كل شيء عن حجم الصوت

في هذا المقال سنتحدث عن حجم الصوت وكل ما يتعلق بهذا المفهوم. يجب أن يقال أن اهتزازات الهواء (بتعبير أدق ، الجزيئات المكونة له) هي التي تخلق الموجات الصوتية. تتحرك هذه الموجات في إحداثيات فضائية واتجاه معين. في هذه الحالة ، لا تتحرك الجزيئات بالنسبة لموقعها.

حجم الصوت هو خاصية ذاتية لإدراك الإنسان لقوة الأصوات المختلفة ، والتي تضعها في نطاق معين: من الأهدأ والأعلى.

أ الصوت هو ظاهرة فيزيائية تحدث فيها عملية انتشار الاهتزازات في مجموعة متنوعة من البيئات. بمعنى آخر ، إنها سلسلة تشغيل لمناطق الضغط المرتفع والمنخفض.

وتجدر الإشارة إلى أننا نسمع للأسباب التالية: تحول الأذنين اهتزازات الصوت إلى إشارات نظرًا لتصميمها المتطور. إنها تضخم الاهتزازات التي تصبح نبضات عصبية. ثم يدرك دماغنا هذه النبضات العصبية على أنها صوت.

الجهارة وإدراكنا الذاتي لها يعتمدان على السعة والتردد ، وهما الخصائص الفيزيائية للصوت. في السعات الأعلى ، يسمع بصوت أعلى. يقاس الجهارة في الوقت الحاضر بالديسيبل.

يستخدم هذا المقياس اللوغاريتمي. هي التي تحدد عدد المرات التي يكون فيها ضغط الصوت الأقصى أكبر من حد السمع للأذن البشرية. بالنسبة للهواء ، هذا هو 20 ميكرو باسكال ، للمياه - 1 ميكروباسكال.

تعتمد جهارة الصوت على الوسط الذي ينتشر فيه وعلى كثافته. كلما زادت كثافة الوسط ، زادت سرعة توزيع الصوت فيه. لهذا السبب ببساطة لا يمكن أن يكون هناك صوت في الفراغ.

يقاس الجهارة بالوحدات التي تحمل اسم العالم ألكسندر بيل ، أي بالبلز. ولكن نظرًا لأن "بل" كمية كبيرة جدًا ، فمن المعتاد قياس الصوت بمضاعفاته - ديسيبل. لهذا ، تم اختراع مقياس خاص لشدة الصوت.

على سبيل المثال ، الطيف الترددي للصوت هو نوع من الرسم البياني الذي يوضح اعتماد الطاقة النسبية للاهتزازات الصوتية على ترددها.

هناك العديد من الخصائص التي تؤثر على الصوت والجهارة. هذا هو في المقام الأول التركيب الطيفي ، والتوجه المكاني للمصدر ، وكذلك الجرس.

دعنا نسرد الوحدات الرئيسية لقياس خصائص الصوت. من بينها ، يمكن التمييز بين معلمتين: مطلقة ونسبية. مقياس جهارة الصوت ، والذي يتم قياسه من حيث القيمة المطلقة ، يشير إلى وحدة قياس تسمى السكون. وحدة قياس الخلفية هي معلمة لمستوى الحجم ، والتي لها طابع نسبي.

تُقاس القيمة التي تُظهر مقدار صوت معين أعلى أو أقل من صوت آخر بالديسيبل. وتجدر الإشارة إلى أن البيل والديسيبل وحدات غير نظامية وليست جزءًا من نظام قياس واحد.

هذا مثال قياسي يوضح خصائص الصوت. للقيام بذلك ، سنستخدم التجربة البسيطة التالية ، والتي نحتاج فيها إلى كوب بلاستيكي وشريط مطاطي على شكل حلقة.

لبدء التجربة ، ضع حلقة مطاطية على الزجاج. ثم نميل الجزء السفلي من الزجاج على أذننا ونستمع إلى صوت المطاط الممتد.

لنتحدث عن نطاق الأصوات من حولنا. نطاقنا في الحدود التالية - من 20 هرتز للتردد المنخفض إلى 20000 هرتز على أعلى تردد. ومع ذلك ، فإن النطاق المريح لسمعنا يتراوح من 2000 إلى 5000 هرتز.

وتجدر الإشارة إلى أن الأصوات التي تزيد عن 85 ديسيبل قد تكون ضارة بالسمع إذا تم استخدامها لفترات طويلة من الزمن.

هناك عدد من الخصائص التي يعتمد عليها الحجم بشكل أساسي. هذه هي تردد وسعة التذبذبات ، وكذلك الخصائص الفردية للشخص.

عامل مهم آخر هو المسافة إلى المصدر. مع انخفاض مكون الطاقة في الموجة الصوتية ، تزداد المسافة إلى مصدر الصوت بالتناسب المباشر.

مع الاهتزازات المتكررة ، ينبعث صوت أعلى. يستخدم الشخص هذه الميزات عند إنشاء مجموعة متنوعة من الآلات الموسيقية.

يجب أن يقال ذلك مع تعرض الشخص المستمر للضوضاء الصاخبة ، قد تظهر أعراض المرض. من بينها ، يجب تسليط الضوء على ما يلي: زيادة استثارة الجهاز العصبي ، وإرهاق أسرع ، وزيادة ضغط الدم.

يجب أن يقال أنه في المواد الصلبة يتم تحسين جودة الموجة الصوتية. ينتقل الصوت في الماء أسرع بخمس مرات منه في الهواء.

بشكل عام ، ينبغي أن يقال أن ل تتوافق دراسة الصوت ومعلماته وخصائصه مع القسم المقابل من الفيزياء ، والذي يتم دراسته في المقرر الدراسي.

وتجدر الإشارة إلى أن جميع الناس يرون الصوت بطرق مختلفة ، ولهذا السبب يتم إنشاء أجهزة خاصة لقياسه.

في أغلب الأحيان ، يتم تحديد مستوى الصوت باستخدام جهاز استشعار. يقيس مستشعر مستوى الصوت طاقة الموجات الصوتية التي تصل في وحدة زمنية لكل وحدة مساحة سطح جهاز الاستقبال. تسمى هذه الكمية شدة الصوت أو الضوضاء وتقاس بالميغاواط / م 2 (ميكرو واط لكل متر مربع).

دعنا نتعرف على كيفية تحديد الديسيبل ومستوى الإشارة الفعلي فيما بينهما. كل 6 ديسيبل يتغير مستوى الإشارة مرتين.

لماذا هذه القيمة مأخوذة؟ الديسيبل هو اللوغاريتم بين نسبة كميتين متطابقتين من كميات الطاقة ، ثم يتم ضربها في 10. السعة ليست كمية طاقة ، لذا يجب تحويلها إلى قيمة مناسبة.

أيضًا ، لقياس شدة الضوضاء في أماكن مختلفة ، غالبًا ما يتم استخدام جهاز خاص يسمى مقياس مستوى الصوت.

الأذن البشرية عبارة عن مستشعر بيولوجي متطور للغاية ومصيدة صوتية يمكنها التقاط الأصوات التي تختلف ملايين المرات عن بعضها البعض.

يوجد في روسيا معيار معين لمنحنيات جهارة الصوت المتساوية. هذا هو GOST R ISO 226-2009. له الاسم التالي - "الصوتيات. منحنيات قياسية ذات جهارة صوت متساوية ".

هناك ثلاث طرق على الأقل لقياس جهارة الصوت: من خلال قيمة الذروة القصوى ، ومتوسط ​​قيمة مستوى الإشارة ، وبواسطة مقياس ReplayGain. من بين كل هذه التقنيات ، يعد ReplayGain هو الأفضل. ينقل مستوى جهارة الصوت المدرك ويأخذ في الاعتبار الخصائص الفسيولوجية والعقلية لإدراك الصوت.

توجد حاليًا طرق مختلفة للتعبير المادي عن سعة اهتزازات الصوت ، والتي تُستخدم في مجالات مختلفة.