Intenzita zvuku - míra energie akustické vlny, která se rovná průměrné hodnotě proudu akustické energie proudící v jednotce času (1 s) přes plochu povrchu jednotky (1 m²) orientovanou kolmo ke směru šíření vlny.
V systému SI je jednotka intenzity zvuku W / m².
Definice
Z principu úspory energie vyplývá, že integrál intenzity zvuku na uzavřeném povrchu je roven energii emitované za jednotku času zdrojem zvuku, tj. Akustickému výkonu zdroje:
P
=
∮
S
A
→
⋅
d
s
→
.
{\ displaystyle P = \ oint \ limity _ {S} {{\ vec {I}} \ cdot {\ overrightarrow {ds}}},}
kde:
A
→
{\ displaystyle {\ vec {I}}}
- intenzita směru zvukové vlny,
d
s
→
{\ displaystyle {\ overrightarrow {ds}}}
- povrchový vektor
S
{\ displaystyle S}
- oblast uzavřeného povrchu obsahujícího zdroj uvnitř. Je-li povrch vybrán tak, aby intenzita měla na celé ploše konstantní hodnotu a vektor intenzity měl stejný směr jako povrchový vektor, pak:
P
=
A
∮
S
d
s
=
A
S
.
{\ displaystyle P = I \ oint \ limity _ {S} {ds} = IS,}
odkud:
A
=
P
S
.
{\ displaystyle I = {\ frac {P} {S}}.
Zvuk emitovaný skutečnými zdroji je ve formě sférických vln nebo je superpozicí takových vln. Zdroj bodového zvuku emitující sférickou vlnu:
kde:
r
{\ displaystyle r}
- vzdálenost od zdroje zvuku.
Podle tohoto vzorce je intenzita zvuku nepřímo úměrná čtverci vzdálenosti od zdroje. Zdvojnásobení vzdálenosti od zdroje odpovídá čtyřnásobnému snížení intenzity zvuku.
Intenzita zvuku a tlak zvuku
Hladinu akustického tlaku je obtížné měřit, ale akustický tlak lze snadno měřit. U sinusové vlny je intenzita dána:
kde:
str
{\ displaystyle p}
- amplituda akustického tlaku,
ρ
{\ displaystyle \ rho}
- hustota média,
C
{\ displaystyle c}
- rychlost šíření akustické vlny v daném médiu Po sladění vzorců (1) a (2) a transformací získáte:
str
=
1
r
P
ρ
C
2
π
{\ displaystyle p = {\ frac {1} {r}} {\ sqrt {\ frac {P \ rho c} {2 \ pi}}}}
Z toho vyplývá, že akustický tlak je nepřímo úměrný vzdálenosti od zdroje. Zdvojnásobení vzdálenosti od zdroje tedy odpovídá dvojnásobnému poklesu tlaku.
