الحوت الأزرق ، أكبر حيوان حي ، يصدر صوتًا أعلى بكثير من ضوضاء صاروخ الإطلاق. مثل هذا الجهارة التي لا يمكن لأي شخص تحملها. حتى أن هناك سلاح ضوضاء. حجمه أعلى بقليل من صوت الحوت.
ما الذي يحدد حجم الصوت؟ لماذا يمكن للأصوات الشديدة والمنخفضة أن تكون مؤلمة بل ومميتة ، بينما الأصوات العالية لا تستطيع ذلك؟ لماذا تسمع الأصوات المنخفضة على مسافة أكبر من الأصوات العالية؟ المقال سيجيب على هذه الأسئلة
ما الذي يحدد حجم الصوت
تعتمد هذه القيمة على تردد الصوت وطول الموجة ، وعلى الضغط الصوتي وطاقة تيار الصوت. لكن أول الأشياء أولاً.
ما الذي يحدد حجم الصوت؟ لطالما عرفت الفيزياء أن جهارة الصوت تحددها خصائص الموجة. كلما زادت سرعة اهتزاز مصدر الصوت ، زاد ارتفاعهتردد الموجة وكلما كان طولها أقصر. نحن نسمي الأصوات عالية التردد هادئة ، ونعتبرها دقيقة. لا يمكننا أن نسمع إلا من مسافة قصيرة بسبب الطول الموجي الصغير. تعتبر الأصوات منخفضة التردد خشنة ، ويُنظر إليها على أنها عالية ويمكن سماعها من بعيد.
الضغط الصوتي وتدفق الصوت
ما الذي يحدد حجم الصوت؟ بالإضافة إلى خصائص الموجة ، من الضغط الصوتي. هذا الضغط أكبر من الضغط الجوي ، فهو يولد اهتزاز الجسم. إذا تحرك مصدر الصوت بسعة كبيرة وتردد منخفض يزداد الضغط بشكل كبير.
الضغط يخلق طاقة تيار الصوت. يتم قياس هذه القيمة بـ W / m2وتوضح مقدار الطاقة الحركية التي تمر عبر السطح في ثانية واحدة. كلما زاد الضغط ، زاد التدفق.
حجم الصوت والطاقة
على السؤال حول ما يعتمد عليه ارتفاع الصوت ، تعطي الفيزياء الإجابة: من تدفق الطاقة الصوتية. لنفترض أن الطاقة زادت 10 مرات - سيزداد الحجم بمقدار بيل واحد (1 ب). Bel هي وحدة لجهارة الصوت ، ولكن من أجل راحة ودقة القياسات ، فقد تقرر استخدام ديسيبل (1 ديسيبل=0.1 ب).
تشير إلى طاقة الصوت الأولية كـ E0.إذا زادت 10 مرات وتساوي 10 E0 ،ثم سيزداد الحجم بمقدار 10 ديسيبل ، إذا كان 100 مرة - بمقدار 20 ديسيبل ، إلخ. للتقلبات في الطاقة الصوتية التي يمكن للأذن البشرية إدراكها حدود. مداها هو التغيير في 10تريليون مرة ، تغيير الحجم - 130 ديسيبل. الحد الأدنى لمستوى الطاقة الصوتية E0=10-12 W / m2. لا يمكن لأي شخص سماع مثل هذا الصوت الضعيف ، ولكن فقط الشخص الذي يتمتع بسمع متطور للغاية. بقيمة E0تتم مقارنة جميع الأصوات لتمييزها بأنها هادئة أو عالية.
من أجل الوضوح ، دعونا نعطي أمثلة على الأصوات الأكثر شيوعًا ، ونقارن بين حجمها وطاقة تدفق الصوت. من المفهوم أن الأصوات ينظر إليها الشخص من مسافة عدة أمتار.
| نوع الصوت | حجم الصوت (ديسيبل) | طاقة الصوت (W / m2) |
| سرقة الأوراق | 10 | 10-11 |
| الساعة تدق | 20 | 10-10 |
| محادثة هادئة | 40 | 10-8 |
| كلام صاخب | 70 | 10-5 |
| شارع صاخب | 90 | 10-3 |
| قطار الانفاق | 100 | 10-2 |
الأصوات غير المسموعة وعتبة الألم
ما الذي يحدد حجم الصوت؟ بالإضافة إلى كل ما تم النظر فيه بالفعل ، من عتبة السمع. يمكن أن يكون الصوت مرتفعًا بشكل تعسفي (للكائنات الحية الأخرى أو الأجهزة الخاصة) ، ولكن إذا كان تردده أقل من 16-20 هرتز (فوق الصوت) وأكثر من 16-20 كيلو هرتز (الموجات فوق الصوتية) ، فلن نلاحظه.
على الرغم من أننا لا نسمع الموجات فوق الصوتية والموجات فوق الصوتية ،تؤثر على الشخص بطرق مختلفة. الأشعة تحت الصوتية ذات جهارة الصوت 75 ديسيبل ضارة بالصحة ، 120 ديسيبل هي حد الألم للشخص ، والصوت 180 ديسيبل يؤدي إلى الوفاة. يفسر هذا التأثير من خلال حقيقة أن الترددات المنخفضة للموجات دون الصوتية تزيد الضغط كثيرًا. الموجات فوق الصوتية ليست خطيرة ، فهي تستخدم على نطاق واسع في الطب والصناعات المختلفة والبناء.
