meten en waarnemen van geluidsgolven
geluidsgolven zijn trillingen van luchtmoleculen die van een geluidsbron naar het oor worden overgebracht. Geluid wordt meestal beschreven in termen van de luidheid (amplitude) en de toonhoogte (frequentie) van de Golf. Luidheid (ook wel geluidsdrukniveau, of SPL) wordt gemeten in logaritmische eenheden genaamd decibels (dB). Het normale menselijke oor kan geluiden detecteren die variëren tussen 0 dB (gehoordrempel) en ongeveer 140 dB, met geluiden tussen 120dB en 140 dB die pijn veroorzaken (pijndrempel)., De ambient SPL in een bibliotheek is ongeveer 35 dB, terwijl die in een bewegende bus of metro is ongeveer 85 dB; bouwwerkzaamheden kunnen SPLs genereren tot 105 dB bij de bron. SPLs nemen af met de afstand tot de bron.
De snelheid waarmee geluidsenergie wordt overgedragen, de zogenaamde geluidsintensiteit, is evenredig met het kwadraat van de SPL., Vanwege de logaritmische aard van de decibelschaal betekent een toename van 10 dB een 10-voudige toename van de geluidsintensiteit, een toename van 20 dB een 100-voudige toename van de intensiteit, een toename van 30 dB een 1.000-voudige toename van de intensiteit, enzovoort. Bij een verdubbeling van de geluidsintensiteit neemt de SPL echter slechts met 3 dB toe. Bijvoorbeeld, als een bouwboor een geluidsniveau van ongeveer 90 dB veroorzaakt, dan zullen twee identieke boormachines die naast elkaar werken een geluidsniveau van 93 dB veroorzaken., Aan de andere kant, wanneer twee geluiden die meer dan 15 dB in SPL verschillen worden gecombineerd, wordt het zwakkere geluid gemaskeerd (of overstemd) door het luidere geluid. Bijvoorbeeld, als een 80-dB boor naast een 95-dB dozer op een bouwplaats werkt, zal de gecombineerde SPL van deze twee bronnen worden gemeten als 95 dB; het minder intense geluid van de compressor zal niet merkbaar zijn.
frequentie van een geluidsgolf wordt uitgedrukt in cycli per seconde (cps), maar hertz (Hz) wordt vaker gebruikt (1 cps = 1 Hz)., Het menselijk trommelvlies is een zeer gevoelig orgaan met een groot dynamisch bereik, in staat om geluiden te detecteren bij frequenties zo laag als 20 Hz (een zeer lage toonhoogte) tot ongeveer 20.000 Hz (een zeer hoge toonhoogte). De toonhoogte van een menselijke stem in een normaal gesprek vindt plaats bij frequenties tussen 250 Hz en 2000 Hz.
nauwkeurige meting en wetenschappelijke beschrijving van geluidsniveaus verschillen van de meeste subjectieve menselijke percepties en meningen over geluid., Subjectieve menselijke reacties op lawaai zijn afhankelijk van zowel toonhoogte en luidheid. Mensen met een normaal gehoor ervaren over het algemeen hoogfrequente geluiden luider dan laagfrequente geluiden van dezelfde amplitude. Om deze reden houden elektronische geluidsniveaumeters die worden gebruikt om geluidsniveaus te meten rekening met de variaties van waargenomen luidheid met toonhoogte. Frequentiefilters in de meters dienen om meterwaarden af te stemmen op de gevoeligheid van het menselijk oor en de relatieve luidheid van verschillende geluiden. Het zogenaamde A-gewogen filter, bijvoorbeeld, wordt vaak gebruikt voor het meten van omgevingsgeluid in de gemeenschap., SPL-metingen met dit filter worden uitgedrukt als A-gewogen decibel, of dBA. De meeste mensen waarnemen en beschrijven een 6-tot 10-dBA verhoging in een SPL lezing om een verdubbeling van “luidheid te zijn.”Een ander systeem, de C-gewogen (dBC) schaal, wordt soms gebruikt voor impact geluidsniveaus, zoals geweervuur, en heeft de neiging om nauwkeuriger dan dBA voor de waargenomen luidheid van geluiden met lage frequentie componenten.
geluidsniveaus variëren over het algemeen met de tijd, zodat de geluidsmetingsgegevens worden gerapporteerd als tijdgemiddelden om de totale geluidsniveaus uit te drukken. Er zijn verschillende manieren om dit te doen., De resultaten van een reeks herhaalde geluidsniveaumetingen kunnen bijvoorbeeld worden gerapporteerd als L90 = 75 dBA, wat betekent dat de niveaus 90% van de tijd gelijk waren aan of hoger waren dan 75 dBA. Een andere eenheid, equivalent sound levels (leQ) genaamd, kan worden gebruikt om een gemiddelde SPL uit te drukken over elke periode van belang, zoals een werkdag van acht uur. (Leq is een logaritmisch gemiddelde in plaats van een rekenkundig gemiddelde, zodat luide gebeurtenissen overheersen in het totale resultaat.,) Een eenheid genaamd Dag-Nacht geluidsniveau (DNL of Ldn) is verantwoordelijk voor het feit dat mensen gevoeliger zijn voor ruis tijdens de nacht, dus een 10-dBA boete wordt toegevoegd aan SPL waarden die worden gemeten tussen 10 pm en 7 am. DNL-metingen zijn bijvoorbeeld zeer nuttig voor het beschrijven van de totale blootstelling van de Gemeenschap aan vliegtuiglawaai.