Intensidade do son

Medicións do son
Presión sonora p, SPL
Velocidade de partícula v, SVL
Desprazamento de partícula ξ
Intensidade sonora I, SIL
Potencia sonora Pac
Nivel de potencia sonora SWL
Enerxía sonora
Densidade de enerxía sonora E
Fluxo de enerxía sonora q
Impedancia acústica Z
Velocidade do son c
Audiofrecuencia AF

A intensidade do son defínese como a potencia acústica transferida por unha onda sonora por unidade de área normal á dirección de propagación.

$I={A \over N}$;

onde I é a intensidade sonora, A é a potencia acústica e N a área normal á dirección de propagación.

A intensidade do son que se percibe subxectivamente é o que se denomina sonoridade, e permite ordenar sons nunha escala de máis forte a máis débil.

Intensidade sonora dunha onda esférica

No caso dunha onda esférica que se transmite desde unha fonte puntual no espazo libre (sen obstáculos), cada fronte de onda é unha esfera de radio r. Neste caso, a intensidade acústica é inversamente proporcional á área da fronte de onda (A), que á súa vez é directamente proporcional ao círculo da distancia á fonte sonora.

$I={P \over A}={P \over 4\pi r^{2}}$

I=P/A.

A unidade derivada utilizada polo Sistema Internacional de Unidades é o vatio por metro cadrado (W/m²).

O oído humano ten a capacidade de escoitar sons a partir dunha intensidade de 10⁻¹² W/m². Esta intensidade coñécese como limiar de audición. Cando a intensidade supera 1 W/m², a sensación tórnase dolorosa.

Dado que no rango de intensidades que o oído humano pode detectar sen dor hai grandes diferenzas no número de cifras empregando unha escala linear, é habitual utilizar unha escala logarítmica. Por convención, en dita escala logarítmica emprégase como nivel de referencia o limiar de audición. A unidade máis empregada na escala logarítmica é o decibel.

$I_{dB}=10\log _{10}{I \over I_{0}}$;

onde I_dB é a intensidade acústica en decibelios, I é a intensidade acústica na escala linear (W/m² no SI) e I₀ é o limiar de audición (10⁻¹² W/m²).

Estes decibelios denótanse domo dB_SIL, do inglés Sound Intensity Level, que non teñen o mesmo valor que os dB_SPL, de Sound Pressure Level, nivel de presión sonora, que saen dunha presión sonora.

Factores que determinan a intensidade acústica

• A intensidade depende da superficie da fonte sonora. O son producido por un diapasón refórzase cando este se coloca sobre unha mesa ou sobre unha caixa de finas paredes que entran en vibración. O aumento da amplitude da fonte e o da superficie vibrante fan que aumente simultaneamente a enerxía cinética da masa de aire que está en contacto con ela; esta enerxía cinética aumenta, en efecto, coa masa de aire que se pon en vibración e coa súa velocidade media (que é proporcional ao cadrado da amplitude).
• A intensidade de percepción dun son polo oído depende tamén da súa distancia á fonte sonora. A enerxía vibratoria emitida pola fonte distribúese uniformemente en ondas esféricas cunha superficie que aumenta proporcionalmente ao cadrado dos seus radios; a enerxía que recibe o oído é, por conseguinte, unha fracción da enerxía total emitida pola fonte, tanto menor canto máis afastado está o oído. Esta intensidade diminúe aproximadamente 6 dB cada vez que se duplica a distancia á que se encontra a fonte sonora (lei da inversa do cadrado).
• A intensidade depende tamén da natureza do medio elástico interposto entre a fonte e o oído. Os medios non elásticos, como a la, o feltro etc., debilitan considerablemente os sons.

Véxase tamén

Bibliografía

• E. Tippens, Paul (2001). Chile: McGraw-Hill, ed. Física: Conceptos y aplicaciones. ISBN.