Natężenie dźwięku (I)

Definicja Profesjonalna

Natężenie dźwięku (oznaczane symbolem I) to wektorowa wielkość fizyczna określająca średni strumień energii akustycznej przepływający w jednostce czasu przez jednostkową powierzchnię prostopadłą do kierunku rozchodzenia się fali. Jednostką natężenia dźwięku w układzie SI jest wat na metr kwadratowy (W/m²).

W ujęciu matematycznym dla fali płaskiej natężenie dźwięku można wyrazić jako iloraz mocy akustycznej i pola powierzchni (I = P / S) lub jako iloczyn ciśnienia akustycznego i prędkości cząsteczek ośrodka. Jest to parametr niezwykle istotny w inżynierii, ponieważ w przeciwieństwie do skalarnego ciśnienia akustycznego, natężenie jest wektorem – posiada kierunek i zwrot. Dzięki temu sondy natężeniowe pozwalają precyzyjnie lokalizować źródła hałasu w skomplikowanych maszynach, wskazując dokładnie, skąd wypływa energia akustyczna.

Akustyka w Prostych Słowach

Aby zrozumieć natężenie dźwięku, wyobraź sobie grzejnik elektryczny stojący na środku wielkiej hali. Grzejnik ma stałą moc (np. 2000 W) – to odpowiednik mocy akustycznej źródła dźwięku. Jeśli zbliżysz rękę na odległość kilku centymetrów od grzałki, poczujesz ogromne gorąco – w tym miejscu natężenie przepływu ciepła jest bardzo duże, ponieważ cała energia przechodzi przez małą powierzchnię.

Jeśli jednak odejdziesz na 10 metrów, ta sama ilość ciepła musi „obsłużyć” znacznie większą sferę powietrza. Ciepło rozkłada się na ogromną powierzchnię, więc natężenie w punkcie, gdzie stoisz, jest znikome. Dokładnie tak samo zachowuje się dźwięk: im dalej od źródła, tym energia jest bardziej „rozrzedzona”, co skutkuje spadkiem natężenia (i głośności), mimo że samo źródło wciąż pracuje z tą samą mocą.

Podsumowanie

Natężenie dźwięku to miara określająca, jak dużo energii akustycznej przepływa przez dany obszar w konkretnym kierunku. Jest to wielkość obiektywna, niezależna od właściwości ludzkiego ucha, wyrażana w W/m², która stanowi podstawę do obliczania poziomu natężenia dźwięku w decybelach.