreće se od 16 do 16 000 Hz. Oscilacije s frekvencijom manjom od 16 Hz nazivaju se infrazvukom, više od 16 000 Hz - ultrazvukom.

Riža. 2[__] Frekvencija u oktavnim intervalima

Zvuk kako je fizikalna pojava valno gibanje elastičnog medija; kao fizikalni fenomen javlja se kao osjet koji percipira organ sluha kada je izložen zvučnim valovima u frekvencijskom području od 16-16000 Hz. Drugim riječima zvuk naziva mehaničkim vibracijama elastičnog tijela u frekvencijskom području ljudskog sluha.

Proces raspodjele oscilatornog gibanja u mediju naziva se zvučni val. Područje medija u kojem se šire zvučni valovi naziva se zvučno polje.

Zvučne valove, kao i svako valno gibanje, karakterizira valna duljina λ u m, frekvencija f u hercima, Hz i periodu osciliranja T u sekundama, s, kao i brzinu njihovog širenja S u m/s.

Odnos između ovih veličina može se predstaviti na sljedeći način:

λ \u003d C / f \u003d C T (1)

Ako se pomicanje čestica medija događa u smjeru širenja zvučnog vala, tada se takvi valovi nazivaju longitudinalnim. U zraku i tekućinama zvuk se širi samo u obliku uzdužnih valova. U čvrstim tijelima, uz longitudinalne valove, dolazi do stvaranja poprečnih i savijajućih valova.

U svrhu analize zvučnog polja, raspon zvuka (16-16000 Hz) podijeljen je na pojaseve (intervali, koraci).

Oktavni pojas - frekvencijski raspon u kojem je gornja granična frekvencija f 2 duplo niže f 1 .

Frekvencijski pojas jedne trećine oktave - frekvencijski raspon u kojem je ovaj omjer 1,26 ( f 2 = 1,26 f jedan). Oktavni i jednotrećinski pojasevi karakterizirani su srednjom geometrijskom frekvencijom pojasa

(2)

Granične i geometrijske srednje frekvencije oktavnih i jednotrećinskih oktavnih pojasa dane su u tablici. P1.

Tablica A.1

Granica i geometrijska sredina

frekvencije oktavnih i jednotrećinskih oktavnih pojaseva, Hz

Za zrak ovisnost brzine o temperaturi izgleda ovako:

S = 331,4 + 0,6t, m/s (3)

gdje je 331,4 brzina zvuka u zraku pri 0ºS;

t– temperatura okoline, ºS.

stol 1

Brzina zvuka u raznim materijalima

Ako prosječnu brzinu zvuka u zraku uzmemo kao 340 m/s, onda možemo dobiti frekvencijsko ovisnu valnu duljinu.

Promjenu stanja medija u zvučnom polju karakteriziraju zvučni tlak p i oscilatorna brzina čestica medija V.

Zvučni tlak p je razlika između trenutne vrijednosti ukupnog tlaka i prosječnog (atmosferskog) tlaka, koji se opaža u mediju u odsutnosti zvučnog polja. Jedinica mjerenja zvučnog tlaka p je N / m 2, 1 N / m 2 \u003d 1 Pa (Pascal).

Brzina oscilatora čestica medija V naziva se trenutna vrijednost brzine oscilatornog gibanja čestica medija tijekom širenja zvučnog vala u njemu. Brzina osciliranja čestica medija je vektorska veličina, mjerna jedinica je m/s.

Odnos između ovih fizikalnih veličina u ravnom putujućem valu određen je relacijom

p = Vρs, (4)

gdje je ρ gustoća medija. Vrijednost ρs - konstanta za dati medij - naziva se akustičnim (valnim) otporom, a za zrak u normalnim atmosferskim uvjetima (r = 10 5 Pa, t = 20 ° S) ρs = 408 Pa s / m.

Širenje zvučnog vala popraćeno je prijenosom energije. Prosječni tok zvučne energije koja u jedinici vremena prolazi kroz jediničnu površinu normalnu na širenje zvučnog vala naziva se intenzitetom zvuka ja, što se mjeri u W / m 2. Odnos između zvučnog tlaka i intenziteta zvuka u putujućem valu utvrđuje se relacijom:

, (5)

gdje traka znači prosječenje vremena.

Druga energetska karakteristika zvučnog polja je gustoća zvučne energije ω u J/m 3 , koja je jednaka količini zvučne energije sadržane u jedinici volumena.

Za ravne zvučne valove određen je relacijom

Intenzitet zvuka je vektor, a gustoća energije zvuka je skalarna veličina.

Osoba percipira zvuk samo u određenim intervalima. Minimalna vrijednost zvučnog tlaka koju osoba percipira kao zvuk naziva se pragom sluha (p 0 = 2 10 -5 Pa). Maksimalna vrijednost zvučnog tlaka koju osoba percipira bez opasnosti od oštećenja sluha naziva se prag boli (p = 2 10 2 Pa). Prag sluha odgovara zvukovima intenziteta I 0 = 10 -12 W / m 2, a prag boli - I = 10 2 W / m 2.

Uvodi se koncept takozvane razine u kojoj se uzimaju apsolutne vrijednosti u odnosu na određene vrijednosti (na pragu sluha), a taj je omjer logaritamski. Mjerna jedinica je decibel (dB). Tako, decibel je broj koji izražava omjer dviju veličina na logaritamskoj skali.

Razina intenziteta zvuka, dB,

Razina zvučnog tlaka, dB,

Riža. 3 Područje ljudske slušne percepcije zvuka

Budući da je decibel logaritamska vrijednost, aritmetičke operacije s njim imaju svoje karakteristike, na primjer:

L 1 + L 2 = 70 dB + 70 dB \u003d 10lg (10 0,1 70 + 10 0,1 70) \u003d

10lg (10 7 + 10 7) \u003d 10lg (2 10 7) \u003d 10 7,3 \u003d 73 dB

Formula zbrajanja decibela je:

L 1 + L 2 \u003d 10lg (10 0,1 L 1 + 10 0,1 L 2)

Općenito, u prisutnosti nekoliko izvora zvuka, ukupne razine zvučnog tlaka određuju se formulom

, (9)

gdje su L i pojmovi razina zvučnog tlaka, dB;

n je ukupan broj pojmova.

L = L 1 + ΔL (L 1 > L 2) (10)

Primjer. Potrebno je pronaći ukupne razine za tri pojma: L 1 = 86 dB; L 2 = 80 dB; L 3 = 88 dB. Razlika ΔL 3,1 =2 dB; korekcija ΔL 1 =2 dB; L 3,1 = 90 dB; L 3,1 - L 2 \u003d 10 dB, korekcija ΔL 2 = 0,4 dB; L 3,1,2 = 90,4 dB.

Instrumenti za mjerenje buke nazivaju se mjerači razine zvuka. Ovi uređaji se sastoje od mikrofona, pojačala i mjernog uređaja sa vagom. A, B, C i D. Potpuna karakterizacija buke može se dobiti mjerenjem razine zvučnog tlaka na skali S i njegov frekvencijski odziv (raspodjela komponenti buke prema frekvenciji i razini zvučnog tlaka). Kako bi se rezultati mjerenja približili subjektivnoj percepciji osobe, uveden je koncept korigirane razine zvučnog tlaka. Najčešće korištena korekcija mjerača razine zvuka ALI.

Riža. 4 ALI mjerač razine zvuka

Standardna vrijednost korekcije ΔL A data je u nastavku

Korektivna razina zvučnog tlaka

L A \u003d L - ΔL A (11)

naziva se razina zvuka u dBA.

Dakle, definicija razine zvuka u dBA je sljedeća - ovo je zbroj energije oktavnih razina zvučnog tlaka u normaliziranom frekvencijskom rasponu, ispravljen za frekvencijski odziv ALI mjerač razine zvuka.

Primjer određivanja razine zvuka u dBA

Osnovni pojmovi i definicije. Slušna percepcija kao sredstvo dobivanja informacija drugi je (nakon vizualnog) psihofiziološki proces za osobu.

Buka- svaki zvuk koji je nepoželjan za osobu. Zvučni valovi pobuđuju vibracije čestica zvučnog medija, uslijed čega se mijenja atmosferski tlak.

Zvučni tlak je razlika između trenutne vrijednosti tlaka u točki medija i statičkog tlaka u istoj točki, t.j. tlak u neometanom mediju: P \u003d R mg - R st .

Zvučni tlak je veličina promjenjiva predznakom. U trenucima kondenzacije (kompresije ili zbijanja) čestica medija je pozitivan; u trenucima razrjeđivanja – negativno.

Organi sluha ne percipiraju trenutni, već srednji kvadrat zvuka:

Vrijeme usrednjavanja tlaka: T o = 30 - 100 ms.

Kada se zvučni val širi, prijenos energije.

Prosječni tok energije u točki medija u jedinici vremena, po jedinici površine, normalan na smjer širenja vala, naziva se intenzitet zvuka (jačina zvuka) u ovom trenutku.

Intenzitet, W/m 2, povezan je s ovisnošću o zvučnom tlaku

gdje ρ×s– specifična akustička impedancija.

Vrijednosti zvučnog tlaka i intenziteta zvuka, s kojima se treba baviti u praksi kontrole buke, mogu varirati u širokom rasponu: u tlaku - do 10 8 puta, u intenzitetu - do 10 16 puta. Pomalo je nezgodno raditi s takvim brojkama.

Osim toga, slušni analizator poštuje osnovni psihofizički zakon (Weber-Fechner):

gdje E- intenzitet osjeta; ja je intenzitet podražaja; S i Do su neke konstante.

Stoga su uveli logaritamske veličine razina zvučnog tlaka i intenzitet zvuka.

Razina zvučnog tlaka, dB:

gdje R o= 2×10 -5 Pa – prag zvučnog tlaka; R je srednja kvadratna vrijednost zvučnog tlaka.

Razina intenziteta zvuka, dB:

gdje ja je efektivni intenzitet zvuka; ja o\u003d 10 -12 W / m 2 - intenzitet zvuka koji odgovara pragu sluha (na frekvenciji od 1000 Hz).

Vrijednost razine intenziteta koristi se za dobivanje formula za akustičke proračune, a razina zvučnog tlaka se koristi za mjerenje buke i procjenu njenog utjecaja na osobu, budući da je organ sluha osjetljiv ne na intenzitet, već na RMS tlak.

Intenzitet Imax i vrijednost zvučnog tlaka Pmax odgovara pragu boli: Imax= 10 2 W/m, Pmax\u003d 2 × 10 2 Pa.

Frekvencijski spektar šuma– ovisnost razine intenziteta (razine zvučnog tlaka) o frekvenciji: L = L(ƒ). Cijeli zvučni frekvencijski raspon podijeljen je u pojaseve od 9 oktava. Oktavni bend, odn oktava je frekvencijski raspon za koji uvjet

Postoje sljedeće vrste spektra:

- diskretno (linearno)- spektar, čije su sinusne komponente međusobno odvojene frekvencijom (slika 6.1);

Oktavni pojas - frekvencijski pojas u kojem je gornja granična frekvencija fv jednaka dvostrukoj donjoj frekvenciji fn, t.j. fv / fn \u003d 2.

Oktavni pojas je karakteriziran srednjom geometrijskom frekvencijom fSG:

fv=2* fn=357*2=714 Hz

Odgovor: gornja granična frekvencija je 714 Hz, donja granična frekvencija je 357 Hz.

2.4 Elektromagnetska polja i zračenje

Smatra se da je za ljudski organizam najštetnije elektromagnetsko zračenje valne duljine 20-30 cm.Koja je frekvencija tih valova? Koji su parametri normalizirani za ovaj raspon?

Frekvencija valova određena je sljedećom formulom:

c je brzina svjetlosti u vakuumu ;

je valna duljina,

Odredite valne frekvencije za krajnje točke raspona valnih duljina :

Tako dobivamo to za raspon valnih duljina odgovara sljedećem frekvencijskom rasponu .

Pokazalo se da je efektivna vrijednost jakosti električnog polja, izmjerena na udaljenosti od 1 m od TV ekrana, jednaka E V/m. Zaštita na daljinu učinkovit je način zaštite od elektromagnetskog zračenja. Uz pretpostavku da se intenzitet E smanjuje s udaljenosti

proporcionalno kocki, da se odredi na kojoj udaljenosti će se mjeriti prihvaćena od strane brojnih istraživača kao sigurna vrijednost Edop = 0,5 V/m? Što je E na udaljenosti od x = 2 m i na udaljenosti od 4 m koju preporučuju higijeničari?

Budući da intenzitet E opada s udaljenosti proporcionalno kocki, odredit ćemo na kojoj udaljenosti će se mjeriti od brojnih istraživača prihvaćena kao sigurna vrijednost Edop. = 0,5 V/m:

Također određujemo napetost E na različitim udaljenostima od TV ekrana:

I kao zaključak, određujemo napetost E na preporučenoj udaljenosti gledanja TV-a:

Tako dobivamo da se napetost smanjuje s povećanjem udaljenosti od izvora zračenja, u ovom slučaju TV-a. Najpreporučljivija udaljenost r = 4 m je poželjna, jer je najbolja opcija, koja pruža najudobnije gledanje TV-a, a postoji i mala vrijednost radnog napona.