Intensiteetti

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

Intensiteetti $I$ voidaan ilmaista alla olevan yhtälön muodossa:

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

missä $P$ on teho ja $A$ pinta-ala.

Äänen intensiteetti

Äänen intensiteetti $\overrightarrow{I}(t)$ ajanhetkellä $t$ (äänen teho pinta-alayksikköä kohti) voidaan määritellä hiukkasnopeuden $\overrightarrow{u}$ ja äänenpaineen $p$ tulona:Malline:Lähde

$\overrightarrow{I}(t)=p(t)\overrightarrow{u}(t).$

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

$\overrightarrow{I}=\underset{T\to \mathrm{\infty }}{\lim }\frac{1}{T}\underset{T}{\int }\overrightarrow{I}(t)dt.$

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.Malline:Lähde

Äänen intensiteettitaso $L_I$ desibeleinä määritellään havaittavan intensiteetin $I$ ja intensiteetin vertailuarvon $I_0$ = 10^-12 W/m² suhteen kymmenkantaisen logaritmin avulla seuraavasti:

$L_I=10{\log }_{10}\left(\frac{I}{I_0}\right)$.

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.Malline:Lähde

Kirjallisuutta

• Malline:Kirjaviite
• Malline:Kirjaviite