0202

względnie najmniejsze ciśnienie akustyczne p₀ dające ledwie dostrzegalne wrażenie słuchowe. Próg słyszalności zależy od częstotliwości, dla tonu 1000 Hz wynosi (dla statysty-

W    N

cznie średniego odbiorcy) /₀ = 10^-1- —-, lub p₀ = 2 • 10^-5 —- ,p_n — amplituda ciśnie-

m²    m²

nia progowego. Zależność (statystycznie średniego) progu słyszalności od częstotliwości tonu przedstawia dolna krzywa na ryc. 11.7. Górna krzywa na ryc. 11.7 przedstawia

W

próg bólu dla różnych częstotliwości. Dla tonu 1000 Hz wynosi on l_ma% 1 —- oraz

m “

N

Pmaks = 2 • 10¹ — . Rozpiętość natężeń dźwięków percepowanych jako wrażenie słu-m²

chowe jest więc ogromna, wyraża się stosunkiem 10¹² : 1, a dla ciśnień I0⁶ : 1 Ogromna rozpiętość natężeń dźwięku, na jakie ucho reaguje, jak i pewne właściwości zmysłu słuchu, o których będzie mowa dalej, skłaniają do przyjęcia skali logarytmicznej dla porównywania natężeń dźwięku czy odpowiadających im ciśnień akustycznych. W tym celu wprowadza się pojęcie poziomu natężenia dźwięku lub poziomu ciśnień akustycznych.

Poziom natężenia dźwięku L definiuje się jako logarytm stosunku natężenia, dźwięku badanego / do natężenia odniesienia /₀, czyli

L = lg — (w belach)

•o

lub

L=101g—— (w decybelach)    11.19

•*0

Za natężenie odniesienia przyjmuje się natężenie progowe tonu 1000 Hz, czyli , ^w

/₀ = 10~¹²-. Poziom natężenia wyraża się w belach B, lub częściej w decybelach

m²

dB = 10^-1 B. W ten sposób cała olbrzymia rozpiętość natężeń słyszalnych, wyrażająca się stosunkiem 1 : 10¹² dla 1000 Hz sprowadza się do skali poziomów natężeń zawartych w granicach od 0 do 12 beli, względnie od 0 do 120 dB. Dla progu słyszalności jest bowiem: L = lg /„//„ = 0, a dla progu bólu: L = Ig 10¹² /„//„ = 12.

Korzystając z zależności / ~p²m (wzór 11.17), można poziom natężenia dźwięku zastąpić poziomem ciśnień akustycznych, mianowicie:

L = lg — = 2 log — (w belach)

P o    Po

L = 20 lg —    (w decybelach)    11.20

Po

Skala logarytmiczna natężeń czy ciśnień akustycznych lepiej odpowiada właściwościom, zmysłu słuchu niż skala liniowa, jest bowiem w zgodzie z prawem Webora-Fechnera a prawo to w przybliżeniu stosuje się do słuchu, jak i do innych zmysłów. Można je sformułować następująco: najmniejszy zauważalny przyrost bodźca, czyli próg różnicy

209

14 — Podstawy biofizyki