Opgave 1: lydstyrke

Man lægger umiddelbart mærke til to egenskaber ved lyd: lydstyrke og tonehøjde. Begge egenskaber er tæt forbundet til fysiske størrelser. Lydstyrken er afhængig af den energi, der transporteres af lyden. Tonehøjden afhænger af lydsignalets frekvens.

Som et mål for den transporterede energi indføres størrelsen intensitet. Den defineres som den energi, der transporteres pr. sekund igennem en arealenhed vinkelret på lydens udbredelsesretning. Intensiteten betegnes I, og den får således enheden W/m^2.

Menneskets øre kan opfatte lyde med intensiteter helt ned til 10^-11 W/m². For intensiteter højere end 1 W/m² udløser lydsignaler smerte.

Vores lydopfattelse er ikke ligefrem proportional med intensiteten. Ved forsøg har det vist sig, at hvis en lydgiver udsender lyd med en intensitet, der er 10 gange større end for en anden lydgiver, så opfattes den - ikke 10 gange så kraftig - men dobbelt så kraftig som den svagere lydkilde.

Opdagelsen af, at mennesker således forbinder forhold og ikke forskelle mellem intensiteter med deres lydindtryk har bl.a. ført til indførelsen af begrebet lydstyrke (hørestyrke) på følgende måde:

hvor L måles i dB.

I₀ er valgt som den mindste intensitet, der kan registreres af et menneske med normal hørelse, dvs. 10^-11 W/m².

1. Eftervis, at L forøges med 10 dB, når intensiteten øges med en faktor 10.

2. Beregn lydstyrken ved almindelig daglig tale (10^-6 W/m²).

3. Hvilken db-værdi udløser smerte?

4. En tilskuer i Idrætsparken vil i gennemsnit kunne frembringe en lydstyrke på 40 dB midt på grønsværen. Beregn den tilsvarende intensitet i lyden. Hvor stor bliver den samlede lydintensitet fra en fuldt besat Idrætspark med 40.000 tilskuere? Hvad bliver den tilsvarende lydstyrke midt på grønsværen?