Matjet. Njësitë

Decibeli është një njësi matëse relative, nuk është si sasitë e tjera të njohura, prandaj nuk është përfshirë në sistemin SI të njësive matëse të pranuara përgjithësisht. Megjithatë, shumë llogaritje lejojnë përdorimin e decibelëve në të njëjtin nivel me njësitë absolute të matjes, madje edhe t'i përdorin ato si vlerë referencë.

Decibelët përcaktohen nga përkatësia në sasi fizike, prandaj nuk mund t'i atribuohen koncepteve matematikore. Kjo është e lehtë të imagjinohet nëse bëjmë një paralele me përqindjet, me të cilat decibelët kanë shumë të përbashkëta. Ata nuk kanë dimensione specifike, por në të njëjtën kohë janë shumë të përshtatshëm kur krahasoni 2 vlera me të njëjtin emër, edhe nëse ato janë të ndryshme në natyrë. Pra, nuk është e vështirë të imagjinohet se çfarë matet në decibel.

Historia e origjinës

Siç doli si rezultat i një studimi afatgjatë, ndjeshmëria nuk lidhet drejtpërdrejt me nivelin absolut të përhapjes së zërit. Është një masë e fuqisë që aplikohet në një njësi të caktuar të zonës që është në zonën e ekspozimit ndaj valëve të zërit, e cila sot matet në decibel. Si rezultat, u krijua një proporcion kurioz - sa më shumë hapësira i përket zonës së përdorshme të veshit të njeriut, aq më mirë është për perceptimin e fuqive minimale.

Kështu, studiuesi Alexander Graham Bell ishte në gjendje të vërtetonte se kufiri i perceptimit të veshit të njeriut është 10 deri në 12 vat për metër katror. Të dhënat e marra mbulonin një gamë shumë të gjerë, e cila përfaqësohej vetëm nga disa vlera. Kjo krijoi disa shqetësime dhe studiuesi duhej të krijonte shkallën e tij të matjes.

Në versionin origjinal, shkalla e paemërtuar kishte 14 vlera - nga 0 në 13, ku pëshpëritja njerëzore kishte vlerën "3" dhe gjuha e folur - "6". Më pas, kjo shkallë u përdor gjerësisht, dhe njësitë e saj u quajtën bel. Për të marrë të dhëna më të sakta në një shkallë logaritmike, njësia origjinale u rrit 10 herë - kështu u formuan decibelët.

Informacion i pergjithshem

Para së gjithash, duhet theksuar se decibel është një e dhjeta e Bel, e cila është forma dhjetore e logaritmit që përcakton raportin midis 2 fuqive. Natyra e kapaciteteve që do të krahasohen është arbitrare. Gjëja kryesore është që rregulli të respektohet, duke përfaqësuar fuqitë e krahasuara në njësi të barabarta, për shembull, në vat. Për shkak të kësaj veçorie, përcaktimet e decibelit përdoren në zona të ndryshme:

• mekanike;
• elektrike;
• akustike;
• elektromagnetike.

Meqenëse aplikimi praktik tregoi se Bel doli të ishte një njësi mjaft e madhe, për qartësi më të mirë, u propozua të shumëzohej vlera e tij me dhjetë. Kështu, u shfaq njësia e pranuar përgjithësisht - decibel, në të cilën tingulli matet sot.

Pavarësisht zonës së gjerë të aplikimit, shumica e njerëzve e dinë se decibelët përdoren për të përcaktuar shkallën e zërit. Kjo vlerë karakterizon valët për metër katror. Kështu, një rritje në vëllim prej 10 decibel është e krahasueshme me një dyfishim të intensitetit të zërit.

Në legjislacion, decibeli njihej si vlera e llogaritur e nivelit të zhurmës së një dhome. Ishte karakteristikë përcaktuese për llogaritjen e fuqisë së lejueshme të zhurmës në ndërtesat e banimit. Kjo vlerë bën të mundur matjen e nivelit të lejuar të zhurmës në decibel në apartament dhe zbulimin e fakteve të shkeljes, nëse është e nevojshme.

Zona e aplikimit

Dizajnerët e telekomunikacionit sot përdorin decibelin si njësi bazë për krahasimin e performancës së pajisjes në një shkallë log. Mundësi të tilla ofrohen nga veçoria e projektimit të kësaj vlere, e cila është një njësi logaritmike e niveleve të ndryshme që përdoret për zbutjen ose, anasjelltas, përforcimin e fuqisë.

Decibeli përdoret gjerësisht në fusha të ndryshme të teknologjisë moderne. Çfarë matet në decibel sot? Këto janë vlera të ndryshme që ndryshojnë në një gamë të gjerë që mund të aplikohen:

• në sistemet që lidhen me transferimin e informacionit;
• radio inxhinieri;
• optikë;
• teknologji antenash;
• akustikë.

Kështu, decibelët përdoren për të matur karakteristikat e diapazonit dinamik, për shembull, ata mund të matin zërin e një instrumenti muzikor të caktuar. Dhe gjithashtu bëhet e mundur llogaritja e valëve të amortizuara në momentin e kalimit të tyre përmes mediumit thithës. Decibelët ju lejojnë të përcaktoni fitimin ose të rregulloni shifrën e zhurmës së krijuar nga amplifikatori.

Është e mundur të përdoren këto njësi pa dimensione si për sasitë fizike që lidhen me rendin e dytë - energjinë ose fuqinë, ashtu edhe për sasitë që lidhen me rendin e parë - rrymë ose tension. Decibelët hapin mundësinë e matjes së marrëdhënies midis të gjitha sasive fizike, dhe përveç kësaj, me ndihmën e tyre, krahasohen vlerat absolute.

Vëllimi i zërit

Komponenti fizik i fortësisë së ndikimit të zërit përcaktohet nga niveli i presionit të disponueshëm të zërit që vepron në një njësi të zonës së kontaktit, i cili matet në decibel. Niveli i zhurmës formohet nga shkrirja kaotike e tingujve. Një person reagon ndaj frekuencave të ulëta ose, anasjelltas, tingujve me frekuencë të lartë si ndaj tingujve më të qetë. Tingujt e nivelit të mesëm do të perceptohen si më të fortë pavarësisht të njëjtit intensitet.

Duke marrë parasysh perceptimin e pabarabartë të tingujve të frekuencave të ndryshme nga veshi i njeriut, u krijua një filtër frekuencash në bazë elektronike, i aftë për të transmetuar një shkallë ekuivalente tingulli me një njësi matëse, e cila shprehet në dBa - ku "a" tregon përdorimin e një filtri. Ky filtër, bazuar në normalizimin e matjes, është në gjendje të simulojë një vlerë të ponderuar të nivelit të zërit.

Aftësia e njerëzve të ndryshëm për të perceptuar tingujt është në intervalin e zëshmërisë nga 10 deri në 15 dB, dhe në disa raste edhe më e lartë. Kufijtë e perceptuar të intensitetit të zërit janë frekuenca nga 20 në 20 mijë Hertz. Tingujt më të lehtë për perceptim ndodhen në intervalin e frekuencës nga 3 në 4 kHz. Është zakon të përdoret kjo frekuencë në telefona, si dhe në transmetimet radio në valë të mesme dhe të gjata.

Me kalimin e viteve, diapazoni i tingujve të perceptuar ngushtohet, veçanërisht në spektrin me frekuencë të lartë, ku ndjeshmëria mund të reduktohet në 18 kHz. Kjo çon në një dëmtim të përgjithshëm të dëgjimit që prek shumë njerëz të moshuar.

Niveli i pranueshëm i zhurmës në ambientet e banimit

Me përdorimin e decibelit, u bë i mundur përcaktimi i një shkalle më të saktë të zhurmës për tingujt e ambientit. Ai pasqyron karakteristika që janë më të larta në saktësi në krahasim me shkallën origjinale të krijuar në kohën e duhur nga Alexander Bell. Duke përdorur këtë shkallë, autoritetet legjislative kanë përcaktuar nivelin e zhurmës, norma e së cilës është e vlefshme brenda ambienteve të banimit të destinuara për çlodhjen e qytetarëve.

Kështu, një vlerë prej "0" dB do të thotë heshtje e plotë, nga e cila dëgjohet zhurma në vesh. Vlera tjetër prej 5 dB përcakton gjithashtu heshtjen e plotë në prani të një tingulli të vogël sfondi që mbyt proceset e brendshme të trupit. Në 10 dB, tingujt e paqartë bëhen të dallueshëm - të gjitha llojet e shushurimës ose shushurimës së gjetheve.

Një vlerë prej 15 dB është në intervalin e qartë të tingujve më të qetë, siç është tik-takimi i një ore dore. Me një fuqi zëri prej 20 dB, mund të dalloni pëshpëritjet e kujdesshme të njerëzve në një distancë prej 1 metër. Shenja 25 dB ju lejon të dëgjoni më qartë një bisedë me një pëshpëritje dhe një shushurimë nga fërkimi i indeve të buta.

30 dB përcakton se sa decibel lejohen në një apartament gjatë natës dhe krahasohet me një bisedë të heshtur ose me tik-takimin e orës së murit. Në 35 dB, të folurit e mbytur mund të dëgjohet qartë.

Niveli 40 decibel përcakton intensitetin e zërit të bisedës normale. Është mjaft me zë të lartë për të komunikuar lirshëm brenda dhomës, për të parë TV ose për të dëgjuar këngë muzikore. Kjo shenjë përcakton se sa decibel lejohen në apartament gjatë ditës.

Niveli i zhurmës së funksionimit

Krahasuar me nivelin e lejuar të zhurmës në decibel në një apartament, në prodhim dhe në aktivitetet e zyrës, nivelet e tjera të zërit lejohen gjatë orarit të punës. Këtu zbatohen kufizime të një rendi të ndryshëm, të rregulluara qartë për çdo lloj profesioni. Rregulli bazë në këto kushte është shmangia e niveleve të zhurmës që mund të ndikojnë negativisht në shëndetin e njeriut.

Në zyra

Vlera e nivelit të zhurmës prej 45 dB është brenda kufijve të dëgjueshmërisë së mirë dhe është e krahasueshme me zhurmën e një stërvitjeje ose një motori elektrik. Zhurma prej 50 dB karakterizohet gjithashtu nga kufizime të shkëlqyera të dëgjueshmërisë dhe është e njëjtë me forcën e zërit të një makinë shkrimi.

Niveli i zhurmës prej 55 decibel mbetet në dëgjueshmëri të shkëlqyeshme, ai mund të përfaqësohet nga shembulli i një bisede të njëkohshme tingëlluese midis disa njerëzve në të njëjtën kohë. Ky tregues merret si shenja e sipërme e pranueshme për hapësirën e zyrës.

Në blegtori dhe aktivitete nëpunësore

Niveli i zhurmës prej 60 dB konsiderohet të jetë i ngritur, ky nivel zhurme mund të gjendet në zyrat ku punojnë shumë makina shkrimi në të njëjtën kohë. Treguesi prej 65 dB gjithashtu konsiderohet i rritur dhe mund të rregullohet kur pajisja e printimit është në punë.

Niveli i zhurmës, që arrin 70 dB, mbetet i ngritur dhe gjendet në fermat blegtorale. Vlera e zhurmës prej 75 dB është niveli ekstrem i zhurmës dhe mund të vërehet në fermat e shpendëve.

Në prodhim dhe transport

Me një shenjë prej 80 dB, vendoset një nivel zëri i lartë, ekspozimi i zgjatur ndaj të cilit do të rezultojë në humbje të pjesshme të dëgjimit. Prandaj, kur punoni në kushte të tilla, rekomandohet përdorimi i mbrojtësve të veshit. Niveli i zhurmës prej 85 dB është gjithashtu brenda nivelit të zërit të lartë, i cili mund të krahasohet me funksionimin e pajisjeve të një mulli thurjeje.

Shifra e zhurmës prej 90 dB mbetet brenda gamës së zërit të lartë, një nivel i tillë zhurme mund të regjistrohet kur një tren është në lëvizje. Niveli i zhurmës prej 95 dB arrin kufijtë ekstremë të zërit të lartë, një nivel i tillë zhurme mund të zbulohet në një dyqan rrotullimi metalik.

Kufizoni nivelin e zhurmës

Niveli i zhurmës në rreth 100 dB arrin kufijtë e zërit tepër të lartë, mund të krahasohet me rrokullisjen e bubullimës. Puna në kushte të tilla konsiderohet e dëmshme për shëndetin dhe kryhet në kuadër të një kohe të caktuar shërbimi, pas së cilës një person konsiderohet i papërshtatshëm për punë të dëmshme.

Vlera e zhurmës prej 105 dB është gjithashtu brenda kufijve të një tingulli tepër të lartë, zhurma e një force të tillë krijohet nga një prerës gazi gjatë prerjes së metalit. Niveli i zhurmës prej 110 dB mbetet brenda kufijve të një tingulli tepër të lartë, një tregues i tillë regjistrohet gjatë ngritjes së helikopterit. Niveli i zhurmës prej 115 dB konsiderohet kufiri për kufijtë e tingullit tepër të lartë, një zhurmë e tillë emetohet nga një rërë.

Niveli i zhurmës prej 120 dB konsiderohet i padurueshëm dhe mund të krahasohet me funksionimin e një çekiçi. Niveli i zhurmës prej 125 dB karakterizohet gjithashtu nga një nivel zhurme i padurueshëm, i cili arrihet nga avioni në fillim. Niveli maksimal i zhurmës në dB konsiderohet të jetë kufiri në rreth 130, pas së cilës vendoset pragu i dhimbjes, të cilin jo të gjithë mund ta durojnë.

Niveli kritik i zhurmës

Niveli i zhurmës në rreth 135 dB konsiderohet i papranueshëm; një person që e gjen veten në zonën e një tingulli të tillë do të marrë një tronditje. Niveli i zhurmës prej 140 dB gjithashtu çon në tronditje, një tingull i tillë që shoqëron nisjen e një aeroplani reaktiv. Në një nivel zhurme prej 145 dB, shpërthen një granatë copëzuese.

Thyerja e një predhe kumulative në armaturën e tankeve arrin 150-155 dB, zhurma e një force të tillë çon në tronditje dhe lëndime. Mbi 160 dB, shfaqet një barrierë zëri, zëri që tejkalon këtë kufi çon në këputje të daulleve të veshit, shpërbërje të mushkërive dhe dëmtime të shumta të valëve të goditjes, duke rezultuar në vdekje të menjëhershme.

Ndikimi në trupin e tingujve të padëgjueshëm

Një tingull me një frekuencë nën 16 Hz quhet infra të kuqe, dhe nëse frekuenca e tij kalon 20 mijë Hz, atëherë një tingull i tillë quhet ultratinguj. Daullet e veshit të njeriut janë të paaftë për të kapur tinguj të kësaj frekuence, kështu që ato janë jashtë rrezes së dëgjimit të njeriut. Decibelët, në të cilët matet zëri sot, përcaktojnë edhe kuptimin e tingujve të padëgjueshëm.

Tingujt me frekuencë të ulët, që variojnë nga 5 në 10 Hz, tolerohen dobët nga trupi i njeriut. Një ndikim i tillë mund të aktivizojë keqfunksionimet në punën e organeve të brendshme dhe të ndikojë në aktivitetin e trurit. Përveç kësaj, intensiteti i frekuencave të ulëta prek indin kockor, duke provokuar dhimbje kyçesh tek personat që vuajnë nga sëmundje të ndryshme apo të lënduar.

Burimet e përditshme të ultrazërit janë automjete të ndryshme dhe mund të jenë edhe bubullima ose funksionimi i pajisjeve elektronike. Ndikime të tilla shprehen në ngrohjen e indeve, dhe forca e ndikimit të tyre varet nga distanca në burimin aktiv dhe nga shkalla e zërit.

Ekzistojnë gjithashtu kufizime të caktuara për vendet publike të punës me rreze të padëgjueshme. Fuqia maksimale e tingullit infra të kuqe duhet të mbahet brenda 110 dBa, dhe fuqia e ultrazërit është e kufizuar në 125 dBa. Edhe qëndrimi afatshkurtër në zona ku presioni i zërit kalon 135 dB të çdo frekuence është rreptësisht i ndaluar.

Ndikimi i zhurmës nga pajisjet e zyrës dhe metodat e mbrojtjes

Zhurma e emetuar nga një kompjuter dhe pajisje të tjera organizative mund të jetë më e lartë se 70 dB. Në këtë drejtim, ekspertët nuk rekomandojnë instalimin e një numri të madh të kësaj pajisje në një dhomë, veçanërisht nëse nuk është e madhe. Rekomandohet instalimi i njësive me zhurmë jashtë ambienteve ku ka njerëz.

Për të ulur nivelin e zhurmës në punimet e mbarimit, përdoren materiale me veti thithëse të zërit. Përveç kësaj, mund të përdorni perde të bëra prej pëlhure të trashë ose, në raste ekstreme, arinj, duke mbuluar daullet e veshit nga goditja.

Sot, në ndërtimin e ndërtesave moderne, ekziston një standard i ri që përcakton shkallën e izolimit të zërit të ambienteve. Muret dhe tavanet e ndërtesave të ndërtesave të banimit kontrollohen për rezistencë ndaj zhurmës. Nëse niveli i izolimit të zërit është nën kufirin e pranueshëm, ndërtesa nuk mund të vihet në funksion derisa problemet të korrigjohen.

Përveç kësaj, sot ata vendosin kufij në fuqinë e zërit për pajisje të ndryshme sinjalizuese dhe paralajmëruese. Për sistemet e mbrojtjes nga zjarri, për shembull, forca e zërit të sinjalit paralajmërues duhet të jetë midis 75 dBa dhe 125 dBa.

Një decibel është një njësi pa dimensione që përdoret për të matur raportin e disa sasive "energjike" (fuqi, energji, densitet fluksi i fuqisë, etj.) ose "fuqi" (rrymë, tension, etj.). Me fjalë të tjera, decibel është një vlerë relative. Jo absolute, si, për shembull, vat ose volt, por i njëjti relativ, si shumëfishimi ("diferenca e trefishtë") ose përqindja, e krijuar për të matur raportin ("raporti i nivelit") të dy sasive të tjera, dhe një shkallë logaritmike është aplikuar në raportin që rezulton.

E përdorur fillimisht për të matur intensitetin e zërit, njësia decibel u emërua pas Alexander Graham Bell. Fillimisht, dB u përdor për të vlerësuar raportin e fuqisë, dhe në kuptimin kanonik, të njohur, vlera e shprehur në dB supozon logaritmin e raportit të dy fuqive dhe llogaritet me formulën:

ku P 1 / P 0 është raporti i vlerave të dy fuqive: matur P 1 me të ashtuquajturën referencë P 0, domethënë bazën e marrë si nivel zero (që do të thotë niveli zero në njësi dB, pasi në rastin e barazisë së fuqive P 1 = P 0 logaritmi i raportit të tyre lg (P 1 / P 0) = 0).

Prandaj, kalimi nga dB në raportin e fuqisë kryhet sipas formulës:

P 1 / P 0 = 10 0,1 · (vlera në dB),

dhe fuqia P 1 mund të gjendet me një fuqi referencë të njohur P 0 nga shprehja

P 1 = P 0 · 10 0,1 · (vlera në dB).

Shprehja e ka origjinën nga ligji Weber-Fechner - një ligj empirik psikofiziologjik, i cili thotë se intensiteti i ndjesisë është proporcional me logaritmin e intensitetit të stimulit.

Në një numër eksperimentesh, duke filluar nga viti 1834, E. Weber tregoi se një stimul i ri, në mënyrë që të ndryshojë në ndjesi nga ai i mëparshmi, duhet të ndryshojë nga origjinali në një sasi proporcionale me stimulin origjinal. Mbi bazën e vëzhgimeve, G. Fechner në vitin 1860 formuloi "ligjin themelor psikofizik" sipas të cilit forca e ndjeshmërisë fq proporcionale me logaritmin e intensitetit të stimulit:

ku është vlera e intensitetit të stimulit. - vlera kufitare e poshtme e intensitetit të stimulit: nëse, stimuli nuk ndihet fare. - një konstante që varet nga lënda e ndjeshmërisë.

Pra, një llambadar me 8 llamba na duket shumë më i ndritshëm se një llambadar me 4 llamba, pasi një llambadar me 4 llamba është më i ndritshëm se një llambadar me 2 llamba. Kjo do të thotë, numri i llambave duhet të rritet me të njëjtin numër herë, në mënyrë që të na duket se rritja e shkëlqimit është konstante. Në të kundërt, nëse rritja absolute e shkëlqimit (ndryshimi në shkëlqimin "pas" dhe "para") është konstante, atëherë do të na duket se rritja absolute zvogëlohet ndërsa vetë vlera e shkëlqimit rritet. Për shembull, nëse shtoni një llambë në një llambadar me dy dritë, rritja e dukshme e shkëlqimit do të jetë e konsiderueshme. Nëse shtojmë një llambë në një llambadar me 12 llamba, atëherë vështirë se do të vërejmë një rritje të shkëlqimit.

Mund të themi edhe këtë: raporti i rritjes minimale të forcës së stimulit, i cili për herë të parë shkakton ndjesi të reja, me vlerën fillestare të stimulit është një vlerë konstante.

Çdo veprim me decibel thjeshtohet nëse ndiqni rregullin: vlera në dB është 10 logaritme dhjetore të raportit të dy sasive të energjisë me të njëjtin emër. Çdo gjë tjetër është pasojë e këtij rregulli.

Operacionet decibel mund të kryhen mendërisht: në vend të shumëzimit, pjesëtimit, fuqizimit dhe nxjerrjes së rrënjës, njësitë decibel shtohen dhe zbriten. Për ta bërë këtë, mund të përdorni tabelat e raporteve (2 të parat janë të përafërta):

1 dB → 1.25 herë,

3 dB → 2 herë,

10 dB → 10 herë.

Duke zgjeruar "vlerat më komplekse" në "komponim", marrim:

6 dB = 3 dB + 3 dB → 2 2 = 4 herë,

9 dB = 3dB + 3dB + 3dB → 2 2 2 = 8 herë,

12 dB = 4 (3 dB) → 2 4 = 16 herë

etj., si dhe:

13 dB = 10 dB + 3dB → 10 2 = 20 herë,

20 dB = 10 dB + 10 dB → 10 10 = 100 herë,

30 dB = 3 · (10 dB) → 10³ = 1000 herë.

Shtimi (zbritja) e vlerave në dB korrespondon me shumëzimin (ndarjen) e vetë raporteve. Vlerat negative dB korrespondojnë me raportet e anasjellta. Për shembull:

reduktimi i fuqisë me 40 herë → kjo është 4 10 herë ose me - (6 dB + 10 dB) = -16 dB;

një rritje e fuqisë prej 128 herë është 2 7 ose 7 · (3 dB) = 21 dB;

një ulje e tensionit me 4 herë është e barabartë me një ulje të fuqisë (vlerat e rendit të dytë) me 4² = 16 herë; të dyja në R 1 = R 0 janë ekuivalente me një reduktim 4 · (−3 dB) = -12 dB.

Ka një sërë arsyesh për përdorimin e decibelëve dhe funksionimin në logaritme në vend të përqindjeve ose fraksioneve:

natyra e shfaqjes në organet shqisore të njerëzve dhe kafshëve të ndryshimeve në rrjedhën e shumë proceseve fizike dhe biologjike nuk është proporcionale me amplituda e veprimit hyrës, por me logaritmin e veprimit hyrës (jeta e egër jeton sipas logaritmit ). Prandaj, është mjaft e natyrshme të vendosen shkallët e instrumenteve dhe, në përgjithësi, shkallët e njësive në ato logaritmike, duke përfshirë përdorimin e decibelëve. Për shembull, shkalla muzikore e temperamentit të barabartë është një shkallë e tillë logaritmike.

lehtësia e një shkalle logaritmike në rastet kur në një problem është e nevojshme të operohet njëkohësisht me sasi që ndryshojnë jo në shifrën e dytë dhjetore, por nganjëherë dhe, aq më tepër, ndryshojnë me shumë renditje të madhësisë (shembuj: problemi i zgjedhja e një ekrani grafik të niveleve të sinjalit, diapazoni i frekuencave të marrësve të radios, llogaritja e frekuencave për akordimin e tastierës së pianos, llogaritjet e spektrave në sintezën dhe përpunimin e tingujve muzikorë dhe të tjerë harmonikë, valët e dritës, shfaqjet grafike të shpejtësive në astronautikë, aviacion, në transportin me shpejtësi të lartë, shfaqja grafike e variablave të tjerë, ndryshimet në të cilat në një gamë të gjerë vlerash janë jashtëzakonisht të rëndësishme)

lehtësia e shfaqjes dhe analizimit të një vlere që ndryshon në një gamë shumë të gjerë (shembuj janë modeli i drejtimit të antenës, përgjigja e frekuencës së një filtri elektrik)

Decibeli përdoret për të përcaktuar raportin e dy sasive. Por nuk është për t'u habitur që decibeli përdoret gjithashtu për të matur vlerat absolute. Për ta bërë këtë, mjafton të bini dakord se cili nivel i sasisë fizike të matur do të merret si nivel referencë (e kushtëzuar 0 dB).

Në mënyrë të rreptë, duhet të përcaktohet pa mëdyshje se cila sasi fizike dhe cila vlerë përdoret si nivel referimi. Niveli i referencës tregohet si një shtesë pas simboleve "dB" (p.sh. dBm), ose niveli i referencës duhet të jetë i qartë nga konteksti (p.sh. "dB re 1 mW").

Në praktikë, nivelet e mëposhtme të referencës dhe përcaktimet e veçanta për to janë të zakonshme:

dBm(rusisht dBm) - niveli i referencës është fuqia prej 1 mW. Fuqia zakonisht përcaktohet në ngarkesën nominale (për pajisjet profesionale - zakonisht 10 kΩ për frekuenca më të vogla se 10 MHz, për pajisjet e frekuencës radio - 50 Ω ose 75 Ω). Për shembull, "fuqia dalëse e fazës së amplifikatorit është 13 dBm" (d.m.th., fuqia e lëshuar në ngarkesën nominale për këtë fazë të amplifikatorit është 20 mW).

dBV(rusisht dBV) - tension referues 1 V me ngarkesë nominale (për pajisjet shtëpiake - zakonisht 47 kOhm); për shembull, niveli i standardizuar i sinjalit për pajisjet audio të konsumatorit është -10 dBV, domethënë 0,316 V në një ngarkesë 47 kΩ.

dBuV(rusisht dBμV) - tension referencë 1 μV; për shembull, "ndjeshmëria e marrësit të radios e matur në hyrjen e antenës është -10 dBμV ... impedanca nominale e antenës është 50 Ohm."

Njësitë e përbëra të matjeve formohen me analogji. Për shembull, niveli i densitetit të fuqisë spektrale dBW / Hz është analog "decibel" i njësisë së matjes W / Hz (fuqia e lëshuar në ngarkesën nominale në një brez frekuence 1 Hz të përqendruar në frekuencën e specifikuar). Niveli i referencës në këtë shembull është 1 W / Hz, domethënë, sasia fizike "densiteti i fuqisë spektrale", dimensioni i saj "W / Hz" dhe vlera "1". Kështu, regjistrimi "-120 dBW / Hz" është plotësisht i barabartë me regjistrimin "10 −12 W / Hz".

Në rast vështirësie, për të shmangur konfuzionin, mjafton të tregohet në mënyrë eksplicite niveli i referencës. Për shembull, shkrimi −20 dB (referuar 0,775 V në një ngarkesë 50 ohm) eliminon paqartësinë.

Rregullat e mëposhtme janë të vlefshme (pasojë e rregullave të veprimeve me madhësi dimensionale):

është e pamundur të shumohen ose ndahen vlerat "decibel" (kjo është e pakuptimtë);

përmbledhja e vlerave "decibel" korrespondon me shumëzimin e vlerave absolute, zbritja e vlerave "decibel" korrespondon me ndarjen e vlerave absolute;

shtimi ose zbritja e vlerave "decibel" mund të kryhet pavarësisht nga dimensioni i tyre "origjinal". Për shembull, barazia 10 dBm + 13 dB = 23 dBm është e saktë, plotësisht ekuivalente me barazinë 10 mW · 20 = 200 mW dhe mund të interpretohet si "një përforcues me një fitim prej 13 dB rrit fuqinë e sinjalit nga 10 dBm në 23 dBm."

Kur konvertoni nivelet e fuqisë (dBW, dBm) në nivele të tensionit (dBV, dBμV) dhe anasjelltas, është e nevojshme të merret parasysh rezistenca në të cilën përcaktohet fuqia dhe voltazhi.

Në inxhinierinë radio, shpesh përdoret raporti sinjal-zhurmë (SNR) - një vlerë pa dimension e barabartë me raportin e fuqisë së sinjalit të dobishëm ndaj fuqisë së zhurmës.

ku P- fuqia mesatare, dhe Aështë vlera rrënjë-mesatare-katrore e amplitudës. Të dy sinjalet maten në gjerësinë e brezit të sistemit.

Zakonisht raporti sinjal-zhurmë shprehet në decibel (dB). Sa më i madh ky raport, aq më pak zhurmë ndikon në performancën e sistemit.

Në inxhinierinë audio, raporti sinjal-zhurmë përcaktohet duke matur tensionin e zhurmës dhe sinjalin në dalje të një përforcuesi ose pajisjeje tjetër riprodhuese të zërit me një milivoltmetër rms ose analizues spektri. Përforcuesit modernë dhe pajisjet e tjera audio me cilësi të lartë kanë një raport sinjal-zhurmë prej rreth 100-120 dB.

Bel (shkurtesa: B) është një njësi matëse pa dimensione e raportit (ndryshimit në nivele) të disa sasive në një shkallë logaritmike. Sipas GOST 8.417-2002, bel përcaktohet si logaritmi dhjetor i raportit pa dimension të një sasie fizike me një sasi fizike me të njëjtin emër, i marrë si fillestar:

at për sasitë e energjisë me të njëjtin emër;

në për të njëjtat sasi "fuqi";

Bel nuk përfshihet në sistemin e njësive SI, megjithatë, sipas vendimit të Konferencës së Përgjithshme për Peshat dhe Masat, ai mund të përdoret pa kufizime në lidhje me SI. Përdoret kryesisht në akustikë (ku forca e një tingulli matet me bel) dhe elektronikë. Emërtimi rus - B; ndërkombëtare - B.

Shumë shpesh në literaturën popullore të inxhinierisë radio, një njësi matëse përdoret në përshkrimin e qarqeve elektronike - decibel (dB ose dB).

Kur studion elektronikën, një radio amator fillestar është mësuar me njësi të tilla matëse absolute si Amper (forca aktuale), Volt (tension dhe EMF), Ohm (rezistenca elektrike) dhe shumë të tjera, me ndihmën e të cilave një ose një tjetër parametër elektrik ( kapaciteti, induktiviteti, frekuenca).

Për një radio amator fillestar, si rregull, nuk është e vështirë të kuptosh se çfarë është një amper ose një volt. Gjithçka është e qartë këtu, ka një parametër elektrik ose një sasi që duhet të matet. Ekziston një nivel fillestar numërimi, i cili pranohet si parazgjedhje në formulimin e një njësie të caktuar matëse. Ekziston një simbol për këtë parametër ose vlerë (A, V). Në të vërtetë, sapo të lexojmë mbishkrimin 12 V, atëherë kuptojmë se po flasim për një tension të ngjashëm me, për shembull, tensionin e një baterie makine.

Por sapo haset një mbishkrim, për shembull: tensioni është rritur me 3 dB ose fuqia e sinjalit është 10 dBm (10 dBm), atëherë shumë njerëz janë të hutuar. Si kjo? Pse përmendet voltazhi ose fuqia, por vlera tregohet në disa decibel?

Praktika tregon se jo shumë amatorë radio rishtar e kuptojnë se çfarë është një decibel. Le të përpiqemi të shpërndajmë mjegullën e padepërtueshme mbi një njësi matëse kaq misterioze si decibeli.

Njësia matëse e emërtuar Bel Fillimisht u përdorën inxhinierët e laboratorit telefonik të Bell. Një decibel është një e dhjeta e një Bel (1 decibel = 0,1 Bel). Në praktikë, është decibeli ai që përdoret gjerësisht.

Siç është përmendur tashmë, decibel është një njësi e veçantë matëse. Vlen të përmendet se decibeli nuk është pjesë e sistemit zyrtar të njësive SI. Por pavarësisht kësaj, decibeli fitoi njohje dhe zuri një vend të fortë së bashku me njësitë e tjera matëse.

Mbani mend, kur duam të shpjegojmë një ndryshim, themi se, për shembull, ai u bë 2 herë më i ndritshëm. Ose, për shembull, voltazhi ra 10 herë. Në të njëjtën kohë, ne vendosëm një prag të caktuar numërimi, në lidhje me të cilin kishte një ndryshim në 10 ose 2 herë. Me ndihmën e decibelit maten edhe këto “kohë”, vetëm në shkallë logaritmike.

Për shembull, një ndryshim prej 1 dB korrespondon me një ndryshim 1,26 herë në vlerën e energjisë. Një ndryshim prej 3 dB korrespondon me një ndryshim 2-fish në vlerën e energjisë.

Por pse të shqetësoheni kaq shumë me decibelët kur marrëdhëniet mund të maten ndonjëherë? Nuk ka asnjë përgjigje të vetme për këtë pyetje. Por meqenëse decibelët përdoren në mënyrë aktive, atëherë kjo ndoshta është e justifikuar.

Ka ende arsye për përdorimin e decibelit. Le t'i rendisim ato.

Një pjesë e përgjigjes për këtë pyetje qëndron në të ashtuquajturën Ligji Weber-Fechner... Ky është një ligj psikofiziologjik empirik, domethënë bazohet në rezultatet e eksperimenteve reale, jo teorike. Thelbi i tij qëndron në faktin se çdo ndryshim në çdo sasi (shkëlqimi, zhurma, pesha) ndihet nga ne, me kusht që këto ndryshime të jenë të natyrës logaritmike.

Një grafik i varësisë së ndjesisë së zërit nga forca (fuqia) e tingullit. Ligji Weber-Fechner

Për shembull, ndjeshmëria e veshit të njeriut zvogëlohet me rritjen e volumit të sinjalit audio. Kjo është arsyeja pse, kur zgjidhni një rezistencë të ndryshueshme që është planifikuar të përdoret në kontrollin e volumit të një përforcuesi audio, ia vlen të merret me një varësi eksponenciale të rezistencës nga këndi i rrotullimit të dorezës së kontrollit. Në këtë rast, kur rrotulloni rrëshqitësin e kontrollit të volumit, zëri në altoparlant do të rritet pa probleme. Kontrolli i volumit do të jetë linear, pasi varësia eksponenciale e kontrollit të volumit kompenson varësinë logaritmike të dëgjimit tonë dhe do të bëhet lineare në total. Kjo do të bëhet më e qartë duke parë vizatimin.

Varësia e rezistencës së rezistencës së ndryshueshme nga këndi i rrotullimit të motorit (A-linear, B-logarithmik, B-eksponencial)

Këtu janë paraqitur grafikët e varësisë së rezistencës së rezistorëve të ndryshueshëm të llojeve të ndryshme: A - lineare, B - logaritmike, C - eksponenciale. Si rregull, në rezistorët e ndryshueshëm të prodhimit vendas, tregohet se çfarë varësie ka rezistenca e ndryshueshme. Kontrollet dixhitale dhe elektronike të volumit bazohen në të njëjtat parime.

Vlen gjithashtu të theksohet se veshi i njeriut percepton tinguj, fuqia e të cilave ndryshon me një sasi kolosale prej 10,000,000,000,000 herë! Kështu, tingulli më i lartë ndryshon nga më i qetë që dëgjimi ynë mund të marrë me 130 dB (10,000,000,000,000 herë).

Arsyeja e dytë për përdorimin e gjerë të decibelit është lehtësia e llogaritjes.

Pajtohu se është shumë më e lehtë gjatë llogaritjes të përdoren numra të vegjël si 10, 20, 60,80,100,130 (numrat më të përdorur kur llogariten në decibel) krahasuar me numrat 100 (20 dB), 1000 (30 dB), 1000 (00). 60 dB), 100,000,000 (80 dB), 10,000,000,000 (100 dB), 10,000,000,000,000 (130 dB). Një avantazh tjetër i decibelëve është se ato thjesht shtohen së bashku. Nëse bëni llogaritjet herë pas here, atëherë numrat duhet të shumëzohen.

Për shembull, 30 dB + 30 dB = 60 dB (nganjëherë: 1000 * 1000 = 1000 000). Unë mendoj se gjithçka është e qartë me këtë.

Gjithashtu, decibelët janë shumë të dobishëm për vizatimin grafik të varësive të ndryshme. Të gjithë grafikët si modelet e rrezatimit të antenës, karakteristikat amplitudë-frekuencë të amplifikatorëve kryhen duke përdorur decibel.

Decibel është njësi pa dimensione... Ne kemi zbuluar tashmë se decibel në të vërtetë tregon se sa herë një vlerë (rrymë, tension, fuqi) është rritur ose ulur. Dallimi midis decibelëve dhe kohërave qëndron vetëm në faktin se matja bëhet në një shkallë logaritmike. Për ta treguar disi këtë dhe për të caktuar përcaktimin dB ... Në një mënyrë apo tjetër, kur vlerësoni, duhet të kaloni nga decibelët në kohë. Çdo njësi matëse (jo vetëm rryma, tensioni, etj.) mund të krahasohet duke përdorur decibel, pasi decibeli është një sasi relative dhe pa dimension.

Nëse shenja "-" tregohet, për shembull, -1 dB, atëherë vlera e sasisë së matur, për shembull, fuqia, është ulur me 1.26 herë. Nëse nuk vendoset asnjë shenjë përpara decibelëve, atëherë flasim për rritje, rritje të vlerës. Kjo vlen të merret në konsideratë. Ndonjëherë, në vend të shenjës "-", ata flasin për zbutje, një ulje të fitimit.

Duke shkuar nga decibel në kohë.

Në praktikë, më shpesh ju duhet të shkoni nga decibel në kohë. Ekziston një formulë e thjeshtë për këtë:

Kujdes! Këto formula përdoren për të ashtuquajturat sasi të "energjisë". Të tilla si energjia dhe fuqia.

m = 10 (n / 10), ku m është raporti në kohë, n është raporti në decibel.

Për shembull, 1dB është e barabartë me 10 (1dB / 10) = 1,258925… = 1,26 herë.

Po kështu,

në 20dB: 10 (20dB / 10) = 100 (rritje në vlerë 100 herë)

në 10dB: 10 (10dB / 10) = 10 (zmadhim 10x)

Por, jo gjithçka është kaq e thjeshtë. Ka edhe gracka. Për shembull, dobësimi i sinjalit është -10 dB. Pastaj:

në -10dB: 10 (-10dB / 10) = 0,1

Nëse fuqia është ulur nga 5 W në 0,5 W, atëherë ulja e fuqisë është -10 dB (një rënie në 10 herë).

në -20dB: 10 (-20dB / 10) = 0,01

Këtu është e ngjashme. Me një ulje të fuqisë nga 5 W në 0,05 W, në decibel, rënia e fuqisë do të jetë -20 dB (një rënie me një faktor prej 100).

Kështu, në -10 dB fuqia e sinjalit është ulur 10 herë! Për më tepër, nëse shumëzojmë vlerën fillestare të sinjalit me 0.1, atëherë do të marrim vlerën e fuqisë së sinjalit me zbutje prej -10 dB. Kjo është arsyeja pse vlera 0.1 tregohet pa "kohë", si në shembujt e mëparshëm. Merrni parasysh këtë veçori kur zëvendësoni vlerat e decibelit me një shenjë "-" në të dhënat e formulës.

Duke shkuar nga herë në decibel mund të bëhet duke përdorur formulën e mëposhtme:

n = 10 * log 10 (m), ku n është vlera në decibel, m është raporti në kohë.

Për shembull, një rritje 4-fish e fuqisë do të korrespondonte me një vlerë prej 6.021 dB.

10 * log 10 (4) = 6,021 dB.

Kujdes! Për të rillogaritur raportet e sasive të tilla si tensionit dhe amperazhi ka formula paksa të ndryshme:

(Rryma dhe voltazhi janë të ashtuquajturat madhësi "fuqi". Prandaj, formulat janë të ndryshme.)

Për ta kthyer në decibel: n = 20 * log 10 (m)

Për të shkuar nga decibel në kohë: m = 10 (n / 20)

n - vlera në decibel, m - raporti në kohë.

Nëse i keni arritur me sukses këto linja, atëherë konsideroni se keni bërë një hap tjetër domethënës në zotërimin e elektronikës!

] Zakonisht, decibelët përdoren për të matur fortësinë e një tingulli. Decibeli është logaritmi dhjetor. Kjo do të thotë se një rritje në volumin prej 10 decibel tregon se tingulli është bërë dy herë më i lartë se ai origjinal. Vëllimi i zërit në decibel zakonisht përshkruhet nga formula 10 Regjistri 10 (I / 10 -12) ku I është intensiteti i zërit në vat / metër katror.

Hapat

Tabela krahasuese e niveleve të zhurmës në decibel

Tabela më poshtë përshkruan nivelet e decibelit në rend rritës dhe shembujt e tyre përkatës të burimeve të zërit. Gjithashtu jep informacion mbi efektet negative në dëgjim para çdo niveli zhurme.

Matja e nivelit të zërit me instrumente

Përdorni kompjuterin tuaj. Me softuer dhe pajisje speciale, është e lehtë të matni nivelin e zhurmës në decibel pikërisht në kompjuterin tuaj. Më poshtë janë vetëm disa nga mënyrat se si mund ta bëni këtë. Vini re se përdorimi i pajisjeve të regjistrimit me cilësi më të mirë do të japë gjithmonë rezultate më të mira; me fjalë të tjera, mikrofoni i integruar në laptop mund të jetë i mjaftueshëm për disa detyra, por një mikrofon i jashtëm me cilësi të lartë do të japë rezultate më të sakta.

1. Përdorni një aplikacion celular. Për të matur nivelin e zërit kudo, aplikacionet celulare do të vijnë në ndihmë. Mikrofoni në pajisjen tuaj celulare mund të mos jetë aq i mirë sa një mikrofon i jashtëm i lidhur me kompjuterin tuaj, por mund të jetë çuditërisht i saktë. Për shembull, saktësia e leximit në një telefon celular mund të ndryshojë me 5 decibel nga pajisjet profesionale. Më poshtë është një listë e programeve për leximin e nivelit të zërit në decibel për platforma të ndryshme celulare:

   • Për pajisjet Apple: Decibel 10th, Decibel Meter Pro, dB Meter, Sound Level Mater
   • Për pajisjet Android: Sound Meter, Decibel Meter, Noise Meter, deciBel
   • Për telefonat Windows: Decibel Meter Falas, Cyberx Decibel Meter, Decibel Meter Pro

2. Përdorni një matës profesional decibel. Kjo zakonisht nuk është e lirë, por mund të jetë mënyra më e lehtë për të marrë matje të sakta të nivelit të zërit që ju intereson. I quajtur gjithashtu "matës i nivelit të zërit", kjo është një pajisje e specializuar (e disponueshme nga një dyqan online ose dyqan i specializuar) që përdor një mikrofon të ndjeshëm për të matur nivelin e zhurmës rreth tij dhe jep një lexim të saktë të decibelit. Meqenëse pajisje të tilla nuk janë shumë të kërkuara, ato mund të jenë mjaft të shtrenjta, shpesh duke filluar nga 200 dollarë, madje edhe për pajisjet e klasës hyrëse.

   • Vini re se matësi i nivelit të decibelit / zërit mund ta quajë atë paksa ndryshe. Për shembull, një pajisje tjetër e ngjashme e quajtur "noise meter" bën të njëjtën gjë si një matës i nivelit të zërit.

   Llogaritja e decibelëve

   1. Gjeni intensitetin e zërit në vat / metër katror. Në jetën e përditshme, decibelët përdoren si një masë e thjeshtë e zërit. Megjithatë, gjërat nuk janë aq të thjeshta. Në fizikë, decibelët shpesh shihen si një mënyrë e përshtatshme për të shprehur "intensitetin" e një valë zanore. Sa më e madhe të jetë amplituda e valës së zërit, aq më shumë energji transferon, aq më shumë grimca ajri dridhen në rrugën e saj dhe aq më intensiv është vetë tingulli. Për shkak të marrëdhënies së drejtpërdrejtë midis intensitetit të valës së zërit dhe zërit në decibel, është e mundur të gjesh vlerën e decibelit, duke ditur vetëm intensitetin e nivelit të zërit (i cili zakonisht matet në vat / metër katror)

      • Vini re se vlera e intensitetit është shumë e ulët për tingujt normalë. Për shembull, një tingull me një intensitet 5 × 10 -5 (ose 0,00005) vat / metër katror korrespondon me afërsisht 80 decibel, që është afërsisht vëllimi i një blenderi ose përpunuesi ushqimi.
      • Për një kuptim më të mirë të marrëdhënies midis intensitetit dhe nivelit të decibelit, le të zgjidhim një problem. Për shembull, le të marrim këtë: le të supozojmë se jemi inxhinierë të zërit dhe duhet të kalojmë përpara nivelit të zhurmës së sfondit në studion e regjistrimit në mënyrë që të përmirësojmë cilësinë e tingullit të regjistruar. Pas instalimit të pajisjes, ne regjistruam intensitetin e zhurmës së sfondit 1 × 10 -11 (0.00000000001) vat / metër katror... Më pas, duke përdorur këtë informacion, ne mund të llogarisim nivelin e zhurmës së sfondit të studios në decibel.

   2. Ndani me 10 -12. Nëse e dini intensitetin e zërit tuaj, mund ta futni lehtësisht në formulën 10Log 10 (I / 10 -12) (ku "I" është intensiteti në vat / metër katror) për të marrë vlerën e decibelit. Së pari, ndani 10 -12 (0.0000000000001). 10 -12 tregon intensitetin e zërit me një rezultat 0 në shkallën decibel, duke krahasuar intensitetin e zërit tuaj me këtë numër, do të gjeni raportin e tij me vlerën fillestare.

      • Në shembullin tonë, ne e ndamë vlerën e intensitetit 10 -11 me 10 -12 dhe morëm 10 -11 / 10 -12 = 10 .

   3. Le të llogarisim Regjistrin 10 të këtij numri dhe ta shumëzojmë me 10. Për të përfunduar zgjidhjen, gjithçka që duhet të bëni është të merrni logaritmin bazë 10 të numrit që rezulton dhe më në fund ta shumëzoni atë me 10. Kjo konfirmon që decibelët janë baza log 10 - me fjalë të tjera, një rritje prej 10 decibel në nivelin e zhurmës është një dyfishimi i volumit të zërit.

      • Shembulli ynë është i lehtë për t'u zgjidhur. Regjistri 10 (10) = 1.1 × 10 = 10. Prandaj, vlera e zhurmës së sfondit në studion tonë është 10 decibel... Është mjaft i qetë, por gjithsesi kapet nga pajisjet tona të regjistrimit me cilësi të lartë, kështu që ndoshta duhet të eliminojmë burimin e zhurmës për të arritur një regjistrim me cilësi më të lartë.

   4. Kuptimi i natyrës logaritmike të decibelëve. Siç u përmend më lart, decibelët janë vlera logaritmike me bazë 10. Për çdo vlerë të caktuar decibel, zhurma 10 decibel është dy herë më e lartë se ajo origjinale, dhe zhurma 20 decibel është katër herë më e madhe, e kështu me radhë. Kjo bën të mundur përcaktimin e një game të gjerë të intensiteteve të zërit që mund të perceptohen nga veshi i njeriut. Tingulli më i lartë që një person mund të dëgjojë pa dhimbje është një miliard herë më i fortë se tingulli më i qetë që një person mund të dëgjojë. Duke përdorur decibel, ne shmangim përdorimin e numrave të mëdhenj për të përshkruar tingujt e zakonshëm - në vend të kësaj, na duhen vetëm tre shifra.

      • Mendoni se cila është më e lehtë për t'u përdorur: 55 decibel ose 3 × 10 -7 vat / metër katror? Të dyja vlerat janë të barabarta, por në vend që të përdorni shënimin shkencor (si një pjesë shumë e vogël e një numri), është shumë më i përshtatshëm të përdorni decibel, të cilët janë një lloj shkurtimi i thjeshtë për përdorim të lehtë të përditshëm.

Mjaft e çuditshme, tingujt përtej dëgjueshmërisë së veshit të njeriut luajnë një rol të madh në fusha të ndryshme të dijes. Shkencëtarët, të armatosur me metodat e teknologjisë moderne kompjuterike dhe elektronike, arritën jo vetëm të deshifrojnë tinguj të tillë natyrorë, por edhe t'i vënë ato në shërbim të njerëzimit.

Për shembull, në vendet që përjetojnë cunami shkatërruese (Japonia, Filipinet, Malajzia, Tajlanda dhe Indonezia dhe të tjera), një rrjet i tërë stacionesh të paralajmërimit të hershëm është vendosur për ngjarje të tilla. Përveç stacioneve sizmike stacionare bregdetare, që regjistrojnë infratingujt e tërmeteve nënujore, një rrjet i tërë sensorësh lundrues të lirë është vendosur dhe lidhur me qendrat e përpunimit të informacionit nëpërmjet komunikimeve satelitore. Dhe ka një shpresë që tragjeditë si tragjedia e vitit 2004, kur qindra mijëra njerëz në Azinë Jugore u prekën nga cunami, si dhe tragjedia e Fukushimës në 2011, nuk do të ndodhin më. Edhe pse nuk jemi ende në gjendje të kontrollojmë forcat nëntokësore dhe nuk mund të shmangim humbjet materiale në të ardhmen e afërt të parashikueshme, duhet dhe mund të paktën të minimizojmë numrin e viktimave njerëzore.

Infratingujt përdoren me sukses nga gjeofizikanët në studimin e vetive dhe karakteristikave të Tokës dhe përbërësve të saj individualë - kores, mantelit dhe bërthamës. Kërkimi sizmik është një metodë shumë ekonomike në kërkimin e mineraleve, ndër të cilat është e nevojshme të theksohen depozitat veçanërisht të vlefshme të naftës dhe gazit natyror. Duke qenë se tani një e treta e naftës së prodhuar prodhohet nga deti, dhe rezervat e pazbuluara në det të hapur tejkalojnë ato në tokë, gjithnjë e më shumë vëmendje i është kushtuar eksplorimit të shtratit të detit. Me ndihmën e teknologjive moderne kompjuterike për përpunimin e sinjaleve infrasonike të reflektuara dhe të përthyera, është e mundur të merren imazhe 2D dhe 3D të depozitave dhe të vlerësohen perspektivat e zhvillimit të tyre të mëtejshëm.

Monitorimi me infratinguj është një pjesë integrale e monitorimit të përgjithshëm të përputhshmërisë me Traktatin e Ndalimit Gjithëpërfshirës të Testeve Bërthamore, së bashku me monitorimin sizmik, kimik dhe radiologjik. Monitorimi i infratingullit është i përshtatshëm për zbulimin e shpërthimeve bërthamore për shkak të faktit se infratingulli është në gjendje të udhëtojë në distanca të gjata praktikisht pa u shpërndarë.

Dhe ndërsa shkatërrimi i mureve të Jerikos për shkak të zhurmës së borive mbetet një mit biblik (i cili nga pikëpamja e shkencës moderne është mjaft i mundur, mjafton vetëm të arrihet një rezonancë e plotë në infratinguj), shkenca historike nuk qëndron megjithatë, është mjaft e mundur që ne do të jemi në gjendje të gjejmë konfirmim material të njohurive të njerëzve të lashtë.

Referenca e historisë

Vëzhgimi i parë zyrtar i infratingujve u bë gjatë shpërthimit të fuqishëm të vullkanit Krakatoa në ngushticën Sunda në 1883. Fuqia e shpërthimit të vullkanit ishte e barabartë me shpërthimin e një bombe atomike prej 200 megatonësh, e cila është katër herë më e madhe se testi i Bashkimit Sovjetik i bombës hidrogjenore AN602, emri Tsar Bomba, për analogji me topin Tsar dhe Tsar Bell) më 30 tetor 1961 në vendin e provës bërthamore të ishullit Novaya Zemlya. Vala goditëse nga shpërthimi i vullkanit rrethoi globin tre herë, nën ndikimin e saj, dritaret e xhamit u thyen në një rreze prej qindra kilometrash, tingujt e shpërthimit u dëgjuan në qytetin e Perth (Australia Perëndimore, distanca mbi 3000 kilometra ) dhe në ishullin Rodriguez, pranë ishullit Mauritius (distanca mbi 4800 kilometra).

Interesi për tingujt që qëndrojnë përtej dëgjueshmërisë së veshit të njeriut, dhe fenomenet fizike dhe psikofizike të lidhura me to, filloi të shfaqet si shfaqja dhe zhvillimi i shkencave të tilla si inxhinieria radio dhe elektronika. Në mënyrë paradoksale, puna e fizikanëve nga vende të ndryshme të fundit të shekullit të 19-të dhe fillimit të shekullit të 20-të i vendosi ata në një gamë krejtësisht të ndryshme të gjatësisë së valës - diapazoni i radios. Shkencëtarë të tillë të shquar si Heinrich Rudolf Hertz, Alexander Stepanovich Popov dhe Guglielmo Marconi janë përfshirë me meritë midis tyre.

Momenti kyç në kërkimin dhe gjenerimin e zërit audio dhe infratingullit dhe ultratingullit ishte shpikja e amplifikatorëve elektronikë. Në fillim, kishte qarqe të bazuara në tuba elektronikë, zhvillimin e të cilave ia detyrojmë një galaktike të tërë shpikësish të shquar. Në vitin 1883, T.A. Edison ishte i pari që zbuloi efektin e përcjelljes në vakum. Më pas, në vitin 1904, D.A. Fleming ishte i pari që përdori praktikisht efektin Edison për të kthyer rrymën alternative në rrymë të vazhdueshme (ndreqim aktual) duke përdorur një llambë me dy elektroda (diodë). Në 1906, Lee de Forest futi një elektrodë të tretë në llambë - një rrjet kontrolli, pasi kishte marrë një element përforcues të triodës. Në vitin 1912, në bazë të tij u krijua autogjeneratori i parë. Më vonë, në bazë të shpikjes së tranzistorëve dhe më pas të qarqeve të integruara, u krijuan qarqe më të avancuara dhe ekonomike për amplifikimin dhe gjenerimin e sinjaleve elektrike me frekuencë të ulët. Në krye të këtij procesi mund të konsiderohet zhvillimi i metodave dixhitale për analizimin dhe sintetizimin e tingullit të çdo diapazoni të imagjinueshëm duke përdorur teknologji moderne kompjuterike, të cilave u jepen edhe metodat e vizualizimit të zërit.

Si gjithmonë, inxhinierët ushtarakë janë përpara pjesës tjetër të planetit në këtë fushë. Ata jo vetëm që mësuan të përcaktojnë vendndodhjen e baterive të artilerisë armike me anë të infratingujve nga të shtënat e tyre nga pozicionet e mbyllura, por gjithashtu mësuan të zbulojnë objekte të fshehura nën ujë në formën e një lloji të ri të armëve (nëndetëseve), duke përdorur, përveç infratingujve, zëri dhe ekografia (hidroekolokimi). Specialiteti i një inxhinieri akustik është bërë pjesë përbërëse e forcave detare dhe tokësore.

Infratingulli. përkufizimi dhe fizika e dukurive

Infratingulli përfshin tinguj me frekuenca nën frekuencat e perceptuara nga dëgjimi i njeriut, domethënë me një frekuencë nën 20 Hz; kufiri i poshtëm i infratingullit merret në mënyrë konvencionale i barabartë me 1 milliherz, megjithatë, në praktikë, shpesh konsiderohet kufiri i poshtëm prej 0.1 Hz.

Kur përhapet në media të ndryshme, infratingulli në përgjithësi u bindet ligjeve të akustikës, domethënë mund të zbutet, reflektojë dhe përthyhet. Por ka disa dallime:

• për perceptimin e njeriut nëpërmjet dridhjeve të trupit, infratingulli duhet të ketë një amplitudë më të lartë vibrimi krahasuar me valët e zërit në diapazonin e dëgjueshëm;
• infratingulli përhapet shumë më tej në ajër, pasi absorbohet dobët nga atmosfera;
• Për shkak të gjatësisë së tij të valës së gjatë, dukuritë e difraksionit (shmangia e pengesave) janë karakteristike për infratingullin në një masë më të madhe se tingulli i zakonshëm.

Në natyrë, infratingulli ndodh gjatë tërmeteve, rrufeve, shpërthimeve vullkanike, me erëra të forta, gjatë stuhive dhe uraganeve. Në det, një rritje në sfondin infrasonik është një shenjë e sigurt e një stuhie të afërt; e njëjta gjë vlen edhe për ortekët.

Perceptimi i infratingujve nga kafshët

Është krejt e natyrshme që në jetën e egër më të ndjeshmet ndaj veprimit të infratingujve janë kafshët e mëdha: balenat, elefantët, hipopotamët, rinocerontët, gjirafat, okapis, krokodilët, luanët dhe tigrat. Ata jo vetëm që perceptojnë infratinguj, por edhe e gjenerojnë atë në mënyrë të përsosur për shkak të madhësisë së organeve të tyre. Balenat dhe elefantët përdorin me sukses sinjalet infrasonike për të komunikuar me llojin e tyre, dhe diapazoni i një komunikimi të tillë në tokë mund të arrijë qindra kilometra në kushte të favorshme për përhapjen e infratingujve. Në këtë mënyrë, grabitqarët mbrojnë territorin e tyre të gjuetisë nga shkeljet e të huajve të specieve të tyre, megjithëse habitati i krenarisë nuk kalon një rreze prej 10 kilometrash. Në rastin e balenave, diapazoni i komunikimit mund të jetë edhe disa mijëra kilometra! Ndoshta, në oqeanin e hapur, efekti i transmetimit në distanca të gjata përdoret për shkak të formimit të një lloj kanali të përhapjes infratingujsh për shkak të ndryshimit të temperaturës, ndryshimit në presionin hidrostatik dhe ndryshimit në kripësinë e ujërave sipërfaqësore dhe të thella. Parimi i funksionimit të këtij kanali është i ngjashëm me parimin e transmetimit të informacionit mbi një kabllo me fibër optike, në të cilën rrezet e dritës përhapen gjithashtu për shkak të reflektimit total të brendshëm.

Gjenerimi teknogjen i infratingujve

Që nga ndërtimi i strukturave të para megalitike (kujtoni Stonehenge!), njerëzimi në mënyrë të pandërgjegjshme është shndërruar në një gjenerues teknogjen të infratingujve, duke ndërtuar ndërtesa të ndryshme për nevoja ekonomike, rezidenciale dhe fetare, dhomat e të cilave (dhoma, salla, soba dhe oxhaqe me oxhak) shërbenin si një lloj rezonatorësh infratingujsh dhe gjeneratorësh pasivë për ekspozimin ndaj erës. Me zhvillimin e forcave natyrore, njerëzit janë bërë një gjenerues gjithnjë e më aktiv i infratingujve. Pajisjet e para ishin uji dhe mullinjtë e erës, megjithëse intensiteti i tyre i infratingullit nuk ishte aq i madh, megjithatë, ato prodhuan një efekt të caktuar mistik. Jo më kot në të gjitha legjendat e popujve të ndryshëm, profesioni i mullirit, si dhe ai i farkëtarit, i detyruar nga goditjet e tij uniforme të çekiçit për të shkaktuar infratinguj, është i rrethuar nga legjenda me konotacione negative. Pasardhësit e drejtpërdrejtë të këtyre pajisjeve janë tani kanalet e presionit të hidrocentraleve, gjeneratorët e energjisë së erës dhe çekiçët mekanikë të dimensioneve titanike.

Në prodhim, burimi i infratingujve janë gjithashtu veglat e rënda të makinerive, ku ka një lëvizje reciproke të masave të mëdha (për shembull, kompresorë reciprokë), ventilatorë dhe sisteme kondicionimi, turbina dhe platforma vibruese dhe pajisje të tjera. Motorët reaktivë të avionëve lëshojnë gjithashtu valë infrasonike. Me zhvillimin e fuqisë me avull dhe futjen masive të termocentraleve në anije, ne filluam të gjenerojmë infratinguj jo vetëm në tokë, por edhe në det.

Aktualisht, burimet kryesore të ndotjes akustike antropogjene në oqean janë anijet, topat pneumatikë për eksplorimin sizmik të mineraleve në shtratin e detit dhe oqeanet, shpimet në det të hapur dhe platformat e prodhimit për prodhimin e naftës dhe gazit, si dhe hidrolokatorët, ushtarakë dhe civilë. Shpërthimet bërthamore janë gjithashtu burime të infratingujve, dhe infratingulli prej tyre mund të përhapet përmes valëve atmosferike për mijëra kilometra.

Biologët japin alarmin për arsye të mirë, duke i atribuar lëshimet masive të cetaceve në tokë për shkak të infratingujve antropogjenë, tingujve dhe ultratingujve të gjeneruar nga ne. Sipas mendimit të tyre, ne thjesht po i rrëzojmë kafshët jashtë kursit me zërin tonë, duke shkaktuar keqfunksionime të sistemeve të tyre të navigimit. Tani ndotja akustike e deteve në brezin e frekuencave infratinguj arrin intensitetin maksimal, duke e tejkaluar ndotjen akustike në frekuencat e tjera me mijëra.

Ekspozimi i njeriut ndaj infratingujve

Trupi i njeriut dhe psikika e tij i nënshtrohen ndikimit të infratingullit për arsye se stimulon aparatin vestibular, si dhe për faktin se pothuajse të gjitha organet e njeriut kanë frekuenca rezonante brenda 8-20 Hz:

• 20-30 Hz (rezonanca e kokës);
• 18 Hz dhe 40-100 Hz (rezonanca e syve);
• 0,5-13 Hz (rezonanca e aparatit vestibular);
• 4-6 Hz (rezonanca e zemrës);
• 2-3 Hz (rezonanca e stomakut);
• 2-4 Hz (rezonanca e zorrëve);
• 6-8 Hz (rezonanca e veshkave);
• 2-5 Hz (rezonanca e dorës).

Shpërndarja në vlera shpjegohet me shpërndarjen e të dhënave antropometrike midis përfaqësuesve të njerëzimit.

Besohet se dridhjet infrasonike, madje edhe me intensitet të ulët, shkaktojnë simptoma të ngjashme me tronditjen (të përzier, tringëllimë në veshët, dëmtim të shikimit). Luhatjet e intensitetit të moderuar mund të shkaktojnë diarre "jo ushqimore" dhe mosfunksionim të trurit me pasoja të papritura. Besohet se infratingulli me intensitet të lartë, që sjell rezonancë, çon në prishje të pothuajse të gjitha organeve të brendshme, ndoshta fatale për shkak të arrestit kardiak ose këputjes së enëve të gjakut.

Efekte edhe më interesante prodhohen nga infratingulli në gjendjen psikoemocionale të njerëzve të ekspozuar ndaj tij. Në këtë kuptim, tregues është eksperimenti në shkallë të gjerë i kryer nga një grup studiuesish anglezë mbi një audiencë prej 700 personash në Purcell Room të Londrës, të cilët u ftuan të dëgjonin një koncert muzikor në dy pjesë. Secili prej seksioneve përbëhej nga katër pjesë, në dy prej tyre infratingulli me një frekuencë prej 17 Hz me intensitet të ulët u përzie në performancën origjinale, në seksionin e dytë infratingulli u përzier në dy pjesë të tjera. Dëgjuesve iu kërkua të përshkruanin ndjenjat e tyre dhe një pjesë e konsiderueshme e të anketuarve (22%) vunë re përvoja të pazakonta: ankth, ankth, trishtim ekstrem, ndjenja neverie dhe frikë, të dridhura përgjatë shtyllës kurrizore dhe një ndjenjë presioni në gjoks pikërisht në në momentin kur është dhënë sinjali infratingullor.

Një efekt jashtëzakonisht kurioz tek njerëzit i infratingullit me një frekuencë prej 18.98 Hz ishte zbulimi i një efekti vizual nga inxhinieri kërkimor anglez Vic Tandy në fillim të viteve 80 të shekullit të kaluar. I ulur vonë në laboratorin e tij, Tandy vuri re vazhdimisht shfaqjen e një njolle gri pa formë me vizionin e tij periferik, i cili u zhduk kur koka u kthye në drejtim të tij. Si një shpatar i etur, ai gjithashtu vuri re se kur lustronte një shpatë me një kapje në ves, maja e tij dridhej dukshëm. Duke supozuar nga dridhjet e shpimit (tehu i shpimit luante rolin e një marrësi-regjistruesi) praninë e infratingujve në dhomë, ai hetoi ambientet e laboratorit dhe zbuloi se infratingulli ishte me të vërtetë i pranishëm - burimi i tij ishte një ventilator shkarkimi i instaluar së fundmi. Sinjali maksimal infrasonik u vu re pikërisht mbi tavolinën e Tandy dhe frekuenca e tij ishte afër frekuencës së rezonancës së kokës së syrit prej 18 Hz, të përcaktuar nga NASA. Punimet në këtë drejtim u përmblodhën nga W. Tandy në artikullin "Ghosts from the Machine" botuar në 1998. Më vonë, me ftesë të studiuesve paranormalë, ai u përfshi në grupet e punës për studimin e bodrumit të qendrës turistike në Coventry në 2001 dhe Warwick Castle në 2004. Në të dyja rastet, u vu re një nivel i lartë i infratingullit. Pra shfaqja e fantazmave në kështjellat angleze ka një bazë tërësisht materiale!

Infratingulli "fantom".

Edhe më e habitshme, një person ndikohet nga infratingulli "fantom". Fakti është se për shkak të efektit binaural të dëgjimit të natyrshëm tek njerëzit dhe shumica e kafshëve më të larta, truri i njeriut vlerëson burimin e zërit sipas frekuencës, fazës dhe intensitetit të sinjalit, duke llogaritur drejtimin drejt burimit të zërit nga këto shenja, duke përfshirë dallimi fazor i dridhjeve të zërit që hyjnë në veshin e djathtë dhe të majtë. Si rezultat, kur kanalet e djathta dhe të majta të dëgjimit ekspozohen ndaj frekuencave të ngushta me një ndryshim që shtrihet brenda intervalit të perceptimit të zërit, ndjesitë "fantomike" të perceptimit të tingullit të tonit "themelore" shfaqen kur dëgjohen frekuenca më të larta (harmonikë ). Në këtë rast, lind një perceptim "fantom" i frekuencës themelore, megjithëse nuk është fare i pranishëm në sinjalin origjinal. Për shembull, nëse njëri vesh dëgjon një sinjal me një frekuencë prej 550 Hz, dhe tjetri me një frekuencë prej 570 Hz, atëherë truri percepton (d.m.th., sikur dëgjon) një frekuencë shtesë prej 20 Hz, që është ndryshimi midis këto dy frekuenca. Duhet të theksohet se kjo nuk është shuma e zakonshme e dy sinjaleve sinusoidale të frekuencave të ndryshme, si rezultat i të cilave vërehen rrahje. Përmbledhja bëhet në tru, jo në ajër! Dhe tingulli nuk formohet në ajër, por në trurin e dëgjuesit.

Ndonjëherë një person dëgjon tinguj me frekuencë të ulët që nuk ekzistojnë në realitet. Kjo për faktin se truri i nënshtron tingullit në përpunim serioz, duke shtuar frekuenca që nuk janë në tinguj. Ky fenomen përdoret gjerësisht në inxhinieri. Një shembull është një kanal telefonik i kufizuar në një gjerësi brezi prej 300-3000 Hz. Sidoqoftë, ne të gjithë përcaktojmë me siguri gjininë e një zëri përmes telefonit, megjithëse për përfaqësuesit e seksit "më të fortë", frekuenca karakteristike e zërit është 150 Hz. Truri ynë, ky kompjuteri më i përsosur për momentin, po na mashtron!

Situata është edhe më e keqe (dhe ndoshta edhe më e mirë) kur dy sinjale me një diferencë të vogël frekuence, të cilat shtrihen në diapazonin e infratingullit, vijnë në veshët e djathtë dhe të majtë. Kjo është ndoshta për shkak të faktit se aktiviteti elektrik i trurit të njeriut ka disa bioritme të lidhura me gjendjen e tij. Disa nga këto ritme EEG diskutohen më poshtë.

• Valët beta: më e shpejta, karakteristikë e gjendjes së zgjimit, përqendrimit dhe njohjes. Teprica e tyre shoqërohet me ankth, frikë dhe panik. Në varësi të shkallës së gjendjes, mund të ndryshojë brenda intervalit 14–42 Hz. Nivelet e dobëta të valëve beta janë statistikisht të lidhura me depresionin, vëmendjen e dobët selektive dhe kujtesën e dobët.
• Valët alfa: bioritmet e trurit ngadalësohen në frekuencat 8-13 Hz. Dominimi i tyre korrespondon me gjendjen e qetësisë, aftësinë për të perceptuar informacione të reja. Në këtë gjendje, truri prodhon sasinë më të madhe të endorfinës dhe enkefalinës - "ilaçe" të prodhimit të tij.
• Valët Theta: sinjalet EEG në intervalin 4–8 Hz. Në studimet e kafshëve, valët theta regjistrohen duke përdorur elektroda të implantuara në tru. Për studimet njerëzore, elektrodat janë ngjitur në kokë. Studimet njerëzore tregojnë se valët theta lidhen me gjumin REM dhe kalimin nga gjumi në zgjim, si dhe me gjendjen e qetë të zgjimit.
• Valët delta: kalimi në një gjendje të përgjumur ose të pavetëdijshme, aktiviteti elektrik i trurit ngadalësohet në frekuenca nën 4 Hz dhe ka një amplitudë të lartë. E lidhur me gjumin e thellë.
• Ekzistojnë gjithashtu valë të trurit gama që ndodhin kur zgjidhni detyra që kërkojnë vëmendje maksimale. Meqenëse frekuenca e tyre tipike (40 Hz) qëndron jashtë kufijve të diapazonit të konsideruar, ne do të kufizohemi vetëm në përmendjen e tyre. Vëmë re vetëm se kjo listë është larg të qenit shteruese.

Këndimi në fyt i murgjve tibetianë dhe këndimi i korit gregorian bazohen në këto efekte. Për shkak të rrahjeve pothuajse të padukshme në performancë, ato provokojnë një gjendje ekstaze deri në ekstazë te dëgjuesit mirënjohës. Dhe tani sharlatanët mjekësorë i reklamojnë ato si një ilaç për lehtësimin e gjendjeve të ankthit të psikikës, duke ofruar muzikë "qetësuese" pa asnjë mbikëqyrje mjekësore.

Nga këndvështrimi i autorit të këtij artikulli - një inxhinier radioje, shkencëtar kompjuteri, ateist dhe materialist famëkeq, truri i njeriut është një marrës shumë selektiv me shumë pika hyrëse, për më tepër, i lidhur me një superkompjuter me programet e veta për përpunimin e të dhënave. sinjale, algoritmet e të cilave nuk pasqyrojnë në mënyrë adekuate realitetin objektiv.

Përvojë në zbulimin e infratingujve

Pajisjet

Në jetën tonë të përditshme, ka gjithmonë infratinguj, gjeneruesi kryesor i të cilave janë tifozët dhe kanalet e ajrit të sistemeve të kondicionimit. Në parim, një tifoz me shpejtësi të ulët si gjenerator infratingulli është i mjaftueshëm për të demonstruar infratinguj. Si një marrës infratingulli, mund të përdorni një altoparlant nën-vufer në modalitetin e kundërt, të lidhur me regjistruesin përmes një parapërforcuesi me nivel të ulët zhurme dhe një filtër ndërprerës me frekuencë të lartë, pasi të gjithë mikrofonët tipikë akustikë reagojnë dobët ndaj infratingujve për shkak të madhësisë së tyre të vogël. . Një oshiloskop dixhital ose analog ose një regjistrues zëri mund të përdoret si regjistrues infratingulli. Rezultatet e regjistrimit të zërit të kondicionerit të dritares dhe ventilatorit të dyshemesë janë paraqitur në grafikët.

Këta dy grafikë tregojnë tingullin e regjistruar të ventilatorit të dyshemesë. Grafiku i poshtëm tregon spektrogramin (spektri i frekuencës - varësia e frekuencës nga koha dhe varësia e amplitudës së sinjalit nga frekuenca në një moment të caktuar në kohë). Në të djathtë të këtij grafiku tregohet se si ngjyra ndryshon nga e zeza në të bardhë në varësi të amplitudës së sinjalit. Amplituda tregohet në decibel në lidhje me shkallën e plotë. 0 dBFS korrespondon me nivelin maksimal të sinjalit të mundshëm për këtë sistem regjistrimi.