Интенсивность звука

Интенсивность звука
[math]\displaystyle{ I }[/math]
Размерность	MT−3
Единицы измерения
СИ	Вт/м²
СГС	эрг/с·см²
Примечания
скалярная 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:

[math]\displaystyle{ I = \frac{1}{T}\int\limits_{t_0}^{t_0+T}\frac{dP(t)}{dS}dt, }[/math]

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:

[math]\displaystyle{ I(t) = \frac{dP(t)}{dS}. }[/math]

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:

[math]\displaystyle{ I = {p_0v \over 2} = {v^2Z_S \over 2} = {p_0^2 \over 2Z_S}, }[/math]

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.

См. также

• Громкость звука
• Плотность звуковой энергии

Литература

• Интенсивность звука (сила звука) // Большая Советская энциклопедия (в 30 т.) / А. М. Прохоров (гл. ред.). — 3-е изд. — М.: Сов. энциклопедия, 1972. — Т. X. — С. 315–316. — 592 с.