A zajt számszerűsítő mérhető fizikai mennyiségek
1. Intenzitás és nyomásamplitúdó
A hangok a
levegő longitudinális hullámai, a levegő nyomásingadozásai hozzák rezgésbe a
dobhártyánkat. A hangosság a nyomásingadozások mértékével (a hanghullám
amplitúdója) függ össze. A hangosságérzetet azonban függ a hang további fizikai
jellemzői is befolyásolják, és (részben fiziológiai, részben pszichológiai
okokból) nagyok az egyéni különbségek is.
A hangosság
tehát nem fizikai fogalom, közvetlenül nem mérhető. Vizsgálata a
pszichoakusztika tárgykörébe tartozik.
Amit mérni lehet:
A nyomásamplitúdó: a hanghullámokkal járó nyomásingadozások mértéke;
A hang intenzitása: a hanghullámok terjedési irányára merőleges egységnyi felületen időegység alatt átáramló hanghullám-energia (vagyis az egységnyi felületen áthaladó teljesítmény),
mértékegysége |
(Minél több energiát szállítanak a dobhártyánkra beérkező hanghullámok
másodpercenként, annál hangosabbnak halljuk a hangot. Mivel dobhártyánk
területe mindig ugyanannyi, ez a teljesítmény annál nagyobb, minél több
energia áramlik át egységnyi területen.)
A két
mennyiség összefüggése: A hullámok intenzitása az amplitúdó négyzetével arányos,
vagyis például a nyomásingadozások amplitúdójának a négyzetével.
Levegőben a hangintenzitás egyenesen arányos a levegőben terjedő nyomáshullám amplitúdójának (a hangnyomásnak) a négyzetével és fordítottan arányos a hangsebességgel valamint a levegő sűrűségével. A hangintenzitás tehát arányos a
mennyiséggel.
Az emberi fül
(akár a nyomást, akár az intenzitást tekintve) sok nagyságrendet átívelő
tartományban érzékeny a hangokra. Ezért az intenzitást / hangnyomást
logaritmikus skálán mérik, ez a decibel-skála.
Figyelem: a logaritmikus skálán decibelben mért értékeket intenzitás-, illetve hangnyomásszintnek nevezzük. Az intenzitás és az intenzitásszint tehát különböző fizikai mennyiségek.