Äänenvoimakkuus on subjektiivinen äänenpaineen tunne ( äänen intensiteetti ), jonka avulla voit järjestää kaikki äänet asteikolla hiljaisesta kovaan. Äänen voimakkuus riippuu pääasiassa äänen voimakkuudesta, mutta myös äänen värähtelyjen energian jakautumisesta taajuusasteikolla [1] . Myös äänen voimakkuuteen vaikuttavat sen sijainti tilassa, altistuksen kesto, muiden äänten peittävä vaikutus ja muut tekijät [2] [3] .
Äänen voimakkuus riippuu monimutkaisella tavalla äänenpaineesta, taajuudesta ja aaltomuodosta. Vakiotaajuudella ja värähtelymuodolla äänenvoimakkuus kasvaa äänenpaineen kasvaessa. Samalla äänenpaineella eri taajuuksien sinimuotoisten äänten voimakkuus on erilainen - samalla äänenvoimakkuudella eri taajuuksilla voi olla eri voimakkuuksia [4] .
Absoluuttisen äänenvoimakkuuden mittaamiseksi amerikkalainen psykologi Stanley Stevens ehdottierityisyksikkö nukkumaan . Yhden pojan äänenvoimakkuus on puhtaan äänen (sinimuotoinen ääni) voimakkuutta taajuudella 1000 Hz ja äänenpainetasolla (SPL) 40 dB [2] suhteessa vertailuarvoon 20 µPa [1] .
Suhteellinen äänenvoimakkuus on yleensä arvioitu logaritmisina yksiköinä - taustoina . Puhtaan äänenvoimakkuus, jonka taajuus on 1000 Hz taustalla, on numeerisesti yhtä suuri kuin SPL desibeleinä [1] .
Yläkuvassa näkyy saman äänenvoimakkuuden käyräperhe, jota kutsutaan myös isofoneiksi . Ne edustavat standardoitua ( ISO 226:1987) SPL:tä verrattuna taajuuteen tietyllä äänenvoimakkuustasolla. "0-tausta"-isofoni, joka on merkitty katkoviivalla, luonnehtii kuulokynnystä eri taajuuksille äänille normaalissa kuulossa . Jokainen käyrä yhdistää puhtaita ääniä eri taajuuksilla, sama äänenvoimakkuus 18-20-vuotiaille kuuntelijoille [1] .
Tarkennetut vakioäänenvoimakkuuskäyrät (ISO 226:2003 Acoustics - Normal equal-loudness-level contours, IDT) graafisessa ja taulukkomuodossa esitetään standardissa GOST R ISO 226-2009. Ne perustuvat 12 Tanskassa, Saksassa ja Japanissa vuosina 1983-2002 tehdyn riippumattoman tutkimuksen tuloksiin. Tasaiset äänenvoimakkuuskäyrät rakennetaan 18–25-vuotiaiden normaalikuuloisten ihmisten keskimääräisten tuntemusten mukaan [5] .
Matalalla SPL:llä subjektiivinen äänenvoimakkuuden arviointi riippuu suuresti taajuudesta - kuulo on vähemmän herkkä matalille ja korkeille taajuuksille. Suurella SPL:llä matalat, keskisuuret ja korkeat äänet arvioidaan tasaisemmin äänenvoimakkuuden suhteen [2] . Saman voimakkuuden käyrien luonne osoittaa, että normaalikuuloiset ihmiset ovat herkimpiä äänille taajuusalueella 2500-4000 Hz [5] .
| Ääni | Äänenvoimakkuus , tausta |
Äänenvoimakkuus, uni |
|---|---|---|
| Kuiskaus 1 metrin etäisyydellä | kaksikymmentä | 0.1 |
| Keskustelua 1 metrin päässä | 55…60 | 3…4.5 |
| Keskimääräinen katumelu | 55…60 | 3…4.5 |
| Meluisa kokous | 65…70 | 6…8 |
| Suosionosoitukset | 60…75 | 4.5…12 |
| meluisa katu | 75…80 | 12…18 |
| Orkesterin ääni | 80…100 | 18…90 |
Äänenvoimakkuuden tunne riippuu äänialtistuksen kestosta - kahden äänisignaalin samalla taajuudella ja voimakkuudella lyhyempi signaali näyttää vähemmän kovalta [1] . Hyvin lyhyt (alle 35 ms) voimakas piippaus ei välttämättä aiheuta voimakkuuden tunnetta, mutta voi vahingoittaa kuulojärjestelmää. Äänisignaalin keston pidentyessä (hyväksyttävällä intensiteetillä) äänenvoimakkuuden tunne kasvaa vähitellen, kunnes signaalin kesto saavuttaa arvon noin 100-200 ms [2] .
Käytäntö osoittaa, että laajakaistainen äänisignaali (puhe, musiikki, kohina ja muut ns. monimutkaiset äänet) näyttää voimakkaammalta kuin kapeakaistainen signaali tai puhdas ääni samalla äänenpainetasolla [3] .