Intensiteetti

Intensiteetti on fysiikassa suure, joka ilmoittaa kuinka paljon energiaa siirtyy pinta-alayksikön läpi aikayksikössä.[1] Intensiteetin SI-yksikkö on watti neliömetriä kohden (W/m²).[2] Intensiteettisuuretta käytetään usein aaltojen yhteydessä, jos halutaan kuvata pinnan läpäisevän aallon kuljettama energiamäärä sekunnissa.lähde?

Intensiteetti I {\displaystyle I} voidaan ilmaista alla olevan yhtälön muodossa:[2]

I = P A , {\displaystyle I={\frac {P}{A}},}

missä P {\displaystyle P} on teho ja A {\displaystyle A} pinta-ala.

Äänen intensiteetti

Tämä osio pitäisi jakaa uudeksi artikkeliksi nimeltä Äänen intensiteetti.
Lisätietoja saattaa olla artikkelin keskustelusivulla.


Äänen intensiteetti I → ( t ) {\displaystyle {\vec {I}}(t)} ajanhetkellä t {\displaystyle t} (äänen teho pinta-alayksikköä kohti) voidaan määritellä hiukkasnopeuden u → {\displaystyle {\vec {u}}} ja äänenpaineen p {\displaystyle p} tulona:lähde?

I → ( t ) = p ( t ) u → ( t ) . {\displaystyle {\vec {I}}(t)=p(t){\vec {u}}(t).}

Hetkellisen intensiteetin sijaan käytännössä useammin tarvitaan varsinaista ääni-intensiteettiä, joka on hetkellisen intensiteetin keskiarvo ajan suhteen:lähde?

I → = lim T → ∞ 1 T ∫ T I → ( t ) d t . {\displaystyle {\vec {I}}=\lim _{T\to \infty }{\frac {1}{T}}\int _{T}{\vec {I}}(t)dt.}

Äänen intensiteettitaso

Heikoin ääni, jonka ihmisen korva havaitsee 1 000 Hz:n taajuudella, on intensiteetiltään noin 10-12 W/m². Tämä intensiteetin arvo on valittu akustiikassa äänen intensiteettitason vertailuarvoksi, koska se vastaa likimain kuulokynnystä. Voimakkain ääni, jonka ihmisen korva sietää, on intensiteetiltään noin 1 W/m². Tämä voimakkain ääni on 1012 kertaa kuulokynnyksen suuruinen. Logaritminen asteikko soveltuu hyvin kuvaamaan näin laajaa voimakkuusaluetta.lähde?

Äänen intensiteettitaso L I {\displaystyle L_{I}} desibeleinä määritellään havaittavan intensiteetin I {\displaystyle I} ja intensiteetin vertailuarvon I 0 {\displaystyle I_{0}} = 10-12 W/m² suhteen kymmenkantaisen logaritmin avulla seuraavasti:

L I = 10 log 10 ⁡ ( I I 0 ) {\displaystyle L_{I}=10\log _{10}\left({\frac {I}{I_{0}}}\right)} .[3][4]

Ääni-intensiteetin mittaaminen

Intensiteetin määrittämiseksi tulee tuntea sekä äänenpaine että hiukkasnopeus. Perinteinen mikrofoni mittaa kuitenkin vain äänenpainetta, joten hiukkasnopeuden mittaamiseksi tarvitaan kaksi lähekkäin sijoitettua mikrofonia, joiden havaitseman äänenpaineen vaihe-erosta saadaan hiukkasnopeudelle likiarvo. Mittaamalla intensiteetti äänilähteen ympäriltä voidaan lähteen ääniteho laskea kertomalla intensiteetti mittauspinnan pinta-alalla.lähde?

Lähteet

  1. ↑ William R. Hendee & E. Russell Ritenour: Medical Imaging Physics, s. 92. John Wiley & Sons, 2003. ISBN 9780471461135. (englanniksi)
  2. ↑ a b Kaplan MCAT Physics Review Notes, s. 270. Kaplan Publishing, 2012. ISBN 9781609786267. (englanniksi)
  3. ↑ Jukka Hatakka, Heikki Saari, Jarmo Sirviö, Jouni Viiri, Sari Yrjänäinen: Physica 3 - Aallot. WSOY, 2005. ISBN 951-0-24940-8.
  4. ↑ Matti Karjalainen: Hieman akustiikkaa (PDF) (Sivu 14) 2000. TKK, Akustiikan ja äänenkäsittelytekniikan laboratorio. Arkistoitu 31.8.2020. Viitattu 16.1.2017.

Kirjallisuutta