ლურჯი ვეშაპი, ყველაზე დიდი ცოცხალი ცხოველი, გამოსცემს ხმას, რომელიც ბევრად უფრო ძლიერია, ვიდრე გამშვები რაკეტის ხმაური. ასეთ ხმამაღალს ადამიანი ვერ იტანს. ხმაურიანი იარაღიც კი არის. მისი ხმა ოდნავ უფრო მაღალია ვიდრე ვეშაპის ხმა.
რა განსაზღვრავს ხმის მოცულობას? რატომ შეიძლება მძაფრმა და დაბალმა ხმებმა ავნოს და მომაკვდინებელიც კი იყოს, ხოლო მაღალი - არა? რატომ ისმის დაბალი ხმები უფრო დიდ მანძილზე, ვიდრე მაღალზე? სტატია გასცემს პასუხს ამ კითხვებზე.
რა განსაზღვრავს ხმის მოცულობას
ეს მნიშვნელობა დამოკიდებულია ხმის სიხშირეზე და ტალღის სიგრძეზე, ბგერის ნაკადის აკუსტიკურ წნევასა და ენერგიაზე. მაგრამ პირველ რიგში.
რა განსაზღვრავს ხმის მოცულობას? ფიზიკამ დიდი ხანია იცის, რომ ხმამაღალი სიძლიერე განისაზღვრება ტალღის მახასიათებლებით. რაც უფრო სწრაფად ვიბრირებს ხმის წყარო, მით უფრო მაღალიატალღის სიხშირე და რაც უფრო მოკლეა მისი სიგრძე. ჩვენ მაღალი სიხშირის ხმებს ჩუმად ვუწოდებთ, ჩვენ მათ აღვიქვამთ, როგორც დახვეწილს. მცირე ტალღის სიგრძის გამო მხოლოდ მცირე მანძილზე გვესმის. დაბალი სიხშირის ხმები ითვლება უხეში, აღიქმება როგორც ხმამაღალი და ისმის შორიდან.
აკუსტიკური წნევა და ხმის ნაკადი
რა განსაზღვრავს ხმის მოცულობას? ტალღის მახასიათებლების გარდა, აკუსტიკური წნევით. ეს წნევა აღემატება ატმოსფერულ წნევას, ის წარმოქმნის ვიბრაციულ სხეულს. თუ ხმის წყარო მოძრაობს დიდი ამპლიტუდით, დაბალი სიხშირით, წნევა მნიშვნელოვნად იზრდება.
წნევა ქმნის ხმის ნაკადის ენერგიას. ეს მნიშვნელობა იზომება W/m2-ში და აჩვენებს, რამდენი კინეტიკური ენერგია გადის ზედაპირზე 1 წამში. რაც უფრო მაღალია წნევა, მით უფრო ინტენსიურია ნაკადი.
ხმის მოცულობა და ენერგია
კითხვაზე, თუ რაზეა დამოკიდებული ხმის სიძლიერე, ფიზიკა იძლევა პასუხს: ბგერის ენერგიის ნაკადიდან. დავუშვათ, რომ ენერგია გაიზარდა 10-ჯერ - მოცულობა გაიზრდება ერთი ბელით (1 ბ). ბელი არის სიძლიერის ერთეული, თუმცა გაზომვების მოხერხებულობისა და სიზუსტისთვის გადაწყდა დეციბელების გამოყენება (1 დბ=0,1 ბ).
აღნიშნეთ საწყისი ხმის ენერგია E0. თუ ის იზრდება 10-ჯერ და უდრის 10 E0, , მაშინ ხმა გაიზრდება 10 დბ-ით, თუ 100-ჯერ - 20 დბ-ით და ა.შ. ხმის ენერგიის რყევებს, რომლის აღქმაც ადამიანის ყურს შეუძლია, აქვს საზღვრები. მათი დიაპაზონი იცვლება 10-შიტრილიონჯერ, მოცულობის ცვლილება - 130 დბ. ხმის ენერგიის მინიმალური დონე E0=10-12 W/m2. ასეთი სუსტი ხმა ყველას არ ესმის, მაგრამ მხოლოდ ძალიან განვითარებული სმენის მქონე ადამიანს. ყველა ბგერა შედარებულია E0 მნიშვნელობით, რათა დაახასიათოს ისინი, როგორც ჩუმი ან ხმამაღალი.
სიცხადისთვის მოვიყვანოთ ყველაზე გავრცელებული ბგერების მაგალითები, შევადაროთ მათი მოცულობა და ბგერის ნაკადის ენერგია. გასაგებია, რომ ხმებს ადამიანი აღიქვამს რამდენიმე მეტრის მანძილიდან.
| ხმის ტიპი | ხმის მოცულობა (დბ) | ხმის ენერგია (W/m2) |
| ფოთლის შრიალი | 10 | 10-11 |
| საათი იკლებს | 20 | 10-10 |
| მშვიდი საუბარი | 40 | 10-8 |
| ხმამაღლა საუბარი | 70 | 10-5 |
| ხმაურიანი ქუჩა | 90 | 10-3 |
| მეტროს მატარებელი | 100 | 10-2 |
გაუგონარი ხმები და ტკივილის ბარიერი
რა განსაზღვრავს ხმის მოცულობას? ყველაფრის გარდა, რაც უკვე განიხილება, მოსმენის ზღურბლიდან. ხმა შეიძლება იყოს თვითნებურად ხმამაღალი (სხვა ცოცხალი არსებებისთვის ან სპეციალური მოწყობილობებისთვის), მაგრამ თუ მისი სიხშირე 16-20 ჰც-ზე ნაკლებია (ინფრბგერა) და 16-20 კჰც-ზე მეტი (ულტრაბგერა), მაშინ მას ვერ აღვიქვამთ.
მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ არ გვესმის ინფრაბგერა და ულტრაბგერა,ისინი გავლენას ახდენენ ადამიანზე სხვადასხვა გზით. 75 დბ სიმაღლის ინფრაბგერა ჯანმრთელობისთვის საზიანოა, 120 დბ არის ადამიანის ტკივილის ზღვარი, 180 დბ ხმა კი სიკვდილამდე მივყავართ. ეს ეფექტი აიხსნება იმით, რომ ინფრაბგერითი დაბალი სიხშირე ზედმეტად ზრდის წნევას. ულტრაბგერა საშიში არ არის, ფართოდ გამოიყენება მედიცინაში, სხვადასხვა ინდუსტრიაში, მშენებლობაში.
