Акустические свойства — способность товаров издавать (излучать), поглощать и проводить звук.
Звук воспринимается ухом человека. На слуховую перегородку воздействуют колебания, создаваемые звуком в упругой среде и называемые акустическим полем.
Основными характеристиками акустического поля являются: частота упругих колебаний, спектр и скорость звука, амплитуда, волновое или удельное акустическое сопротивление среды и их производные: звуковое давление, сила (интенсивность) и тон звука, колебательная скорость. К акустическим свойствам относятся акустические колебания, спектр звука, скорость звука, сила (интенсивность), тон звука.
Акустические колебания подразделяют на следующие диапазоны: инфразвуковой — 0—20 Гц, звуковой — (20—2) • 104, ультразвуковой — >104Гц.
Источником ультразвуковых колебаний являются различные колеблющиеся системы, преобразующие электрическую или механическую энергию в упругие колебания.
Человек в состоянии услышать звуки в частотном диапазоне от 20 до 20 000 Гц. Звуки с меньшими частотами (менее 20 Гц) не воспринимаются ухом. Звуковые колебания с частотой более 20 000 Гц (ультразвуки) вызывают болевое ощущение. Сила звука на пороге слышимости составляет примерно от 10~12 до 10 Вт/м2. Верхний предел силы звука также вызывает болевое ощущение.
Спектр звука — совокупность простых гармоничных колебаний. Спектр бывает сплошным и линейчатым. Сплошной спектр состоит из непериодических колебаний, энергия которых распределена в широкой области частот и воспринимается ухом как шумы. Линейчатый спектр отличается периодичностью колебаний с определенным соотношением частот, кратных частоте основного, наиболее медленного, колебания. Таким спектром характеризуются, например, музыкальные звуки.
Скорость звука — показатель, определяемый как произведение длины волны на частоту. Выражается в м/с и зависит от природы, структуры и температуры объекта, в котором распространяется. Ниже приведена скорость звука (м/с) в разных объектах: воздух — 330; вода — 1400; сталь — 5000; древесина—2000-5700.
Чем выше температура и плотность, тем больше скорость звука.
Сила (интенсивность) звука — мощность звуковых колебаний, проходящих через единицу поверхности, расположенную перпендикулярно направлению распространения звука. Показатель выражается в Вт/м2; эрг/(см • м2). На практике уровень силы звука выражается в децибелах (дБ) и показывает, насколько сила звука объекта превосходит единицу силы звука на пороге слышимости (Ю-12 Вт/м2). Повышение интенсивности звука на 1 дБ соответствует приросту ее на 26%. Звук интенсивностью 10 Вт/м2 вызывает болевое ощущение. Интенсивность звука, воспринимаемая физиологически, характеризуется как громкость. Увеличение силы звука на 10 дБ воспринимается как двукратное повышение громкости.
Тон звука — звуковые колебания, имеющие определенную периодичность во времени. Различают высоту тона, определяемую частотой основного колебания, и тембр звуков, придающий им определенную окраску. Звуковые частоты делятся на интервалы, за единицу измерения которых принята октава.
Некоторые материалы обладают резонирующей способностью, т. е. способностью усиливать звук без искажения тона. Показателем резонирующей способности является акустическая константа, которая служит важнейшим критерием при выборе древесины для дек музыкальных инструментов.
Акустические свойства материалов или изделий имеют практическое значение для количественных характеристик ряда потребительских товаров. В зависимости от акустических свойств можно выделить три группы товаров: звуковые, или аудиотовары; звукопроводящие; звукоизоляционные.
Аудиотовары предназначены для извлечения звуков, а также их записи, хранения и воспроизведения. К ним относятся музыкальные инструменты и аудиотехника. Последние, в свою очередь, подразделяют на технические устройства (магнитофоны, проигрыватели, телевизоры, радиоприемники, видеомагнитофоны и т. п.) и носители звуковой информации (аудио- и видеокассеты, грампластинки, диски и т. п.).
При оценке качества этих товаров применяют две группы показателей:
|
|
1. показатели, характеризующие физические константы звука (частоту, интенсивность, тембр и т. п.);
2. показатели, характеризующие психофизиологическое воздействие звука на организм человека (уровень громкости, уровень звукового давления, частотный интервал и др.).
Звукопроводящие товары обладают способностью проводить звуковые колебания. На эту способность влияют материал, состав, структура и температура изделия.
На практике звукопроводность используют при оценке качества посуды. По звуку при постукивании по посуде можно выявить трещины, незаметные невооруженным глазом. Изделия из хрусталя с разным содержанием свинца издают при постукивании неодинаковые звуки.
Косвенная оценка некоторых показателей качества отдельных пищевых продуктов основана на их способности издавать и пропускать звуки. Например, звонкий звук при встряхивании или постукивании замороженных продуктов (пельмени, плоды, овощи, мясо и рыба) свидетельствует о их твердой консистенции и хорошей заморозке. Глухой звук при постукивании арбуза считается показателем незрелости, а звонкий — достаточной степени зрелости, хотя эти признаки не всегда достоверны.
Звукоизоляционные товары характеризуются низкой звукопроводностью или высокой способностью отражать звуковые колебания. Благодаря этому их используют как звукоизоляторы. Товары оценивают по коэффициенту звукоизоляции. Высокий коэффициент звукоизоляции имеют волокнистые и пористые материалы (вата, войлок, асбест). Хорошими звукоотражающими свойствами обладают металлы и стекло. Так, коэффициент звукоизоляции алюминия составляет 16 дБ, а стали — 73 дБ.