Fizică
Obiective de învățare
Până la sfârșitul acestei secțiuni, veți fi capabili să:
- Definiți auzul, înălțimea, intensitatea sonoră, timbrul, nota, tonul, phon, ultrasunetele și infrasunetele.
- Comparați intensitatea sonoră cu frecvența și intensitatea unui sunet.
- Identificați structurile urechii interne și explicați modul în care acestea sunt legate de percepția sunetului.
Figura 1. Auzul îi permite acestui vocalist, formației sale și fanilor săi să se bucure de muzică. (credit: West Point Public Affairs, Flickr)
Urechea umană are o gamă și o sensibilitate extraordinare. Ea ne poate oferi o multitudine de informații simple – cum ar fi tonul, intensitatea sonoră și direcția. Iar din datele sale putem detecta calitatea muzicală și nuanțele emoțiilor vocale. Cum este legat auzul nostru de calitățile fizice ale sunetului și cum funcționează mecanismul auditiv?
Audierea este percepția sunetului. (Percepția este definită în mod obișnuit ca fiind conștientizarea prin intermediul simțurilor, o definiție tipic circulară a proceselor de nivel superior din organismele vii). Auzul uman normal cuprinde frecvențe cuprinse între 20 și 20.000 Hz, o gamă impresionantă. Sunetele sub 20 Hz sunt numite infrasunete, în timp ce cele de peste 20.000 Hz sunt ultrasunete. Niciunul dintre acestea nu este perceput de ureche, deși infrasunetele pot fi uneori resimțite ca vibrații. Atunci când auzim vibrații de joasă frecvență, cum ar fi sunetele unei trambuline, auzim vibrațiile individuale doar pentru că în fiecare dintre ele există sunete de frecvență mai mare. Alte animale au intervale auditive diferite de cele ale oamenilor. Câinii pot auzi sunete de până la 30.000 Hz, în timp ce liliecii și delfinii pot auzi sunete de până la 100.000 Hz. Este posibil să fi observat că câinii răspund la sunetul unui fluier pentru câini, care produce sunete aflate în afara gamei auditive umane. Se știe că elefanții răspund la frecvențe sub 20 Hz.
Percepția frecvenței se numește intonație. Cei mai mulți dintre noi au o excelentă intonație relativă, ceea ce înseamnă că putem spune dacă un sunet are o frecvență diferită de altul. În mod obișnuit, putem distinge între două sunete dacă frecvențele lor diferă cu 0,3% sau mai mult. De exemplu, 500,0 și 501,5 Hz sunt vizibil diferite. Percepția înălțimii este direct legată de frecvență și nu este afectată foarte mult de alte cantități fizice, cum ar fi intensitatea. Notele muzicale sunt sunete particulare care pot fi produse de majoritatea instrumentelor și care, în muzica occidentală, au nume particulare. Combinațiile de note constituie muzica. Unele persoane pot identifica notele muzicale, cum ar fi La diez, Do sau Mi bemol, doar ascultându-le. Această abilitate neobișnuită se numește intonație perfectă.
Urechea este remarcabil de sensibilă la sunetele de mică intensitate. Cea mai mică intensitate sau prag audibil este de aproximativ 10-12 W/m2 sau 0 dB. Sunete cu până la 1012 mai intense pot fi tolerate pentru scurt timp. Foarte puține dispozitive de măsurare sunt capabile de observații pe o gamă de un trilion. Percepția intensității se numește loudness. La o anumită frecvență, este posibil să se distingă diferențe de aproximativ 1 dB, iar o schimbare de 3 dB este ușor de observat. Dar intensitatea sonoră nu este legată doar de intensitate. Frecvența are un efect major asupra cât de puternic pare un sunet. Urechea are o sensibilitate maximă la frecvențele cuprinse între 2.000 și 5.000 Hz, astfel încât sunetele din acest interval sunt percepute ca fiind mai puternice decât, de exemplu, cele de 500 sau 10.000 Hz, chiar dacă toate au aceeași intensitate. Sunetele apropiate de extremele de înaltă și joasă frecvență ale domeniului auditiv par și mai puțin puternice, deoarece urechea este și mai puțin sensibilă la acele frecvențe. Tabelul 1 prezintă dependența anumitor percepții auditive umane de mărimi fizice.
| Tabelul 1. Percepțiile sonore | ||
|---|---|---|
| Percepție | Cantitate fizică | |
| Pitch | Frecvență | Frecvență |
| Loudness | Intensitate și frecvență | |
| Timbre | Numărul și intensitatea relativă a mai multor frecvențe. Subtilitatea meșteșugului duce la efecte neliniare și la mai multe detalii. |
|
| Nota | Unitate de bază a muzicii cu nume specifice, combinate pentru a genera melodii | |
| Tone | Numărul și intensitatea relativă a mai multor frecvențe. | |
Când o vioară cântă Do mijlociu, nu se poate confunda cu un pian care cântă aceeași notă. Motivul este că fiecare instrument produce un set distinctiv de frecvențe și intensități. Noi numim percepția noastră asupra acestor combinații de frecvențe și intensități calitatea tonului sau, mai frecvent, timbrul sunetului. Este mai dificil de corelat percepția timbrului cu cantități fizice decât în cazul percepției intensității sonore sau a înălțimii. Timbrul este mai subiectiv. Pentru a descrie timbrul unui sunet sunt folosiți termeni precum plictisitor, strălucitor, cald, rece, pur și bogat. Așadar, luarea în considerare a timbrului ne duce pe tărâmul psihologiei perceptuale, unde procesele de nivel superior din creier sunt dominante. Acest lucru este valabil și pentru alte percepții ale sunetului, cum ar fi muzica și zgomotul. Nu le vom aprofunda mai mult; mai degrabă, ne vom concentra asupra chestiunii percepției intensității sonore.
Pentru a exprima numeric intensitatea sonoră se folosește o unitate numită phon. Phonii diferă de decibeli deoarece phon-ul este o unitate de percepție a intensității sonore, în timp ce decibelul este o unitate de intensitate fizică. Figura 2 prezintă relația dintre intensitate sonoră și intensitate (sau nivel de intensitate) și frecvență pentru persoanele cu auz normal. Liniile curbe sunt curbe de intensitate sonoră egală. Fiecare curbă este etichetată cu intensitatea sonoră în phoni. Orice sunet de-a lungul unei anumite curbe va fi perceput ca fiind la fel de puternic de către o persoană obișnuită. Curbele au fost determinate prin compararea de către un număr mare de persoane a intensității sonore la diferite frecvențe și niveluri de intensitate a sunetului. La o frecvență de 1000 Hz, phonii sunt considerați a fi numeric egali cu decibelii. Următorul exemplu ajută la ilustrarea modului de utilizare a graficului:
Figura 2. Relația dintre intensitatea sonoră în phons și nivelul de intensitate (în decibeli) și intensitatea (în wați pe metru pătrat) pentru persoanele cu auz normal. Liniile curbe sunt curbe de intensitate egală – toate sunetele de pe o anumită curbă sunt percepute ca fiind la fel de puternice. Phonii și decibelii sunt definiți ca fiind identici la 1000 Hz.
Exemplu 1. Măsurarea intensității sonore: Loudness Versus Intensity Level and Frequency
- Care este intensitatea sonoră în foni a unui sunet de 100 Hz care are un nivel de intensitate de 80 dB?
- Care este nivelul de intensitate în decibeli a unui sunet de 4000 Hz care are o intensitate sonoră de 70 foni?
- La ce nivel de intensitate un sunet de 8000-Hz va avea aceeași intensitate ca un sunet de 200-Hz la 60 dB?
Strategie pentru partea 1
Pentru a rezolva acest exemplu trebuie să se facă referire la graficul din figura 2. Pentru a afla intensitatea sonoră a unui anumit sunet, trebuie să cunoașteți frecvența și nivelul de intensitate al acestuia și să localizați acel punct pe grila pătrată, apoi să interpolați între curbele de intensitate sonoră pentru a obține intensitatea sonoră în foni.
Soluție pentru partea 1
Identificați cunoștințele:
- Grila pătrată a graficului care relaționează fonii și decibelii este o diagramă a nivelului de intensitate în funcție de frecvență – ambele cantități fizice.
- 100 Hz la 80 dB se află la jumătatea distanței dintre curbele marcate cu 70 și 80 de foni.
Găsește intensitatea: 75 de foni.
Strategie pentru partea a 2-a
Graficul din figura 2 trebuie să fie referențiat pentru a rezolva acest exemplu. Pentru a găsi nivelul de intensitate al unui sunet, trebuie să aveți frecvența și intensitatea acestuia. Odată ce acest punct este localizat, nivelul de intensitate poate fi determinat de pe axa verticală.
Soluție pentru partea 2
Identificați cunoscuții; Valorile sunt date ca fiind 4000 Hz la 70 de foni.
Să urmăriți curba de 70 de foni până când ajunge la 4000 Hz. În acel punct, ea se află sub linia de 70 dB, la aproximativ 67 dB.
Căutați nivelul de intensitate: 67 dB
Strategie pentru partea a 3-a
Pentru a rezolva acest exemplu trebuie să se facă referire la graficul din figura 2.
Soluție pentru partea a 3-a
Localizați punctul pentru un sunet de 200 Hz și 60 dB. Găsiți intensitatea sonoră: Acest punct se află chiar puțin deasupra curbei de 50 de foni, deci intensitatea sa sonoră este de 51 de foni. Căutați nivelul de 51 de foni este la 8000 Hz: 63 dB.
Discuție
Aceste răspunsuri, ca și toate informațiile extrase din figura 2, au incertitudini de câțiva foni sau câțiva decibeli, parțial din cauza dificultăților de interpolare, dar mai ales legate de incertitudinile din curbele de intensitate egală.
O examinare mai amănunțită a graficului din figura 2 dezvăluie câteva fapte interesante despre auzul uman. În primul rând, sunetele aflate sub curba 0-phon nu sunt percepute de majoritatea oamenilor. Astfel, de exemplu, un sunet de 60 Hz la 40 dB este inaudibil. Curba 0-phon reprezintă pragul de audiție normală. Putem auzi unele sunete la niveluri de intensitate sub 0 dB. De exemplu, un sunet de 5000 Hz la 3 dB este audibil, deoarece se află deasupra curbei 0-phon. Curbele de intensitate sonoră au toate o depresiune între aproximativ 2000 și 5000 Hz. Aceste adâncituri înseamnă că urechea este mai sensibilă la frecvențele din acel interval. De exemplu, un sunet de 15 dB la 4000 Hz are o intensitate sonoră de 20 de foni, la fel ca un sunet de 20 dB la 1000 Hz. Curbele cresc la ambele extreme ale gamei de frecvențe, ceea ce indică faptul că este nevoie de un sunet cu un nivel de intensitate mai mare la acele frecvențe pentru a fi perceput ca fiind la fel de puternic ca la frecvențele medii. De exemplu, un sunet la 10.000 Hz trebuie să aibă un nivel de intensitate de 30 dB pentru a părea la fel de puternic ca un sunet de 20 dB la 1000 Hz. Sunetele de peste 120 de foni sunt dureroase, precum și dăunătoare.
Nu ne folosim adesea întreaga gamă de auz. Acest lucru este valabil în special pentru frecvențele de peste 8000 Hz, care sunt rare în mediul înconjurător și nu sunt necesare pentru a înțelege o conversație sau pentru a aprecia muzica. De fapt, persoanele care și-au pierdut capacitatea de a auzi astfel de frecvențe înalte nu sunt de obicei conștiente de pierderea lor până când nu sunt testate. Regiunea umbrită din figura 3 este regiunea de frecvență și intensitate în care se încadrează majoritatea sunetelor conversaționale. Liniile curbe indică efectul pe care îl vor avea pierderile de auz de 40 și 60 de phoni. O pierdere de auz de 40 de foni la toate frecvențele permite totuși unei persoane să înțeleagă o conversație, deși aceasta va părea foarte liniștită. O persoană cu o pierdere de 60 de foni la toate frecvențele va auzi doar cele mai joase frecvențe și nu va putea înțelege vorbirea decât dacă aceasta este mult mai tare decât în mod normal. Chiar și așa, vorbirea poate părea indistinctă, deoarece frecvențele mai înalte nu sunt la fel de bine percepute. Regiunea de vorbire conversațională are, de asemenea, o componentă de gen, în sensul că vocile feminine sunt de obicei caracterizate de frecvențe mai înalte. Astfel, persoana cu o deficiență de auz de 60 de foni ar putea avea dificultăți în a înțelege conversația normală a unei femei.
Figura 3. Regiunea umbrită reprezintă frecvențele și nivelurile de intensitate întâlnite în vorbirea conversațională normală. Linia 0-fon reprezintă pragul normal de auz, în timp ce cele de la 40 și 60 reprezintă pragurile pentru persoanele cu pierderi de auz de 40 și, respectiv, 60 de fonoare.
Testele auditive sunt efectuate pe o gamă de frecvențe, de obicei de la 250 la 8000 Hz, și pot fi reprezentate grafic într-o audiogramă ca cea din figura 4. Pragul auditiv este măsurat în dB în raport cu pragul normal, astfel încât auzul normal se înregistrează ca 0 dB la toate frecvențele. Pierderea auzului cauzată de zgomot prezintă de obicei o scădere în apropierea frecvenței de 4000 Hz, indiferent de frecvența care a cauzat pierderea și afectează adesea ambele urechi. Cea mai frecventă formă de pierdere a auzului apare odată cu vârsta și se numește presbiacusie – literal urechea bătrână. O astfel de pierdere este din ce în ce mai severă la frecvențe mai înalte și interferează cu aprecierea muzicii și recunoașterea vorbirii.
Figura 4. Audiograme care arată pragul în nivel de intensitate în funcție de frecvență pentru trei persoane diferite. Nivelul de intensitate este măsurat în raport cu pragul normal. Graficul din stânga sus este cel al unei persoane cu auz normal. Graficul din dreapta sa are o scădere la 4000 Hz și este cel al unui copil care a suferit o pierdere a auzului din cauza unui pistol cu capse. Cel de-al treilea grafic este tipic pentru presbiacusie, pierderea progresivă a auzului la frecvențe înalte odată cu vârsta. Testele efectuate prin conducție osoasă (paranteze) pot distinge leziunile nervoase de cele ale urechii medii.
Mecanismul auditiv
Mecanismul auditiv implică o fizică interesantă. Unda sonoră care lovește urechea noastră este o undă de presiune. Urechea este un transductor care convertește undele sonore în impulsuri nervoase electrice într-o manieră mult mai sofisticată decât un microfon, dar analogă cu acesta. Figura 5 prezintă anatomia grosieră a urechii, cu împărțirea acesteia în trei părți: urechea externă sau canalul auditiv; urechea medie, care se întinde de la timpan până la cohleea; și urechea internă, care reprezintă cohleea propriu-zisă. Partea corpului denumită în mod normal ureche se numește tehnic pavilionul urechii.
Figura 5. Ilustrația prezintă anatomia grosieră a urechii umane.
Urechea externă, sau canalul auditiv, transportă sunetul către timpanul protejat și adâncit. Coloana de aer din canalul auditiv rezonează și este parțial responsabilă de sensibilitatea urechii la sunetele din gama 2000-5000 Hz. Urechea medie transformă sunetul în vibrații mecanice și aplică aceste vibrații la cohleea. Sistemul de pârghii al urechii medii preia forța exercitată asupra timpanului de variațiile de presiune a sunetului, o amplifică și o transmite la urechea internă prin fereastra ovală, creând unde de presiune în cohlee de aproximativ 40 de ori mai mari decât cele care lovesc timpanul. (A se vedea figura 6.) Doi mușchi din urechea medie (nu sunt reprezentați) protejează urechea internă de sunetele foarte intense. Aceștia reacționează la sunetele intense în câteva milisecunde și reduc forța transmisă către cohlee. Această reacție de protecție poate fi declanșată și de propria voce, astfel încât fredonarea în timp ce trageți cu arma, de exemplu, poate reduce leziunile cauzate de zgomot.
Figura 6. Această schemă prezintă sistemul urechii medii de conversie a presiunii sonore în forță, de creștere a acestei forțe printr-un sistem de pârghii și de aplicare a forței crescute pe o zonă mică a cohleei, creând astfel o presiune de aproximativ 40 de ori mai mare decât cea din unda sonoră originală. O reacție musculară de protecție la sunetele intense reduce foarte mult avantajul mecanic al sistemului de pârghii.
Figura 7 prezintă urechea medie și interioară mai detaliat. Undele de presiune care se deplasează prin cohlee determină membrana tectorială să vibreze, frecând cili (numiți celule ciliate), care stimulează nervii care trimit semnale electrice la creier. Membrana rezonează în poziții diferite pentru frecvențe diferite, frecvențele înalte stimulând nervii de la capătul apropiat și frecvențele joase de la capătul îndepărtat. Funcționarea completă a cohleei nu este încă înțeleasă, dar se știe că sunt implicate mai multe mecanisme de transmitere a informațiilor către creier. Pentru sunetele mai mici de aproximativ 1000 Hz, nervii trimit semnale la aceeași frecvență ca și sunetul. Pentru frecvențe mai mari de aproximativ 1000 Hz, nervii semnalează frecvența în funcție de poziție. Există o structură a ciliilor și există conexiuni între celulele nervoase care realizează procesarea semnalelor înainte ca informațiile să fie trimise la creier. Informația privind intensitatea este parțial indicată de numărul de semnale nervoase și de volutele de semnale. Creierul procesează semnalele nervoase cohleare pentru a furniza informații suplimentare, cum ar fi direcția sursei (pe baza comparațiilor de timp și intensitate a sunetelor din ambele urechi). Procesarea la nivel superior produce multe nuanțe, cum ar fi aprecierea muzicii.
Figura 7. Urechea internă, sau cohleea, este un tub spiralat cu un diametru de aproximativ 3 mm și o lungime de 3 cm dacă nu este spiralat. Când fereastra ovală este forțată spre interior, așa cum se arată, o undă de presiune se deplasează prin perilimfă în direcția săgeților, stimulând nervii de la baza cililor din organul Corti.
Pierderea auzului poate apărea din cauza unor probleme la nivelul urechii medii sau interne. Pierderile conductive din urechea medie pot fi parțial depășite prin trimiterea vibrațiilor sonore către cohlee prin craniu. Aparatele auditive în acest scop apasă de obicei pe osul din spatele urechii, mai degrabă decât să amplifice pur și simplu sunetul trimis în canalul auditiv, așa cum fac multe aparate auditive. Deteriorarea nervilor din cohlee nu se poate repara, dar amplificarea poate compensa parțial. Există riscul ca amplificarea să producă daune suplimentare. O altă defecțiune frecventă la nivelul cohleei este deteriorarea sau pierderea cililor, dar cu nervii care rămân funcționali. Implanturile cohleare care stimulează direct nervii sunt acum disponibile și acceptate pe scară largă. Peste 100.000 de implanturi sunt în uz, la un număr aproximativ egal de adulți și copii.
Implantul cohlear a fost inițiat în Melbourne, Australia, de Graeme Clark în anii 1970 pentru tatăl său surd. Implantul este format din trei componente externe și două componente interne. Componentele externe sunt un microfon pentru a capta sunetul și a-l converti într-un semnal electric, un procesor de vorbire pentru a selecta anumite frecvențe și un emițător pentru a transfera semnalul către componentele interne prin inducție electromagnetică. Componentele interne constau dintr-un receptor/transmițător fixat în osul de sub piele, care convertește semnalele în impulsuri electrice și le trimite prin intermediul unui cablu intern către cohlee și o serie de aproximativ 24 de electrozi înfășurați în cohlee. Acești electrozi, la rândul lor, trimit impulsurile direct în creier. Electrozii emulează practic cilia.
Verifică-ți înțelegerea
Sunt ultrasunetele și infrasunetele imperceptibile pentru toate organismele auditive? Explicați răspunsul.
Soluție
Nu, gama de sunete perceptibile se bazează pe gama auzului uman. Multe alte organisme percep fie infrasunetele, fie ultrasunetele.
Rezumat al secțiunii
- Regimul frecvențelor audibile este cuprins între 20 și 20.000 Hz.
- Sunetele de peste 20.000 Hz sunt ultrasunete, în timp ce cele sub 20 Hz sunt infrasunete.
- Percepția frecvenței este tonul.
- Percepția intensității este intensitatea sonoră.
- Intensitatea sonoră are ca unități de măsură phons.
Întrebări conceptuale
- De ce un test auditiv poate arăta că pragul de audiție este de 0 dB la 250 Hz, când figura 3 implică faptul că nimeni nu poate auzi o astfel de frecvență la mai puțin de 20 dB?
Probleme & Exerciții
- Factorul de 10-12 în gama de intensități la care urechea poate răspunde, de la prag până la cea care provoacă daune după o scurtă expunere, este cu adevărat remarcabil. Dacă ați putea măsura distanțe pe aceeași gamă cu un singur instrument și cea mai mică distanță pe care ați putea-o măsura ar fi de 1 mm, care ar fi cea mai mare?
- Frecvențele la care răspunde urechea variază de un factor de 103. Să presupunem că vitezometrul de pe mașina dumneavoastră măsoară viteze care diferă cu același factor 103, iar cea mai mare viteză pe care o citește este de 90,0 mi/h. Care ar fi cea mai mică viteză diferită de zero pe care o poate citi?
- Care sunt frecvențele cele mai apropiate de 500 Hz pe care o persoană obișnuită le poate distinge clar ca fiind diferite ca frecvență de 500 Hz? Sunetele nu sunt prezente simultan.
- O persoană obișnuită poate distinge că un sunet de 2002 Hz are o frecvență diferită de un sunet de 1999 Hz fără a le reda simultan?
- Dacă radioul dumneavoastră produce un nivel mediu de intensitate sonoră de 85 dB, care este următorul nivel de intensitate sonoră cel mai mic care este clar mai puțin intens?
- Vă puteți da seama că colegul dvs. de cameră a mărit sunetul la televizor dacă nivelul mediu de intensitate sonoră al acestuia trece de la 70 la 73 dB?
- Pe baza graficului din figura 2, care este pragul auditiv în decibeli pentru frecvențele de 60, 400, 1000, 4000 și 15.000 Hz? Rețineți că multe aparate electrice de curent alternativ produc 60 Hz, muzica este în mod obișnuit de 400 Hz, o frecvență de referință este de 1000 Hz, sensibilitatea dumneavoastră maximă este aproape de 4000 Hz, iar multe televizoare mai vechi produc un vuiet de 15.750 Hz.
- Ce niveluri de intensitate sonoră trebuie să aibă sunetele cu frecvențe de 60, 3.000 și 8.000 Hz pentru a avea aceeași intensitate sonoră ca un sunet de 40 dB cu frecvența de 1.000 Hz (adică pentru a avea o intensitate sonoră de 40 de foni)?
- Care este nivelul aproximativ de intensitate sonoră în decibeli al unui sunet de 600 Hz dacă are o intensitate sonoră de 20 de foni? Dacă are o intensitate sonoră de 70 de foni?
- (a) Care sunt intensitățile sonore în foni ale sunetelor cu frecvențe de 200, 1000, 5000 și 10.000 Hz, dacă sunt toate la același nivel de intensitate sonoră de 60,0 dB? (b) Dacă toate sunt la un nivel de 110 dB? (c) Dacă toate sunt la 20,0 dB?
- Să presupunem că o persoană are o pierdere de auz de 50 dB la toate frecvențele. Cu câți factori de 10 vor trebui amplificate sunetele de intensitate scăzută pentru a părea normale pentru această persoană? Rețineți că o amplificare mai mică este adecvată pentru sunetele mai intense pentru a evita deteriorarea suplimentară a auzului.
- Dacă o femeie are nevoie de o amplificare de 5,0 × 1012 ori mai mare decât intensitatea de prag pentru a-i permite să audă la toate frecvențele, care este pierderea sa auditivă globală în dB? Rețineți că o amplificare mai mică este adecvată pentru sunete mai intense pentru a evita deteriorarea suplimentară a auzului ei de la niveluri de peste 90 dB.
- (a) Care este intensitatea în wați pe metru pătrat a unui sunet de 200 Hz abia audibil? (b) Care este intensitatea în wați pe metru pătrat a unui sunet abia audibil de 4000-Hz?
- (a) Aflați intensitatea în wați pe metru pătrat a unui sunet de 60,0-Hz care are o intensitate de 60 de phoni. (b) Găsiți intensitatea în wați pe metru pătrat a unui sunet de 10.000-Hz având o intensitate de 60 de foni.
- O persoană are un prag auditiv cu 10 dB peste normal la 100 Hz și cu 50 dB peste normal la 4000 Hz. Cât de mult mai intens trebuie să fie un ton de 100 Hz decât un ton de 4000 Hz dacă ambele sunt abia audibile pentru această persoană?
- Un copil are o pierdere de auz de 60 dB în apropierea a 5000 Hz, din cauza expunerii la zgomot, și un auz normal în rest. Cât de mult mai intens este un ton de 5000-Hz decât un ton de 400-Hz dacă ambele sunt abia audibile pentru acest copil?
- Care este raportul dintre intensitățile a două sunete de frecvență identică dacă primul este abia perceptibil ca fiind mai puternic pentru o persoană decât al doilea?
Glosar
norvozitate: percepția intensității sunetului
timbru: numărul și intensitatea relativă a mai multor frecvențe sonore
nota: unitate de bază a muzicii cu denumiri specifice, combinate pentru a genera melodii
ton: numărul și intensitatea relativă a mai multor frecvențe sonore
fon: unitatea numerică de intensitate sonoră
ultrasunete: sunete peste 20.000 Hz
infrasunete: sunete sub 20 Hz
Soluții alese la probleme & Exerciții
1. 1 × 106 km
3. 498,5 sau 501,5 Hz
5. 82 dB
7. aproximativ 48, 9, 0, -7 și, respectiv, 20 dB
9. (a) 23 dB; (b) 70 dB
11. Cinci factori de 10
13. (a) 2 × 10-10 W/m2; (b) 2 × 10-13 W/m2
15. 2.5
17. 1.26