Con la popularidad de los teléfonos inteligentes, los auriculares se han convertido en un dispositivo digital indispensable para la gente moderna. Cuando tomamos el metro o el autobús, encontraremos que la mayoría de las personas usan auriculares, especialmente los auriculares inalámbricos ahora tienen la función de reducción de ruido, que puede bloquear efectivamente el sonido ambiental, para que las personas aún puedan estar inmersas incluso en la ajetreada ciudad. en su propio “mundo musical”.
Sin embargo, muchos médicos han señalado que usar auriculares durante mucho tiempo causará daños en la audición, especialmente cuando el volumen de los auriculares es alto, más de una hora afectará la audición. Además de los sonidos en los auriculares, en realidad hay todo tipo de sonidos en la vida, ya sean las ranas croando junto al estanque en la tranquila noche de verano o los sonidos de los vendedores ambulantes de abajo, todos agregan muchos fuegos artificiales. a nuestras vidas. Entonces, ¿qué tan fuerte es la voz más grande del mundo?
Los científicos han realizado investigaciones y pruebas y han descubierto que el sonido máximo actual es de 194 decibelios, que es el límite de sonido en el aire de la tierra. Si supera los 194 decibelios, ¿cómo se verá el sonido? Si esa voz es escuchada por humanos, ¿qué cosas terribles sucederán?
¿Qué es el sonido?
El sonido es en realidad una onda de sonido generada por la vibración de un objeto. Necesita depender de medios para propagarse, como aire, sólidos y líquidos. Después de la acción de estos medios, nuestros órganos auditivos pueden percibir este fenómeno de onda, por lo que el sonido es en realidad El movimiento de las ondas de sonido que se propagan a través de una variedad de medios. Sin embargo, la frecuencia del sonido que nuestro oído humano puede reconocer está entre 20 Hz y 20 000 Hz, y con frecuencia nos referimos a la categoría que escuchamos como sonidos. En cuanto a lo que nuestros oídos no pueden captar, como las ondas ultrasónicas y los infrasonidos, no suele llamarse sonido.
En física, el objeto que emite sonido generalmente se llama fuente de sonido, y el número de veces que el objeto vibra por segundo se llama frecuencia, y su unidad es Hertz. El oído humano es más sensible a los sonidos entre 200 Hz y 800 Hz. . La velocidad de propagación del sonido en diferentes medios también es diferente. En términos generales, es mayor en sólido que en líquido, y el medio de propagación más lento es el gas. Además, la temperatura del medio también afecta la velocidad de propagación del sonido.
Sin un medio, el sonido no se puede transmitir. Por ejemplo, el entorno en el espacio es casi completamente vacío, por lo que si usamos el método de comunicación en la tierra para establecer contacto con los astronautas en la nave espacial, no funcionará. En otras palabras, incluso si los humanos crean un gran “sonido” y tocan música en el espacio, no habrá sonido.
La velocidad de propagación del sonido en el aire a 0°C es de 331 m/s, en el agua de mar a 25°C puede alcanzar los 1531 m/s, y la velocidad de propagación en las varillas de hierro es tan alta como 5200 m/s.
El sonido también se puede llamar onda de presión. Cuando las personas tocan un instrumento musical, golpean una puerta o golpean una mesa, sus vibraciones harán que el medio, las moléculas de aire, vibren rítmicamente, lo que hace que el aire circundante cambie de densidad y forma. Ondas longitudinales densas y densas, que producen ondas sonoras, que continúan hasta que desaparecen las vibraciones.
La amplitud y la frecuencia son dos unidades importantes para describir el sonido y también son las más confusas. La magnitud de la frecuencia corresponde al tono, y la magnitud de la amplitud corresponde al volumen. El tono no equivale a volumen, al igual que cuando escuchamos el canto de un coro, no es el llamado “volumen” del tenor el que parece más alto.
El tamaño del sonido es en realidad nuestro sentimiento subjetivo. Por ejemplo, cuando el maestro habla sobre los puntos clave, el volumen cambiará significativamente para recordarles a todos que se concentren. El tamaño del volumen está determinado por la distancia y la amplitud de la fuente de sonido. La magnitud de la amplitud es proporcional al volumen, y la distancia es inversamente proporcional. Cuanto mayor sea la distancia, menor será el volumen. Por ejemplo, si estás parado al lado de la barra de sonido en un bar, definitivamente te sentirás “ensordecedor”. Después de salir, aunque el sonido sigue siendo fuerte, ya no tendrás esa sensación extrema.
El límite superior del sonido es de 194 decibelios.
Antes de presentar específicamente por qué el límite superior del sonido es de 194 decibelios, debemos comprender la unidad de decibelios.Después de todo, muchas personas no pueden distinguir entre frecuencia y amplitud, y las unidades de los dos también se confunden. La palabra decibelio lleva el nombre del inventor escocés Alexander Graham Bell. Esta unidad (dB) no es solo una unidad de nivel de presión sonora, sino que también se puede utilizar para expresar la relación de cantidades de potencia y cantidades de campo.
1 decibelio es justo lo que nuestros oídos pueden oír, y el volumen cuando susurramos es de unos 30 decibelios. El fuerte rugido del avión cuando despega es de unos 120 decibelios, y el sonido de los fuegos artificiales y petardos durante el Año Nuevo chino puede alcanzar los 150 decibelios. Además, la intensidad del volumen se duplica por cada aumento de 10 dB en unidades de decibelios.
Para el sonido, los decibelios son en realidad “presión”, no energía. El decibelio se define como L = 20 log (10) (p/pref), donde pref es micropascales 20. Teniendo en cuenta que el aire no se comprime infinitamente, el valor de decibel tiene un límite superior en la física.
Entonces, lo que llamamos un techo de sonido de 194 decibelios es en realidad el sonido máximo que existe a la presión atmosférica estándar.
Una onda de sonido que alcanza este decibelio tiene una gran amplitud y su parte de baja presión está en un estado de vacío. Entonces, ¿por qué el límite superior del sonido es de 194 decibeles? Porque dijimos anteriormente que el aire no es infinitamente comprimible, y bajo mayor presión, el aire ya no puede existir en forma de gas, sino en forma de sólido.
Sin embargo, algunas personas deben preguntarse, ¿no puede el sonido propagarse también en medios sólidos?¿Por qué el “aire sólido” no puede propagar el sonido? De hecho, el sonido puede propagarse en sólidos, pero este tipo de onda mecánica no puede ser escuchada directamente por el oído humano. En cuanto al “límite superior del sonido” discutido en nuestro título, en realidad es el volumen máximo que nuestro oído humano puede escuchar. Preste atención a las condiciones previas límite. Por lo tanto, no hay sonido en la tierra que exceda el valor de 194 decibelios.
Por ejemplo, el sonido del cachalote señor supremo del océano puede ser tan alto como decibelios 230. Estos decibeles 230 se calculan en función de la fuerza del impulso de aire, y la densidad del agua de mar es mucho mayor que la del aire, por lo que es solo alrededor de 174 decibelios cuando se cambia a bajo el agua. Si colocamos a un humano junto a un cachalote, los huesos del cuerpo humano pueden romperse en el momento en que el cachalote emite un sonido, que es la “energía” de la onda sonora.
Más allá de los límites de energía
Cuando el sonido supera el límite de energía, que es la escala de 194 decibelios, se convierte en una onda de choque.
Cuando el sonido alcanza los 195 decibelios, la energía no puede viajar por el aire y empuja el aire hacia afuera, creando un vacío en la zona central. Cuantos más valores por encima de 194 decibeles, más lejos llega la burbuja de vacío y mayor es el impacto, extendiéndose hacia el exterior en forma de un hemisferio de rápido crecimiento.
La “onda de choque” es en realidad el “gas supercomprimido” formado por la compresión infinita del aire. En este momento, su densidad se vuelve muy grande, lo que significa que el aire originalmente escaso se comprime en una “hoz”, y esto la hoz continuará expandiéndose a medida que se extiende, aplastando todo a su paso.
Si el cuerpo humano se expone a esta onda de choque, definitivamente se romperá. No es exagerado decir que si la energía es lo suficientemente grande, el cuerpo humano puede desaparecer en un instante. Este es probablemente el llamado ” exceso físico”. Según los cálculos, cuando el volumen del sonido alcanza los 300 decibelios, la energía liberada equivale a 400 millones de bombas nucleares explotando al mismo tiempo, por lo que la “enorme onda de sonido” formada por el volumen en realidad no es diferente de la bomba nuclear. La única diferencia es probablemente la bomba nuclear: hay radiación, mientras que las ondas de choque de las ondas sonoras no.
Sin embargo, los científicos dicen que aunque el sonido máximo en la superficie de la tierra es de 194 decibelios, puede haber sonidos más fuertes en el universo. En teoría, cuanto mayor sea la densidad de la atmósfera, mayor será el rango de amplitud de las ondas de presión. Entonces, si existe un lugar así en el universo, el volumen allí debería ser aún más asombroso. Vale la pena mencionar que, afortunadamente, el universo es un vacío, y no hay forma de que el sonido se propague en él, de lo contrario, podemos ser “ruidosos”.
Después de todo, todos los objetos en movimiento en el universo en realidad emiten sonido, pero este sonido es bloqueado automáticamente por la cubierta de vacío.Si no hay cubierta de vacío, estaremos constantemente infestados por ruido cósmico a un volumen de aproximadamente 100 decibelios.
El sonido más fuerte jamás hecho en la tierra
Hasta la fecha, el sonido más fuerte jamás registrado en la Tierra provino de una erupción volcánica. En 1883, el volcán Krakatoa en el estrecho de Sunda de Indonesia entró en erupción y el sonido se puede escuchar a 5000 kilómetros de distancia, al igual que la erupción de un volcán en Tailandia, pero el sonido se puede escuchar en Beijing.
Toda la isla fue completamente destruida por las poderosas ondas de sonido, que produjeron ondas de infrasonido que podrían dar la vuelta a la Tierra más de tres veces. Aunque la enorme energía que trae la onda de sonido no es tan aterradora como el “límite de onda de sonido de alta densidad” que describimos anteriormente, todavía desencadena una gran ola. El tsunami provocado por la erupción mató a 36.417 personas y enfrió todo el planeta en un promedio de 0,6 °C.
Sabemos que cuando el sonido llega al oído con un nivel de decibelios superior a 150, causará daños irreversibles en nuestra audición. Según los cálculos, a una distancia de 100 millas del volcán, el sonido aún alcanzaba los 172 decibelios, que es similar al sonido del cachalote que mencionamos anteriormente. En este caso, los humanos no solo serán sordos, sino también puede ser “shock” morir”. A una distancia de unos 500 kilómetros de la fuente de sonido, el muro de hormigón también fue destrozado por el sonido.
Se puede ver que cuando el sonido alcanza cierta intensidad, realmente se convierte en un “arma asesina”, y esta transmisión a larga distancia hace que las personas sean inevitables. Esto es para suspirar. Afortunadamente, el entorno cósmico es vacío, de lo contrario, se estima que el sonido de las frecuentes colisiones de estrellas hace que casi la mitad de la gente de la tierra se vuelva sorda al instante, lo cual es realmente terrible.
sonido inaudible
El sonido que nuestros oídos humanos pueden oír es en realidad muy limitado. Algunos animales del reino animal tienen un oído más sensible que nosotros, como los perros y los murciélagos. Pueden oír ondas ultrasónicas de hasta 160.000 Hz, por lo que su sensibilidad al sonido es en realidad Mucha más fuerte que los humanos. Es por eso que un perro que duerme en la sala de estar puede escuchar incluso si un ladrón se cuela y roba algo.
Vale la pena mencionar que las ondas ultrasónicas con longitudes de onda muy cortas, aunque no pueden ser captadas por nuestros oídos, pueden usarse en medicina e industria, e incluso en nuestras vidas. Por ejemplo, el uso de limpieza ultrasónica puede eliminar eficazmente el sarro. O en la industria, se producirán medidores de nivel ultrasónicos y medidores de flujo ultrasónicos.
En resumen, tanto las ondas ultrasónicas como las infrasónicas se utilizan en nuestras vidas y, aunque no podemos escucharlas y no podemos definirlas como “sonido”, debemos afirmar sus contribuciones.
Epílogo
En este punto, creo que todos tienen una comprensión general de por qué el límite superior del sonido es de 194 decibelios, y también saben que cuando se excede el límite de energía, el sonido que no parece ser letal se convertirá en una onda de choque que lo calma todo, y su poder no es comparable al de una bomba nuclear.
Se puede ver que el “rugido del león” descrito en las novelas de artes marciales puede derribar o matar personas en realidad tiene una base científica, pero en realidad, me temo que no se describe ningún maestro de artes marciales que pueda hacer un ruido tan fuerte. sonido, incluso si puede hacer un sonido. , como el cuerpo de la fuente de sonido, ¡podría sorprenderse primero con su propia voz!
