Deze aflevering gaat over 'geluidsdruk'. Wat is geluidsdruk? Wat heeft Pascal daarmee te maken? En hoe zit het dan met Decibel?
(eigen foto, audiogram)
Volledig transcript
Dit is de podcast 'Evenwicht, je leven', de podcast over ons evenwicht in de breedste zin van het woord. Je luistert naar Paula Hijne. Ik ben auteur van het boek 'Evenwicht, in uitvoering'. En dit is seizoen 8, aflevering 3: Pascal en decibel.
Wat betekent nou Pascal en wat is decibel? Het heeft even geduurd voordat ik dat zelf echt kon begrijpen en dat wil ik wel met je delen. En dan begin ik eigenlijk met luchtdruk.
Om te weten wat luchtdruk is, want daar heeft het ook allemaal mee te maken, de luchtdruk is de druk die lucht uitoefent op ja, eigenlijk alles wat zich op aarde bevindt. En luchtdruk bestaat, omdat lucht onder invloed staat van de zwaartekracht. De zwaartekracht van de aarde. En daarom heeft het gewicht. Dat is die druk. De luchtdruk die werkt in alle richtingen en varieert dan van plaats tot plaats.
En waarom vertel ik even over luchtdruk? Want ik ga het hebben over geluid. En wat is geluid? Geluid dat is een verandering in de luchtdruk. Dat zijn trillingen in golven door de lucht. En die geluidsgolven die kunnen zo zijn tussen de 20 en 20.000 Hertz. Dat kunnen onze oren, die kunnen dat waarnemen.
En wat is Hertz dan? Hertz is de eenheid voor het aantal trillingen per seconde. 20 Hertz dat zijn weinig trillingen en dat zijn lage tonen. 20.000 Hertz dat zijn heel veel trillingen en dat zijn de héle hoge tonen. En helemaal 30.000 Hertz, dat ja, dat zijn maar heel weinig mensen die dat nog goed kunnen waarnemen met hun oren. Dus Hertz, dat zijn geluidsgolven, de hoeveelheid geluidsgolven per seconde. Daar heb ik het eerder over gehad; ik heb er vaker over gesproken, onder andere in seizoen 4, aflevering 20: Hoor je dat? Dan heb ik het over de werking van het oor en dan gaat het ook over die Hertz frequenties.
Maar ik wil het nu hebben over de geluidsgolven die met een bepaalde kracht onze oren bereiken en dat is de geluidsdruk. Ik heb over Hertz dus heel veel geschreven en over decibel heb ik alleen maar geschreven: 'dat is het volume van het geluid'. Maar toen vroeg ik me toch af: wat is dat precies, dat volume van het geluid? Hoe komen ze aan ..ehm.. de schaal daarvan? Dat ben ik dus gaan opzoeken en dan kom ik eerst bij Pascal uit. Pascal die geeft aan de eenheid voor druk. Dat is de eenheid voor de geluidsdruk. En Pascal -het is wel vernoemd naar een man, naar Blaise Pascal- die leefde in de 17e eeuw, en hij was onder andere wis- en natuurkundige. En 1 Pascal, het gaat over de druk van 1 Newton op 1 vierkante meter. Dus het heeft écht te maken met druk. Ook weer onder invloed van die zwaartekracht hè, waar ik het al eerder over heb gehad.
Even een heel ander klein weetje over die Blaise Pascal, die naamgever van de geluidsdruk, hij is ook uitvinder geweest van het openbaar vervoer. Maar dan dus in de 17e eeuw, dus écht heel lang geleden. Maar dat was een tussendoortje.
Die geluidsdruk in Pascal, nou ga ik nog een keer uitleggen hoe dat zit met dat geluid. En dat heb ik gevonden op de website: de geluidsisolatiedokter. Dat is een website uit België, maar daar vond ik toevallig een hele mooie ..ehm.. regel, mooie zin over de uitleg ervan, hoe dat nou zit met die geluidsdruk. Daar komt hij dan, ik lees hem voor:
‘Een geluidsbron brengt de luchtmoleculen aan het trillen, waardoor de ene molecuul zijn buur aanstoot en vervolgens terugkeert naar een evenwichtspositie. En dat proces zorgt voor een serie onderdrukken en overdrukken ten opzichte van de atmosferische druk’. En die atmosferische druk dat is het gewicht van de lucht op een oppervlakte, ook weer die luchtdruk eigenlijk hè! En die is er dus altijd. En die verandert wel met de hoogte, dus waar je dan ook bent, het is elke keer een andere atmosferische druk. Een geluidsgolf is dus niets meer of minder dan een zich voortplantende serie onderdrukken en overdrukken veroorzaakt door het trillen van de luchtmoleculen. Nou, dit wordt dus dan uitgedrukt in Pascal.
En de minimale luchtdrukvariatie die wij mensen kunnen waarnemen, is en daar komt hij: 0,00002 Pascal. En bij een drukverschil van 20 Pascal, dan zit je eigenlijk tegen de pijngrens aan, dan doen onze trommelvliezen ongelooflijk veel pijn! Dan heb ik het dus over luchtdruk en we hebben het dus over de... eigenlijk het volume van het geluid, de druk waarmee die geluidsgolven in ons oor, nou ja, min of meer geperst worden.
Maar ik las het net al voor hè, die ..ehm.. het minimale wat wij kunnen horen, dat is 0,00002 Pascal, en wat heel zeer doet aan onze oren tot aan de pijngrens zit je op 20 Pascal. Daar zitten heel veel getallen, zitten daar nog tussenin. Het dynamische bereik dan van onze oren, dat is het verschil tussen de gehoordrempel, dat is het allereerste wat wij kunnen horen, tussen de gehoordrempel en de pijndrempel, dat is een factor miljoen. En dus de lineaire schaal, Pascal is dus een lineaire schaal, en als we dat in Pascal gaan gebruiken, dan krijg je een hele grote, ja en misschien wel een veel te onoverzichtelijke schaal. En daar komt decibel om de hoek kijken!
Want decibel dat is een logaritmische schaal en die is dan beter geschikt. En over decibel heb ik het al eerder gehad. Het vorige seizoen, seizoen 7, aflevering 19, toen heb ik een aflevering gemaakt over 'doof of zo' en toen heb ik verteld over decibel. Alleen nu ga ik een stapje verder om erachter te komen wat decibel nou precies inhoudt. Ja, dat is dus een maat voor de geluidsdruk, eigenlijk het geluidsdrukniveau. Alleen niet in Pascal, want dat zou veel te groot zijn. Ze hebben dat dus anders verdeeld. Logaritmische schaal. En dat hebben ze decibel genoemd. Decibel is een kleine d en een hoofdletter B, dB en dat is afgeleid van Bell.
En ja dat is ook weer een weetje eigenlijk. Uiteindelijk is Bell... komt van Alexander Graham Bell en die leefde in de 19e eeuw, hij is zelfs in 1922 overleden, en Graham Bell is de uitvinder van de telefoon [en even weer een tussendoortje, want Graham Bell was ook spraakleraar aan mensen die doof waren, aan kinderen die doof waren. En hij was ook heel erg tegen het gebruik van gebarentaal, allemaal dingen waar ik allemaal connecties mee heb hè, ik leer zelf ook gebaren en zo.
Het gekke is dat deze Graham Bell, die had wel een heel goed contact met Helen Keller en die was doofblind. En die leerde zelf de tactiele gebarentaal, die leerde braille, die leerde spraakafzien. Ze was doofblind en ze is cum laude afgestudeerd op de universiteit. Ze kende wel vijf talen en ze heeft tientallen boeken geschreven. En ze is héél belangrijk geweest voor de doofblinde gemeenschap in die tijd en nog steeds is ze daar een voortrekker van, een heel belangrijk figuur. En ook eigenlijk dus wel met die ..ehm.. gebarentaal dat, ja zij wel het tactiele, het voelen van letters en zo, dat de letters in je hand geschreven worden, dat op een andere manier... dat jou... jij aangeraakt wordt, zodat je voelt wat er gezegd wordt. Maar ondanks dat zij doof en blind was, kon ze ongelooflijk goed leren en ja, zij had dus heel goed contact met die Graham Bell, de uitvinder van de telefoon, die natuurlijk weer alles met geluid te maken had. Het is heel gek allemaal, (ha) dat dat zo bij elkaar komt].
Goed, terug naar decibel, want daar gaat deze aflevering over. Decibel is eigenlijk puur een getal en het is dus onafhankelijk van een fysieke eenheid. Ze noemen dat een ‘dimensieloze’ eenheid. En decibel dat is 10x de logaritme van een verhouding. Dus ze hebben die lijst van Pascal, die lineaire schaal, die hebben ze in een logaritmische schaal neergezet. De decibelschaal is dus een logaritmische schaal. Dat betekent dat elke stap van 10 decibel een tienvoudige verandering in intensiteit vertegenwoordigt. Bijvoorbeeld: dat een verhoging met 10 decibel staat gelijk met een toename van druk met een factor van 10. En een verhoging van 20 decibel, staat voor een vermeerdering met een factor 100 en een toename met 30 decibel, dat is een verhoging met een factor 1000 zelfs.
Nou, het voordeel is dan van die decibel schaal, is de overzichtelijkheid. Dat is veel makkelijker. Het blijkt ook dat de respons van het menselijk oor is ook logaritmisch. Ik heb net al verteld over een verhoging van 10 decibel dan is het een toename van de druk met factor 10, maar voor geluidsintensiteit, als je plus 10 decibel doet, dan wordt dat door het menselijke oor geïnterpreteerd als een verdubbeling van de geluidssterkte. En een toename van het geluidsintensiteitsniveau met factor 100, dus die 20 decibel erbij, wordt geïnterpreteerd als een verviervoudiging van de geluidssterkte en een toename met factor 1000, dit is die 30 decibel, die wordt geïnterpreteerd als een verachtvoudiging van de geluidssterkte.
Dat wil zeggen dat zelfs 3 decibel, dat is... dat lijkt heel weinig, dat wordt door de mens als een hele merkbare verhoging in geluidssterkte ervaren. Vandaar ook dat als we het hebben over op festivals, dan willen we... dat is weer naar 103 gegaan. Als ze die 103 weer terug gaan doen naar 100 decibel, dan is dat een heel aanmerkelijk verschil! Dat zou dus veel beter zijn voor ons en misschien is 100 wel veel te veel, je kan beter gaan naar zo'n 80 decibel.
Wat is dan 80 decibel? 80 decibel dat is ongeveer als iemand heel hard aan het roepen is en 80 decibel staat dan voor 0,2 Pascal. Nou als je weet dat die gehoordrempel die 0,00002 Pascal is, dan zit je op 0 decibel, dan is 0,2 Pascal natuurlijk wel een héél end verder, maar dan noemen we dat 80 decibel om dan een betere schaal te krijgen in verdeling van die geluidsdruk.
Om dan een beetje een beeld te krijgen, als je niet de vorige aflevering van decibel gehoord hebt: het geritsel van een boomblad, dus als de bomen een beetje aan het ritselen zijn, dat is ongev...
