Co je zvuk?

Zvukový zdroj vyzařuje zvukový výkon a výsledkem je kolísání zvukového tlaku ve vzduchu. Příčinou je zvukový výkon. Výsledkem je akustický tlak. Vezměme si následující analogii: Elektrický ohřívač vyzařuje teplo do místnosti a dojde ke změně teploty. Změna teploty v místnosti je samozřejmě závislá na místnosti samotné. Ale pro stejný elektrický příkon, ohřívač vyzařuje stejný výkon, který je téměř nezávislý na životním prostředí. Vztah mezi zvukovým výkonem a zvukovým tlakem je podobný. To, co slyšíme, je akustický tlak, ale tento tlak je způsoben zvukovým výkonem zvukového zdroje. Zvukový výkon je vyjádřen ve wattech. Hladina akustického výkonu je vyjádřena v decibelech (dB), tj. logaritmické stupnici (dB stupnice) s ohledem na standardizovanou referenční hodnotu:

Akustický tlak, který pozorujeme, závisí na vzdálenosti od zdroje a na akustickém prostředí, ve kterém se zvuková vlna šíří. Pro šíření hluku uvnitř proto závisí na velikosti místnosti a na pohlcování zvuku povrchů. Hluk vydávaný strojem proto nelze plně kvantifikovat výhradně měřením akustického tlaku. Akustický výkon je víceméně nezávislý na životním prostředí, zatímco akustický tlak není.Informace o hladině akustického tlaku proto musí být vždy doplněny dalšími informacemi: Vzdálenost místa měření od zdroje zvuku (např. specifikovaná podle určité normy) a konstanta místnosti v místnosti, ve které bylo měření provedeno. V opačném případě se předpokládá, že místnost je neomezená (tj. otevřené pole.). V neomezené místnosti nejsou žádné stěny, které by odrážely zvukové vlny, a tím ovlivnily měření.

Když se zvukové vlny dostanou do kontaktu s povrchem, část vln se odrazí a další část se pohltí do povrchového materiálu. Akustický tlak v daném okamžiku proto vždy částečně sestává ze zvuku, který zdroj zvuku generuje, a částečně ze zvuku odraženého od okolních povrchů (po jednom nebo více odrazech). Jak efektivně může povrch absorbovat zvuk závisí na materiálu, ze kterého je složen. To se obvykle vyjadřuje jako absorpční faktor (mezi 0 a 1, přičemž 0 je zcela odrážející a 1 je zcela absorbující).

Vliv místnosti na šíření zvukových vln je určen konstantu místnosti. Konstanta místnosti, která má několik povrchů, stěn a jiných vnitřních povrchů, může být vypočtena s ohledem na velikost a absorpční vlastnosti různých povrchů. Rovnice, která se použije, je:

Za určitých zvláštních podmínek lze jednoduše vyjádřit vztah mezi hladinou akustického výkonu a hladinou akustického tlaku. Je-li zvuk vydáván z bodového zdroje zvuku uvnitř místnosti bez odrazných ploch nebo venku, kde nejsou žádné stěny blízko zdroje zvuku, zvuk je distribuován rovnoměrně ve všech směrech a naměřená intenzita zvuku bude tedy stejná v každém bodě se stejnou vzdáleností od zdroje zvuku. V souladu s tím je intenzita konstantní ve všech bodech na sférickém povrchu obklopujícím zvukový zdroj.Pokud se vzdálenost ke zdroji zdvojnásobí, pak se sférický povrch v této vzdálenosti zečtyřnásobí. Z toho můžeme odvodit, že hladina akustického tlaku klesne o 6 dB pokaždé, když se vzdálenost ke zdroji zvuku zdvojnásobí. Nicméně, to neplatí, pokud místnost má tvrdé, reflexní stěny. Pokud tomu tak je, je třeba vzít v úvahu zvuk odražený zdmi.

Pro Q lze použít empirické hodnoty (pro ostatní pozice zdroje zvuku se musí odhadnout hodnota Q):Q=1, pokud je zdroj zvuku pozastaven uprostřed velké místnosti.Q=2 Je-li zdroj zvuku umístěn blízko středu tvrdé, reflexní stěny.Q=4 pokud je zdroj zvuku umístěn blízko průsečíku dvou stěn.Q=8 pokud je zdroj zvuku umístěn blízko rohu (průsečík tří stěn).

V blízkosti zdroje napájení klesne hladina akustického tlaku o 6 dB při každém zdvojnásobení vzdálenosti. Při větších vzdálenostech od zdroje však hladina akustického tlaku dominuje odražený zvuk, a proto je pokles minimální s rostoucí vzdáleností. Stroje, které přenášejí zvuk prostřednictvím svých těl nebo rámů, se nechovají jako bodové zdroje, pokud je posluchač ve vzdálenosti od středu stroje, která je menší než 2–3 násobek největšího rozměru stroje.

Pokud více než jeden zdroj zvuku vysílá zvuk do společného přijímače, zvyšuje se akustický tlak. Nicméně, protože hladiny zvuku jsou definovány logaritmicky, nemohou jednoduše být přidány algebraicky. Pokud je aktivní více než dva zdroje zvuku, nejprve se sečtou dva zdroje a další se přidají k součtu prvního zdroje a tak dále. V případě paměti, kdy je nutné přidat dva zdroje zvuku se stejnou úrovní, je výsledkem zvýšení o 3 dB.Zvuk na pozadí je speciální případ, který vyžaduje odečtení. Zvuk pozadí je považován za samostatný zdroj zvuku a hodnota se odečte od naměřené hladiny zvuku.