עוצמת הקול: במה הוא תלוי ועל פי מה הוא נקבע? מה זה ובאילו יחידות הוא נמדד? מה שמות יחידות המדידה לרעש?

2024 מְחַבֵּר: Beatrice Philips | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 05:39

במאמר זה נדבר על עוצמת הקול וכל מה שקשור למושג זה. יש לומר כי תנודות האוויר (ליתר דיוק, המולקולות המרכיבות שלו) הן שיוצרות גלי קול. גלים אלה נעים בקואורדינטות וכיוון ספציפיות של מרחב. במקרה זה, המולקולות אינן נעות ביחס למיקומן.

מה זה?

עוצמת הקול היא מאפיין סובייקטיבי של התפיסה האנושית של עוצמת הצלילים השונים, המציבה אותם בקנה מידה מסוים: מהשקט והגבוה יותר.

אבל צליל הוא תופעה פיזית שבה תהליך התפשטות הרטט מתרחש במגוון רחב של סביבות . במילים אחרות, זהו רצף פועל של אזורי לחץ גבוה ונמוך.

יש לציין כי אנו יכולים לשמוע מהסיבות הבאות: האוזניים ממירות רעידות קול לאותות בשל עיצובן המתוחכם. הם מעצימים תנודות שהופכות לדחפים עצביים . ואז המוח שלנו תופס את הדחפים העצביים האלה כקול.

עוצמת הקול והתפיסה הסובייקטיבית שלנו זה תלויים במשרעת ותדר, שהם המאפיינים הפיזיים של הצליל . בעוצמות גבוהות יותר הוא נשמע חזק יותר. כיום הקול בדרך כלל נמדד בדציבלים.

זה גם נובע מהעובדה שלמעשה עוצמת הקול היא השוואה של שני אינדיקטורים שונים, שבהם נחשב ערך סף מסוים.

זה משתמש בסולם לוגריתמי. היא זו שקובעת כמה פעמים לחץ הקול המרבי גדול מסף השמיעה של האוזן האנושית. עבור אוויר, זהו 20 מיקרופקל, עבור מים - 1 מיקרופקל.

עוצמת הקול תלויה במדיום בו הוא מתפשט ובצפיפותו. ככל שצפיפות המדיום גבוהה יותר, כך ניתן להפיץ בו צליל מהיר יותר. לכן פשוט לא יכול להיות קול בחלל ריק.

עוצמת הקול נמדדת ביחידות הנושאות את שמו של המדען אלכסנדר בל, כלומר בלס .אך מכיוון שבל היא כמות גדולה מאוד, נהוג למדוד צליל בכפולה שלו - דציבלים. לשם כך הומצא סולם מיוחד של עוצמת הקול.

לדוגמה, ספקטרום התדרים של הצליל הוא מעין גרף המציג את התלות של האנרגיה היחסית של רעידות הקול בתדר שלו.

ישנם מספר מאפיינים המשפיעים על צליל ועוצמה . זהו בעיקר ההרכב הספקטראלי, האוריינטציה המרחבית של המקור, כמו גם גוון.

בואו נפרט את היחידות העיקריות למדידת מאפייני הצליל. ביניהם ניתן להבחין בין שני פרמטרים: מוחלט ויחסי. סולם הרעש, הנמדד במונחים מוחלטים, מתייחס ליחידת מדידה הנקראת שינה. יחידת המדידה לרקע היא פרמטר של עוצמת הקול, בעלת אופי יחסי.

הערך המראה עד כמה צליל מסוים גבוה או נמוך יותר מאחרים נמדד בדציבלים . יש לציין כי פעמונים ודציבלים הם יחידות לא מערכתיות ואינן חלק ממערכת מדידה אחת.

לדוגמא, רמת העוצמה של כלי נגינה תלויה בגודלו או בגודל החלקים של כלי הנגינה שאחראים על הפקת הקול.

להלן דוגמה סטנדרטית המציגה את תכונות הצליל. לשם כך נשתמש בניסוי הפשוט הבא, בו אנו זקוקים לכוס פלסטיק וגומייה בצורת טבעת.

כדי להתחיל את הניסוי, הניחו טבעת גומי על הזכוכית .לאחר מכן אנו נשענים את תחתית הכוס על אוזנו ומאזינים כיצד יישמע הגומי המתוח.

צליל הוא תוצאה של רעידות המשפיעות על אוויר או אובייקט אחר. לאחר מכן הם מתרבים דרך הסביבה. כתוצאה מכך, אנו שומעים צליל.

בואו נדבר על טווח הצלילים סביבנו. הטווח שלנו נמצא במגבלות הבאות - מ 20 הרץ בתדר נמוך עד 20,000 הרץ בתדר הגבוה ביותר. עם זאת, הטווח הנוח לשמיעה שלנו הוא בין 2000 ל 5000 הרץ.

יש לציין כי צלילים מעל 85 dB SPL יכולים להזיק לשמיעה אם משתמשים בהם לפרקי זמן ממושכים

במה תלוי עוצמת הקול?

ישנם מספר מאפיינים המשפיעים בעיקר על עוצמת הקול. אלה הם תדירות ומשרעת התנודות, כמו גם המאפיינים האישיים של אדם.

גורם חשוב נוסף הוא המרחק למקור .עם ירידה ברכיב האנרגיה של גל הקול, המרחק למקור הקול עולה ביחס ישיר.

עם רעידות תכופות, נשמע קול גבוה יותר. אדם משתמש בתכונות אלה בעת יצירת מגוון כלי נגינה.

צריך להגיד את זה עם חשיפה מתמדת לרעש חזק, סימפטומים של המחלה עלולים להופיע . ביניהם יש להדגיש את הדברים הבאים: רגישות עצבית מוגברת, עייפות מהירה יותר ולחץ דם מוגבר.

לכן, כדי להגן מפני צלילים חזקים, למשל, בבנייה, משתמשים באוזניות מיוחדות המבטלות רעשים.

יש לומר כי במוצקים איכות גל הקול משופרת. צליל עובר פי חמישה מהר יותר במים מאשר באוויר.

באופן כללי, יש לומר כי עבור לימוד הצליל, הפרמטרים והמאפיינים שלו תואמים את החלק המקביל בפיזיקה, הנלמד בקורס בית הספר.

איך אפשר למדוד?

יש לציין כי כל האנשים תופסים צליל בדרכים שונות, ולכן נוצרים מכשירים מיוחדים למדידתו.

לרוב, רמת הקול נקבעת באמצעות חיישן . חיישן רמת קול מודד את האנרגיה של גלי הקול המגיעה ביחידת זמן ליחידת שטח הפנים של המקלט. כמות זו נקראת עוצמת הקול או הרעש והיא נמדדת ב- mW / m2 (מיקרו -וואט למטר מרובע).

בואו לגלות כיצד הדציבלים ורמת האות בפועל נקבעים בינם לבין עצמם. כל 6 dB, רמת האות משתנה פעמיים.

מדוע הערך הזה נלקח? דציבל הוא הלוגריתם בין היחס בין שתי כמויות אנרגיה זהות, שמוכפל אז ב -10 . משרעת אינה כמות אנרגיה, ולכן יש להמיר אותה לערך מתאים.

כמו כן, כדי למדוד את עוצמת הרעש במקומות שונים, משתמשים לעתים קרובות במכשיר מיוחד, שנקרא מד רמות קול.

האוזן האנושית היא חיישן ביולוגי מתוחכם ביותר ומלכודת צלילים שיכולים לקלוט צלילים השונים מיליוני פעמים זה מזה

ברוסיה קיים סטנדרט מסוים עבור עקומות העקום השוות. זהו GOST R ISO 226-2009. יש לו את השם הבא - "אקוסטיקה. עקומות סטנדרטיות של עוצמה שווה ".

ישנן שלוש דרכים לפחות למדוד את עוצמת הקול: לפי ערך השיא המרבי, לפי הערך הממוצע של רמת האות, לפי המדד ReplayGain. מכל הטכניקות הללו, ReplayGain הוא הטוב ביותר . הוא מעביר את רמת העוצמה הנתפסת ולוקח בחשבון את המאפיינים הפיזיולוגיים והמנטליים של תפיסת הצליל.

נכון לעכשיו, ישנן שיטות שונות לביטוי פיזי של משרעת תנודות הקול, המשמשות בתחומים שונים.