1. Intenzitet zvuka
Intenzitet zvuka (I) predstavlja energiju koju zvučni talasi prenesu kroz površinu od $1 , \text{m}^2$ u toku jedne sekunde. Merna jedinica je:
$ \text{W/m}^2 $
- Prag čujnosti (najtiši zvuk koji čujemo):
$ I_0 = 10^{-12} , \text{W/m}^2 $ - Granica bola (najglasniji zvuk pre pucanja bubne opne):
$ I \approx 1 , \text{W/m}^2 $
Razlika između ova dva intenziteta je ogromna – hiljadu milijardi puta!
2. Zašto ne koristimo W/m² za glasnoću?
Naš sluh nije linearan, već logaritamski:
- Da bismo čuli ravnomerno povećanje glasnoće, intenzitet mora rasti više puta, ne za istu apsolutnu vrednost.
- Konkretno, za ravnomerno povećanje glasnoće, intenzitet se mora povećati oko 1,26 puta (što odgovara (10^{1/10})).
Zbog toga uvodimo jedinicu koja prati logaritamsku percepciju – decibel (dB).
3. Definicija decibela
Nivo zvuka $L$ izražen u decibelima:
$ L = 10 \log \frac{I}{I_0} $
gde je:
- $I$ – intenzitet zvuka,
- $I_0 $ – referentni intenzitet (najčešće prag čujnosti $10^{-12} , \text{W/m}^2)$.
Decibel je relativna jedinica – uvek se meri u odnosu na referentni nivo.
4. Primeri
- Za prag čujnosti ($I = I_0 $):
$ L = 10 \log \frac{10^{-12}}{10^{-12}} = 0 , \text{dB} $ - Za granicu bola ($ I = 1 , \text{W/m}^2$):
$ L = 10 \log \frac{1}{10^{-12}} = 10 \log 10^{12} = 120 , \text{dB} $
Dakle, ceo čujni opseg od $10^{-12}$ do $1 , \text{W/m}^2$ sveden je na 0–120 dB.
6. Decibeli u audio tehnici
Na VU metru (pokazivaču nivoa signala) podeoci često idu u minus:
- Referentni nivo je maksimalna vrednost koju uređaj može obraditi.
- Ostali nivoi izražavaju koliko su manji od maksimuma.
- Za kvalitetan snimak nivo treba biti što bliži 0 dB, ali nikako iznad – inače dolazi do izobličenja zvuka.
Zaključak
Decibel omogućava da logaritamski izrazimo nivo zvuka, u skladu sa ljudskom percepcijom. Skala od 0 do 120 dB pokriva ceo čujni opseg, od praga čujnosti do granice bola.