Интенсивность звука

Шаблон:Физическая величина Интенсивность звука (сила звука) — скалярная физическая величина, характеризующая мощность, переносимую звуковой волной в направлении распространения. Количественно интенсивность звука равна среднему по времени потоку звуковой энергии через единичную площадку, расположенную перпендикулярно направлению распространения звука^[1]^[2]:

I = \frac{1}{T} \int_{t_{0}}^{t_{0} + T} \frac{d P (t)}{d S} d t,

где t₀ — некоторый момент времени, T — время усреднения, dP — поток звуковой энергии (Дж/с), переносимый через площадку dS.

Используется также физическая величина мгновенная интенсивность звука, представляющая собой мгновенное значение потока звуковой энергии через единичную площадку, расположенную перпендикулярно направлению распространения звука^[2]:

I (t) = \frac{d P (t)}{d S} .

Единица измерения в Международной системе единиц (СИ) — ватт на квадратный метр (Вт/м²).

Для плоской волны интенсивность звука может быть выражена через амплитуду звукового давления p₀ и колебательную скорость v:

I = \frac{p_{0} v}{2} = \frac{v^{2} Z_{S}}{2} = \frac{p_{0}^{2}}{2 Z_{S}},

где Z_S — удельное акустическое сопротивление среды.

Порог слышимости по интенсивности для человека зависит от частоты. Самый тихий звук частотой 1 кГц, который способно услышать ухо, имеет интенсивность порядка 10^-12 Вт/м². Болевой порог человека приблизительно равен 1 Вт/м². Физиологически доступный для восприятия частотный диапазон: от 16—20 Гц до 15—20 кГц.