📖 Skaitymo laikas: 10 min 54 sek
POV: Sutaupysite 4 minutes skaitydami šį tekstą 400 wpm (žodžių per minutę) greičiu!
Spustelėkite nuorodą, kad išbandytumėte šį NEMOKAMĄ „Chrome“ plėtinį.
Garsas yra didžiulis, galingas ir pilnas paslėptų gelmių kaip vandenynas. Kai kurios bangos švelniai lieja krantą, o kitos trenkiasi su nesustabdoma jėga, kaip reaktyvinis variklis kylant. Bet kaip išmatuoti šias garso bangas? Kaip įprasminti kažką tokio neapčiuopiamo kaip garsumas? Atsakymas slypi matavime, kurį laikome savaime suprantamu dalyku – tokiame, kuris formuoja mūsų pasaulį taip, kaip retai svarstome: decibelu (dB).
dB ne tik garsumo vienetas, bet ir diktuoja mūsų suvokimą apie mus supantį pasaulį. Bet iš kur atsirado šis mįslingas vienetas ir kodėl jis matuojamas logaritmiškai, o ne tiesiškai?
Laikas sužinoti...
dB gimimas
Įspūdinga dB istorija siekia XX amžiaus pradžią. Pasaulis norėjo standartinio vieneto, skirto kintamo garso stiprumo matavimui. Plečiantis pramonės šakoms ir tobulėjant technologijoms, iškilo neatidėliotinas poreikis nuosekliai ir prasmingai matuoti garsą.
1924 m. buvo sudarytos sąlygos puikiam amerikiečių elektros inžinieriui AH Taylorui žengti į priekį. Jis buvo tas, kuris sugalvojo decibelų idėją. Teiloras buvo tarsi meistras magas. Įkvėpimo jis sėmėsi iš logaritminės skalės, pagrindinės matematikos ir fizikos priemonės. Jis išradingai jį pritaikė garsui matuoti. Ši nauja logaritminė sistema užfiksavo garso detales. Tai leidžia tiksliau ir lengviau pavaizduoti platų asortimentą.
Tayloro dB skalė buvo tarsi didžiulė iliuzija. Tai pakeitė garso inžineriją. Tai suteikė naują būdą išreikšti garso intensyvumą. Ir tai padarė glaustai ir prasmingai. Tai atvėrė naujas galimybes muzikantams, garso technikams ir mokslininkams. Dabar jie galėjo nustatyti garso lygius įvairiose vietose ir tai padaryti lengviau bei tiksliau.
Bėgant metams dB skalė tapo įprasta garso matavimo kalba. Jis peržengė sienas ir suvienijo pasaulinę garso gerbėjų ir profesionalų bendruomenę. Tai galimybė suspausti platų garsumo diapazoną į trumpą logaritminį formatą. Tai įgalino visuotinį bendravimą ir bendradarbiavimą. Tai buvo tarsi bendra kalba, vienijanti žmones iš visų sluoksnių.
dB dekodavimas ir jo įspūdinga pavadinimo istorija
Bet kas tiksliai yra dB? Tai ne žmogus ar mitinė būtybė. Vietoj to, dB yra matavimo vienetas. Jis kilęs iš logaritmų – matematinės koncepcijos, kuri suspaudžia platų garso diapazoną.
Pats terminas „decibelas“ turi intriguojančią istoriją. AH Taylor (jei prisimenate vaikiną iš ankstesnės pastraipos) buvo puikus elektros inžinierius. Šį naują garso matavimo vienetą jis pirmą kartą pristatė 1924 m. Jis turėjo rasti pavadinimą, kuris atspindėtų skalės esmę. Jis turėjo būti tinkamas logaritminei skalei.
Priešdėlis „deci-“ reiškia vieną dešimtąją (1/10) Tarptautinėje vienetų sistemoje (SI). Tayloras išradingai jį sujungė su „bel“. Vardas buvo suteiktas telefono išradėjo Aleksandro Grahamo Bello garbei.
Pavadinimas „bel“ atpažino Bello novatorišką darbą technologijų srityje. Tayloras manė, kad tai buvo tinkama duoklė pagerbti jo tyrimų ištakas. Tačiau buvo nustatyta, kad belas, kuris yra didelis vienetas daugeliui garso matavimų, yra nepraktiškas.
Dėl to Taylor nusprendė naudoti decibelą (dB). Tai yra viena dešimtoji belo ir standartinis garso matavimo vienetas. Pavadinimo pakeitimas puikiai suderintas su skalės logaritminiu pobūdžiu. Dėl to garso intensyvumas buvo paprastesnis, neprarandant tikslumo.
Logaritmų magijos supratimas
Pakalbėkime apie logaritmus. Jie sudėtingą matematiką paverčia paprastomis ir elegantiškomis transformacijomis. Decibelais matuojamas garsų garsumas. Jie suspaudžia platų garso intensyvumo diapazoną į skalę. Diapazonas svyruoja nuo šnabždesio iki riaumojimo. Logaritmai turi šią unikalią savybę. Tai leidžia mums girdėti garsus taip, kaip girdi mūsų ausys. Jie yra nelinijiniai. Jie suteikia tikslesnį vaizdą apie tai, ką girdime.
Dėl logaritmų dB skalė yra būtina daugelyje sričių. Ji apima garso inžineriją, telekomunikacijas ir aplinkos analizę, taip pat sveikatos ir saugos taisykles. dB matavimas leidžia tiksliai ir lengvai naršyti ir suprasti garsą.
Garso dydžio tyrinėjimas
Viena iš kerinčių dB savybių yra jų universalumas. Mes visi kalbame skirtingomis kalbomis ir turime skirtingas kultūras. Tačiau dB matavimai viršija šiuos skirtumus. Jie suteikia mums bendrą pagrindą suprasti garsą. Muzikantai, garso inžinieriai ir gerbėjai visame pasaulyje naudoja dB bendraudami ir bendradarbiaudami, formuodami bendrą kalbą.
Dabar, kai suprantame dB esmę, leiskitės į garsinį nuotykį.
Ar žinojote, kad įprastų pokalbių garsas paprastai būna 60–70 dB? Roko koncertai gali viršyti 110 dB. Tai rodo platų garso intensyvumo diapazoną. Ir atspėkite, galite juos išmatuoti naudodami dBs.
5 programos, skirtos parodyti dB veikiant
Ar žinote, kur naudojamas dB matavimas? Tiksliai, beveik visur. Šiandien pasaulis naudoja dB matavimus daugelyje pramonės šakų ir kasdienių programų. Panagrinėkime juos:
1. Darbuotojų sauga ir sveikata
Triukšmingose darbo vietose, pavyzdžiui, statybvietėse ir gamyklose, dB matavimas apsaugo darbuotojų klausą.
Ar žinojai tai? JAV darbuotojų saugos ir sveikatos administracija (OSHA) nustato leistinas poveikio ribas. Maksimalus triukšmas yra 85 dB aštuonių valandų darbo pamainoje. Šiuo reglamentu siekiama užkirsti kelią klausos praradimui. Tai sukelia triukšmas ir paveikia milijonus darbuotojų visame pasaulyje.
2. Garso inžinerija ir muzikos gamyba
Muzikos ir garso inžinerijos srityje dB yra orientacinis kompasas. Garso inžinieriai kruopščiai kontroliuoja garso lygį. Jie tai daro įrašų, gyvų pasirodymų ir postprodukcijos metu. Taip sukuriama žavinga garso patirtis.
Ar žinojai tai? Studijose garso lygis nustatomas vidutiniškai 85-90 dB. Šis lygis skirtas suteikti aiškų garsą nevarginant klausytojų.
3. Aplinkos triukšmo analizė
Miestuose triukšmo tarša kelia vis didesnį susirūpinimą. dB matavimas naudojamas triukšmo lygiui analizuoti ir sumažinti. Miesto planuotojai ir aplinkosaugininkai naudoja dB duomenis. Jie naudoja jį vertindami eismo triukšmo poveikį namams. Jie jį naudoja kurdami planus, kaip sumažinti triukšmą.
Ar žinojai tai? Kai kuriuose miestuose netgi galioja triukšmo įsakymai. Tam tikromis valandomis jie palaiko priimtiną garsą.
4. Sveikatos priežiūra ir audiologiniai tyrimai
Atliekant audiologinius tyrimus, dB matavimas yra labai svarbus. Jis įvertina klausą ir diagnozuoja klausos praradimą.
Ar žinojai tai? Klausos testai naudoja dB.Jie randa švelniausius garsus, kuriuos žmogus gali girdėti skirtingais dažniais. Rezultatai padeda audiologams paskirti tinkamą gydymą. Jie pritaikyti pagal individualius poreikius.
5. Buitinė elektronika ir garso įrenginiai
Nuo išmaniųjų telefonų iki namų kino sistemų – dB matavimas yra daugelyje plataus vartojimo elektronikos prietaisų. Jis naudojamas garsui valdyti.
Ar tu tai žinojai? Garsumo valdikliai dažnai kalibruojami decibelais. Tai leidžia vartotojams pritaikyti garsą pagal savo pageidavimus. Tai taip pat apsaugo nuo galimo klausos pažeidimo. dB skalė yra intriguojanti. Jis skirtas ne tik garsui matuoti. Jis taip pat naudojamas galios santykiams, pavyzdžiui, radijo signalams, žemės drebėjimams ir net astronomijai nustatyti.
Decibelų matavimo raida šiuolaikinėse technologijose
Decibelų matavimas nuėjo ilgą kelią nuo tada, kai buvo pradėtas taikyti telekomunikacijų ir akustikoje. Šiandien ji atlieka lemiamą vaidmenį įvairiose pramonės šakose – nuo miestų planavimo iki kosmoso tyrinėjimų. Štai keletas naujausių pasiekimų ir pagrindinių išvadų šioje srityje:
Dirbtinio intelekto valdomas triukšmo stebėjimas ir išmanieji miestai
- Remiantis 2023 m. Pasaulio sveikatos organizacijos (PSO) ataskaita, per didelis triukšmo poveikis yra susijęs su padidėjusia širdies ir kraujagyslių ligų, streso ir miego sutrikimų rizika.
- Daugelyje pasaulio miestų, įskaitant Barseloną ir Londoną, įdiegtos dirbtinio intelekto valdomos triukšmo stebėjimo sistemos, kurios realiuoju laiku seka garso taršą. Šios sistemos padeda užtikrinti triukšmo reglamentavimą ir pagerinti miestų planavimą.
- Europos aplinkos agentūra (EEA) apskaičiavo, kad daugiau nei 100 milijonų žmonių Europoje vien kelių eismo keliamo žalingo triukšmo lygis yra didesnis nei 55 dB.
Itin tylių technologijų augimas buitinės elektronikos srityje
- Dėl tylesnės gyvenimo ir darbo aplinkos paklausos išaugo mažai triukšmingų prietaisų ir elektronikos gaminiai.
- Tokios įmonės kaip „Dyson“ ir „Sony“ pristatė itin tylius gaminius, tokius kaip dulkių siurbliai, skleidžiantys mažiau nei 65 dB, ir triukšmą slopinančias ausines, mažinančias aplinkos triukšmą iki 30 dB.
- 2022 m. Nacionalinio darbuotojų saugos ir sveikatos instituto (NIOSH) atliktas tyrimas parodė, kad ilgalaikis triukšmo lygis, viršijantis 70 dB, gali prisidėti prie laipsniško klausos praradimo, o tai sustiprina tylesnių technologijų poreikį.
Nauji žmogaus garso suvokimo atradimai
- Nors tradiciniai modeliai rodo, kad 10 dB padidėjimas dvigubai padidina suvokiamą garsumą, naujausi tyrimai rodo, kad šis suvokimas skiriasi priklausomai nuo dažnio ir individualaus klausos jautrumo.
- Johnso Hopkinso universiteto (2023 m.) tyrimai rodo, kad triukšmo poveikis gali paspartinti pažinimo nuosmukį, o triukšmo lygis padidėja 10 dB, o demencijos rizika yra 36 % didesnė.
- Mokslininkai dabar tiria „hiperakuzę“ – būklę, kai smegenys sustiprina įprastus garsus, todėl kai kuriems žmonėms kasdienis triukšmas tampa nepakeliamas.
Kosminė akustika: garsiausias visų laikų garsas?
- Garsiausias įrašytas garsas Žemėje, 1883 m. Krakatau išsiveržimas, siekė 310 dB ir plyšo ausies būgneliai už daugiau nei 64 km.
- Kosmose NASA mokslininkai tiria teorines garso bangas iš juodųjų skylių, o kai kurie vertinimai rodo, kad tam tikri kosminiai įvykiai teoriškai gali viršyti 1100 dB, nors jie nesklistų vakuume.
- 2022 m. „The Astrophysical Journal“ paskelbtame tyrime buvo analizuojamos Perseus galaktikos spiečiaus skleidžiamos garso bangos, įrodančios, kad žemo dažnio bangos gali sklisti tarpgalaktinėmis dujomis, o tai paneigė ankstesnes prielaidas apie garsą erdvėje.
Darbo sauga ir visuotinis siekis dėl griežtesnių dB taisyklių
- Profesinis triukšmas išlieka pagrindine klausos praradimo priežastimi visame pasaulyje. PSO apskaičiavo, kad 16 % suaugusiųjų klausos praradimo atvejų atsiranda dėl per didelio triukšmo darbo vietoje.
- Šalys griežtina triukšmo poveikio ribas:
- OSHA (JAV): Triukšmas darbo vietoje neturi viršyti 85 dB per 8 valandų pamainą.
- ES triukšmo direktyva: Jei triukšmo lygis siekia 80 dB, darbdaviai privalo pasirūpinti klausos apsauga.
- Japonija ir Australija: priėmė griežtesnes taisykles, apribodamas kasdienę ekspoziciją iki 85 dB ir privalomus triukšmo įvertinimus.
- OSHA (JAV): Triukšmas darbo vietoje neturi viršyti 85 dB per 8 valandų pamainą.
Decibelų matavimas yra daugiau nei vien skaičiai – nuo jų priklauso, kaip projektuojame miestus, vystome technologijas ir saugome savo sveikatą. Tobulėjant tyrimams, mes ir toliau tobuliname savo supratimą apie garsą ir jo didelį poveikį mūsų gyvenimui.
Klausos ir suvokimo dB lygiai: atsakyta į dažniausiai užduodamus klausimus
Decibelai (dB) yra įspūdingas garso intensyvumo matas, o suprasti, kaip mes suvokiame skirtingus lygius, gali būti labai naudinga.
Taigi, ar girdite 7 dB?
Nors 7 dB yra labai silpnas, jis šiek tiek viršija žmogaus klausos slenkstį, kuris paprastai prasideda nuo 0 dB. Tai reiškia, kad neįtikėtinai ramioje aplinkoje žmogus, turintis puikią klausą, gali tiesiog tai pastebėti. Pakeliant skalę aukštyn, koks garsas yra 1 decibelas? Vienas decibelas yra mažiausias garso lygio pokytis, kurį gali aptikti vidutinė žmogaus ausis, tačiau jis vis tiek yra labai švelnus.
Ar gerai klausytis 80 dB?
80 dB ekspozicija, panaši į miesto eismo triukšmą, paprastai yra saugi iki 8 valandų per dieną. Tačiau ilgalaikis poveikis gali pakenkti klausai. Kalbant apie kontekstą, kiek dB yra žmogaus šauksmas? Žmogaus šauksmas gali svyruoti nuo 80 iki 105 dB, priklausomai nuo asmens balso stiprumo ir atstumo nuo klausytojo.
Ar žmogus girdi 100 dB?
Taip, 100 dB yra gerai žmogaus klausos ribose ir palyginama su garsaus motociklo ar grandininio pjūklo triukšmo lygiu. Nors 100 dB tikrai yra garsus, kiek laiko tai saugu? Kad nepažeistumėte klausos, patartina apriboti ekspoziciją iki 100 dB iki 15 minučių.
Ar tylesniame spektro gale 40 dB per garsiai miegoti?
Daugumai žmonių 40 dB, panašus į ramią biblioteką, yra patogus miego lygis. Tačiau lengviems miegamiesiems tai gali trukdyti. Dabar pereikime prie garsesnės aplinkos: kiek dB yra koncertas? Koncertai dažnai pasiekia nuo 110 iki 120 dB, todėl klausos apsauga yra būtina.
Kaip skamba 90 dB?
Devyniasdešimt dB yra panašus į vejapjovės arba pravažiuojančio motociklo garsą. Jis yra pakankamai garsus, kad ilgai veikiant gali pakenkti klausai. Kalbant apie ekstremalius lygius, ar įmanoma 300 decibelų? Teoriškai ne. 300 dB yra gerokai didesnis už garso slėgio lygį, kuris gali susidaryti Žemės atmosferoje.
Ar galime sukurti 1100 dB garsą?
Ne. 1100 dB viršija fizines garso gamybos ribas ir būtų katastrofiška. Panašiai, ar 500 decibelų garsas? Vėlgi, tai gerokai viršija bet kokį pasiekiamą ar išgyvenamą garso lygį.
Grįžtant prie tipiškesnių klausos diapazonų, ar žmonės girdi 10 dB?
Taip, 10 dB yra žmogaus klausos diapazone, bet labai silpnas, kaip lapų ošimas. Koks yra žemiausias decibelas, kurį gali išgirsti žmogus? Paprastai klausos slenkstis yra apie 0 dB, tačiau jis gali šiek tiek skirtis kiekvienam asmeniui. Ar 10 dB yra per garsus? Daugeliu atvejų ne. 10 dB yra labai tylus ir neįkyrus.
Galiausiai, ar kas 10 dB yra dvigubai garsesnis?
Techniškai kiekvienas 10 dB padidėjimas reiškia dešimt kartų didesnį garso intensyvumą, tačiau suvokiant, žmogaus ausiai jis girdimas maždaug dvigubai garsiau.
Decibelai pakeitė mūsų supratimą apie garsą. Jie tai darė nuo pat gimimo iki praktinio naudojimo. Tegul dB stebuklas mus veda. Taip bus, kai tyrinėsime ir apkabinsime savo garso pasaulio paslaptis ir grožį. Taigi leiskite dB matavimo magijai sužadinti jūsų smalsumą. Ji kviečia klausytis, mokytis ir pasinerti į garso simfoniją.
Susiję skaitiniai ir informacijos šaltiniai
-
Pasaulio sveikatos organizacija (PSO) – Europos regiono aplinkos triukšmo gairės (2018 m.) https://www.who.int
-
Europos aplinkos agentūra (EAA) – triukšmo taršos ataskaita (2023 m.) https://www.eea.europa.eu
-
Nacionalinis darbuotojų saugos ir sveikatos institutas (NIOSH) – Darbo triukšmo poveikio gairės (2022 m.) https://www.cdc.gov/niosh
-
Johnso Hopkinso universiteto tyrimas (2023 m.) – Triukšmo poveikio ir pažinimo nuosmukio tyrimai
-
NASA kosminės akustikos tyrimai (2022 m.) – žemo dažnio garso bangos Perseus galaktikos spiečiuje https://www.nasa.gov
-
Darbuotojų saugos ir sveikatos administracija (OSHA) – reglamentai dėl triukšmo poveikio darbo vietoje https://www.osha.gov/noise
-
Amerikos akustinės draugijos (JASA) žurnalas – naujausi akustinio matavimo ir suvokimo pasiekimai (2023 m.)
-
Krakatau išsiveržimo (1883 m.) istorinė analizė – garso sklidimas ir efektai https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com
