Jakich jednostek używa się do mierzenia dźwięku?
Nauki ścisłe zajmują się ilościowym mierzeniem właściwości świata przyrody. Kiedy naukowiec dokonuje pomiarów, musi najpierw zidentyfikować specyficzne właściwości, które będzie mierzył, jak te pomiary będą wykonywane i jakich jednostek będzie używał. Na przykład, jeśli naukowiec mierzy właściwość głębokości wody, nie wystarczy powiedzieć, że woda ma 250 głębokości. Może to oznaczać 250 stóp, 250 metrów lub 250 sążni. Naukowiec musi podać jednostki dla tej wartości.
Jest również ważne, aby zrozumieć, jak przeliczać jednostki z jednej jednostki na drugą. Większość Amerykanów wie, że 12 cali jest równe 1 stopie, ale może nie wiedzieć, że 1 mila morska jest równa 1,85 kilometra. Dobrze wiadomo, że 1 kilometr jest równy 1000 metrów, ale nie tak dobrze wiadomo, że 1 mikrometr jest równy 10-6 metrów.
Istnieją jednostki stałe, takie jak metry i jednostki względne, takie jak decybele (dB). Jednostki względne są związane z określonymi warunkami. Na przykład, decybele w wodzie mają inną wartość względną niż decybele w powietrzu. Naukowcy zgodzili się używać 1 mikropaskala (μPa) jako ciśnienia odniesienia dla dźwięku pod wodą. W powietrzu natomiast naukowcy zgodzili się używać wyższego ciśnienia odniesienia, wynoszącego 20 mikropaskali.
Intensywność dźwięku podawana w dB w wodzie nie jest zatem taka sama jak intensywność dźwięku podawana w dB w powietrzu.
Poniżej podano kilka jednostek powszechnie używanych w podwodnym dźwięku, do pomiaru czego służą i jak można je przeliczać między sobą.
Jednostki powszechnie używane
Odległość
1 metr (m) – jednostka odległości; równa 3.28 stóp
1 kilometr (km) = 1000 metrów
1 centymetr (cm) = 0,01 metra (100 cm = 1 m)
1 milimetr (mm) = 0.001 metrów (1000 mm = 1 m)
1 mikrometr (μm także 1 mikron) = 10-6 metrów
1 stopa (ft) – jednostka odległości; równa 12 calom
Waga/Masa
1 gram (g) – jednostka masy
1 kilogram (kg) = 1000 gramów = 2.2 lbs
1 tona metryczna = 1,000 kilogramów
1 tona – jednostka wagi; równa 2,000 funtów (lbs)
Czas
1 sekunda (sec) – jednostka czasu
1 milisekunda (msec) = 0.001 sekundy (10-3 sec) (1000 msec = 1 sec)
1 mikrosekunda (μsec) = 0.000001 sekund (10-6 sec) (1,000,000 μsec = 1 sec)
Temperatura
Stopnie Celsjusza (°C) i Fahrenheita (°F) – jednostki temperatury
Aby przeliczyć z Celsjusza (°C) na Fahrenheita (°F):
(°F) = (°C x 1.8) + 32
Aby przeliczyć z Fahrenheita (°F) na Celsjusza (°C):
(°C) = (°F – 32) ÷ 1.8
Zasolenie
1 część na tysiąc (ppt) = 1 gram soli na litr roztworu; jednostka proporcji równa 0.001
Praktyczne jednostki zasolenia (PSU lub psu) = stosunek przewodności próbki wody morskiej do standardowego roztworu chlorku potasu. Ponieważ stosunki nie mają jednostek, nie jest prawdą, że 35 PSU dokładnie równa się 35 ppt.
Częstotliwość
1 herc (Hz) = 1 cykl na sekundę – jednostka częstotliwości
1 kiloherc (kHz) = 1,000 herców
Ciśnienie
1 paskal (Pa) – jednostka ciśnienia
1 mikropaskal (μPa) = 10-6 Pa – powszechnie stosowany przy pomiarze ciśnienia akustycznego.
1 atmosfera (atm) = 14.7 lbs/in2 = 101,325 Pa
Intensywność
Decibel (dB) – miara intensywności dźwięku; 1/10 Bel.
Decible są jednostką względną, porównującą dwa ciśnienia; dlatego należy również wskazać ciśnienie odniesienia. W akustyce podwodnej ciśnienie referencyjne wynosi 1 mikroPaskal, więc prawdziwą jednostką natężenia dźwięku pod wodą jest dB odniesiony do 1 mikroPaskala. W powietrzu naukowcy zgodzili się stosować wyższe ciśnienie odniesienia wynoszące 20 mikroPaskali. Dlatego prawdziwą jednostką natężenia dźwięku w powietrzu jest dB odniesiony do 20 mikroPaskali. Ponieważ naukowcy używają różnych ciśnień referencyjnych, natężenie dźwięku podane w dB w wodzie nie jest takie samo jak natężenie dźwięku podane w dB w powietrzu.
Dodatkowe linki na temat DOSITS
- Wprowadzenie do decybeli
- Wprowadzenie do poziomów sygnału
.