A hangkép és a hang…

Szemelvény : The Analysis and

Protection of the Natural Soundscape in

      National Parks

Soundscape

By William B. Schmidt. NRSS, WASO

 

 

            Az alapelvek :

 

a körülvevő hangszintek.

A “természetes hangkép” = (a hangkép) –

(ember okozta zajok) = (élőlények hang-

jai) + (a szél zaja a fákon, víz, stb.

 

 

 

              A hang alapja

 

Mi a hang?  A hang egy fizikai hullámzás

egy átvivő közegben, pl., a levegőben ,

nyomásváltozások formájában, amelyet

néha észlelhetünk egy speciális

érzékelővel, pl. a füllel. Más szóval a

hang energia.  A hangot jellemezzük a

rezgés frekvenciájával, és a hangnyomás-

szintjével.

 

Frekvencia.  A hang különböző

frekvenciákból tevődik össze, éppen úgy

mint ahogy  fehér fény különböző

színekből áll össze. Amikor átviszed a

fehér fényt egy prizmán, láthatod a színes

spektrumot. Amikor a hangot rávezeted

egy analizátorra, látod a hangfrekvenciák

spektrumát.Ezeket a frekvenciákat

oktávokba osztjuk,csak a finonabb további

felosztás miatt, a részletesebb tanulmányo-

záshoz..

 

A normális fiatal emberi fül, 20 Hz és

20 000 Hz /rezgés másodpercenként/

között meghallja ezeket a frekvenciákat. 

Ez az érték az állatoknál eléggé szélsősé-

ges.  Pl az elefántok faja , az infrahangok

spektrumában érintkezik egymással, 20Hz-

nél alacsonyabb értékeken. A macskák és

kutyák meghallják az ultrahang sávot 

35-40 KHz tartományig.  A denevérek az

50-80KHz közötti frekvenciasávot

használják kapcsolattartásra és vadászatra.

A bajnok tudomásunk szerint a “vak”

Gangeszi-delfin /szokványos szemlencse

nélkül/, amelyik 350KHz-nél nagyobb

frekvenciákat használ   a helyzetmeghatá-

rozásra.

 

Hangnyomás szintek.  Több módszer is

létezik a hang jellemzésére, hozzájuk

tartozó saját mértékegységekkel.

Kényelmi okból, az akusztikával foglalko-

zók jellemzően a decibelt használják,

mint mérési egységet, amely egy

logaritmikus skálát használ a hangenergia

jellemzésére. Egyik oka a logaritmusos

skálának a hangenergia nagy tartománya.

Például, az a hangnyomás érték, amelyet a

 normál emberi fül még a nullától meg tud

különböztetni (ez a hallásküszöb) –

20 x 10-6 Pa, ugyanakkor a másik végletes

érték  ennél tízmilliószor nagyobb

(a fájdalomküszöb) , ez 200 Pa. 

A decibel (dB) skálát használva, a hallás-

küszöb és fájdalomküszöb 

0 illetve 140 dB.  Ez ugyan megoldja a

kényelmes mérést, de viszont néhány prob-

lémát okoz  az információk

alkalmazásánál azon embereknél , akik

nem logaritmusos léptékekben

gondolkodnak.[1]

 

Frekvencia súlyozás.  Sok figyelem

fordul az emberek által hallható hangok

felé. A  fülnek a reagálása a hangokra

nem lineáris. Az függ a frekvenciától. 

Azon erőlködve, hogy a hangokat kapcsol-

juk különböző frekvenciákhoz( és más ok-

ból)  az akusztikusok gyakran használnak 

súlyozóskálákat amelyekben a

hangszintek különböző frekvenciáknál 

szűrve vannak,  hogy létrehozzanak egy

összetett, vagy “súlyozott” hangszintet.

Ezek közül a leginkább szokásosak az 

“A-súlyozás” vagy “C-súlyozás” és ezek 

a hangnyomásszintek többnyire pl így

vannak jelölve: dB(A) (vagy dBA), dB(C)

 (dBC), stb.[2]  Több helyen úgy van leírva,

hogy az  megfelel az emberi hallásnak, de

nem egészen így van. Az alsó vázlat

mutatja, hogy ez a kapcsolat nem precíz. 

Láthatjuk még a vázlaton, hogy az emberi

fül nem egyenletesen érzékeny minden

frekvencián. Van itt egy tényező, amit

hallásküszöbnek hívunk.

 

fig3_2

 

       JELMAGYARÁZAT

Főcím: Súlyozószűrők

 

y tengely:frekvenciaátvitel dB

x tengely:frekvencia Hz

 

görbék: C-súlyozású

             A-súlyozású

 barna: fül viselkedése
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Mérés : az akusztikusok, és mások,  a

hangokkal történő foglalkozás során, egy

sor leíró összefüggést, vagy mértékegysé-

get  használnak a hang jellemzésére. Ezek

 közül néhány:

 

Decibel (fentebb leírva) :

 

A Pascal-ban mért hangnyomás dB érték-

ben megadása: .

A dB = 20 log10 ((A Pa)/(20 x 10-6 Pa))

 ahol: (20 x 10-6 a referencia nyomás

levegőben.  1 x 10-6 a referencia nyomás

vízben.)

 

SEL (Sound Exposure Level) – Arra van

használva, hogy leírja egy esemény teljes

hangszintjét .Ez egy egy másodperces leol-

vasás.   Egy SEL  pl. lehet egy repülőgép

körül tapasztalt zajszint,  a környezeti

károsodási lehetőség meghatározásához.

 

Lmax and Lmin – The legmagasabb és

legalacsonyabb pillanatnyi hangszintek

egy bizonyos időperóduson belül, pl. az

Lmax egy óra alatt 112 dBA volt. 

 

Leq (Egyenértékű hangszint) – Az átlagos

hangszint az idő egy periódusában, pl., az

átlagos hangszint 1 sec alatt (egy 1 secun-

dum-os Leq) vagy az átlagos hangszint egy

 óra alatt (egy egy órás Leq).

 

TA (Time above-felső idő) – Azon idő-

mennyiség egy  egy adott időperiódusban,

amely alatt a hangszint túllépi az előírt

küszöböt, pl., azon időmennyiség  ,amely-

ben a nappali órák alatt  a hangszint

túllépi a 40 dBA.

 

Ln  (Túllépési szintek) – Ezek statisztikai

értékek egy mérési leolvasásoknál.  Pl.,

 L90 = 43 dBA azt jelenti, hogy  43 dBA

 az idő 90 százalékában tullépésre került.

 

DNL Day night level (még  Ldn-nek is hív-

ják).Ez egy    24 órás átlag óránkénti

zajszintmérés egy 10dB-es csökkentéssel

az éjszakai zajeseményekre  22.00-07.00

között. Ezt a mérést használják a katonai

és szállítástervezők, mint az előírásaik ré-

sze,  és irányelv./Ford megj.: a repülőte-

rek zajanalízisét segíti, az emberi környe-

zet zaklatásának megelőzésére/.

 

[1]  Bonyodalmak  az információkban a

zaj decibeles kifejezése miatt.

                               Ha van két szomszédos

 hangforrásod, mindegyik 70 dB-es , mi az

 eredő hangnyomás? (Figyelem, nem 

140 dB !) 

Mivel a decibel egy logaritmusos skálán

van mérve, hogy két hangforrás összegzett

 értékét megkapjuk, nem adhatod össze a

két számot. Először visszafelé kell

dolgoznod, hogy meghatározd a két

mennyiség logaritmus előtti értékét, aztán

add össze a két értéket aritmetikailag, és

számítsd  ki újra a logaritmusos értéket.

Az eredmény 73 dB. 

 

          Az egyik nehézség, hogy

megmagyarázzuk ,ill. megértsük  a

decibelszintek növekedését vagy

csökkenését, az okozza, hogy az emberi

fül nem úgy értelmezi a megduplázódott

energiát  mint 2-szer olyan hangosat. 

Tény, egy 3dB-es növekedés, általában az

észlelési hallásküszöbnek van

kinyílvánítva, egy 5dB-es változás világo-

san észlelhető , és egy 10 dB-es változás

képviseli  a zaj megduplázódását a

legtöbb embernek.Látszatra ,az eredmény

vezethet egy következtetésre,”Óh, az cask

egy 3 dB-es nővekedés-ami nem jelentős”.

Azonban,amint a példa érzékelteti,ez a  3

dB kifejezi az energia megduplázódását.

Egy forrás plusz egy másik egyenlő forrás,

egyenlő az első forrás kétszeres

energiájával.

 

 

[1]  Vannak még más decibeles súlyozó

elrendezések is, pl., dB(B), dB(D), dB(Z),

dB(PN), dB(TPN), stb.  Ráadásul , a

hangnyomásszinteket használják, mint

súlyozatlan szinteket is szintén.

 

A hang átvitele.  A hangátvitelt a levegő-

ben lényegesen befolyásolja az

atmoszféra állapota.  Szél, hőmérséklet és

 nedvesség mind befolyásolják a hang

 terjedését és csillapítását. Hasonlóképpen

a közeg állapota szintén befolyásolja a

hangátvitelt vízben – sűrűség,

hőmérséklet, áramlások, stb.  Ezek a

hatások kűlönösen fontosak a hang nagy-

távolságú terjedésénél.

 

       Néhány hasznos tény és ökölszabály. 

·       Az alacsonyfrekvenciájú

hangok , pl. mechanikai

zajok, kisebb veszteséget

szenvednek el a levegőben,

 mint a nagyobbfrekvenciá-

jú hangok, éppen ezért,

azok nagyobb távolságról

hallhatók.

·       A hangnyomásszint csökke-

nése egy pontforrástól,

azaz, amely viszonylag kis

méretű a távolsághoz

képest kb 6dB  - duplázva

a távolságot, és kb. 5dB a

víz felett. Ha pl.egy mély-

nyomódoboz hangnyomás-

szintjea 15m-en 80 dB, kb.

74 dB lesz a hangnyomás-

szintje 30m távolságban, és,

68 dB lesz 60m-en., stb.

·       A hangnyomásszint csökke-

nése egy vonalsugárzónál,

pl., egy országútnál, kb.

3dB, minden duplázott

 távolság esetén.