Юный техник, 2008 № 09
Шрифт:
Кстати, такому же закону подчиняются и многие другие субъективные ощущения. За нулевой уровень громкости принят порог слышимости звука неким «усредненным» человеком. Звук представляет собой волны, распространяющиеся в воздушной среде — колебания давления воздуха. Как известно, единица измерения давления — Паскаль, в этих единицах и измеряется звуковое давление, соответствующее амплитуде звуковой волны. Звуковые волны переносят энергию и могут характеризоваться потоком мощности — энергией, переносимой звуковой волной через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения, в единицу времени.
Как же связать все эти величины?
Ответ можно найти
Таблица 1. Громкость, звуковое давление и поток акустической мощности
Заметим, что увеличение громкости на каждые 10 дБ (одинаковое субъективное увеличение) вызывается увеличением потока мощности в 10 раз, поэтому при больших громкостях требуемая мощность растет очень быстро.
Если принять расстояние до громкоговорителя, равным 1 м, как обычно делается при акустических измерениях, и предположить, что излучение ненаправленное, можно вычислить и акустическую мощность, излучаемую громкоговорителем, умножив поток мощности на площадь сферы радиусом 1 м (вспомните, что точно так же рассчитывается поток мощности для радиоволн).
Необходимую электрическую мощность можно найти, разделив акустическую мощность на КПД громкоговорителя.
Здесь начинаются слезы! Для обычных бытовых динамиков малой мощности он составляет около 1 %. Тогда получаем электрическую мощность порядка единиц милливатт. Электромагнитные громкоговорители, конструкция которых напоминает устройство телефона, широко распространенные в ранние годы, теперь вышли из употребления из-за плохих характеристик и заменены головками электродинамической системы с постоянными магнитами. Их отдача прямо зависит от магнитной индукции в зазоре, где размещена звуковая катушка.
Большую отдачу имеют головки с малым зазором и сильным магнитом.
В справочных данных на динамические головки часто указывается среднее стандартное звуковое давление (отдача). Оно измеряется на расстоянии 1 м при подведении электрической мощности 100 мВт и колеблется для большинства типов громкоговорителей в пределах от 0,1 до 0,4 Па. Имеются сообщения о головках, отдающих до 0,6 Па. Любопытно сосчитать, какая электрическая мощность нужна при этом для получения комфортной громкости 60 дБ. Результаты приведены в таблице 2.
Таблица 2. Отдача широко распространенных громкоговорителей
Наглядно видно даже по этой небольшой подборке, что для наших целей нужны громкоговорители с большой отдачей, что у мощных динамиков отдача больше, а менее всего подходят малогабаритные динамики от карманных и портативных приемников.
Огромное влияние на отдачу имеет акустическое оформление динамика. Высококачественные АС с обилием поглощающего материала имеют отдачу от 0,08 Па (25АС16, 25АС416) до 0,11 Па (35АС2), следовательно, малопригодны.
Для импортных акустических систем часто указывают чувствительность — уровень громкости на расстоянии 1 м при подведении электрической
мощности в 1 Вт. Она обычно колеблется от 84 до 100 дБ, чаще же от 87 до 92 дБ.Если мы на сколько-то децибел уменьшим громкость, то на столько же децибел уменьшится и требуемая электрическая мощность. Очень легко сосчитать, что для получения громкости 60 дБ требуемая мощность сигнала ЗЧ должна составить на 27…32 дБ меньше, то есть от 2 мВт до 0,63 мВт.
Больший КПД и соответственно отдачу имеют рупорные громкоговорители, во-первых, за счет лучшего согласования электромеханической системы со средой и, во-вторых, за счет некоторой направленности излучения. Это подтверждает и радиолюбительский опыт, начиная с 20-х годов, когда в журналах было немало сообщений о том, что наушник, помещенный в стакан или на дно кастрюльки, звучит громче, и описаний всевозможных рупоров из бумаги, картона и фанеры.
В. ПОЛЯКОВ, профессор
(Окончание следует)
ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ
Вопрос — ответ
Правда, что космическая среда существенно влияет на земные формы жизни? Что при этом происходит?
Татьяна Огородникова,
г. Курск
Да, космическое излучение и невесомость влияют на земные культуры. Например, по свидетельству китайских исследователей, побывавшие на орбите семена дали более дружные всходы и более высокие урожаи.
А вот земные бактерии становятся в космосе агрессивнее и опасней. К такому выводу пришли исследователи США и Германии, вырастившие культуру сальмонеллы на борту орбитального «челнока». После возвращения бактерий из космоса на Землю выяснилось, что они втрое превосходят по вредоносности своих земных собратьев. Это следствие влияния космических лучей, которые изменили у бактерий-космонавтов уровень активности 167 генов.
Это открытие, как полагают специалисты, следует обязательно иметь в виду при отправке на орбиту космических туристов.
«Контроль за их здоровьем, как до, так и после полета, должен быть столь же строгим, как и у астронавтов-профессионалов, — отмечают специалисты. — Никто ведь не знает, какие «гостинцы» они могут привезти на Землю»…
Доводилось слышать, что на вещевых рынках работают продавцы-гипнотизеры, которые могут заставить человека купить совершенно не нужную ему вещь. А как можно проверить, поддаешься ты гипнозу или нет?
Анастасия Крылова,
г. Сочи
Настя совершенно права: гипнотизеры встречаются не только в клиниках и цирках. По статистике на 1000 обычных жителей приходится 2 человека, способные внушать свою волю другим. И некоторые из них находят применение своим способностям отнюдь не в медицине, на сцене или на арене.
Проверить же себя на внушаемость довольно просто при помощи самостоятельных тестов. Один из них, например, таков. Поместите в полуметре от себя на уровне переносицы небольшой блестящий предмет (например, столовую ложку). Пристально смотрите на этот предмет, не отводя глаз, минут десять. Если при этом вы почувствует сонливость, значит, ваша внушаемость выше средней.