Discussione

intensità vs ampiezza

L’ampiezza di un’onda sonora può essere quantificato in diversi modi, che sono una misura della massima variazione di una quantità che si verifica quando l’onda si propaga attraverso qualche regione del medio.

  • Ampiezze associate alle variazioni delle quantità cinematiche delle particelle che compongono il mezzo
    • L’ampiezza di spostamento è la variazione massima di posizione.
    • L’ampiezza della velocità è la variazione massima della velocità.,
    • L’ampiezza dell’accelerazione è la variazione massima dell’accelerazione.
  • Ampiezze associate a cambiamenti nelle proprietà di massa di regioni arbitrariamente piccole del mezzo
    • L’ampiezza della pressione è la variazione massima della pressione (la pressione massima del manometro).
    • L’ampiezza della densità è la variazione massima della densità.

Misurare lo spostamento potrebbe anche essere impossibile., Per le onde sonore tipiche, lo spostamento massimo delle molecole nell’aria è solo cento o mille volte più grande delle molecole stesse-e quali tecnologie ci sono comunque per tracciare le singole molecole? Le variazioni di velocità e accelerazione causate da un’onda sonora sono ugualmente difficili da misurare nelle particelle che compongono il mezzo.

Le fluttuazioni di densità sono minuscole e di breve durata. Il periodo di un’onda sonora è tipicamente misurato in millisecondi., Ci sono alcune tecniche ottiche che permettono di immagine le compressioni intense sono rarefazioni associate con onde d’urto in aria, ma questi non sono i tipi di suoni che abbiamo a che fare con nella nostra vita quotidiana.

Le fluttuazioni di pressione causate dalle onde sonore sono molto più facili da misurare. Gli animali (compresi gli esseri umani) lo hanno fatto per diverse centinaia di milioni di anni con dispositivi chiamati orecchie. Gli esseri umani hanno anche fatto elettromeccanicamente per circa cento anni con dispositivi chiamati microfoni., Tutti i tipi di ampiezze sono ugualmente validi per descrivere matematicamente le onde sonore, ma le ampiezze di pressione sono quelle a cui noi umani abbiamo la connessione più vicina.

In ogni caso, i risultati di tali misurazioni sono raramente riportati. Invece, le misure di ampiezza sono quasi sempre utilizzate come dati grezzi in alcuni calcoli. Quando fatto da un circuito elettronico (come i circuiti in un telefono che si collegano a un microfono) il valore risultante è chiamato intensità., Quando fatto da un circuito neuronale (come i circuiti nel cervello che si collegano alle orecchie) la sensazione risultante è chiamata loudness.

L’intensità di un’onda sonora è una combinazione della sua velocità e densità di trasferimento di energia. È una quantità oggettiva associata a un’onda. Loudness è una risposta percettiva alla proprietà fisica dell’intensità. È una qualità soggettiva associata a un’onda ed è un po ‘ più complessa. Come regola generale maggiore è l’ampiezza, maggiore è l’intensità, più forte è il suono. Si dice che le onde sonore con grandi ampiezze siano “forti”., Si dice che le onde sonore con piccole ampiezze siano “tranquille”o ” morbide”. La parola “basso” a volte è anche usata per significare tranquillo, ma questo dovrebbe essere evitato. Utilizzare “basso” per descrivere i suoni che sono a bassa frequenza. Loudness sarà trattato alla fine di questa sezione, dopo che il livello di termine e la sua unità il decibel sono stati definiti.

Per definizione, l’intensità (I) di qualsiasi onda è la potenza media nel tempo (P P.) che trasferisce per area (A) attraverso alcune regioni dello spazio. Il modo tradizionale per indicare il valore medio temporale di una quantità variabile è racchiuderlo tra parentesi angolari ( ⟨ ⟩ )., Questi sembrano simili al maggiore di e meno di simboli, ma sono più alti e meno appuntiti. Che ci dà un’equazione simile a questo…

I = ⟨P⟩
A

L’unità di misura della potenza è il watt, l’unità di misura dell’area è il metro quadrato, quindi l’unità di misura dell’intensità è la potenza in watt per metro quadrato — una unità che non ha un nome speciale.,

é
ê
⎣		 W = W ù
ú
⎦
m2 m2

intensità e spostamento

Per il semplice onde meccaniche come suono, l’intensità è correlata alla densità del fluido e la velocità, la frequenza e l’ampiezza dell’onda. Questo può essere mostrato con un lungo, orribile, calcolo. Se non ti interessa vedere la salsiccia fatta qui sotto, salta all’equazione appena prima del tavolo vibrante.,

Inizia con la definizione di intensità. Sostituire la potenza con l’energia (sia cinetica che elastica) nel tempo (un periodo, per comodità).,

I = ⟨P⟩
A
I = ⟨E⟩/T
A
I = ⟨K + Us⟩/T
A

Since kinetic and elastic energies are always positive we can split the time-averaged portion up into two parts.,

T
⟨P⟩ = ⟨K + Us⟩
T
⟨P⟩ = ⟨K⟩ + ⟨Us⟩
T T

Mechanical waves in a continuous medium can be thought of as an infinite collection of infinitesimal coupled harmonic oscillators., Piccole masse collegate ad altre piccole masse con piccole molle a perdita d’occhio. In media, metà dell’energia in un semplice oscillatore armonico è cinetica e metà è elastica. L’energia totale media nel tempo è quindi il doppio dell’energia cinetica media o il doppio dell’energia potenziale media.

⟨P⟩ = 2⟨K⟩ = 2⟨Noi⟩
T T

Lasciate che i lavori in energia cinetica e vedere dove ci porta., Ha due parti importanti: massa e velocità.

K = ½mv2

Le particelle in un’onda longitudinale sono spostate dalle loro posizioni di equilibrio da una funzione che oscilla nel tempo e nello spazio. Usa l’equazione dell’onda unidimensionale per questo.,2″>⎞⎤
⎟⎥
⎠⎦

λ

dove…

∆s(x,t) = istantanea spostamento in qualsiasi posizione (x) e il tempo (t)
∆s = spostamento di ampiezza
ƒ = frequenza
λ = lunghezza d’onda
π = tutti preferito costante matematica

Prendere la derivata temporale per ottenere la velocità delle particelle in un mezzo (non la velocità dell’onda attraverso il mezzo).,

∆v(x,t) = ∂ ∆s(x,t)
∂t
∆v(x,t) = 2πf∆s cos ⎡
⎢
⎣		 2π ⎛
⎜
⎝		 ft − x ⎞⎤
⎟⎥
⎠⎦
λ

Then square it.,

∆v2(x,t) = 4n2f2∆s2 cos2 é
ê
⎣		 2π æ
ç
ø		 ft − x ⎞⎤
⎟ú
⎠⎦
λ

alla massa. Densità volte volume è massa. Il volume di materiale di cui ci occupiamo è una scatola la cui area è la superficie attraverso cui viaggia l’onda e la cui lunghezza è la distanza percorsa dall’onda. In un periodo un’onda avanzerebbe di una lunghezza d’onda (λ).,

m = pV = ρAλ

Nel volume attraversato da una singola lunghezza d’onda, tutti i bit di materia si muovono con velocità diverse. Il calcolo è necessario per combinare una moltitudine di valori variabili in un unico valore integrato. Abbiamo a che fare con un sistema periodico qui, uno che si ripete più e più volte. Possiamo scegliere di iniziare il nostro calcolo in qualsiasi momento lo desideriamo, purché finiamo un ciclo più tardi. Per comodità scegliamo il tempo per essere zero-l’inizio di un’onda sinusoidale.,x,0)

0
λ
⟨K⟩ = ⌠
⎮
⌡		 ½(ρA)(4π2f2∆s2)cos2 ⎡
⎢
⎣		 − 2π x ⎤
⎥
⎦		 dx
λ
0

Clean up the constants.,

½ (pA) (4n2f2 s s2) = 2n2pAf2 Then s2

Quindi lavorare sull’integrale. Può sembrare difficile, ma non lo è. Basta visualizzare la curva coseno al quadrato tracciata su un ciclo. Vedi come divide il rettangolo che lo delimita in metà uguali?

L’altezza di questo rettangolo è una (come nel numero 1 senza unità) e la sua larghezza è una lunghezza d’onda. Ciò dà un’area di una lunghezza d’onda e una mezza area di mezza lunghezza d’onda.,

λ
⌠
⎮
⌡		 cos2 é
ê
⎣		 − 2π x ù
ú
⎦		 dx = ½λ
λ
0

Mettere le costanti insieme con l’integrale e dividere per un periodo di tempo per ottenere il tempo medio di energia cinetica. (Ricorda che la lunghezza d’onda divisa per periodo è la velocità dell’onda.,)

⟨K⟩ = ⎰
⎱		 (2π2ρAf2∆s2)(½λ) ⎱
⎰		 1
T T
⟨K⟩ = π2ρAf2v∆s2
T

That concludes the hard part., Double the equation above and divide by area…

I = ⟨P⟩ = 2⟨K⟩/T
A A
I = 2(π2ρAf2v∆s2)
A

One last bit of algebra and we’re done.,

I = 2n2pf2v s s2

Ora abbiamo un’equazione che mette in relazione l’intensità (I) con l’ampiezza dello spostamento (s s).

Questa formula ha senso? Controlliamo per vedere come ciascuno dei fattori influenzano l’intensità.

Fattori che influenzano l’intensità delle onde sonore
fattore
ho ∝ ρ Il più denso di mezzo, la più intensa ondata. Ha senso. Un mezzo denso racchiude più massa in qualsiasi volume di un mezzo rarefatto e l’energia cinetica va con la massa.,
I f f2 Più frequentemente un’onda vibra il mezzo, più l’onda è intensa. Lo vedo con gli occhi della mente. Un’onda poco brillante che non fa muovere il mezzo non porterà tanta energia quanto quella che scuote il mezzo come un matto.
I v v Più velocemente l’onda viaggia, più rapidamente trasmette energia., È qui che devi ricordare che l’intensità non misura tanto la quantità di energia trasferita quanto la velocità con cui questa energia viene trasferita.
I I s2 Maggiore è l’ampiezza dello spostamento, più intensa è l’onda. Pensa alle onde dell’oceano per un momento. Un uragano-driven, wall-of-water confezioni molto più pugno di increspature nella vasca da bagno. La metafora non è visivamente corretta, poiché le onde sonore sono longitudinali e le onde oceaniche sono complesse, ma è intuitivamente corretta.,

Il movimento delle particelle può essere descritto in termini di spostamento, velocità o accelerazione. L’intensità può essere correlata anche a queste quantità. Abbiamo appena completato il duro lavoro di mettere in relazione l’intensità (I) con l’ampiezza dello spostamento (s s). Per un senso di completezza (e per il motivo del perché no), deriviamo anche le equazioni per l’intensità in termini di ampiezza della velocità (v v) e ampiezza dell’accelerazione (a a).

intensità e velocità

In che modo l’intensità si riferisce alla velocità massima (l’ampiezza della velocità)? Scopriamolo., Inizia con l’equazione dell’onda unidimensionale.

∆s(x,t) = ∆s peccato é
ê
⎣		 2π æ
ç
ø		 ft − x ⎞⎤
⎟⎥
⎠⎦
λ

Ricordiamo che la velocità è la derivata temporale di spostamento.,>

∆v(x,t) = ∂ ∆s(x,t)
∂t
∆v(x,t) = 2nf∆s cos é
ê
⎣		 2π æ
ç
ø		 ft − x ⎞⎤
⎟ú
⎠⎦
λ

La roba davanti la funzione coseno è la velocità di ampiezza.,

v v = 2nf s s

Risolvi questo per l’ampiezza dello spostamento.

s s = v v
2nf

Poco fa, abbiamo derivato un’equazione per l’intensità in termini di ampiezza di spostamento.

I = 2n2pf2v∆s2

Combina queste due equazioni,…

I = 2n2pf2v æ
ç
ø		 ∆v ⎞2
⎟
ø
2nf

e semplificare.,

I = pv ∆v2
2

ora Abbiamo un’equazione che riguarda l’intensità (I) per la velocità, l’ampiezza (∆v).

intensità e accelerazione

In che modo l’intensità si riferisce all’accelerazione massima (l’ampiezza dell’accelerazione)? Ancora una volta, scopriamolo. Ancora una volta, inizia con l’equazione dell’onda unidimensionale.,0482″>

∆v(x,t) = ∂ ∆s(x,t)
∂t
∆v(x,t) = 2πf∆s cos ⎡
⎢
⎣		 2π ⎛
⎜
⎝		 ft − x ⎞⎤
⎟⎥
⎠⎦
λ

and that acceleration is the time derivative of velocity.,iv>

∆a(x,t) = ∂ ∆v(x,t) ∂t
∆a(x,t) = −4n2f2∆s peccato é
ê
⎣		 2π æ
ç
ø		 ft − x ⎞⎤
⎟⎥
⎠⎦
λ

L’accelerazione ampiezza è la roba davanti la funzione seno (e ignorando il segno meno).,

a a = 4n2f2 s s

Riorganizza questo per rendere l’ampiezza dello spostamento il soggetto.

∆s = ∆
4n2f2

il Tempo di riportare la nostra equazione per l’intensità in termini di spostamento di ampiezza.,

I = 2n2pf2v∆s2

Combina i due precedenti equazioni,…

I = 2n2pf2v æ
ç
ø		 ∆ ⎞2
⎟
ø
4n2f2

e semplificare.

I = pv ∆a2
8n2f2

ora Abbiamo un’equazione che riguarda l’intensità (I) per l’accelerazione di ampiezza (∆a).,

intensità e pressione

L’ampiezza di un’onda sonora può essere misurata molto più facilmente con la pressione (una proprietà di massa di un materiale come l’aria) che con lo spostamento (lo spostamento delle molecole submicroscopiche che compongono l’aria). Ecco una derivazione rapida e sporca di un’equazione di intensità-pressione più utile da un’equazione di intensità-spostamento effettivamente inutile.

Inizia con l’equazione che mette in relazione l’intensità con l’ampiezza dello spostamento.

I = 2n2pf2v s s2

Ora giochiamo un piccolo gioco con i simboli — un gioco chiamato algebra., Si noti che molti dei simboli nell’equazione sopra sono al quadrato. Rendili tutti al quadrato moltiplicando il numeratore e il denominatore per 2pv.

I = 4n2p2f2v2∆s2
2pv

Scrivi il numeratore come quantità quadrato.

I = (2npfv s s)2
2pv

Guarda la pila di simboli tra parentesi.

2npfv s s

Guarda le unità di ogni quantità fisica.,

⎡
⎢
⎣		 kg 1 m m ⎤
⎥
⎦
m3 s s 1

Do some more magic — not algebra this time, but dimensional analysis.,

é
ê
⎣		 kg = kg m = N = Pa ù
ú
⎦
m s2 m2 s2 m2

Le unità di questo pasticcio sono pascal, così la parentesi quantità nell’equazione precedente è pressione massima pressione per essere più precisi. Ora abbiamo un’equazione che mette in relazione l’intensità con l’ampiezza della pressione.,

I = ∆P2
2pv

dove…

I = intensità
∆P = ampiezza di pressione
ρ = densità
v = velocità dell’onda

Ecco un lento e pulire la derivazione di una intensità di pressione equazione. Inizia dalla versione della legge di Hooke che utilizza il modulo di massa (K).,

F = K ∆V
A V0

La frazione di sinistra è la sollecitazione di compressione, conosciuta anche come la pressione (P). La frazione a destra è la deformazione compressiva, nota anche come variazione frazionaria di volume (θ). L’ultimo di questi due è quello che ci interessa in questo momento. Immagina un’onda sonora che si estende e comprime solo il mezzo in una direzione., Se questo è il caso, allora la variazione frazionaria di volume è effettivamente la stessa di una variazione frazionaria di lunghezza.

θ = ∆V = ∂∆s(x,t)
V0 ∂x

Dobbiamo utilizzare il calcolo qui per ottenere quel cambiamento frazionario, in quanto infinitesimale di bit e pezzi di media si stanno stringendo e stretching a tassi diversi in punti diversi nello spazio. Le variazioni di lunghezza sono descritte da un’equazione d’onda unidimensionale.,

∆s(x,t) = ∆s peccato é
ê
⎣		 2π æ
ç
ø		 ft − x ⎞⎤
⎟⎥
⎠⎦
λ

la Sua spaziali derivati è lo stesso come il cambiamento frazionario in volume.,

θ = ∂∆s(x,t) = − 2π ∆s cos é
ê
⎣		 2π æ
ç
ø		 ft − x ⎞⎤
⎟⎥
⎠⎦
∂x λ λ

È interessante notare che le variazioni di volume sono fuori fase, dalla spostamenti, poiché prendere il derivato cambiato sine negativo per il coseno., Le variazioni di volume sono 90 ° dietro lo spostamento, poiché il coseno negativo è 90° dietro il seno. Le variazioni di volume più estreme si verificano in luoghi in cui le particelle sono di nuovo nelle loro posizioni di equilibrio.

Interessante, ma non così utile in questo momento. Ci preoccupiamo più di ciò che questi valori estremi sono di dove si verificano. Per questo, sostituiamo l’espressione coseno negativa con il suo valore assoluto estremo +1. Facendo questo ci lascia con questa espressione per il massimo sforzo (θ θ).,

∆θ = 2π ∆s
λ

Inserendo questo indietro nel modulo di compressibilità equazione ci dà la massima pressione.

∆P = K 2π ∆s
λ

E ora per il lavoro sporco. Ricorda queste due equazioni per la velocità del suono.,owspan=”2″> =

f λ v
v = √ K
ρ
⇒ K = v2ρ

Substitute into the previous equation…

∆P = v2ρ 2πf ∆s
v

and simplify.,

P P = 2npfv s s

Familiare? È nel numeratore di un’espressione che è apparsa prima.

I = (2npfv s s)2
2pv

Sostituire la pila di simboli tra parentesi ed ecco. Otteniamo di nuovo questa cosa – la relazione di ampiezza intensità-pressione.,

I = ∆P2
2pv

dove…

I = intensità
∆P = ampiezza di pressione
ρ = densità
v = velocità dell’onda

intensità e densità

Le variazioni di densità in un mezzo associata un’onda sonora è direttamente proporzionale alla variazione di pressione., La relazione è la seguente…

v = √ ∆P
∆ρ

Questo è simile a Newton-Equazione di Laplace per la velocità del suono in un gas ideale, ma manca la capacità di calore rapporto γ (gamma). Perché?

v = √ yP
ρ

Supponendo che la prima equazione è la destra, risolvere per ∆ρ.,

∆ρ = ∆P
v2

Prendere la pressione di ampiezza di spostamento di ampiezza relazione…

∆P = 2npfv∆s

sostituire…

∆ρ = 2npfv∆s
v2

e semplificare per ottenere la densità spostamento di ampiezza relazione.,

ρ ρ = 2npf s s
v

Leggermente divertente. Proviamo qualcos’altro.

Ancora una volta, supponendo che la prima equazione sia quella giusta, risolvila per P P.,

∆P = ∆pv2

Prendere l’equazione che riguarda l’intensità di ampiezza di pressione…

I = ∆P2
2pv

creare una simile sostituzione…

I = (∆pv2)2
2pv

e semplificare per ottenere l’equazione che riguarda l’intensità densità ampiezza.,

I = p p2v3
2ρ

Non molto interessante, ma ora la nostra lista è completa.,a = 2πf∆v

pressure
I = ∆P2
2ρv
density
I = ∆ρ2v3
2ρ
∆ρ = ∆P
v2

levels

WRITE THIS PART

What is a level?,

Tipi di livelli.

Mi sto liberando di tutti i miei mobili. Tutto quanto. E costruirò questi diversi livelli, con gradini, e sarà tutto coperto da un sacco di cuscini. Sai, come l’antico Egitto.

Cosmo Kramer, 1991

Dato un segnale periodico di qualsiasi tipo, il suo livello di intensità (LI) in bel è definito come il logaritmo di base dieci del rapporto tra la sua intensità e l’intensità di un segnale di riferimento. Poiché questa unità è un po ‘ grande per la maggior parte degli scopi, è consuetudine dividere il bel in decimi o decibel ., Il bel è un’unità adimensionale.

LI = 10 log æ
ç
ø		 I ö
⎟
ø
I0

Quando il segnale è un’onda sonora, questa quantità è detta il livello di intensità sonora, spesso abbreviato SIL.,0af95″>

= 2 log ⎛
⎜
⎝		 ∆P ⎞
⎟
⎠
∆P0

text

LP = 20 log ⎛
⎜
⎝		 ∆P ⎞
⎟
⎠
∆P0

Notes

  • By convention, sound has a level of 0 dB at a pressure intensity of 20 μPa and frequency of 1,000 Hz., Questa è la soglia generalmente concordata dell’udito per gli esseri umani. I suoni con intensità inferiori a questo valore non sono udibili a (molto probabilmente) ogni essere umano.
  • Per il suono in acqua e altri liquidi, viene utilizzata una pressione di riferimento di 1 µPa.
  • La gamma di intensità del suono udibile è così grande, che ci vogliono sei ordini di grandezza per portarci dalla soglia dell’udito (20 µPa ~ 0.5 pW/m2) alla soglia del dolore (20 Pa ~ 0.5 W/m2).,
  • Il bel fu inventato dagli ingegneri della rete telefonica Bell nel 1923 e chiamato in onore dell’inventore del telefono, Alexander Graham Bell.
  • Un livello di 0 dB non è uguale a un’intensità di 0 W/m2, o un’ampiezza di pressione di 0 Pa o un’ampiezza di spostamento di 0 m.
  • I segnali al di sotto della soglia o del valore di riferimento sono negativi. Il silenzio ha un livello di infinito negativo.
  • Poiché la base dieci log di 2 è di circa 0,3, ogni ulteriore 3 dB di livello corrisponde ad un raddoppio approssimativo dell’ampiezza.,
  • Un aumento di 10 decibel è percepito dalle persone come suono circa due volte più forte.
  • Altri esempi di scale logaritmiche includono: grandezze sismiche (spesso chiamate con il suo nome obsoleto, la scala Richter), pH, magnitudini stellari, grafici dello spettro elettromagnetico , any altro?
  • Trasforma l’equazione di decibel per il livello da un rapporto a una differenza.
  • L’eruzione del 1883 a Krakatau, in Indonesia (spesso scritta male Krakatoa) aveva un’intensità di 180 dB ed era udibile a 5.000 km di distanza a Mauritius. L’esplosione di Krakatoa ha registrato 172 decibel a 100 miglia dalla fonte.,

Sarebbe ugualmente ragionevole usare logaritmi naturali al posto della base dieci, ma questo è molto, molto meno comune. Dato un segnale periodico di qualsiasi tipo, il rapporto tra il logaritmo naturale della sua intensità e un segnale di riferimento è una misura del suo livello di intensità (L) in neper . Come con il bel è consuetudine dividere il neper in decimi o decineper . Il neper è anche un’unità adimensionale.,d>

LI = 10 ln æ
ç
ø		 I ö
⎟
ø
I0
LP = 20 ln æ
ç
ø		 ∆P ö
⎟
ø
∆P0

Il neper e decineper sono così rari in confronto alla bel e decibel che essenzialmente sono la risposta a una domanda di curiosità.,

Note e virgolette.

  • Citazione da Russ Rowlett di UNC: “Il riconosce il matematico britannico John Napier, l’inventore del logaritmo. Napier spesso scritto il suo nome Jhone Neper, e ha usato la forma latina Ioanne Napero nei suoi scritti.”AHD” matematico scozzese che ha inventato i logaritmi e ha introdotto l’uso del punto decimale nella scrittura di numeri.”
  • Il valore, in nepers, per la differenza di livello di due valori (F1 e F2) di una quantità di campo si ottiene prendendo il logaritmo naturale del rapporto tra i due valori, ΔLN = ln F1/F2., Per le cosiddette quantità di potenza (vedi sotto), un fattore 0,5 è incluso nella definizione della differenza di livello, ΔLN = 0,5 ln P1/P2. Due livelli di quantità di campo differiscono di 1 Np quando i valori della quantità differiscono di un fattore e (la base dei logaritmi naturali). (I livelli di due quantità di potenza differiscono di 1 Np se le quantità differiscono di un fattore e2.) Poiché il rapporto di valori di qualsiasi tipo di quantità (o il logaritmo di tali rapporti) sono numeri puri, il neper è adimensionale e può essere rappresentato da “uno.,”Non si può dedurre da questa misura che tipo di quantità viene considerato in modo che il tipo di quantità deve essere specificato chiaramente in tutti i casi.,
livello di Intensità dei suoni in aria Fonte: Lega per non udenti e Fisica del Corpo (pagato link)
livello (dB) fonte
−∞ assoluto silenzio
-24 suoni più tranquilla di questo non sono possibili a causa del movimento casuale delle molecole d’aria a temperatura ambiente (∆P = 1.27 µPa)
-20.,6 camera più tranquilla del mondo attuale (Microsoft Building 87, Redmond, Washinton)
-9.,df7ce9b612″>air conditioner, automobile interior, alarm clock, background music, normal conversation, television, vacuum cleaner, washing machine
70–80 coffee grinder, flush toilet, freeway traffic, hair dryer
80–90 blender, doorbell, bus interior, food processor, garbage disposal, heavy traffic, hand saw, lawn mower, machine tools, noisy restaurant, toaster, ringing telephone, whistling kettle
> 85 OSHA 1910.,95 (i) (1): I datori di lavoro mettono i dispositivi di protezione dell’udito a disposizione di tutti i dipendenti esposti a una media ponderata di 8 ore pari o superiore a 85 decibel, senza alcun costo per i dipendenti.,r>
160–170 fireworks, handgun, rifle
170–180 shotgun
180–190 rocket launch, 1883 Krakatau volanic eruption, 1908 Tunguska meteor
194 loudest sound possible in Earth’s atmosphere
+∞ infinitely loud

hearing

  • loudness
    • Loudness is a perceptual response to the physical property of intensity.,
    • Un aumento di livello di 10 dB è percepito dalla maggior parte degli ascoltatori come un raddoppio del volume
    • Un cambiamento di livello di 1 dB è appena percettibile dalla maggior parte degli ascoltatori
    • Poiché il volume varia con la frequenza e l’intensità, è stata progettata un’unità speciale per il volume — il phon. Un phon è il volume di un suono da 1 dB, 1.000 Hz; 10 phon è il volume di un suono da 10 dB, 1.000 Hz; e così via.
    • Coppettazione quelli mano dietro l’orecchio si tradurrà in un aumento di intensità di 6 a 8 dB.,
    • Chiedere a qualcuno di parlare di solito si traduce in un aumento di circa 10 dB da parte dell’oratore.
  • individuazione della sorgente sonora
    • Le differenze di fase sono un modo per localizzare i suoni. Efficace solo per lunghezze d’onda superiori a 2 diametri della testa (distanze orecchio-orecchio). aka Interaural Time Difference (ITD)
    • Le onde sonore diffrattano facilmente a lunghezze d’onda più grandi del diametro della testa umana (circa 500 Hz di lunghezza d’onda equivale a 69 cm). A frequenze più alte la testa proietta una “ombra”. I suoni in un orecchio saranno più forti dell’altro. alias, Interaural differenza di Livello (ILD)
  • L’orecchio umano riesce a distinguere alcuni…
    • 280 diversi livelli di intensità (mi sembra improbabile)
  • pesce
    • a Differenza delle nostre orecchie e idrofoni, pesce orecchie non rilevare la pressione sonora, che è la compressione delle molecole. Invece, percepiscono il movimento delle particelle, i minuscoli movimenti avanti e indietro delle particelle in risposta alle onde sonore.

onde sismiche

Citazione estesa che deve essere parafrasata.

Le scale di grandezza sono quantitative., Con queste scale, si misura la dimensione del terremoto espressa dall’ampiezza dell’onda sismica (quantità di scuotimento in un punto lontano dal terremoto) piuttosto che dall’intensità o dal grado di distruttività. La maggior parte delle scale di magnitudo hanno una base logaritmica, in modo che un aumento di un numero intero corrisponde a un terremoto 10 volte più forte di quello indicato dal numero inferiore successivo. Ciò si traduce in un aumento approssimativo di 30 volte della quantità di energia rilasciata., Quindi la magnitudine 5 rappresenta il movimento del suolo circa 10 volte quello della magnitudine 4 e circa 30 volte più energia rilasciata. Un terremoto di magnitudo 5 rappresenta 100 volte il movimento del suolo e 900 volte l’energia rilasciata da un terremoto di magnitudo 3.

La scala Richter fu creata da Charles Richter nel 1935 al California Institute of Technology. È stato creato per confrontare le dimensioni dei terremoti. Uno dei contributi più preziosi del Dr. Charles F. Richter è stato quello di riconoscere che le onde sismiche irradiate da tutti i terremoti possono fornire buone stime delle loro grandezze., Ha raccolto le registrazioni delle onde sismiche da un gran numero di terremoti e ha sviluppato un sistema calibrato per misurarle per grandezza. Ha calibrato la sua scala di grandezze usando le massime ampiezze misurate delle onde di taglio su sismometri particolarmente sensibili alle onde di taglio con periodi di circa un secondo. I record dovevano essere ottenuti da uno specifico tipo di strumento, chiamato sismografo Wood-Anderson., Anche se il suo lavoro è stato originariamente calibrato solo per questi sismometri specifici, e solo per i terremoti nel sud della California, sismologi hanno sviluppato fattori di scala per estendere scala di magnitudo Richter a molti altri tipi di misure su tutti i tipi di sismometri, in tutto il mondo. In effetti, sono state fatte stime di magnitudo per migliaia di terremoti lunari e per due terremoti su Marte.

La maggior parte delle stime di energia si è storicamente basata sulla relazione empirica sviluppata da Beno Gutenberg e Charles Richter.

log10 Es = 4.8 + 1.,5 Ms

dove l’energia, Es, è espressa in joule. Lo svantaggio di questo metodo è che Ms è calcolato da una larghezza di banda compresa tra circa 18 a 22 s. Ora è noto che l ” energia irradiata da un terremoto è concentrata su una larghezza di banda diversa e a frequenze più alte. Si noti che questa non è l’energia “intrinseca” totale del terremoto, trasferita da fonti come l’energia gravitazionale o da pozzi come l’energia termica., È solo la quantità irradiata dal terremoto come onde sismiche, che dovrebbe essere una piccola frazione dell’energia totale trasferita durante il processo sismico.

Con il dispiegamento in tutto il mondo dei moderni sismografi a registrazione digitale con ampia risposta a banda larga, i metodi computerizzati sono ora in grado di effettuare stime accurate ed esplicite di energia su base ordinaria per tutti i principali terremoti. Una grandezza basata sull’energia irradiata da un terremoto, Me, può ora essere definita., Queste grandezze di energia sono calcolate dall’energia irradiata usando la formula di Choy e Boatwright (1995)

Me = log log10 Es − 2.9

dove Es è l’energia sismica irradiata in joule. Me, calcolato da dati sismici ad alta frequenza, è una misura del potenziale sismico per danni.