Khoa học phổ thông về Mức áp suất âm thanh

Mức áp suất âm thanh (SPL) là một đại lượng vật lý đo cường độ của âm thanh, được tính bằng đơn vị đê-xi-ben (dB). Nó được xác định bằng cách so sánh áp suất âm thanh của một âm thanh nhất định với một mức áp suất âm thanh tham chiếu và lấy giá trị logarit. Mức áp suất âm thanh tham chiếu thường được chọn là 2 × 10⁻⁵ Pascal (Pa), đây là giá trị áp suất âm thanh tối thiểu mà tai người có thể nghe thấy ở tần số 1000Hz.

Công thức tính là: Lp=20log10 (P/P0)

Trong đó, Lp là mức áp suất âm thanh, được đo bằng đê-xi-ben (dB); P là áp suất âm thanh thực tế, được đo bằng pascal (Pa); P0 là mức áp suất âm thanh tham chiếu, thông thường được chọn là P0=2 × 10-5Pa trong không khí (đây là mức áp suất âm thanh tối thiểu mà tai người có thể nghe thấy, còn gọi là ngưỡng nghe).

Trong đời sống hàng ngày và nhiều tình huống ứng dụng khác nhau, mức áp suất âm thanh của các loại âm thanh khác nhau có sự chênh lệch rất lớn.

Phòng ngủ yên tĩnh: Khoảng 20-30dB, con người có thể tận hưởng bầu không khí nghỉ ngơi thư thái trong môi trường này, thậm chí những âm thanh nhẹ như tiếng thở hay tiếng tích tắc của đồng hồ cũng có thể được nghe rõ.

Văn phòng thông thường: Thường dao động từ 40-60dB, âm thanh môi trường bao gồm tiếng trò chuyện nhỏ của mọi người, tiếng vận hành nhẹ nhàng của các thiết bị văn phòng, v.v., không gây ảnh hưởng đến giao tiếp và công việc bình thường.

Đường phố sôi động: Mức áp suất âm thanh có thể đạt tới 70-80dB, tiếng ồn từ xe cộ, còi xe và đám đông hòa quyện vào nhau trên đường phố, khiến âm thanh khá ồn ào.

Công trường xây dựng: Thông thường trên 90-100dB, với tiếng ồn lớn như tiếng gầm và tiếng đập của máy móc xây dựng. Cần phải đeo trang thiết bị bảo hộ như nút tai khi ở lâu dài trong môi trường này, nếu không sẽ gây tổn hại đến thính giác.

Nhạc rock: thường khoảng 110-120 decibel. Giai điệu mạnh mẽ của âm nhạc, thiết bị âm thanh công suất lớn và tiếng reo hò của khán giả tạo nên một không khí vô cùng sôi động, nhưng việc tiếp xúc lâu dài với môi trường này có thể gây tổn thương thính giác.

Khi cất cánh, mức áp lực âm thanh có thể lên tới 120-140 decibel. Động cơ máy bay phát ra tiếng gầm lớn khi cất cánh, đặc biệt rõ rệt gần đường băng sân bay và có thể ảnh hưởng đáng kể đến hệ thống thính giác con người. Do đó, nhân viên sân bay thường thực hiện các biện pháp bảo vệ đặc biệt.

Tiếng súng: có thể đạt tới 140-170 decibel. Âm thanh lớn phát ra khi vũ khí được bắn có lực tác động mạnh, không chỉ gây tổn hại nghiêm trọng cho thính giác mà còn có thể phá hủy các vật thể xung quanh.

Bệ phóng tên lửa: Mức áp suất âm thanh có thể vượt quá 180 decibel. Khi tên lửa được phóng đi, lượng năng lượng khổng lồ do động cơ tạo ra sẽ được giải phóng dưới dạng sóng âm thanh, tạo thành tiếng ồn cực kỳ mạnh mẽ. Âm thanh cường độ cao này sẽ tạo ra các sóng áp lực mạnh mẽ lên môi trường xung quanh, với sức phá hủy vô cùng lớn.

Những cảnh mức áp suất âm thanh này phác thảo dải tần số âm thanh từ yên tĩnh đến ồn ào. Đó không chỉ đơn thuần là một tập hợp các con số lạnh lẽo, mà còn là chú thích âm thanh cho các tình huống thực tế. Việc hiểu rõ các mức áp suất âm thanh khác nhau có thể giúp chúng ta nâng niu sự dịu dàng khi thì thầm và biết cách tự bảo vệ trong môi trường ồn ào. Lần sau khi nghe thấy tiếng máy lạnh hoạt động hay tiếng xe cộ trên đường phố, bạn có thể sử dụng góc nhìn về mức áp suất âm thanh để cảm nhận lại và bảo vệ sức khỏe thính giác của mình. Bạn cũng sẽ hiểu thêm về bức tranh âm thanh tuyệt diệu trong đời sống thường ngày, biến mỗi decibel thành mã âm học để khám phá thế giới và tự bảo vệ bản thân.