Home / اسلایدر / مبانی صدا – بخش اول
مبانی صدا – بخش اول

مبانی صدا – بخش اول

در این سلسله مقالات برانیم تا مبانی و اصطلاحات پایه مبحث صدا را برای علاقمندان معرفی نماییم. در این بخش به تعریف های زیر می پردازیم:

  1. تعریف صوت
  2. اندازه گیری شدت صوت
  3. منحني تراز شدت صوت

تعريف صوت :

صوت از ارتعاش مكانيكي هرجسمي در محيط مادي الاستيك (كشسان) ايجاد مي شود، بنابراين صوت درخلا منتشر نمي شود زيرا محيط مادي براي انتقال امواج صوتي وجود ندارد. محيط الاستيك محيطي است كه ذرات آن قابليت ارتعاش (فشردن و بازشدن ذرات جسم نسبت به هم) داشته باشند.

AudioFunds (7)

اين ارتعاشات توسط شنونده دريافت مي شود ولي احساس شنوايي انسان از اين صوت به پارامترهاي مختلفي بستگي دارد. يكي ازمهمترين آنها شدت صوت ايجاد شده است و ديگري فيزيولوژي گوش و احساس شنوايي انسان از اين شدت صوت است. اين دو پارامتر باهم بلندي صوت را تعيين مي كنند. در مورد بلندي صوت بعدا توضيح خواهيم داد.

AudioFunds (1)

فرض كنيد ضربه اي به ميز زده شود و صوتي به وجود آيد، در محل دريافت اين صوت، دامنه صوت به 3 پارامتر زير بستگي دارد:

  1. دامنه صوت توليد شده
  2. فاصله محل دريافت از منبع صوت
  3. جنس محيط انتقال صوت

شدت صوت دريافتي متناسب با عكس مجذور فاصله از منبع نقطه اي توليد صدا و همچنين متناسب با مجذور دامنه ارتعاشات توليد شده است به همين ترتيب چنانچه ضربه اي شديدتر به ميز وارد شود دامنه ارتعاشات يا دامنه صوت دريافتي افزايش خواهد يافت. كم و زيادشدن فاصله نيز در ميزان شدت صوت دريافتي مؤثر است. مثلا اگر در نقطه اي انفجار رخ دهد افرادي كه دورتر از محل حادثه قرار دارند صداي ضعيف تري دريافت مي كنند.

AudioFunds (3)

نهايتا جنس محيط انتشار (هوا، گازهاي مختلف، مايعات، زمين …) در شدت صوت مؤثر دريافتي دخيل است. بعضي از اجسام امواج صوتي را زودتر مستهلك مي كنند و بعضي ديرتر.

حداقل شدت صوت لازم براي تحريك شنوايي گوش را آستانه شنوايي مي گويند. آستانه شنوايي گوش براي اصوات با قركانسهاي مختلف متفاوت است. بدين معنا كه براي صوت با هر فركانس يك آستانه شنوايي مي توان تعريف كرد. آستانه شنوايي تابع سن افراد است و با بالا رفتن سن بالاتر مي رود.

شنوايي انسان محدوديت فركانسي نيز دارد و كمترين و بيشترين فركانسي كه براي انسان قابل درك است حدودا 20Hz تا 20KHz مي باشد. بيشترين حساسيت گوش درفركانس 3 کيلو هرتز است. همانگونه كه بيان شد در فركانسهاي بالا از حدي به بعد (حدود KHZ 20) ديگر گوش صدا را نمي شنود كه به آن نقطه قطع مي گويند. فركانس قطع براي مرد يا زن جوان گاهي حتي بهKHZ  25 هم مي رسد، ولي افراد بالاي 40 يا 50 سال به ندرت صوت بالاتر از KHZ 15 را درك مي كنند و در بعضي حتي نقطه قطع كمتر از KHZ 10 است.

اندازه گيري شدت صوت:

يکي از واحدهای اندازه گيري شدت صوت وات بر متر مربع است و چون اين واحد بسيار بزرگ است از واحدهاي كوچكتر مانند ميكرووات بر مترمربع استفاده مي شود. براي اندازه گيري شدت صدا استفاده از واحد فيزيكي ذكر شده براي انسانها ملموس نيست زيرا اين معيار عددي را به صورت مطلق بيان مي كند. بهتر است براي اندازه گيري شدت صوت آن را نسبت به يك معيار مشخص بسنجيم و آن را به صورت نسبي بيان كنيم. از آنجا كه منحني آستانه شنوايي گوش انسان مي تواند معيار مناسبي براي اين مقايسه باشد از نسبت شدت صوت بر شدت در آستانه شنوايي استفاده مي شود. در حقيقت شدت صداهاي مختلف را نسبت به شدت در آستانه شنوايي در فركانس KHZ1 مي سنجيم.

I= شدت نسبي صوت

شدت صوت درآستانه شنوايي درفركانس KHZ1≡ I0

گوش انسان شدت هاي مختلف صدا را به صورت خطي درك نمي كند. به اين معنا كه اگر يك واحد شدت صدا ايجاد شود احساس شنوايي در اثر اين صوت با دو برابر شدن آن دوبرابر نخواهد شد. باتوجه به ساختار گوش احساس شنوايي به صورت لگاريتمي است. براي مثال تغييرات شدت صوت و درك آن حدودا“ از مقادير روبرو تبعيت مي كند.

شنوايي

شدت صوت

0

1

1

10

2

100

ديده مي شود ميزان شنوايي انسان معادل لگاريتم شدت صوت دريافتي (درمبناي10) است. بنابراين مي توان نوشت:

LOG I/I0= β

كه β تراز شدت صوت ناميده مي شود و برحسب واحد بل بيان مي شود.

بل واحد بزرگي است و لذا از واحد دسي بل (db) كه 1/0 واحد بل است، استفاده مي شود.

از فرمول روبرو مشخص مي شود كه 10LOG I/I0= شدت نسبي صوت (برحسب دسي بل)

عددي كه برحسب بل شدت صوت را بيان مي كند اگر در 10 ضرب شود شدت صوت برحسب دسي بل را نشان مي دهد.

منحني تراز شدت صوت:

منحني تراز شدت صوت به شكل روبروست:

AudioFunds  (2)

Leave a Reply

Your email address will not be published.