Zvukové vlny vycházející ze zdroje způsobují periodické zhušťování a zřeďování okolního pružného prostředí. Při šíření zvuku tedy dochází k tlakovým změnám, které ucho vnímá jako zvuk o různé hlasitosti. Nejnižší tlaková změna, která již vyvolá v uchu sluchový vjem, je asi 10–5 Pa a nazývá se práh slyšení. Naopak nejvyšší tlaková změna, při které ještě nevzniká v uchu pocit bolesti, je asi 102 Pa, a nazývá se práh bolesti.
K porovnávání zvuků, které vnímáme, se užívá fyzikální veličina intenzita zvuku. Ta je dána průměrnou energií vlnění, která projde za jednotku času (výkon zvukové vlny) jednotkovou plochou kolmou ke směru šíření. Platí
Amplituda polohové výchylky, kterou může lidské ucho zaznamenat, leží v intervalu hodnot od 10−5 m (u nejhlasitějšího snesitelného zvuku) do 10−11 m (u nejslabšího slyšitelného zvuku). Poměr těchto hodnot je 106. Intenzita zvuku závisí na kvadrátu amplitudy vlny. Poměr intenzit odpovídajících hranicím uchem slyšitelných zvuků tedy bude 1012. Lidské ucho slyší zvuky skutečně v ohromném rozpětí intenzit. Abychom mohli zacházet s tak velkou oblastí hodnot, použijeme funkci logaritmus. Je tedy daleko výhodnější namísto intenzity zvuku mluvit o hladině intenzity zvuku definované jako
nebo hladina tlaku
kde p0 je nejnižší možný tlak, který lidské ucho zaznamená jako vjem – 20 mPa, tzv. práh slyšení). Jednotkou hladiny intenzity zvuku i hladiny tlaku je decibell (dB). Hladina intenzity zvuku se zvýší o 1 dB, když se intenzita zvuku zvýší asi o čtvrtinu. 1 dB je zhruba nejmenší rozdíl v hlasitosti, který sluchem ještě postřehneme. Práh bolesti 130 dB odpovídá tlaku 130 Pa. Ucho je tedy schopné rozlišit akustické tlaky v rozmezí 7 řádů.
Hlasitost zvuku je pak náš subjektivní vjem, související s hladinou intenzity zvuku. Určuje se porovnáváním zkoumaného zvuku s referenčním tónem výšky 1000 Hz.
|
práh slyšení |
0 dB |
|
tikot náramkových hodinek u ucha ševelení listů |
10 dB |
|
šepot |
30 dB |
|
hlasitý hovor na 1 m |
50 dB |
|
pouliční hluk při silném provozu |
80 dB |
|
motocykl |
90 dB |
|
sbíječka a velmi silná hudba |
100 dB |
|
rockový koncert |
110 dB |
|
práh bolesti |
120 dB |
|
proudový motor |
130 dB |
Několik zdrojů se stejnou hladinou intenzity zvuku zvýší hladinu intenzity zvuku jen málo, např. dva motocykly z 90 dB na 93 dB a osm motocyklů na 99 dB, kdežto deset na 100 dB. Z tohoto důvodu se hlučné provozy soustřeďují na jedno místo.
Asi nejhlasitějším tvorem na Zemi je pistolová kreveta (Alpheus bellulus), která vystřeluje proud vody takovou rychlostí, že je doprovázen zvukem podobným výstřelu z pistole s intenzitou až 200 dB. Dalším v pořadí je plejtvák obrovský (Balaenoptera musculus), který dokáže vyvinout zvuk o intenzitě až 188 dB. Netopýři používají k lokalizaci a orientaci ultrazvuky, netopýr rybožravý (Noctilio leporinus) dokáže vyvinou ultrazvuk o intenzitě až 140 dB. Nejhlasitějším zástupce hmyzí říše jsou samci některých druhů cikád. Ti vydávají zvuky o intenzitě až 120 dB a jsou slyšet na kilometr daleko. Cikády vydávají mlaskavé zvuky párem blan v břiše a jejich tělo vibrace zesiluje. Každý druh má své vlastní ladění. Účelem je přivábit samičky. Na dalším místě pomyslného žebříčku je řada netopýrů, kteří vyluzují zvuky o intenzitě 110 dB, ale o frekvenci pro nás neslyšitelné.
Fidicina mannifera.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Autor: Didier Descouens. Under Creative Commons.
