Ton und Dezibel

Hören ist einer unserer wertvollsten Sinne. Zusammen mit dem Sehen erhalten wir die meisten Informationen, die in unserer Umgebung verfügbar sind. Aber haben Sie jemals darüber nachgedacht, was Klang wirklich ist oder wie er wahrgenommen wird?

Schall ist in seiner einfachsten Form eine Reihe von Druckwellen, die sich durch ein Medium bewegen, egal ob es fest, flüssig oder gasförmig ist. Konzentrieren wir uns nun für einen Moment auf das Medium, mit dem wir am besten vertraut sind. Wenn Sie nicht unter Wasser leben, handelt es sich um Luft.

Ich wette, Sie haben beim letzten Einschalten des Radios nicht darüber nachgedacht, was es möglich macht, den Ton aus dieser Box zu hören. Wie kommt diese magische Party zustande? Wenn Sie den Knopf an der Box drehen, werden die elektrischen Impulse verstärkt, die von den vom Radiosender gesendeten eingehenden Funkwellen erzeugt werden. Diese Impulse speisen die Lautsprecher und lassen sie vibrieren. Vibrierende Lautsprecher erzeugen wiederum Druckwellen in der Umgebungsluft, und diese Wellen wandern, bis sie auf ein Hindernis treffen, beispielsweise auf die Funktion Ihres Innenohrs. An diesem Punkt kommen der großartige menschliche Körper, die Haut, die Knochen und die Flüssigkeiten ins Spiel, die zusammenarbeiten, um die Wirkung der Druckwellen von Ihren Radiolautsprechern in Nervenimpulse umzuwandeln, die Ihr Gehirn über Ihr Nervensystem erreichen. Ihr Gehirn interpretiert diese Nervenimpulse und nimmt sie als Musik wahr.

Wenn die Schalldruckwellen stark genug sind, können sie die Funktion unseres Innenohrs beeinträchtigen und Schäden verursachen. Schädliche Druckwellen können durch Dinge entstehen, die bei einem Rockkonzert oder dem Triebwerk eines Jets zu nahe an riesigen Lautsprechern sitzen, sowie durch viele Arten von Maschinen, die in einer Fabrik vorhanden sind. In den meisten Fällen kann das Gehör erhalten werden, indem Sie einen geeigneten Schutz tragen und die Zeit begrenzen, in der Sie der Quelle lauten Geräusches ausgesetzt sind. Beide Faktoren sind wichtig, wie wir später sehen werden.

Glücklicherweise gibt es ein High-Tech-Gerät, mit dem festgestellt werden kann, ob Schalldruckwellen unsere empfindlichen Organe schädigen können. Dieses Gerät vergleicht den gemessenen Schalldruck der Quelle mit dem Schalldruck, der mit der menschlichen Hörschwelle verbunden ist. Mit Schwelle meine ich den Schalldruck, bei dem unsere Ohren anfangen, Schall wahrzunehmen, den die Wissenschaftler als 0,00002 Newton pro Quadratmeter oder N / m bestimmt haben2. Der Newton ist eine Maßeinheit innerhalb des metrischen Systems, die zur Quantifizierung der Kraft verwendet wird, ähnlich wie Pfund die Einheit der Kraft / des Gewichts innerhalb des englischen Systems quantifiziert. Da der Druck eine Kraft ist, die durch die Fläche geteilt wird, werden wir uns damit befassen Einheiten ausgedrückt in N / Meter2. Die Schalldruckmessung wird dann in Schalldruck umgewandelt. Niveau, ausgedrückt in Dezibel oder dB, gemäß dieser Formel:

L.P. = 20 × Log (p ÷ p0)

wo L.P. ist der Schalldruckpegel in dB, p ist der gemessene Schalldruck und, wie oben diskutiert, der Schwellenschalldruck, p0ist gleich 0,00002 N / m2. Wenn Sie sich an die vorherigen Blog-Diskussionen erinnern, wird Log, eine Standardfunktion der meisten Taschenrechner, verwendet, um Schalldruckpegelzahlen, die tendenziell ziemlich groß sind, in kleinere Zahlen und gleichmäßigere Abstände zu reduzieren. was das Layout erleichtert. ein Graph.

Angenommen, Sie möchten feststellen, ob die Werksausrüstung für die Mitarbeiter gefährlich laut ist. Mit einem Schallpegelmesser würden Sie zuerst Ihren Schalldruck p auf 20 N / m messen2. Angewandt auf die oben angegebene Formel berechnen wir den Schalldruckpegel in:

L.P. = 20 × Log (20 N / m2 0,00002 N / m2) = 120 dB

Beachten Sie nun, dass 20 N / m2 Es ist die Ebene, auf der die meisten Menschen anfangen, sich die Ohren zu verletzen. Eine längere Exposition gegenüber diesem Wert kann zu Hörschäden und Hörverlust führen. Abhängig von Ihrer Belichtungszeit mit einer Schallquelle können bereits viel niedrigere Schalldruckpegel zu Hörverlust führen.

Woher wissen wir also, wo wir mit Schalldruckpegeln und Expositionszeiten in Sicherheit sind? Wir werden es nächste Woche herausfinden, wenn wir uns die Expositionsstandards ansehen, die von der Arbeitsschutzbehörde (OSHA) festgelegt wurden.

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