אות שמע – מבוא

כאשר האוויר רוטט 20 פעם בשנייה (תדר 20Hz) לכל הפחות או 20,000 פעם בשנייה (תדר 20kHz) לכל היותר מתקבל אות שמע (Audio Signal).*
כדי שהאות יהיה חזק מספיק לשמיעה על הרטיטות להיות גדולות מספיק, כך שייווצר לחץ צליל (Sound Pressure) גבוה דיו על עור התוף.
לחץ הצליל עומד ביחס ישר לתאוצתן התנודית של מולקולות האוויר: SP ∝ a (∝ פירושו “פרופורציוני ל..”).
תאוצתן התנודית של מולקולות האוויר עומדת ביחס ישר למשרעת הרטיטה שלהן וביחס ריבועי לתדירות הרטיטה: a ∝ A·f ².
מכך נובע שבכדי לשמר לחץ צליל אחיד לרוחב תחום תדרים כלשהו (היענות תדר אחידה), על רטיטות האוויר לקטון כדי רבע עם כל הכפלה של התדר.
היחידה המקובלת בענף השמע למדידת לחץ קרויה “פסקל” (כאשר כוח בן 1 ניוטון פועל על שטח בן 1 מ”ר מתקבל לחץ בן 1 פסקל).
לחץ הצליל המינימאלי שיש להפעיל על עור התוף בכדי לחולל שמע נקרא “סף השמע”, ומשתנה מתדר לתדר ומאדם לאדם.**
לדוגמה, סף השמע של בוגר ממוצע בסביבת התדר 3 קילוהרץ הוא 20 מיקרופסקל (20 מיליוניות הפסקל).
לחץ צליל בן 112.5 פסקל בתדר זה או באחרים יגרום כבר לכאב באוזננו.
תחום לחצי הצליל (העוצמות) שבין סף השמע לבין סף הכאב נקרא התחום הדינאמי של האוזן.
הלחץ האטמוספרי הוא בן 100,000 פסקל. מדוע אין הוא גורם לכאב באוזננו? מכיוון שאינו מתנודד ולכן אינו מהווה לחץ צליל.
לחץ הצליל “רוכב” בעצם על הלחץ האטמוספרי, ובכך מגבירו ומחלישו לסירוגין בשברי האחוז.