Suono. Caratteristiche fondamentali del campo sonoro

Lo spazio in cui viaggia il suono è chiamato campo sonoro. Le caratteristiche del campo sonoro si dividono in lineare ed energetico.

Caratteristiche del campo sonoro lineare:

1. pressione sonora;

2. miscelazione delle particelle del mezzo;

3. velocità di oscillazione delle particelle del mezzo;

4. resistenza acustica dell'ambiente;

Caratteristiche energetiche del campo sonoro:

1. forza (intensità) del suono.

1. La pressione sonora è la pressione aggiuntiva che si verifica quando il suono attraversa un mezzo. Si tratta di una pressione aggiuntiva alla pressione statica del mezzo, ad esempio alla pressione atmosferica dell'aria. Indicato dal simbolo R ed è misurato in unità:

P = [N/m2] = [Pa].

2. Lo spostamento delle particelle del mezzo è un valore pari alla deviazione delle particelle condizionali del mezzo dalla posizione di equilibrio. Indicato dal simbolo l, misurato in metri (cm, mm, km), L = [m].

3. La velocità di vibrazione delle particelle del mezzo è la velocità di spostamento delle particelle del mezzo rispetto alla posizione di equilibrio sotto l'influenza di un'onda sonora. Indicato dal simbolo tu ed è calcolato come rapporto di spostamento l In tempo T durante il quale si è verificato questo spostamento. Calcolato dalla formula:

Unità di misura [m/s], in unità non di sistema cm/s, mm/s, µm/s.

4. La resistenza acustica è la resistenza che un mezzo oppone a un'onda acustica che lo attraversa. Formula per il calcolo:

Unità: [Pa·s/m].

In pratica, per determinare l’impedenza acustica viene utilizzata un’altra formula:

Z=p*v. Impedenza acustica Z,

p è la densità del mezzo, v è la velocità dell'onda sonora nel mezzo.

Delle caratteristiche energetiche, solo una viene utilizzata in medicina e farmacia: la forza o l'intensità del suono.

La forza (intensità) del suono è un valore pari alla quantità di energia sonora E, passando per unità di tempo T per unità di superficie S. Indicato dal simbolo IO. Formula per il calcolo: I=E/(St) Unità: [J/s m2]. Poiché un Joule al secondo equivale a 1 Watt, allora

io = [ J/s·m2 ] = [ W/m2].

Caratteristiche psicofisiche del suono.

La psicofisica è la scienza della connessione tra le influenze fisiche oggettive e le sensazioni soggettive che ne derivano.

Dal punto di vista della psicofisica, il suono è una sensazione che si verifica nell'analizzatore uditivo quando su di esso agiscono vibrazioni meccaniche.

Psicofisicamente il suono si divide in:

I toni sono semplici;

I toni sono complessi;

Tono di inattivitàè un suono corrispondente ad una vibrazione meccanica armonica sinusoidale di una certa frequenza. Grafico di un tono semplice: un'onda sinusoidale (vedere 3. Forma d'onda).

Tono complesso- questo è un suono costituito da un numero diverso (multiplo) di toni semplici. Il grafico tonale complesso è una curva periodica non sinusoidale (vedere 3. Forma d'onda).

Rumore - Questo è un suono complesso, costituito da un gran numero di toni semplici e complessi, il cui numero e intensità cambiano continuamente. I rumori a bassa intensità (il rumore della pioggia) calmano il sistema nervoso, mentre i rumori ad alta intensità (il funzionamento di un potente motore elettrico, il funzionamento dei trasporti urbani) stancano il sistema nervoso. La lotta al rumore è uno dei compiti dell’acustica medica.

Caratteristiche psicofisiche del suono:

Pece

Volume del suono

Timbro sonoro

Peceè una caratteristica soggettiva della frequenza di un suono udibile. Più alta è la frequenza, più alto è il tono.

Volume del suono - Questa è una caratteristica che dipende dalla frequenza e dalla forza del suono. Se l'intensità del suono non cambia, con un aumento della frequenza da 16 a - 1000 Hz il volume aumenta. Ad una frequenza da 1000 a 3000 Hz rimane costante; con un ulteriore aumento di frequenza il volume diminuisce e a frequenze superiori a 16.000 Hz il suono diventa impercettibile.

Il volume (livello di volume) viene misurato utilizzando un'unità chiamata "phon". Il volume di sottofondo viene determinato utilizzando tabelle e grafici speciali chiamati “curve isoacustiche”.

Timbro sonoro- questa è la caratteristica psicofisica più complessa del suono percepito. Il timbro dipende dal numero e dall'intensità dei toni semplici inclusi in un suono complesso. Un tono semplice non ha timbro. Non esistono unità per misurare il timbro del suono.

Unità logaritmiche di misura del suono.

Gli esperimenti hanno stabilito che grandi cambiamenti nella forza e nella frequenza del suono corrispondono a piccoli cambiamenti nel volume e nel tono. Matematicamente ciò corrisponde al fatto che l'aumento della sensazione di altezza e di volume avviene secondo leggi logaritmiche. A questo proposito, le unità logaritmiche iniziarono ad essere utilizzate per le misurazioni del suono. Le unità più comuni sono "bel" e "decibel".

Bel è un'unità logaritmica pari al logaritmo decimale del rapporto tra due quantità omogenee. Se queste quantità sono due diverse intensità sonore I 2 e I 1, il numero di bel può essere calcolato utilizzando la formula:

N B =log(I 2 /I 1)

Se il rapporto tra I 2 e I 1 è 10, allora N B = 1 bianco, se questo rapporto è 100, quindi 2 bianchi, 1000 - 3 bianchi. Per altri rapporti, il numero di bel può essere calcolato utilizzando le tabelle dei logaritmi o utilizzando un microcalcolatore.

Un decibel è un'unità logaritmica pari a un decimo di bel.

Indicato da dB. Calcolato con la formula: N dB =10·lg(I 2 /I 1).

Il decibel è un'unità più conveniente per la pratica e quindi viene utilizzato più spesso nei calcoli.

Un'ottava è un'unità logaritmica dell'acustica medica utilizzata per caratterizzare gli intervalli di frequenza.

Un'ottava è un intervallo (banda) di frequenze in cui il rapporto tra la frequenza più alta e quella più bassa è due.

Quantitativamente, l'intervallo di frequenza in ottave è uguale al logaritmo binario del rapporto tra due frequenze:

N OCT =log 2 (f 2 /f 1). Qui N è il numero di ottave nell'intervallo di frequenza;

f 2, f 1 - confini dell'intervallo di frequenza (frequenze estreme).

Un'ottava si ottiene quando il rapporto di frequenza è due: f 2 / f 1 =2.

Nell'acustica medica vengono utilizzati i limiti di frequenza dell'ottava standard.

All'interno di ciascun intervallo vengono fornite le frequenze medie di ottava arrotondate.

I limiti di frequenza di 18 - 45 Hz corrispondono alla frequenza media dell'ottava - 31,5 Hz;

i limiti di frequenza di 45-90 Hz corrispondono ad una frequenza media di ottava di 63 Hz;

limiti 90-180 Hz - 125 Hz.

La sequenza delle frequenze medie di ottava quando si misura l'acuità uditiva sarà le seguenti frequenze: 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz.

Oltre al bianco, decibel e ottava in acustica Viene utilizzata l'unità logaritmica "decade". L'intervallo di frequenza in decenni è uguale al logaritmo decimale del rapporto tra due frequenze estreme:

N dec =log(f 2 /f 1).

Qui N decenni è il numero di decenni nell'intervallo di frequenza;

f 2, f 1 - confini dell'intervallo di frequenza.

Una decade si ottiene quando il rapporto delle frequenze estreme dell'intervallo è pari a dieci: f 2 / f 1 = 10.

In termini di scala, una decade è uguale al bianco, ma viene utilizzata solo in acustica e solo per caratterizzare il rapporto di frequenza.

Condizioni per la percezione umana del suono.

Le onde elastiche che si propagano in mezzi continui sono chiamate onde sonore. In realtà suono sono chiamate onde le cui frequenze rientrano nel campo di percezione dell'organo uditivo umano. La sensazione del suono si verifica in una persona se il suo apparecchio acustico è esposto a onde con una frequenza compresa tra circa 16 e 20.000 Hz. Le onde con una frequenza che si trova al di fuori di questi limiti non sono udibili poiché non creano sensazioni uditive. Onde elastiche con frequenza inferiore a 16 Hz sono chiamati infrasuoni, e con una frequenza di 20.000 Hz fino a 10 8 -10 9 Hz- ultrasuoni. Viene chiamato il campo della fisica che studia come le onde sonore vengono eccitate, come si propagano e come interagiscono con un mezzo acustica.

I principi generali dei movimenti meccanici vibrazionali e ondulatori che abbiamo ottenuto nei capitoli precedenti sono applicabili anche allo studio dei fenomeni acustici. Tuttavia, una serie di questioni particolari legate alle peculiarità della percezione del suono e al suo utilizzo tecnico hanno portato alla separazione dell'acustica in un campo speciale della fisica.

Per la formazione e la propagazione delle onde sonore è necessaria la presenza di un mezzo elastico (corpo solido, aria, acqua). Per verificarlo, posizioniamo un normale campanello elettrico sotto un campanello ad aria. Fino a quando l'aria non viene pompata da sotto la campana, si può sentire chiaramente la campana. Man mano che l'aria viene pompata all'esterno, il suono si attenua e infine scompare del tutto. L'ambiente aereo sotto la campana diventa così rarefatto da non poter più trasmettere le vibrazioni sonore. La rarefazione deve essere tale che le molecole del gas siano separate le une dalle altre a distanze maggiori delle distanze alle quali si manifestano le forze di interazione molecolare. Quindi le molecole che hanno ricevuto una certa quantità di movimento dalla campana non possono trasferirlo direzionalmente alle molecole vicine, ma si dissipano durante collisioni casuali, che vengono scambiate in movimento termico.

Come abbiamo visto, il verificarsi di onde è possibile se il mezzo presenta resistenza elastica alla deformazione ed è dotato di inerzia.

Un corpo solido resiste sia alle deformazioni longitudinali - tensione e compressione, sia al taglio. Pertanto, in un corpo solido, le onde sonore possono essere sia longitudinali che trasversali. Nei liquidi e nei gas che non offrono resistenza al taglio in condizioni normali, le onde sonore sono solo longitudinali.

Le onde sonore in un mezzo sono create da un corpo oscillante. Ad esempio, la vibrazione della membrana di un telefono crea successive compressioni e rarefazioni nello strato d'aria adiacente, diffondendosi in tutte le direzioni.

Per studiare lo stato del mezzo in cui si propaga un'onda sonora si può ricorrere al metodo che abbiamo utilizzato studiando il movimento di un liquido. In ogni punto dello spazio riempito con un mezzo in uno stato di movimento sonoro, si verificano cambiamenti periodici: a) la posizione della particella rispetto a quella di equilibrio, b) la velocità di spostamento della particella, c) l'entità della pressione ( compressione e rarefazione) rispetto al loro valore medio esistente in un mezzo indisturbato. La variazione di pressione in questo caso si chiama ridondante O pressione sonora. Se immaginiamo che in ogni punto dell'ambiente siano presenti sensori in miniatura di dispositivi che misurano queste quantità, le loro letture simultanee ci daranno un'immagine istantanea dello stato dell'ambiente. Una serie di immagini così istantanee che si susseguono determineranno un cambiamento nello stato dell'ambiente nel tempo. Poiché il moto ondoso è periodico sia nel tempo che nello spazio, quindi, conoscendo la velocità di propagazione di un'onda sonora e osservando il cambiamento delle caratteristiche di cui sopra in un punto di un mezzo isotropo con bassa attenuazione, possiamo trovarle per l'intero spazio occupato dal mezzo in cui si propagano le onde sonore Viene chiamato lo spazio riempito da un mezzo in stato di moto sonoro campo sonoro.

Lezione 6 PROTEZIONE DAL RUMORE

Tra i sensi umani fondamentali, l'udito e la vista svolgono il ruolo più importante: consentono a una persona di padroneggiare i campi di informazione sonora e visiva.

Anche un'analisi superficiale del sistema uomo-macchina-ambiente dà motivo di considerare il problema dell'inquinamento acustico dell'ambiente come uno dei problemi prioritari dell'interazione umana con l'ambiente, soprattutto a livello locale (officina, cantiere).

L’esposizione a lungo termine al rumore può portare alla perdita dell’udito e, in alcuni casi, alla sordità. L’inquinamento acustico negli ambienti di lavoro ha effetti negativi sui lavoratori: l’attenzione diminuisce, il consumo energetico aumenta a parità di attività fisica, la velocità delle reazioni mentali rallenta, ecc. Di conseguenza, la produttività del lavoro e la qualità del lavoro svolto diminuiscono.

La conoscenza delle leggi fisiche del processo di emissione e propagazione del rumore consentirà di prendere decisioni volte a ridurne l'impatto negativo sull'uomo.

Suono. Caratteristiche fondamentali del campo sonoro. Propagazione del suono

Concetto suono , di regola, è associato alle sensazioni uditive di una persona con udito normale. Le sensazioni uditive sono causate dalle vibrazioni di un mezzo elastico, che sono vibrazioni meccaniche che si propagano in un mezzo gassoso, liquido o solido e colpiscono gli organi uditivi umani. In questo caso, le vibrazioni dell'ambiente vengono percepite come suono solo in un determinato intervallo di frequenza (16 Hz - 20 kHz) e con pressioni sonore superiori alla soglia dell'udito umano.

Vengono chiamate rispettivamente le frequenze delle vibrazioni del mezzo che si trovano al di sotto e al di sopra della gamma udibile infrasonico E ultrasonico . Non sono legati alle sensazioni uditive di una persona e sono percepiti come influenze fisiche dell’ambiente.

Le vibrazioni sonore delle particelle di un mezzo elastico sono complesse e possono essere rappresentate in funzione del tempo un = un(t)(Fig. 1, UN).

Riso. 1. Vibrazioni delle particelle d'aria.

Il processo più semplice è descritto da una sinusoide (Fig. 1, B)

,

Dove un massimo- ampiezza delle oscillazioni;

w = 2 P F - frequenza angolare;

F- frequenza di oscillazione.

Vibrazioni armoniche con ampiezza un massimo e frequenza F sono chiamati toni.

A seconda del metodo di eccitazione delle vibrazioni, ci sono:

Un'onda sonora piana creata da una superficie piatta oscillante;

Un'onda sonora cilindrica creata dalla superficie laterale oscillante radialmente del cilindro;

Un'onda sonora sferica creata da una sorgente puntiforme di vibrazione come una palla pulsante.

I principali parametri che caratterizzano un’onda sonora sono:

Pressione sonora P sv, papà;

Intensità del suono IO, W/m2.

Lunghezza d'onda del suono l, M;

Velocità di propagazione delle onde s, m/s;

Frequenza di oscillazione F, Hz.

Se le oscillazioni sono eccitate in un mezzo continuo, divergono in tutte le direzioni. Un chiaro esempio sono le vibrazioni delle onde sull'acqua. Da un punto di vista fisico, la propagazione delle vibrazioni consiste nel trasferimento di quantità di moto da una molecola all'altra. Grazie ai legami intermolecolari elastici, il movimento di ciascuno di essi ripete il movimento del precedente. Il trasferimento dell'impulso richiede un certo tempo, a seguito del quale il movimento delle molecole nei punti di osservazione avviene con un ritardo rispetto al movimento delle molecole nella zona di eccitazione delle vibrazioni. Pertanto, le vibrazioni si propagano ad una certa velocità. Velocità delle onde sonore Conè una proprietà fisica dell'ambiente.

Le vibrazioni sonore nell'aria portano alla sua compressione e rarefazione. Nelle aree di compressione la pressione dell'aria aumenta e nelle aree di rarefazione diminuisce. La differenza tra la pressione esistente in un mezzo perturbato P Mer al momento e pressione atmosferica P bancomat, chiamato pressione sonora (Fig. 2). In acustica, questo parametro è il principale attraverso il quale vengono determinati tutti gli altri.

P sv = P Mer - P ATM.

Riso. 2. Pressione sonora

Il mezzo in cui si propaga il suono ha specifica resistenza acustica Z A, che si misura in Pa*s/m (o in kg/(m 2 *s) ed è il rapporto tra la pressione sonora P suono alla velocità vibrazionale delle particelle del mezzo tu:

zA = p suono /u =R*Con,

Dove Con - velocità del suono , M; R - densità del mezzo, kg/m3.

Per ambienti diversi valori ZUN sono diversi.

Un'onda sonora è un portatore di energia nella direzione del suo movimento. Viene chiamata la quantità di energia trasferita da un'onda sonora in un secondo attraverso una sezione con un'area di 1 m 2 perpendicolare alla direzione del movimento intensità del suono . L'intensità sonora è determinata dal rapporto tra la pressione sonora e la resistenza acustica del mezzo W/m2:

Per un'onda sferica proveniente da una sorgente sonora con potenza W, W intensità del suono sulla superficie di una sfera di raggio Rè uguale a:

IO= W / (4p.r 2),

cioè, intensità onda sferica diminuisce all’aumentare della distanza dalla sorgente sonora. Quando Onda piana l'intensità del suono non dipende dalla distanza.

6.1.1 . Campo acustico e sue caratteristiche

La superficie di un corpo che vibra è un emettitore (sorgente) di energia sonora, che crea un campo acustico.

Campo acustico chiamata regione di un mezzo elastico, che è un mezzo di trasmissione delle onde acustiche. Il campo acustico è caratterizzato da:

- pressione sonora P sv, papà;

- resistenza acustica Z A, Pa*s/m.

Le caratteristiche energetiche del campo acustico sono:

- intensità I, W/m2;

- potenza sonora W, W è la quantità di energia che passa nell'unità di tempo attraverso la superficie che circonda la sorgente sonora.

Un ruolo importante nella formazione del campo acustico è svolto da caratteristica della direzionalità dell'emissione sonora F , cioè. distribuzione spaziale angolare della pressione sonora generata attorno alla sorgente.

Tutte queste quantità sono correlate e dipendono dalle proprietà del mezzo in cui si propaga il suono. Se il campo acustico non è limitato alla superficie e si estende quasi all'infinito, tale campo viene chiamato campo acustico libero. In uno spazio ristretto (ad esempio al chiuso), la propagazione delle onde sonore dipende dalla geometria e dalle proprietà acustiche delle superfici che si trovano sul percorso delle onde.

Il processo di formazione di un campo sonoro in una stanza è associato al fenomeno riverbero E diffusione.

Se una sorgente sonora inizia a funzionare nella stanza, nel primo momento abbiamo solo il suono diretto. Quando l'onda raggiunge la barriera riflettente il suono, il modello di campo cambia a causa della comparsa delle onde riflesse. Se un oggetto le cui dimensioni sono piccole rispetto alla lunghezza dell'onda sonora viene posizionato nel campo sonoro, non si osserva praticamente alcuna distorsione del campo sonoro. Per una riflessione efficace è necessario che le dimensioni della barriera riflettente siano maggiori o uguali alla lunghezza dell'onda sonora.

Viene chiamato un campo sonoro in cui un gran numero di onde riflesse appaiono in direzioni diverse, per cui la densità specifica dell'energia sonora è la stessa in tutto il campo campo diffuso.

Dopo che la sorgente smette di emettere suono, l'intensità acustica del campo sonoro diminuisce fino al livello zero per un tempo infinito. In pratica, un suono si considera completamente attenuato quando la sua intensità scende a 10 6 volte il livello esistente al momento in cui viene spento. Qualsiasi campo sonoro come elemento di un mezzo vibrante ha una propria caratteristica di attenuazione del suono - riverbero(“dopo-suono”).

Z Il campo sonoro si manifesta sotto forma di energia cinetica di corpi materiali oscillanti, onde sonore in mezzi con struttura elastica (solidi, liquidi e gas). Si chiama il processo di propagazione delle vibrazioni in un mezzo elastico onda. Viene chiamata la direzione di propagazione dell'onda sonora raggio sonoro, e la superficie che collega tutti i punti adiacenti del campo con la stessa fase di oscillazione delle particelle del mezzo è fronte d'onda. Nei solidi le vibrazioni possono propagarsi sia in direzione longitudinale che trasversale. Si diffondono solo nell'aria onde longitudinali.

Campo sonoro libero chiamato un campo in cui predomina l'onda sonora diretta e le onde riflesse sono assenti o trascurabilmente piccole.

Campo sonoro diffuso- si tratta di un campo in cui in ogni punto la densità dell'energia sonora è la stessa e in tutte le direzioni si propagano identici flussi di energia nell'unità di tempo.

Le onde sonore sono caratterizzate dai seguenti parametri fondamentali.

Lunghezza d'onda- pari al rapporto tra la velocità del suono (340 m/s in aria) e la frequenza delle vibrazioni sonore. Pertanto, la lunghezza d'onda nell'aria può variare da 1,7 cm (per F= 20000 Hz) fino a 21 m (per F= 16Hz).

Pressione sonora- è definita come la differenza tra la pressione istantanea del campo sonoro in un dato punto e la pressione statistica (atmosferica). La pressione sonora si misura in Pascal (Pa), Pa = N/m2. Analoghi fisici: tensione elettrica, corrente.

Intensità del suono– la quantità media di energia sonora che passa nell'unità di tempo attraverso una superficie unitaria perpendicolare alla direzione di propagazione delle onde. L'intensità si misura in unità di W/m2 e rappresenta la componente attiva della potenza delle vibrazioni sonore. L’analogo fisico è l’energia elettrica.

In acustica, i risultati delle misurazioni vengono solitamente visualizzati sotto forma di unità logaritmiche relative. Per valutare la sensazione uditiva viene utilizzata un'unità chiamata Bel (B). Poiché Bel è un'unità abbastanza grande, è stato introdotto un valore più piccolo: decibel (dB) pari a 0,1 B.

La pressione sonora e l’intensità sonora sono espresse in livelli acustici relativi:

,

I valori zero dei livelli acustici corrispondono a quelli generalmente accettati e W/m 2 con vibrazione sonora armonica con frequenza di 1000 Hz. I valori indicati corrispondono approssimativamente ai valori minimi che provocano sensazioni uditive (soglia uditiva assoluta).

Condizioni per misurare le caratteristiche del microfono. Le misurazioni acustiche hanno una serie di caratteristiche specifiche. Pertanto, la misurazione di alcune caratteristiche delle apparecchiature elettroacustiche deve essere effettuata in condizioni di campo libero, ad es. quando non ci sono onde riflesse.

Negli ambienti comuni questa condizione non può essere soddisfatta e la misurazione all'aperto è difficile e non sempre possibile. Innanzitutto, all'aperto è difficile evitare i riflessi provenienti da superfici come il suolo. In secondo luogo, le misurazioni in questo caso dipendono dalle condizioni atmosferiche (vento, ecc.) E possono portare a grandi errori, per non parlare di una serie di altri inconvenienti. In terzo luogo, all'aria aperta è difficile evitare l'influenza di rumori estranei (industriali, ecc.).

Pertanto, per effettuare misurazioni in campo libero si utilizzano apposite camere insonorizzate, nelle quali le onde riflesse sono praticamente assenti.

Misurazione delle caratteristiche del microfono in una camera anecoica. Per misurare la sensibilità di un microfono a campo libero, si dovrebbe prima misurare la pressione sonora nel punto in cui verrebbe posizionato il microfono da testare, quindi posizionarlo in quel punto. Ma poiché non c'è praticamente alcuna interferenza nella camera e la distanza del microfono dall'altoparlante è pari a 1 - 1,5 m (o più) con un diametro dell'emettitore non superiore a 25 cm, il microfono di misurazione può essere posizionato vicino al microfono in prova. Lo schema della configurazione di misurazione è mostrato in Fig. 4. La sensibilità è determinata sull'intero intervallo di frequenza nominale. Impostando la pressione richiesta mediante un misuratore di pressione sonora (fonometro), misurare la tensione sviluppata dal microfono in prova e determinarne la sensibilità assiale.

E O.C. = U M /P( mV/Pa)

La sensibilità è determinata dalla tensione a circuito aperto o dalla tensione al carico nominale. Di norma, come carico nominale viene preso il modulo di resistenza interno di un microfono con una frequenza di 1000 Hz.

Fig.4. Schema funzionale della misurazione della sensibilità del microfono:

1 - generatore di toni o rumore bianco; 2 - filtro di ottava (un terzo di ottava); 3 - amplificatore; 4 - camera anecoica; 5 – emettitore acustico; 6 - microfono in prova; 7 - microfono di misurazione; 8 - millivoltmetro; 9 - millivoltmetro, graduato in pascal o decibel (fonometro).

Livello di sensibilitàè definita come la sensibilità, espressa in decibel, rispetto ad un valore pari a 1.

Livello di sensibilità standard (in decibel) è definito come il rapporto tra la tensione sviluppata alla resistenza di carico nominale ad una pressione sonora di 1 Pa e la tensione corrispondente alla potenza = 1 mW e si calcola utilizzando la formula:

dove è la tensione (V) sviluppata dal microfono alla resistenza di carico nominale (Ohm) ad una pressione sonora di 1 Pa.

Risposta in frequenza la sensibilità del microfono è la dipendenza della sensibilità del microfono dalla frequenza a valori costanti di pressione sonora e corrente di alimentazione del microfono. La risposta in frequenza viene misurata modificando gradualmente la frequenza del generatore. Sulla base della risposta in frequenza ottenuta, viene determinata la sua irregolarità negli intervalli di frequenza nominale e operativa.

Caratteristiche direzionali Il microfono viene rimosso secondo lo stesso schema (Fig. 4) e, a seconda dell'attività, a più frequenze, utilizzando un generatore di toni, o per un segnale di rumore in bande di terzi di ottava, o per una determinata banda di frequenza, utilizzando un filtro passa-banda corrispondente anziché filtri da un terzo di ottava.

Per misurare le caratteristiche direzionali, il microfono in prova è montato su un disco rotante con un quadrante. Il disco viene ruotato manualmente o automaticamente, in sincronia con il tavolo di registrazione. La caratteristica viene presa su un piano passante per l'asse di lavoro del microfono, se si tratta di un corpo di rotazione attorno al proprio asse. Per altre forme di microfono, la caratteristica viene presa per dati piani passanti per l'asse di lavoro. L'angolo di rotazione viene misurato tra l'asse di lavoro e la direzione verso la sorgente sonora. La caratteristica di direttività è normalizzata rispetto alla sensibilità assiale.

Un campo sonoro è una regione dello spazio in cui si propagano le onde sonore, cioè si verificano vibrazioni acustiche di particelle di un mezzo elastico (solido, liquido o gassoso) che riempiono questa regione. Il concetto di campo sonoro viene solitamente utilizzato per aree le cui dimensioni sono dell'ordine o maggiori della lunghezza d'onda del suono.

Dal punto di vista energetico, il campo sonoro è caratterizzato dalla densità dell'energia sonora (l'energia del processo oscillatorio per unità di volume) e dall'intensità del suono.

La superficie di un corpo che vibra è un emettitore (sorgente) di energia sonora, che crea un campo acustico.

Campo acustico chiamata regione di un mezzo elastico, che è un mezzo di trasmissione delle onde acustiche. Il campo acustico è caratterizzato da:

· pressione sonora P sv, papà;

· resistenza acustica zA, Pa*s/m.

Le caratteristiche energetiche del campo acustico sono:

· intensità I, W/m2;

· potenza sonora W, W è la quantità di energia che passa nell'unità di tempo attraverso la superficie che circonda la sorgente sonora.

Un ruolo importante nella formazione del campo acustico è svolto da caratteristica della direzionalità dell'emissione sonora F, cioè. distribuzione spaziale angolare della pressione sonora generata attorno alla sorgente.

Tutte queste quantità sono correlate e dipendono dalle proprietà del mezzo in cui si propaga il suono.

Se il campo acustico non è limitato alla superficie e si estende quasi all'infinito, tale campo viene chiamato campo acustico libero.

In uno spazio ristretto (ad esempio al chiuso), la propagazione delle onde sonore dipende dalla geometria e dalle proprietà acustiche delle superfici che si trovano sul percorso delle onde.

Il processo di formazione di un campo sonoro in una stanza è associato al fenomeno riverbero E diffusione.

Se una sorgente sonora inizia a funzionare nella stanza, nel primo momento abbiamo solo il suono diretto. Quando l'onda raggiunge la barriera riflettente il suono, il modello di campo cambia a causa della comparsa delle onde riflesse. Se un oggetto le cui dimensioni sono piccole rispetto alla lunghezza dell'onda sonora viene posizionato nel campo sonoro, non si osserva praticamente alcuna distorsione del campo sonoro. Per una riflessione efficace è necessario che le dimensioni della barriera riflettente siano maggiori o uguali alla lunghezza dell'onda sonora.

Viene chiamato un campo sonoro in cui un gran numero di onde riflesse appaiono in direzioni diverse, per cui la densità specifica dell'energia sonora è la stessa in tutto il campo campo diffuso.

Dopo che la sorgente smette di emettere suono, l'intensità acustica del campo sonoro diminuisce fino al livello zero per un tempo infinito. In pratica, un suono si considera completamente attenuato quando la sua intensità scende a 10 6 volte il livello esistente al momento in cui viene spento. Qualsiasi campo sonoro come elemento di un mezzo vibrante ha una propria caratteristica di attenuazione del suono - riverbero(“dopo-suono”).