Helirõhk

Helirõhk on akustikas helilaine tekitatud lisarõhk gaasis või vedelikus, mida mõõdetakse paskalites.. Helirõhk p {\displaystyle p} lisandub vahelduvasuunalise (positiivse või negatiivse märgiga) rõhuna staatilisele rõhule p s t {\displaystyle p_{st}} (nt õhurõhule): p k o g u = p s t + p {\displaystyle p_{\mathrm {kogu} }=p_{\mathrm {st} }+p} Helirõhk avaldub pinna A {\displaystyle A} pindalaühikule (ruutmeetrile) mõjuva jõuna F {\displaystyle F} : p = F A . {\displaystyle p={\frac {F}{A}}.} Helirõhk on suuruselt staatilisest rõhust oluliselt väiksem. Helirõhu muutust ajas saab lihtheli (siinustooni) korral kirjeldada valemiga p ( t ) = p ^ sin ⁡ ( ω t ) , {\displaystyle p(t)={\hat {p}}\sin(\omega t),} kus p ^ {\displaystyle {\hat {p}}} on helirõhu amplituud ja ω {\displaystyle \omega } ringsagedus ω = 2 π f {\displaystyle \omega =2\pi f\,} . Tingituna sellest, et kuulmisaisting pole võrdeline helirõhu muutusega, vaid ligikaudu selle logaritmiga, kasutatakse akustikas helirõhu asemel helirõhkude suhte logaritmi ja väljendatakse seda detsibellides. Õhus leviva helilaine korral on lähtetasemeks (kontrollväärtuseks) p 0 {\displaystyle p_{0}} , millega helirõhkusid võrreldakse, kuuldelävele vastav kokkuleppeline helirõhk p 0 = 20 μ P a = 2 ⋅ 10 − 5 P a = 0 , 00002 P a {\displaystyle p_{0}=20\,\mu \mathrm {Pa} =2\cdot 10^{-5}\,\mathrm {Pa} =0,00002\,\mathrm {Pa} } Veeakustikas on kontrollväärtus 1 mikropaskal ehk p 0 = 1 , 0 μ P a = 1 , 0 ⋅ 10 − 6 P a {\displaystyle p_{0}=1,0\,\mu \mathrm {Pa} =1,0\cdot 10^{-6}\,\mathrm {Pa} } . Teades mõõdetava helirõhu efektiivväärtust (ruutkeskmist väärtust p {\displaystyle p} , on helirõhutase L p {\displaystyle L_{p}} vastava kontrollväärtuse p 0 {\displaystyle p_{0}} suhtes arvutatav valemiga L p = 20 log 10 ⁡ ( p p 0 )   dB . {\displaystyle L_{p}=20\log _{10}\left({\frac {p}{p_{0}}}\right)~{\text{dB}}.} Näiteks juhul, kui helirõhk p {\displaystyle p} on 100 Pa (see vastab inimese valulävele) ja tegemist on heliga õhus, siis helirõhutase L p = 20 log 10 ⁡ ( 100 0 , 00002 ) = 134 d B . {\displaystyle L_{p}=20\,\log _{10}\left({\frac {100}{0,00002}}\right)=134\,\mathrm {dB} .} Kui on teada helirõhutase (näites Lp = 80 dB), saab arvutada sellele vastava helirõhu efektiivväärtuse: p r m s = p 0 ⋅ 10 L p 20 = 0 , 00002 ⋅ 10 80 20 = 0 , 2 Pa . {\displaystyle p_{rms}=p_{0}\cdot {10}^{\frac {L_{\text{p}}}{20}}=0,00002\cdot {10}^{\frac {80}{20}}=0,2\;{\text{Pa}}.} Mingit helirõhutaset ja vastavat heliintensiivsuse taset väljendab ühesuurune detsibellide arv (vt Heliintensiivsuse tase). Seetõttu võib lühidalt kõnelda helitasemest või helinivoost (lühend SPL ingl k sõnadest sound pressure level). Helirõhutaseme korrigeeritud väärtus on helirõhutase, mille mõõtmisel on kasutatud asjakohaste standardite nõuetele vastavaid sagedusfiltreid A ja C ja mida tähistatakse vastavalt LpA ja LpC. Ekvivalentne helirõhutase LpA,eq,T või LpC,eq,T on helirõhutase teatud ajavahemikul, mille mõõtmisel kasutatakse A- või C-korrektsiooni ja mida mõõdetakse detsibellides (dB). Maksimaalne helirõhutase LpA,max või LpC,max on helirõhutaseme maksimaalne väärtus teatud ajavahemikul, mille mõõtmisel kasutatakse A- või C-korrektsiooni ja ajakarakteristikut "Fast", kui mõõtmismeetodites ei ole sätestatud teisiti, ja mida mõõdetakse detsibellides (dB). Heli kokkupuutetase LAE on üksiku mürasündmuse A-korrigeeritud helirõhutase, mis on mõõdetud teatud ajavahemikus T ja taandatud ajavahemikule T0 = 1 s. Heli kiirgusrõhk on keskmine rõhk, mida heli avaldab heliväljas olevale kehale. See heli rõhk P on võrdeline helienergia tihedusega ja oleneb heli langemisnurgast ning ka pinna peegeldustegurist. Ülalkirjeldatud helirõhust p on kiirgusrõhk P mitu suurusjärku väiksem. Näiteks kui heliintensiivsus on 1 W/m2 (tase vastavalt 160 dB), siis p = 3000 Pa, aga P normaalisihis ainult ca 10 Pa. Schallgrößen und ihre Pegel Keskkonnaminister (30.05.2020, 2). "Välisõhus leviva müra normtasemed ja mürataseme mõõtmise, määramise ja hindamise meetodid". Riigi Teataja. Vaadatud 05.05.2021. {{netiviide}}: kontrolli kuupäeva väärtust: |Aeg= (juhend)