Hangintenzitás - egy akusztikus hullám energia mértéke, amely megegyezik az időegységben (1 s) az egység felületén (1 m²) áthaladó akusztikus energiaáram átlagos értékével, amely merőleges a hullám terjedési irányára.
Az SI rendszerben a hangintenzitás mértékegysége W / m².
Meghatározás
Az energiatakarékosság elvéből következik, hogy a hang intenzitása egy zárt felületen belül egyenlő a hangforrás által az időegység által kibocsátott energiával, azaz a forrás hangteljesítményével:
P
=
∮
S
ÉS
→
⋅
d
s
→
.
{\ displaystyle P = \ oint \ korlátok _ {S} {{\ vec {I}} \ cdot {\ overrightarrow {ds}}},}
ahol:
ÉS
→
{\ displaystyle {\ vec {I}}}
- hanghullám irányának intenzitása,
d
s
→
{\ displaystyle {\ overrightarrow {ds}}}
- felszíni vektor
S
{\ displaystyle S}
- ha a felületet úgy választják meg, hogy az intenzitás állandó értéke legyen a teljes felületen, és az intenzitásvektor azonos irányú, mint a felületi vektor, akkor:
P
=
ÉS
∮
S
d
s
=
ÉS
S
.
{\ displaystyle P = I \ oint \ korlátok _ {S} {ds} = IS,}
honnét:
ÉS
=
P
S
.
{\ displaystyle I = {\ frac {P} {S}}.}
A valódi források által kibocsátott hang gömbhullámok formájában van, vagy ezeknek a hullámoknak a szuperpozíciója. Gömbhullámot kibocsátó pont hangforrás esetén:
ahol:
r
{\ displaystyle r}
- távolság a hangforrástól.
E képlet szerint a hangintenzitás fordítottan arányos a forrástól való távolság négyzetével. A forrástól való távolság megkétszereződése a hangintenzitás négyszeres csökkenésének felel meg.
Hangintenzitás és hangnyomás
A hangnyomást nehéz mérni, de a hangnyomást könnyen meg lehet mérni. Szinuszhullám esetén az intenzitást a következő adja meg:
ahol:
p
{\ displaystyle p}
- hangnyomás amplitúdója,
ρ
{\ displaystyle \ rho}
- a közeg sűrűsége,
c
{\ displaystyle c}
- az akusztikus hullám terjedésének sebessége egy adott közegben Az (1) és (2) képletek összehangolása és a transzformációk után a következőt kapja:
p
=
1
r
P
ρ
c
2
π
{\ displaystyle p = {\ frac {1} {r}} {\ sqrt {\ frac {P \ rho c} {2 \ pi}}}}
Ebből következik, hogy a hangnyomás fordítottan arányos a forrástól való távolsággal. A forrástól való távolság megkétszereződése tehát kettős nyomásesésnek felel meg.
