ما هي وحدة قياس الصوت
ما هي وحدة قياس الصوت
ما هي وحدة قياس الصوت التي يستخدمها العلماء ، لما لها من أهمية في إدارة مساحات المعيشة البشرية مثل الضوضاء والضجيج في المدن ، فهي من أهم القضايا التي يعمل الفيزيائيون من جميع الأعمار على حلها والمساحات المأهولة بالآخرين وكذلك مقالنا عبر موقع ارشيف بعنوان ما هو الصوت ووحدات قياسه المختلفة وخصائصه والعوامل التي تؤثر على شدة الصوت وحجم هذه الشدة وأنواع الموجات الصوتية.
شاهد أيضا: ما هي انواع الجنايات في القانون السعودي
الصوت
يُعرَّف الصوت ، في أبسط صوره ، بأنه مجموعة من الأصوات التي يتلقاها كائن حي من خلال الأذن ، أو إحدى الحواس الخمس التي نمتلكها كبشر ، أو إحدى الحواس الست التي تمتلكها الحيوانات ، حيث ينتج الصوت أيضًا كائنًا ينتج عن الاستجابة تطابق مع ما سمعته الروح الحية ، على سبيل المثال ، عندما تقترب الحيوانات المفترسة من قطيع من الأفيال ، ترى الحيوانات خطرًا وشيكًا وتهرب بإصدار أصوات لتحذير بقية القطيع ، تسمى أصوات بلاغية ، ويستخدم البشر الكلام من خلال الكلام u ، يشمل الصوت أيضًا مجموعة كبيرة من الأشياء ، مثل أجهزة الإنذار أو الطبول ، والآلات الموسيقية ، والآلات والعديد من الأشياء الأخرى. الصوت في الفيزياء ، هو الصوت الذي ينشأ عندما يهتز شيء ما ويصدر موجات طاقة أو اهتزازًا للأذن كلما كان الاهتزاز أقوى ، كان الصوت أعلى ، لكن الأصوات أضعف ن ، نبتعد عن مصدر الضوضاء.
ما هي وحدة قياس الصوت ؟
الوحدة الرئيسية لقياس الصوت هي الديسيبل ، وتستخدم هذه الوحدة بشكل أساسي للتعبير عن نسبة قيمة خاصية مادية إلى أخرى ، معبرًا عنها كمقياس للوحدات اللوغاريتمية ، هذه الوحدة للتعبير عن ضغط مرجعي مختلف أو ضوضاء شدة ، إلخ. ومع ذلك ، تختلف شدة الصوت بالديسيبل في الهواء عن تلك الموجودة بالديسيبل في الماء بينما المرجع لضغط الصوت تحت الماء ، بينما اتفق العلماء في الهواء على استخدام ضغط مرجعي أعلى. 20 ميكرو باسكال لكل ديسيبل ، هناك وحدات قياس الصوت الأخرى ومن أهمها:
- وحدة ديسيبل: تُستخدم لقياس شدة أو ضغط الصوت ، وتظهر الديسيبل بالديسيبل ، تكريماً للسير ألكسندر جراهام بيل ، الذي كان مخترع كل من الهاتف وعداد الصوت أيضًا ، وسمي بيل 1 لكل 10 ديسيبل يساوي
- وحدات هيرتز: تشير بدقة إلى وحدة الصوت في النظام الدولي للوحدات أو الترددات ، نبدأ في سماعها بتردد 20 هرتز وعندما تصل إلى أكثر من 20000 هرتز يطلق عليها الموجات فوق الصوتية.
- وحدة واتس: في نظام si الدولي للوحدات ، وحدة المساحة التي تُقاس فيها شدة الصوت هي واط لكل متر مربع ، ويُشار إليها بوحدة w / m2.
- وحدة باسكال: وحدة ضغط الصوت في النظام الدولي للوحدات ، بينما ضغط الصوت هو الفرق بين ضغط الموجة الصوتية المولدة والضغط المحيط للوسط الذي تمر من خلاله.
- وحدة Son: وحدة جهارة الصوت المتصورة ، والتي تعادل نغمة ملاحظة تبلغ 1000 هرتز أعلى من 40 ديسيبل ، بدءًا من 1.
- الجرس: يُعرَّف بأنه الوحدة الجوهرية لجهارة الصوت ، ويشار إليها أيضًا باسم الجرس ، وهو ما يعادل عدد ديسيبل شدة صوت 1000 هرتز.
- الوحدات الأخرى المتعلقة بالوحدات الأساسية: مثل الطول الموجي ، والذي يتم التعبير عنه بالأمتار ، الياردات ، إلخ ، والوقت ، والذي يتم التعبير عنه بوحدات زمنية مثل الثواني والدقائق والساعات.
كيفية إنتاج ونقل الصوت
تبدأ عملية إنتاج الصوت عندما يهتز جسم ما ، مما ينتج عنه موجة ضغط ، وتتسبب موجة الضغط هذه في حركة اهتزازية لجزيئات المادة المحيطة ، سواء كانت هواء أو ماء أو صلبة ، عندما يهتز الجسيم ، تتحرك الجسيمات القريبة ، وينتقل الصوت عبر الوسط ، حيث تكتشف الأذن البشرية الموجات الصوتية عند اهتزازات صغيرة لجزيئات الهواء داخل الأذن ، وتشبه الموجات الصوتية من نواح كثيرة موجات الضوء ، وكلاهما ينشأ من مصدر معين ويمكن توزيعه باستخدام أو يمكن أن يكون متناثرة بطرق مختلفة ، ولكن على عكس الضوء لا يمكن أن تنتقل كموجة ، فالصوت لا ينتقل عبر وسائط مثل الهواء والزجاج والمعادن والماء وغيرها.
خصائص الصوت
الخصائص هي خواص فيزيائية تتعلق بتكوين ونقل وانتشار وحجم وكمية الصوت في الوسط الذي ينتشر فيه ، مثل الماء والغاز والهواء والمواد الصلبة وما إلى ذلك. ومن أهم هذه الخصائص ما يلي:
- التردد: هو السرعة التي تكمل بها الموجة الصوتية دورة كاملة ، تبدأ من الذروة إلى الأسفل ، وتعود إلى الذروة مرة أخرى ، بمعنى آخر ، يشير التردد في الموجة الصوتية إلى سرعة اهتزاز الصوت التي تنتقل عبرها الهواء.
- السعة: يشير إلى مقدار الضغط والتوسع الذي يمر به الوسط الذي تنتقل من خلاله الموجة الصوتية ، وهذه السعة تُدرك من قبل آذاننا على أنها أعلى صوت نتلقاه ، على سبيل المثال ، السعة الأعلى تساوي أعلى.
- السرعة: هي السرعة الدقيقة التي ينتقل بها الصوت وتعتمد على عوامل مختلفة مثل الرطوبة والكثافة ودرجة الحرارة وما إلى ذلك.
- Timbre: يتم تعريف Timbre كما لو أن صوتين مختلفين لهما نفس التردد والسعة ، ثم بحكم التعريف لهما رنين مختلف.
- الطول الموجي: الطول الموجي للموجة الصوتية ، عادة ما يتم تمثيله برسم بياني يوضح التغير في ضغط الموجة الصوتية ، هو المسافة المادية بين قمتين متتاليتين في الموجة الصوتية.
- المدة: مدة الصوت ، والتي يمكن تعريفها على أنها طويلة أو قصيرة أو لحظية ، تؤثر مدة الصوت على طبقة الصوت وإيقاعه.
- انعكاس الموجات الصوتية: ترتد الموجات الصوتية إلى نفس الوسط عندما تواجه سطحًا صلبًا أو خفيفًا ، وتخضع الموجات الصوتية ، مثل موجات الضوء ، لقانون الانعكاس.
- انكسار الموجة الصوتية: يحدث انكسار الصوت مع تغيرات في كثافة الهواء الذي يتحرك فيه ، وتقل كثافة الغاز مع زيادة درجة الحرارة.
- حيود الموجة الصوتية: للموجات الصوتية القدرة على عبور الحاجز ، وستعمل الفتحة الصغيرة كمصدر صوت محيط إذا كان هناك ثقب صغير في الباب.
أنواع الموجات الصوتية
تنقسم الموجات الصوتية إلى عدة فئات بناءً على العناصر التي تتكون منها الموجة ، مثل حركة الجسيمات المتوسطة ، ونوع الوسيط الذي تحدث فيه الموجة ، وغيرها ، ومن أهم هذه الفئات:
- الموجات الصوتية الطولية: هي موجات تكون فيها حركة الجسيمات في الوسط موازية لاتجاه نقل الطاقة ، مثل الموجات الصوتية في الهواء والسوائل.
- الموجات الصوتية الميكانيكية: هي موجات تتطلب مدخلات طاقة أولية لتنتشر عن طريق نقل الطاقة عبر وسيط.
- موجة ضغط الصوت: موجة ذات مناطق ضغط مرتفع ومنخفض بنمط عادي ، وتعتمد على ضغط وندرة الموجة الصوتية ، مثل الموجات الصوتية التي تستقبلها بأذن الإنسان.
- الموجات الصوتية المستعرضة: تتحرك الموجات المستعرضة في حركة عمودية على اتجاه الموجة وتتحرك بسرعة أبطأ من الموجات الطولية يمكن أن تحدث الموجات الصوتية المستعرضة في المواد الصلبة فقط.
العوامل المؤثرة في شدة الصوت
يمكن تحديد شدة الصوت بسهولة من خلال الإدراك الذاتي لضغط الصوت ، والذي يتأثر بالعديد من العوامل المختلفة ، بما في ذلك ما إذا كان الصوت منخفضًا أو مرتفعًا أو مرتفعًا جدًا ، وما إلى ذلك ، ومن بين هذه الأسباب الرئيسية:
- ما هو الوسيط: يمكن للصوت أن ينتقل عبر الغازات والسوائل والمواد الصلبة ، على سبيل المثال ، يتحرك الصوت بشكل أسرع عبر المواد الصلبة لأن جزيئاته أكثر تركيزًا ، مما يؤدي إلى اهتزاز الموجات الصوتية من جزيء إلى آخر مما يجعلها تمر بسرعة.
- الضغط والتخلخل: عندما ينتقل الصوت عبر وسيط ، تتسبب طاقته في تحريك الجزيئات ، مما يخلق أنماطًا متناوبة من الانضغاط والخلخلة ، مما يؤثر بشكل مباشر على شدة الصوت.
- الضغط والكثافة: حيث أن تردد الحركة التوافقية البسيطة يتناسب طرديًا مع صلابة وضغط الجسم المتحرك ، ومع زيادة كثافة الوسط تتباطأ سرعة الصوت مما يؤثر على شدة الصوت وسرعته.
- الضغط والسعة: التغير في الضغط يتناسب مع اتساع التذبذب ، وهذه العلاقة تتفق مع حقيقة أن الموجة الصوتية تنتج عن بعض الاهتزازات ، فكلما زادت سعة ضغطها كلما زاد ضغط الهواء في الصوت الذي يصدره. سيكون أكبر.
- التمدد: عندما يهتز جسم ما ، فإنه ينتج طاقة حركية تنتقل بواسطة الجسيمات الموجودة في الوسط على شكل حلقات ، والتي تتوسع وتنمو أثناء انتقالها عبر الهواء أثناء نقلها لطاقتها الحركية إلى الجسيمات القريبة ، وكذلك القدرة على التمدد شيء يؤثر على شدة الصوت.
حساب شدة الصوت
تُعرف وحدة كمية الطاقة التي تمر عبر منطقة معينة من الوسط في وقت ما باسم شدة الموجة الصوتية ، فكلما زاد اتساع اهتزاز جسيم الوسيط زادت سرعة مرور الطاقة خلاله وزادت شدة الموجة الصوتية ، تلك الشدة هي طاقة الوقت والمنطقة أو المنطقة ، وبما أن نسبة الطاقة مقسومة على الوقت تساوي كمية الطاقة ، فإن الشدة هي ببساطة الطاقة مقسومة على المنطقة أو المنطقة ، لذلك تبدو المعادلة هكذا :
- شدة الموجة الصوتية = منطقة الطاقة ÷
الوحدات النموذجية المستخدمة للتعبير عن شدة الموجات الصوتية هي واط / م 2 ، ومع ذلك ، يتم التعبير عن مستويات شدة الصوت في كثير من الأحيان بالديسيبل أكثر من الواط لكل متر مربع ، وتتعلق أسباب اختيار هذه الوحدة بكيفية إدراكنا للصوت ، مثل على أنها الطريقة التي تستقبل بها آذاننا الصوت ، ليس بشكل مباشر كما يصفه السير ألكسندر جراهام بيل ، ولكن من خلال لوغاريتم شدة الديسيبل بدقة.
قياس شدة الصوت واستخداماته
هو جهاز يتكون من ميكروفون ومضخم ومستشعر معالجة الإشارة وجهاز عرض أو شاشة يقوم الميكروفون بتحويل الإشارة الصوتية إلى إشارة كهربائية مكافئة ، وتكون الإشارة الكهربائية الصادرة من الميكروفون منخفضة للغاية قبل معالجتها بواسطة يتم تضخيم مكبر الصوت المعالج. يتضمن المكون الرئيسي لمعالجة الإشارة تطبيق أوزان التردد والمدة على إشارة محددة بواسطة المعايير الدولية المقابلة لقياسات مستوى الضوضاء تستخدم عدادات مستوى الضوضاء عادةً ضوضاء المصادر المختلفة لقياس وإدارة الانبعاثات من ، بما في ذلك المنشآت الصناعية أو حركة المرور على الطرق والسكك الحديدية أو أعمال البناء أو المواقف الحضرية النموذجية ، مثل الحفلات الموسيقية والأنشطة الترفيهية وما إلى ذلك.
شاهد أيضا: ما علاقة قانون بويل بالتنفس
وبذلك نصل إلى خاتمة مقالتنا عبر موقع ارشيف الإلكتروني بعنوان ما هي وحدة قياس الصوت ، والتي من خلالها نتعرف على ماهية الصوت وأنواع الموجات الصوتية ووحدات قياسها المختلفة تعلمنا أيضًا عن خصائصه والعوامل التي تؤثر على شدة الصوت ، وكذلك قواعد قياس الشدة وما هي أداة القياس الخاصة به.