음향 인텐시티

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음향 인텐시티(acoustic intensity) 또는 음향 강도는 단위면적당 소리의 강도를 나타내는 물리량이다. 단위는 W / m2(제곱미터 당 와트)를 쓴다.

인텐시티는 음압입자 속도의 곱으로 나타낼 수 있으며, 이 때 인텐시티는 속도와 마찬가지로 벡터이다.

\vec{I} = p \vec{v}

또한 일정 시간동안의 평균 인텐시티를 다음과 같이 음압과 입자 속력의 곱의 평균으로 구할 수 있다.

I = \frac{1}{T} \int_{0}^{T}p(t) v(t)\,dt

만약 매질의 입자가 단일 주파수로 조화 진동을 한다고 가정하면, 전기공학에서와 마찬가지로 실효값을 통해 인텐시티를 구할 수 있다.

I = p_\mathrm{rms}v_\mathrm{rms} = \frac{{p_\mathrm{rms}}^2}{Z}

(단, Z음향 임피던스.)

다른 물리량과의 관계[편집]

음향 파워는 인텐시티와 면적의 곱, 또는 인텐시티의 면적분으로 나타난다.

W = I A = \int_S I \,dS

만약 음이 구면으로 방사할 경우, 음압이 거리에 반비례하므로 인텐시티는 거리의 제곱에 반비례하며, 음향 파워는 보존된다.

I \propto {p^2} \propto \dfrac{1}{r^2} \,

인텐시티 레벨[편집]

음향 인텐시티 레벨은 음향 인텐시티를 로그 규모로 표현한 것이다. 단위는 데시벨을 쓴다.

L_p=10 \log_{10}\left(\frac{I}{I_\mathrm{ref}}\right)

기준 인텐시티는 보통 I_\mathrm{ref} = \;10^{-12} \, \mathrm{W/{m}^{2}} \,를 쓴다.

참고 문헌[편집]

  • L. E. Kinsler, A. R. Frey, A. B. Coppens, and J. V. Sanders, Fundamentals of Acoustics, Fourth Edition (New York: John Wiley & Sons, Inc., 1999), ISBN 978-0471847892.