Lyd og hørelse (Hz, dB)

Fysik C · STX · C-niveau · Bølger og lys (basis)

⚛️ Lyd og hørelse (Hz, dB)

Lyd = mekaniske trykbølger der breder sig gennem et medium (luft, vand, fast stof). Lyden i luft har en hastighed på 343 m/s ved 20 °C (langsommere end lys 300.000.000 m/s, derfor høres tordenen efter lynet).

Frekvens (f) = antal svingninger per sekund, måles i Hertz (Hz). 1 Hz = 1 svingning/s.

Menneskets hørelses-område: 20 Hz til 20.000 Hz (20 kHz). Børn kan høre op til 20 kHz, men dette falder med alderen (presbyacusis). En 50-årig hører typisk kun op til 12-14 kHz.

Frekvens vs. tonehøjde:

• Lave frekvenser (20-200 Hz): bas, tordenrul, jordskælv.
• Mellem (200-2.000 Hz): tale, musik-grundtoner. Klaver-midter-C = 261,6 Hz.
• Høje (2.000-20.000 Hz): klingrende lyde, fugle, overtoner.

Infralyd: <20 Hz (kan ikke høres af mennesker, men mærkes som vibrationer — elefanter, hvaler kommunikerer her).

Ultralyd: >20 kHz (delfiner ekkolokerer 50-200 kHz, flagermus 30-100 kHz, ultralyds-skanninger 1-15 MHz til medicinsk billeddannelse).

Bølgelængde (λ): λ = v/f. Eksempel: 1.000 Hz tone i luft har λ = 343/1.000 = 0,343 m = 34,3 cm.

Lydintensitet (I) = effekten per areal, måles i W/m². Spænder fra 10⁻¹² W/m² (høretærskel) til 1 W/m² (smertegrænse) — 12 størrelsesordener!

Decibel (dB) = logaritmisk skala for lydintensitet:

L = 10 · log(I/I₀) dB, hvor I₀ = 10⁻¹² W/m² (høretærskel).

Eksempler på lydniveauer:

• 0 dB: høretærsklen.
• 30 dB: hvisken.
• 60 dB: normal samtale.
• 80 dB: trafik, støvsuger.

Centrale begreber

• Lave frekvenser (20-200 Hz): bas, tordenrul, jordskælv.
• Mellem (200-2.000 Hz): tale, musik-grundtoner. Klaver-midter-C = 261,6 Hz.
• Høje (2.000-20.000 Hz): klingrende lyde, fugle, overtoner.
• 0 dB: høretærsklen.
• 30 dB: hvisken.
• 60 dB: normal samtale.
• 80 dB: trafik, støvsuger.
• 100 dB: rockkoncert, motorsav (HØRESKADELIGT efter 15 min).

Læringsmål

• Anvende decibel-formlen L = 10·log(I/I₀) til at beregne lydniveau fra intensitet og omvendt
• Forklare logaritmisk skala: +10 dB svarer til 10× intensitet, +20 dB = 100× intensitet
• Beskrive menneskehøreområde (20-20.000 Hz) og hvornår lyd er høreskadelig (>80 dB vedvarende)
• Forklare infralyd (<20 Hz — elefanter, jordskælv) og ultralyd (>20 kHz — delfiner, medicinsk scanning)
• Beregne bølgelængde for lyd ved given frekvens og diskutere praktisk betydning (rums resonans)

Sådan kan du arbejde med emnet

• Beregn: rockkoncert ved 110 dB vs. samtale ved 60 dB. Hvad er forholdet i intensitet? (10^((110−60)/10))
• Bølgelængde: f = 20.000 Hz i luft. Hvad er λ? Og for f = 20 Hz (bas)? Brug v = 343 m/s
• OSHA sikkerhedsregel: 2 timer ved 100 dB er grænsen. Hvad er sikkert eksponeringstid ved 90 dB? (hint: −10 dB = ×10 tid)

Faglige pointer

Eksempler på lydniveauer: