يطرح العديد من الأسئلة حول وحدة قياس شدة الصوت، هل من الممكن قياس الصوت؟ يعرف الصوت في الفيزياء على أنه موجة ميكانيكية طولية، تحتاج إلى وسط مادي للمرور من خلاله، ودونها لا يمكن أن يصل إلى أذن الإنسان، فكيف يتم قياس شدته وما هي وحدة قياسه؟ سنتناول هذا بالتفصيل.
وحدة قياس شدة الصوت
الصوت هو واحد من أهم وسائل التواصل مع الآخرين، وعلميا يعتبر موجة ميكانيكية لها تردد وقدرة على المرور من أي وسط مادي، وتم تخصيص وحدة قياس شدته تسمى كما يلي:
- الديسيبل (ديسيبل) هو وحدة قياس لوغاريتمية لشدة الصوت، ويرمز لها بالاختصار dB.
- الديسيبل هو وحدة قياس نسبة الصوت بين شدتين، حيث يزيد الصوت بنسبة 10 مرات، تتضاعف شدة الصوت بـ 10 ديسيبل، ويكون dB10 معادلا لـ 1B.
- يتم استخدام الديسيبل في العديد من القياسات في المجال العلمي، مثل الهندسة الإلكترونية.
- حيث يتم استخدامها لتوسيع الإشارات المعروفة بالتضخيم.
- وتقليل التشويش، فهي تعمل على تحديد مستوى الضوضاء مقارنة بإشارة الصوت.
- يختلف شدة الصوت وتتراوح بين صفر ديسيبل ومائة وعشرين ديسيبل كحد أقصى.
- إذا زادت معدلاتها عن ذلك، ستتسبب في إلحاق ضرر بالأذن للإنسان ومن الممكن أن تتسبب في تلفها بشكل دائم.
- تم اكتشاف وحدة الديسيبل بقدرتها على توازن الأعداد الهائلة والثقيلة جدا.
شاهد أيضًا: وحدة قياس قوة التيار الكهربائي
ما هي شدة الصوت التي يتم قياسها؟
شدة الصوت تمثل الطاقة التي تنتقل خلال وحدة المساحة العمودية في الثانية، في اتجاه انتشار الموجة، والتعريف بشكل أدق سيأتي فيما يلي:
- شدة الصوت تعبر عن الطاقة التي تنتقل عموديا على مسار انتشار الموجة.
- يتم قياسها بالواط لكل متر مربع، ويستخدم الديسيبل لقياس شدة الصوت.
- تتفاوت درجات الصوت وشدته، بين الصوت الهامس الخافت والضجيج.
- لذلك يستخدم الديسيبل فيه، بسبب قدرته على قياس تلك الأصوات بجودة.
- يمكن تقدير شدة الصوت الطبيعي بحوالي ستين ديسيبل، وعند سماع صوت عال بشكل مستمر مثل الموسيقى، بشدة صوت تسعين ديسيبل، فإنه قد يتسبب في تلف الأذن بشكل دائم.
- تعتمد قياس شدة الصوت على عدة عوامل، بما في ذلك الشدة والطاقة والمساحة.
-
- هناك معادلة رياضية لحساب ذلك، (I=P/A)، حيث يعبر عن شدة الصوت بالطاقة المقسومة على المساحة.
- حيث أن الطاقة ترمز لها بـ p=القدرة، والمساحة ترمز لها بـ A=المنطقة، وشدة الصوت هي، كثافة الصوت.
-
- لتوضيح المعادلة بشكل أكبر، فإن شدة الصوت هي نسبة الطاقة التي تنقل عبر الموجة الصوتية إلى المساحة التي تمر بها، وتقاس بالواط لكل متر مربع.
- يصل مستوى شدة جرس التليفون إلى سبعين ديسيبل في قياسات بعض الأشياء المحيطة بنا.
- يمكن أن يصل مستوى الضوضاء في الغرفة الساكنة في المنزل إلى 40 ديسيبل، وبعد عزل الصوت يمكن أن يصل إلى 10 ديسيبل.
- يصل الصوت داخل السيارة إلى سبعين ديسيبل، في المكتب يصل إلى خمسين ديسيبل.
- يصل صوت الموسيقى العالي إلى 110 ديسيبل، ويزداد إذا مضاعف بواسطة مكبرات الصوت.
- هناك أصوات تسبب الألم عند سماعها، مثل دوي المدافع الذي يصل إلى مستوى 130 ديسيبل.
- قوة الصوت تكون تقريبا صفر ديسيبل، وذلك عند السكون التام وعدم الكلام.
كيفية استماع الأصوات والعناصر الفعالة بشدتها
تحويل، استقبال، ونقل، تفسير، هذه هي مراحل استماع الصوت وتحويله، الضغط، والمساحة والمسافة، هذه هي عناصر قوة الصوت، للتوضيح المرفق التالي:
- يتم استقبال الصوت وتحويله إلى إشارات عصبية من قبل الأذن لتلقيها.
- بعد أن يتم استقبال الصوت، يتم نقله إلى الدماغ عبر العصب السمعي، ويتم تفسير وترجمة تلك الأصوات.
- هناك عدة عوامل تساهم في قوة الصوت وشدته، مثل المسافة وقوة الاهتزاز والمساحة.
- الصوت، مثل الضغط الموجود في جزيئات وسط النقل، يوجد علاقة عكسية بينهما، حيث يزداد الضغط على الجزيئات كلما زادت قوة الصوت.
- المسافة تؤثر أيضا على الصوت وشدته، حيث ينخفض صوت الصوت إذا كانت النقطة الصادرة منها بعيدة وتبتعد أكثر عن النقطة التي يتم استقبالها.
- بالتالي، يتناسب شدة الصوت والمسافة بشكل عكسي، وذلك بسبب انتشار الموجات الصوتية في شكل دوائر في البيئة المحيطة.
- تتزايد الدوائر عندما يكون المصدر الصوتي بعيدا ويصبح الصوت ضعيفا ومنخفضا، بسبب توزيع الطاقة لتشمل المساحة بأكملها.
- تكون سعة الاهتزاز متناسبة عكسيا مع شدة الصوت، حيث تزداد سعة الاهتزاز مع زيادة شدة الصوت.
- تعتمد طاقة الموجة المارة على تذبذب ذرات الوسط الناقل، وبالتالي فإن الطاقة تتناسب تناسبا مباشرا مع مربع تذبذب الموجة.
- تعتمد شدة الصوت في الأخيرة على مساحة السطح المتذبذب أو المهتز، وهناك علاقة طردية بينهما.
- زيادة المساحة لسطح المتذبذب تؤدي إلى زيادة شدة الصوت، نظرا لزيادة كمية الهواء المهتز في تلك المساحة وطاقة الصوت.
شاهد أيضًا: وحدة قياس الحرارة في البلدان العربية؟
هل قدرة الصوت على الانتقال متغيرة؟
ينتشر الصوت في ثلاث وسائط: الصلبة والغازية والهوائية، فهل سرعة انتشاره ثابتة أم متغيرة؟ سنجد الإجابة على ذلك فيما يلي:
- يتم نقل الصوت في الوسط الصلب بشكل أفضل من غيره من الوسائط.
- تتراجع سرعته في الوسط السائل وتقل أكثر في الوسط الغازي.
- تم تصنيف سرعة الصوت ثابتة في بعض الغازات مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون.
- تظل جزيئات الغاز التي يمر بها الصوت مستقرة بسبب انخفاض التداخل الذي يحدث بين جزيئات الغاز.
- على عكس الاحتكاك القوي الذي يحدث في الهواء بين جزيئات الهواء.
- يشار إلى مرور الصوت في العملية الحرارية المثالية، ويجب ملاحظة أن العلاقة بين درجة الحرارة والصوت هي علاقة معكوسة.
- هناك قانون لتقدير سرعة الصوت يستند إلى قانون الطاقة والمحافظة والمادة.
- (الجذر التربيعي لحرارة الغازات النوعية × ثابت الغاز × درجة الحرارة)، وهذا القانون يعادل سرعة الصوت.
ما هي الأماكن المستحسنة لقياس مستوى الصوت فيها؟
ينصح بقياس مستوى الصوت وشدته في مكان العمل، حيث تعتبر بيئة العمل الأكثر تأثيرا على الصوت، ويتم توضيح أسباب ذلك كما يلي:
- الضجيج وسماع أصوات غير لائقة يمكن أن يقللان من تركيز الموظف وقدرته الإنتاجية.
- لذلك يجب على كل صاحب مؤسسة كبيرة العمل على قياس شدة الصوت في عمله.
- لكي يتجنب المشاكل التي يسببها ذلك، يمكنه محاولة حلها وتخفيف تأثيرها.
- فكيف يمكن للمسئول تحديد وجود أصوات مزعجة؟ هناك عدة عوامل يمكن استخدامها لتقييم ذلك.
- مقارنة صوت المكتب بالصوت في مكان مزدحم، إذا كان الصوت أعلى فهذه مشكلة.
- زيادة مستوى صوت جهاز التلفاز أو الراديو لدى الموظف، مقارنة بأفراد الأسرة الآخرين بعد يوم عمل.
- يحتاج الموظف إلى رفع صوته حتى يتمكن أي شخص يجلس بجواره بمتر واحد من سماعه.
- شعور الموظف على المدى الطويل بصعوبة سماع المتحدث إذا كان بجانبه.
- تتداخل عدة أصوات أخرى، ويشير كل ذلك إلى وجود ضرر في بيئته.
- يجب عليه تجنب عدة عوامل قد تحدث إذا تعرض الموظف لبيئة عمل غير مناسبة.
- بقياس نسبة الصوت وشدته في العمل، واتخاذ الإجراءات اللازمة لتجنب الأضرار الناتجة.
شاهد أيضًا: وحدة قياس الكهرباء المحركة
مدى تأثير سماع الضجيج على الفرد داخل وخارج مكان العمل
الأصوات غير الملائمة لها آثار جانبية قد تتسبب في أضرار دائمة، دعونا نتعرف عليها فيما يلي:
- داخل مكان العمل، يؤدي فقدان التركيز للموظف إلى تقليل مستوى الإنتاجية لديه.
- إصابة الشخص بشلل النوم، تؤثر الضوضاء على النوم ووظائف الشخص الأخرى.
- تواجه العديد من المشاكل بسبب قلة النوم وعدم الحصول على راحة صحية.
- الانشغال خارج العمل يمكن أن يؤدي إلى تعرضه للحوادث أو الإصابات بسبب تشتت تركيزه.
- فإذا كان الفرد يعمل في مكان يتعرض فيه للضوضاء باستمرار، فقد يسمع صفيرا مستمرا في أذنه.
- قد يحتاج بعضهم إلى استخدام سماعة طبية لحل مشكلة الضرر في أذنهم.
- وإذا كان الضجيج غير محتمل وتستمر في سماعه، قد يصل الأذى في الأذن إلى حد عدم قدرة الفرد على استخدام سماعة، وفاقدا سمعه بشكل دائم للأسف.
- الأشخاص الأكثر عرضة لذلك في مجالهم هم العاملون في الحفر والطائرات والسيارات والموسيقى الصاخبة، إذا لم يتخذوا التدابير الواجبة للحماية وتعاملوا بحذر.
وحدة قياس شدة الصوت تم مناقشة معلومات حول الصوت وكيفية قياس شدته. فماذا نعني بشدة الصوت وكيفية استشعاره؟ وما هي العوامل التي تؤثر فيه؟ وكيف يتغير الصوت حسب الوسط؟ وما أهمية قياس شدة الصوت في أماكن العمل؟ كما نناقش أيضا آثار الضوضاء داخل وخارج مكان العمل، محاولة لحماية السمع والحفاظ على صحة الصوت كوسيلة للتواصل والتعبير بين جميع الكائنات.
