La intensidad de sonido se define como la potencia acústica
transferida por una onda sonora por unidad de área normal a la dirección de
propagación.
Intensidad = Potencia/superficie (W/m2)
El umbral de audición es la intensidad mínima de sonido capaz de impresionar el oído humano. Aunque no siempre este umbral sea el mismo para todas las frecuencias que es capaz de percibir el oído humano, es el nivel mínimo de un sonido para que logre ser percibido.
El oído humano tiene la capacidad de escuchar sonidos a
partir de una intensidad de 10-12 W/m² (para la media de los humanos). Esta intensidad se conoce
como umbral de audición. Cuando la intensidad supera 1 W/m², la sensación se
vuelve dolorosa. Para sonidos que se encuentren en frecuencias más altas o más bajas se requiere mayor presión para excitar el oído. Esto quiere decir que la respuesta del oído para diferentes frecuencias es desigual. Cada frecuencia tiene un nivel de presión necesario para que el oído detecte la misma sonoridad en todas.
Dado que en el rango de intensidades que el oído humano
puede detectar sin dolor hay grandes diferencias en el número de cifras
empleadas en una escala lineal, es habitual utilizar una escala logarítmica.
Por convención, en dicha escala logarítmica se emplea como nivel de referencia
el umbral de audición. La unidad más empleada en la escala logarítmica es el
decibelio.
donde β(dB) es el
nivel de intensidad acústica en decibelios, I es la intensidad acústica en la
escala lineal (W/m² en el SI) e I0 es el umbral del audición (10-12
W/m²).
Umbral de audición:
Los 0 dB se expresan en intensidad como 10-12 W/m2 y en variación de la presión como 20·10-6 N/m2.
Umbral de dolor:
La sensación sonora depende de la intensidad y de la frecuencia. Las líneas isofónicas tienen la misma sensación sonora.
Gráfica de curvas isofónicas:
Estas curvas calculan la relación existente entre la frecuencia y la intensidad (en decibelios) de dos sonidos para que éstos sean percibidos como igual de fuertes, con lo que todos los puntos sobre una misma curva isofónica tienen la misma sonoridad.
El fon (o fonio) está definido arbitrariamente como la sonoridad de un sonido senoidal de 1 kHz con un nivel de presión sonora (intensidad) de 0 dB. Así, 0 dB es igual a 0 fon y 120 dB es igual a 120 fon. Eso siempre para sonidos sinusoidales con frecuencias de 1 kHz.
Observando la gráfica, si 20 fon corresponden a una sonoridad con una intensidad de 20 dB con una frecuencia de 1 kHz, también una sonoridad de 20 fon podría corresponder a una sonoridad con una intensidad de 40 dB con una frecuencia de 200 Hz.
Resumiendo, los decibelios coinciden con los fon, solamente para una frecuencia de 1000Hz
Intervalos aproximados de frecuencia y nivel sonoro de varias fuentes y la audición humana normal, que se muestra por el área blanca.
Intervalos aproximados de frecuencia y nivel sonoro de varias fuentes y la audición humana normal, que se muestra por el área blanca.
