نهنگ آبی، بزرگترین حیوان زنده، صدایی بسیار بلندتر از صدای موشک پرتاب می کند. آدم نمی تواند چنین صدای بلندی را تحمل کند. حتی یک سلاح سر و صدا وجود دارد. صدای آن فقط کمی بلندتر از صدای نهنگ است.
چه چیزی میزان حجم صدا را تعیین می کند؟ چرا صداهای شدید و کم می توانند آسیب رسان و حتی کشنده باشند، در حالی که صداهای بلند نمی توانند؟ چرا صداهای پایین در فاصله دورتر از صداهای بلند شنیده می شوند؟ مقاله به این سوالات پاسخ خواهد داد.
چه چیزی میزان حجم صدا را تعیین می کند
این مقدار به فرکانس و طول موج صدا، فشار آکوستیک و انرژی جریان صدا بستگی دارد. اما اول از همه.
چه چیزی میزان حجم صدا را تعیین می کند؟ فیزیک مدتهاست می داند که بلندی صدا توسط ویژگی های موج تعیین می شود. هر چه منبع صدا سریعتر ارتعاش کند، بالاتر استفرکانس موج و طول آن کوتاهتر است. ما صداهای با فرکانس بالا را آرام می نامیم، آنها را ظریف می دانیم. به دلیل طول موج کم ما فقط در فاصله کوتاهی می توانیم بشنویم. صداهای فرکانس پایین خشن در نظر گرفته می شوند، بلند هستند و از دور شنیده می شوند.
فشار آکوستیک و جریان صدا
چه چیزی میزان حجم صدا را تعیین می کند؟ علاوه بر ویژگی های موج، از فشار آکوستیک. این فشار بیشتر از فشار اتمسفر است، یک جسم ارتعاشی ایجاد می کند. اگر منبع صدا با دامنه زیاد و فرکانس پایین حرکت کند، فشار به شدت افزایش می یابد.
فشار انرژی جریان صدا را ایجاد می کند. این مقدار بر حسب W/m2 اندازه‌گیری می‌شود و نشان می‌دهد که چقدر انرژی جنبشی در ۱ ثانیه از سطح می‌گذرد. هر چه فشار بیشتر باشد، جریان شدیدتر است.
حجم و انرژی صدا
به این سؤال که بلندی صدا به چه چیزی بستگی دارد، فیزیک پاسخ می دهد: از جریان انرژی صوتی. فرض کنید انرژی 10 برابر شده است - حجم یک بل افزایش می یابد (1 b). بل یک واحد بلندی صدا است، اما برای راحتی و دقت اندازه گیری، تصمیم گرفته شد از دسی بل (1 دسی بل=0.1 b) استفاده شود.
انرژی صوتی اولیه را به عنوان E0 نشان دهید. اگر 10 برابر افزایش یابد و برابر با 10 E0، ، سپس صدا 10 دسی بل افزایش می یابد، اگر 100 برابر - 20 دسی بل، و غیره. نوسانات انرژی صوتی که گوش انسان می تواند درک کند دارای محدودیت هایی است. محدوده آنها در 10 تغییر می کندتریلیون بار، تغییر حجم - 130 دسی بل. حداقل سطح انرژی صدا E0=10-12 W/m2. همه نمی توانند چنین صدای ضعیفی را بشنوند، اما فقط یک فرد با شنوایی بسیار توسعه یافته است. با مقدار E0 است که همه صداها برای مشخص کردن آنها به عنوان آرام یا بلند مقایسه می شوند.
برای وضوح، بیایید نمونه هایی از رایج ترین صداها را بیان کنیم، حجم آنها و انرژی جریان صدا را با هم مقایسه کنیم. این قابل درک است که صداها توسط شخص از فاصله چند متری درک می شود.
| نوع صدا | حجم صدا (db) | انرژی صدا (W/m2) |
| خش خش برگ | 10 | 10-11 |
| تیک تاک ساعت | 20 | 10-10 |
| مکالمه آرام | 40 | 10-8 |
| گفتگوی بلند | 70 | 10-5 |
| خیابان پر سر و صدا | 90 | 10-3 |
| قطار مترو | 100 | 10-2 |
صداهای نامفهوم و آستانه درد
چه چیزی میزان حجم صدا را تعیین می کند؟ علاوه بر هر آنچه قبلاً در نظر گرفته شده است، از آستانه شنوایی. صدا می تواند خودسرانه بلند باشد (برای سایر موجودات زنده یا دستگاه های خاص)، اما اگر فرکانس آن کمتر از 16-20 هرتز (مادون صوت) و بیشتر از 16-20 کیلوهرتز (سونوگرافی) باشد، آن را درک نمی کنیم.
اگرچه ما سونوگرافی و سونوگرافی نمی شنویم،آنها به طرق مختلف بر شخص تأثیر می گذارند. مادون صوت با بلندی 75 دسی بل برای سلامتی مضر است، 120 دسی بل آستانه درد انسان است و صدای 180 دسی بل منجر به مرگ می شود. این اثر با این واقعیت توضیح داده می شود که فرکانس های پایین مادون صوت فشار را بیش از حد افزایش می دهد. سونوگرافی خطرناک نیست، به طور گسترده در پزشکی، صنایع مختلف، ساختمان سازی استفاده می شود.
