Үндүн интенсивдүүлүгү жана интенсивдүүлүк деңгээлдери боюнча мисал суроолор
Физикада үндүн интенсивдүүлүгү жана интенсивдүүлүк деңгээли үн толкундары темасында көп талкууланган эки маанилүү түшүнүк болуп саналат. Үн – бул термелүү аркылуу пайда болгон узунунан кеткен механикалык толкун жана анын таралышы үчүн чөйрө керек. Үндүн интенсивдүүлүгүн жана интенсивдүүлүк деңгээлин түшүнүү менен, биз уккан үндүн канчалык катуу экенин жана анын айлана-чөйрө менен кандайча өз ара аракеттенишерин баалай алабыз. Бул макалада үндүн интенсивдүүлүгү жана интенсивдүүлүк деңгээли түшүнүктөрү, ошондой эле так көрүнүш берүү үчүн мисал маселелер талкууланат.
Үн интенсивдүүлүгүнүн негизги түшүнүгү
Үндүн интенсивдүүлүгү деп үн толкунунун толкундун таралуу багытына перпендикуляр болгон бирдик аянтка убакыт бирдигинде өткөргөн энергиянын көлөмүн айтабыз. Эл аралык системада үндүн интенсивдүүлүгүнүн бирдиги чарчы метрге ватт (Вт/м²) болуп саналат. Үндүн интенсивдүүлүгүн жөнөкөй теңдеменин жардамы менен эсептесе болот:
\[ I = \frac{P}{A} \]
мында \(I\) - интенсивдүүлүк, \(P\) - үн булагы тарабынан өндүрүлгөн акустикалык күч, жана \(A\) - үн тараган беттин аянты.
Үндүн интенсивдүүлүгүнүн деңгээлинин негизги түшүнүгү
Үн интенсивдүүлүгүнүн деңгээлдери, ошондой эле үн интенсивдүүлүгүнүн деңгээлдери деп да аталат, адатта децибелдер менен (дБ) көрсөтүлөт, бул үн интенсивдүүлүгүнүн катышын билдирүү үчүн колдонулган логарифмдик бирдик. Үн интенсивдүүлүгүнүн деңгээлдери төмөнкү формуланы колдонуу менен эсептелет:
\[ L = 10 \log_{10} \left( \frac{I}{I_0} \right) \]
ди мана:
– \( L \) – үн интенсивдүүлүгүнүн децибел менен өлчөнгөн деңгээли,
– \( I \) өлчөнгөн үн интенсивдүүлүгү,
– \( I_0 \) – бул адамдын угуу босогосунун интенсивдүүлүгү, ал \( 1 \times 10^{-12} \, \text{W/m}^2 \) түзөт.
Үлгү суроолор жана талкуу
Келгиле, интенсивдүүлүк жана үн интенсивдүүлүгүнүн деңгээлдери жөнүндөгү түшүнүгүбүздү тереңдетүү үчүн кээ бир мисал суроолорду жана талкууларды карап көрөлү.
1-мисал суроо:
Үн булагы 2 ватт кубаттуулукту чыгарса жана үн бардык багыттар боюнча бирдей бөлүштүрүлсө, булактан 10 метр аралыктагы үндүн интенсивдүүлүгүн эсептегиле.
Талкуу:
Биринчиден, радиусу 10 метр болгон шардын бетинин аянтын эсептеп чыгышыбыз керек. Үн бардык багыттар боюнча тарагандыктан, үн тараган бет шардын бети болуп саналат, анын аянтын төмөнкү формула менен эсептөөгө болот:
\[ A = 4 \pi r^2 \]
мында \(r\) - булактан 10 метрге чейинки аралык. Анда,
\[ A = 4 \pi (10)^2 = 400 \pi \, \текст{m}^2 \]
Эми үндүн интенсивдүүлүгүн эсептей алабыз:
\[ I = \frac{P}{A} = \frac{2}{400\pi} \болжол менен 1.59 \убакыт 10^{-3} \, \text{W/m}^2 \]
2-мисал суроо:
Эгерде бир чекиттеги үндүн интенсивдүүлүгү �(1 \times 10^{-3} \, �text{W/m}^2 \) болсо, анда ошол чекиттеги үндүн интенсивдүүлүк деңгээлин эсептегиле.
Талкуу:
Үндүн интенсивдүүлүгүнүн деңгээлин эсептөө үчүн формуланы колдонуңуз:
\[ L = 10 \log_{10} \left( \frac{I}{I_0} \right) = 10 \log_{10} \left( \frac{1 \times 10^{-3}}{1 \times 10^{-12}} \right) \]
\[ L = 10 \log_{10} (1 \times 10^9) = 10 \times 9 = 90 \, \text{dB} \]
3-мисал суроо:
Концертте белгилүү бир аралыкта үн интенсивдүүлүгүнүн деңгээли 110 дБ болот. Эгер сиз үн интенсивдүүлүгүн Вт/м² менен билгиңиз келсе, аны кантип эсептейт элеңиз?
Талкуу:
Эгерде үн интенсивдүүлүгүнүн деңгээли (L) 110 дБ экени белгилүү болсо, анда үн интенсивдүүлүгүн табуу үчүн интенсивдүүлүк деңгээлинин формуласын колдонсок болот:
\[ L = 10 \log_{10} \left( \frac{I}{I_0} \right) \]
Ошентип, бул теңдемени төмөнкүдөй өзгөртүүгө болот:
\[ 110 = 10 \log_{10} \left( \frac{I}{1 \times 10^{-12}} \right) \]
\[ \Оң жагы \log_{10} \left( \frac{I}{1 \times 10^{-12}} \right) = 11 \]
\[ \Оң бурчтуу \frac{I}{1 \times 10^{-12}} = 10^{11} \]
\[ \Оң жактуу I = 10^{11} \убакыт 1 \убакыт 10^{-12} \]
\[ I = 10^{-1} \, \text{W/m}^2 = 0.1 \, \text{W/m}^2 \]
Жогорудагы мисал маселеси аркылуу биз үндүн интенсивдүүлүгү жана үн деңгээли кандайча эсептелгенин жана түшүнүлгөнүн көрө алабыз. Бул эки түшүнүк кандайча иштээрин жана эсептелгенин түшүнүү менен, биз үндүн күнүмдүк чөйрөбүздө, анын ичинде үн инженериясында, акустикалык дизайнда жана ызы-чуу көйгөйлөрүн чечүүдө кандайча иштээрин жакшыраак түшүнө алабыз. Үндүн интенсивдүүлүгүнүн жана үн деңгээлинин ролун түшүнүү ден соолук жана коопсуздук үчүн, айрыкча, жогорку таасирдүү үндөрдүн үзгүлтүксүз таасиринен улам угуунун начарлашынын алдын алууда да маанилүү.
Ошо сыяктуу эле, үндүн интенсивдүүлүгүн жана үн деңгээлин эске алуу музыка, телекоммуникация жана өндүрүш сыяктуу ар кандай тармактарда да колдонулат, мында үндүн чыгышын көзөмөлдөө продукциянын сапатын жана колдонуучунун коопсуздугун камсыз кылуу үчүн абдан маанилүү. Жалпысынан алганда, бул түшүнүктөрдү жакшы түшүнүү илимий билимди байытып гана тим болбостон, күнүмдүк жашоодо кеңири практикалык мааниге ээ.
