Heli iseloomustavad suurused   
 ja nende tasemed | Suurus  (ühik) | Tase  (ühik) |
| --- | --- |
| **Helirõhk** *p*  (Pa) | **Helirõhu tase** (SPL) *L*p  (dB SPL) |
| Heliintensiivsus *I* (W/m2) | Heliintensiivsuse tase *L*I (dB SIL) |
| Helivõimsus *P*ak (W) | Helivõimsuse tase *L*Pak (dB PWL) |
| Helienergia *W* (J) | Helienergia tase *L*W (dB SWL) |
|  Helienergia tihedus *E* (J/m3) | Helienergia tiheduse tase *L*E (dB-SEL) |
| Helivaljus *N* (sone) | Helivaljuse tase *L*N (phone) |

**Heliintensiivsus** *I* on füüsikaline suurus, mis kirjeldab helienergia voogu, mis läbib heli levimissuunaga risti oleva ühikulist pinda (m2) ajaühikus (s). Et energia ühik on džaul (J) ja J/s = W (vatt), siis on heliintensiivsuse mõõtühik W/m2.

Heliintensiivsuse definitsioon
------------------------------

Heliintensiivsus ***I*** on vektorsuurus, mis on defineeritud, kui helirõhu *p* ja heliosakese kiiruse ***u*** korrutis.

{\displaystyle \mathbf {I} =p\mathbf {u} }

Heliintensiivsus *I* on tasalaine korral võrdeline helivõimsusega *P*ak:

{\displaystyle I={\dfrac {P\_{\text{ak}}}{A}},}
kus *A* on pindala m2. Antud seosest järeldub, et allika korral, mis asuks hüpoteetilises lõpmatus kadudeta keskkonnas on pindalaühikut läbiva heli intensiivsus pöördvõrdeline heliallika kauguse *r* ruuduga: *I* ~ 1/*r*2. Näiteks kauguse kahekordistamisel väheneb helienergia neljakordselt (6 dB), kümnekordistamisel sajakordselt (20 dB).

Võrdtasalaine heliintensiivsus
------------------------------

Võrdtasalaine heliintensiivsus on helirõhu ruutude keskmise {\displaystyle {\overline {p^{2}}}} jagatis häirimata voolise tiheduse \rho ja helikiiruse c korrutisega. Valemina 

{\displaystyle I\_{eq}={\frac {\overline {p^{2}}}{\rho c}}}

Heliintensiivsuse tase
----------------------

Heliintensiivsuse taset *L*I mõõdetakse detsibellides lähteintensiivsuse *I*0 suhtes, milleks on 10−12 W/m2 = 1 pW/m2. See 0-dB-tase vastab  helirõhu lähtetasemele 2∙10–5 Pa.  Nimelt on heliintensiivsus *I* ja helirõhk *p* seotud valemiga (analoogne Ohmi seadust väljendava seosega)

{\displaystyle I={\dfrac {p^{2}}{Z\_{0}}},}
kus *Z*0 = 400 N·s/m3 on akustiline impedants (takistus); see on kokkuleppeline väärtus, sest tegelikult pole akustiline impedants püsiv, vaid sõltub teataval määral õhu tihedusest, see aga omakorda temperatuurist, õhurõhust ja õhuniiskusest (kuiva õhu akustiline takistus normaalrõhul ja 20 °C juures on 410 N·s/m3).

Nii valitud *Z*0 väärtuse alusel arvutades saamegi, et rõhule 2∙10–5 = 0,00002 Pa vastab intensiivsus

{\displaystyle I={\dfrac {0,00002^{2}}{400}}=1\cdot 10^{-12}\,{\frac {\text{W}}{{\text{m}}^{2}}}.}
Sellest seosest tulenevalt väljendab mingit helirõhu taset ja vastavat heliintensiivsuse taset ühesuurune detsibellide arv. Seetõttu võib lühidalt kõnelda helitasemest või helinivoost, lühend SPL (ingl k sõnadest *sound pressure level*).

Heliintensiivsuse *I* tase *L*I detsibellides lähteintensiivsuse *I*0 suhtes arvutatakse valemiga

{\displaystyle L\_{\text{I}}=10\log \!\left({\frac {I}{I\_{0}}}\right)\!~\mathrm {dB} .}
Näiteks kui heliintensiivsus *I* on 0,01 W/m2, siis heliintensiivsuse tase

{\displaystyle L\_{\text{I}}=10\log \!\left({\frac {10^{-2}}{10^{-12}}}\right)\!~\mathrm {dB} =10\cdot 10=100\;{\text{dB}}.}
Heliintensiivsuse taset võib väljendada ka helirõhkude suhte kaudu. Lähtudes tasalaine lähendist {\displaystyle I=|P|^{2}/2\rho \_{0}c\_{0}} on heliintensiivsus I võrdeline helirõhu ruuduga (*I* ~ *p*2). Tulenevalt logaritmi omadusest lg *a*2 = 2 lg *a*:

{\displaystyle L\_{\text{I}}=20\cdot \operatorname {log} \left({\frac {p}{p\_{0}}}\right)\qquad (p\_{0}=0,00002\;{\text{Pa}})}.

Viited
------

1. ↑   Schallgrößen und ihre Pegel
2. ↑  ISO/IEC 80000-8:2007. International Organization for Standardization
3. ↑  ISO 18405
4. ↑   Conversion of sound units (levels)

Kirjandus
---------

* Ilmar Eiskop, Aleksander Sillart. Akustika ja helitehnika. Tallinn, Valgus, 1988