Teorie: Zvuk a jeho měření
Zvuk je mechanické vlnění, nikoliv elektromagnetické. Tím se zásadním způsobem odlišuje od světla, tepla a jiných záření. Z tohoto důvodu se zvuk může šířit pouze v tom prostředí, které kmitá a tak ho přenáší - např. vzduch, kov, dřevo atd. Ochota materiálu kmitat frekvencí zvuku potom rozděluje materiály na dobře vodivé pro zvuk a na zvukové izolanty. Dobře vodivý je např. kov, voda, za izolanty lze považovat měkké materiály, vatu, polystyren.
Fyzikální klasifikace zvuku:
Intenzita zvuku - mechanický výkon kmitajících částic v ploše 1 m2, kterou se zvuk šíří. Jednotka [W.m-2] .
Hladina intenzity zvuku - logaritmická hodnota intenzity, definovaná vztahem
B= log I/I0 . Jednotka je BEL [B].
kde I0 je prahová intenzita zvuku pro referenční tón (1000 Hz), kdy ještě něco slyšíme - je to ta nejmenší možná intenzita zvuku vnímaná lidským (!!) uchem. I0 je hodnota individuální, pro sjednocení byla definována její střední populační hodnota I0 = 10-12 W.m-2. Na druhou stranu o zvuku má smysl mluvit do intenzit do 1 W.m-2 , potom vlnění již vnímáme jako bolest.
Důvodem zavedení této druhé objektivní veličiny popisující "sílu zvuku" je fakt, že ucho (stejně jako i všechny ostatní smyslové orgány) vnímá logaritmicky. Tj. zdá-li se nám, že zvuk je 2x víc nahlas, neznamená to dvojnásobné zvýšení intenzity. Zvýší-li se intenzita 10x, zvýší se hladina intenzity o 1 B. Zvýší-li se I 100x, B se zvýší o 2 B atd. Citlivost sluchu se se vzrůstající intenzitou zvuku snižuje.
Pro větší rozlišení se zavádí jednotka desetinová DECIBEL [dB]. B [dB] = 10.log I/I0 .
Dosud jsme uvažovali vnímání tónu o jedné frekvenci (1000 Hz). Lidské ucho může vnímat zvuk o frekvenčním rozsahu 16 - 20000 Hz, přičemž nejcitlivější je pro frekvence 1000 - 3000 Hz. To znamená, že tón o hladině intenzity 10 dB slyšíme dobře při f = 1000 Hz, ale neslyšíme při f 50 Hz nebo 15 kHz. Z důvodů této frekvenční závislosti citlivosti lidského ucha se zavádí jednotka další - hladina hlasitosti nebo též hlasitost, jednotka PHON [Ph].