Tipy, triky, nastavení - Akustické veličiny podruhé (2)

V minulém díle byla definována veličina akustický tlak jako nejčastěji udávaná veličina při popisu zvukové vlny. Nejčastěji udávaná je i proto, že měření akustického tlaku je ze všech ostatních akustických veličin skoro nejjednodušší (a nejlevnější). Aby se předešlo zmatku mezi akustickým tlakem a atmosférickým tlakem p0 (100 kPa), bylo by rozumné akustický tlak označovat pA. Aby to nebylo jednoduché, skoro nikde v literatuře se to nedělá a akustický tlak se většinou označuje jako p.

 

Akustický tlak je veličinou skalární, je tedy určena pouze velikostí, nikoli směrem. Druhým důvodem, proč je nejčastěji udávanou akustickou veličinou, je fakt, že lidské ucho funguje jako snímač akustického tlaku. Dynamický rozsah (nepoškozeného) lidského sluchu je udáván rozmezím vnímaného akustického tlaku zhruba od desítek μPa (mikropascalů) do zhruba stovek pascalů. Hodnota pref = 20 μPa je stanovena jako nejnižší slyšitelná úroveň akustického tlaku (pro 1 kHz), tedy tzv. práh slyšení. Nejvyšší hodnoty akustického tlaku, které je lidský sluch schopný zpracovat bez poškození, na nějakou konkrétní hodnotu normalizovány nejsou a velmi závisí na stavu sluchu a psychickém stavu konkrétního jedince.

 

Dynamický rozsah (nepoškozeného) sluchu je tedy od prahu slyšení do prahu bolesti nějakých 7 řádů (107, tedy od 10-5 do 102 Pa) rozmezí hodnot akustického tlaku. Kam se na to hrabou současné možnosti analogové a digitální techniky, příroda vede. Je pravdou, že málokdo z nás by dnes dokázal i při nejlepší psychické pohodě slyšet nejtišší zvuky, které svojí hlasitostí odpovídají prahu slyšení. Návštěva koncertů dělá svoje a práh slyšení nám posouvá směrem k vyšším hodnotám ...

 

Ten velký dynamický rozsah lidského sluchu (7 řádů) je jedním z důvodů, proč se obvykle akustický tlak neudává v Pascalech, ale udává se jeho hladina v decibelech.

 

O decibelech ještě povídání bude v souvislosti s dalšími veličinami. Pro tuto chvíli by mohlo stačit, že decibel [dB] je logaritmickou jednotkou vyjadřující poměr mezi dvěma hodnotami stejné veličiny. V decibelech je pak udávána hladina veličiny, takže v případě akustického tlaku mluvíme o hladině akustického tlaku, v literatuře Lp (z angličtiny hladina = level) anglicky „sound pressure level“, tedy oblíbené SPL. Hladinu akustického tlaku tedy počítáme ze vztahu:

 

kde to pref je právě úroveň akustického tlaku prahu slyšení, tedy 20 μPa. Termíny SPL a hladina akustického tlaku tedy označují stejnou věc, stejně jako hladina zvuku, případně hladina hluku, pokud se na vaší produkci díváte z pozice vašeho souseda a ten zvuk vás obtěžuje. Dynamický rozsah lidského sluchu lze tedy vyjádřit pomocí hladin zvuku tak, že ucho slyší zvuky v rozsahu SPL od 0 dB (práh slyšení, p = 20 μPa) do zhruba 140 dB (práh bolesti, stovky Pa).

Psáno pro časopis Muzikus