عادةً ما يقصد بوحدة قياس الصوت الوحدة التي تمثل شدة الصوت؛ والتي تعرف بالديسيبل، ويشار لهذه الوحدة بالرمز (dB)، تابع المقال لتتعرف على الصوت ووحدة قياسه وبعض الأمور الأخرى المتعلقة به.
محتويات
ما هو الصوت؟
يعرف الصوت (بالإنجليزية: Sound) بأنه اهتزاز ينتقل وينتشر من خلال وسط ما على شكل موجة ميكانيكية، وتكون الأوساط التي ينتقل عبرها الصوت إما صلبة أو سائلة أو غازية، كما تكون سرعة انتقال الصوت أسرع في الأوساط الصلبة، لتقل سرعته في الأوساط السائلة، وتكون أبطأ نسبيًا في الأوساط الغازية.[١]
ما هي وحدة قياس شدة الصوت؟
الديسيبل هي الوحدة التي تستخدم لقياس شدة الصوت، ويشار لهذه الوحدة بالرمز (dB)، ويعد الديسيبل وحدة قياس نسبية تستخدم على نطاق واسع في الصوتيات مع أنها ليست وحدة قياسية، وهي وحدة لوغاريتمية تستخدم لوصف النسبة بين المستوى الذي يتم قياسه إلى مستوى العتبة 0 ديسيبل.[٢]
هنالك وحدات أخرى تُعنى بخصائص الصوت المختلفة:[٢]
- باسكال: تستخدم لقياس ضغط الصوت ويرمز لها بالرمز (Pa).
- هيرتز: تستخدم لقياس تردد الصوت ويرمز لها بالرمز (Hz).
- واط/ متر مربع: تستخدم للتعبير عن شدة الصوت باستخدام كل من القدرة والمساحة وهي الوحدة القياسية المتبعة في نظام وحدات القياس العالمي.
متى تم اعتماد وحدة قياس الصوت؟
تم اعتماد وحدة بيل في عام 1923م أو 1924م، وذلك تكريمًا لمؤسس مختبرات الهواتف ورائد الاتصالات العالم ألكسندر غراهام بيل، لكن وحدة بيل وحدة نادرة الاستخدام لذلك يتم استخدم وحدة الديسيبل والتي تعادل عُشر وحدة بيل، إذ إن 1 ديسيبل = 0.1 بيل.[٣]
ما هو جهاز قياس شدة الصوت؟
يعرف جهاز قياس الصوت بأنه عداد مدرّج يمكنه قراءة مستوى شدة الصوت بالديسيبل، حيث يتكون الجهاز من ميكروفون يلتقط الصوت ومن ثم يحوله إلى إشارة كهربائية، ويحتوي هذا الجهاز أيضًا على دوائر إلكترونية تستقبل تلك الإشارات الكهربائية وتحسب قيمتها بالديسبل.[٤]
قانون شدة الصوت
تعرف شدة الصوت بأنها القدرة التي تحملها الموجة الصوتية لكل وحدة مساحة تقطعها، وتعبر القدرة هنا عن المعدل الزمني لنقل الموجة للطاقة، ويعبر عن شدة الصوت بالقانون الفيزيائي الآتي:[٥]
شدة الصوت = القدرة / المساحة
حيث إن:
- وحدة القدرة هي الواط.
- وحدة المساحة هي المتر المربع.
- وحدة شدة الصوت هي واط / متر مربع.
العوامل المؤثرة في شدة الصوت
تتأثر شدة الصوت بمجموعة من العوامل، وفيما يأتي أبرز هذه العوامل:
- ضغط الجزيئات: كلما زاد ضغط الجزيئات في الوسط الناقل كلما زادت شدة الصوت أي أن علاقة ضغط جزيئات الوسط وشدة الصوت المار من خلاله علاقة طردية.[٦]
- البعد عن المصدر: كلما ابتعدت نقطة إصدار الصوت عن نقطة استقباله قلت شدة الصوت، وتتمثل العلاقة بينهما بتناسب شدة الصوت عكسيًا مع مربع المسافة الواصلة بين النقطتين،[٧]ويعزى ذلك إلى أن الموجة الصوتية تنتشر خلال الوسط الناقل على شكل دوائر تكبر كلما زاد البعد عن مصدر الصوت، مما يؤدي إلى توزع الطاقة نفسها لتغطية مساحة أكبر وبالتالي تضعف شدة الصوت.[٨]
- مساحة السطح المهتز: كلما زادت مساحة السطح المهتز تزداد شدة الصوت، ويعزى ذلك لزيادة الطاقة الصوتية المنتشرة؛ بسبب ازدياد كمية الهواء المهتز، أي أن العلاقة تتمثل بينهما بتناسب مساحة السطح المهتز طرديًا مع شدة الصوت.
كيف ينتقل الصوت؟
تنتقل الأصوات على شكل موجات ميكانيكية، حيث يعتمد انتقال الصوت على اضطرابات تنقل الطاقة من مكان إلى آخر عبر وسط يتكون من مجموعة من الجسيمات والجزيئات، فعلى سبيل المثال؛ عندما يُقرع الجرس، فإنه يصدر صوتًا ناتج عن دفع جزيئات الهواء المحيطة بالجرس؛ لتدفع هي الأخرى جزيئات الهواء التي تليها؛ وهكذا إلى أن يصل الصوت لنقطة استقباله.[٩]
المراجع[+]
- ↑ "Sound Waves", byjus, Retrieved 4/6/2024. Edited.
- ^ أ ب "unit of sound", vedantu, Retrieved 4/6/2024. Edited.
- ↑ "Decibel", psychology.fandom, Retrieved 4/6/2024. Edited.
- ↑ "sound-level meter", britannica, Retrieved 4/6/2024. Edited.
- ↑ "Sound Intensity and Sound Level", openstax, Retrieved 5/6/2024. Edited.
- ↑ "Amplitude, Loudness and Energy of a Sound Wave", texasgateway, Retrieved 4/6/2024. Edited.
- ↑ "Intensity and the Decibel Scale", physicsclassroom, Retrieved 4/6/2024. Edited.
- ↑ "Measuring sound ", sciencelearn, Retrieved 4/6/2024. Edited.
- ↑ "Can humans hear in space?", science.howstuffworks, Retrieved 4/6/2024. Edited.
ملخص المقال
الصوت هو اهتزاز ينتقل عبر مختلف الأوساط كموجة ميكانيكية، ويتم قياس شدة الصوت بوحدة الديسيبل (dB)، وضغط الصوت بوحدة باسكال (Pa)، وتردد الصوت بوحدة هيرتز (Hz)، ولقد تم اعتماد وحدة بيل في 1923م تكريمًا لألكسندر غراهام بيل، التي اشتقت منها وحدة الديسيبل، ومن الجدير بالذكر أن شدة الصوت تتأثر بضغط الجزيئات، البعد عن المصدر، ومساحة السطح المهتز.
أسئلة شائعة
تستخدم وحدة الديسيبل لقياس شدة الصوت، بينما تستخدم وحدة الهيرتز لقياس تردد الصوت.[12]
يمتد نطاق سمع الإنسان من 0 ديسيبل إلى ما بين 120-130 ديسيبل.[12]
تبلغ سرعة الصوت في الهواء الجاف عند درجة حرارة 0 درجة مئوية حوالي 331.29 مترًا في الثانية، بينما تبلغ سرعة الصوت في الماء السائل عند درجة حرارة 8 درجات مئوية حوالي 1439 مترًا في الثانية.[13]
