ما المقصود بشدة الصوت؟

يعبر مصطلح شدة الصوت (بالإنجليزية: Intensity of The Sound) في علم الفيزياء عن كمية الطاقة التي تحملها الموجة الصوتية لكل وحدة مساحة، أي أنها عبارة عن واط لكل متر مربع.[١]


ما هي وحدة قياس شدة الصوت؟

يتم قياس شدة الصوت في النظام العالمي للوحدات (SI) بوحدة الديسيبل (بالإنجليزية: decibel) والتي يرمز لها بالرمز (dB)، والديسيبل هي وحدة قياس عالمية معتمدة تُستخدم للتعبير عن القوة النسبية للصوت أو شدة الصوت، بالإضافة إلى استخدام الديسيبل في قياس مستوى الصوت وتفاوته بين المصادر المختلفة أيضًا.[١][٢]


ما هو تعريف الديسيبل؟

الديسيبل هي وحدة قياس شدة الصوت في الفيزياء، وهي عبارة عن مقياس لوغاريتمي يقيس مستوى أو قدرة إشارة صوتية مقارنةً بمستوى الإشارة المرجعي، وفي سياق الصوت، يُستخدم مقياس الديسيبل بشكل شائع لمقارنة شدة الأصوات المختلفة أو مستويات ضغط الصوت، وباستخدامها يمكننا تقدير مقدار قوة أو شدة الصوت المقارنة بمقدار معين، وهذا يساعدنا على فهم الاختلافات في شدة الصوت بين مصادر الصوت المختلفة، بالإضافة إلى فائدته في قياس تأثير الصوت على الأذن البشرية.[١][٢]


أما الصيغة المستخدمة لحساب مستوى الديسيبل فهي كالآتي:


dB = 10 * log10(P / Pref)


حيث إن:

  • P: شدة الصوت المُراد قياسها.
  • Pref: شدة الصوت المرجعية، والتي تكون عادةً عبارة عن شدة الصوت التي تناسب عتبة سمع الإنسان، والتي تقدر بحوالي 10^-12 واط لكل متر مربع (W/m²) أو 20 ميكروباسكال (μPa).




الديسيبل هي مقياس لوغاريتمي؛ لأنها تُمثل النسبة بين كميتين بدلاً من قيمة واحدة مطلقة، وهي تعبر عن نطاق واسع من شدة الأصوات، بدءًا من الأصوات الهادئة إلى الأصوات العالية جدًا.




ما هو قانون حساب شدة الصوت؟

تُحسب شدة الصوت عادةً بالاعتماد على العلاقة الرياضية الآتية:[٢]


شدة الصوت = قدرة الموجة الصوتية / المسافة التي تمر بها الموجة

بالرموز:

I = P/A


حيث إن:

  • I: هي شدة الصوت (بالإنجليزية: Sound intensity).
  • P: هي قدرة الموجة الصوتية (بالإنجليزية: Acoustic power).
  • A: هي المساحة التي تمر بها الموجة الصوتية (بالإنجليزية: Area).




اعتمادًا على العلاقة الرياضية السابقة، كلما زادت قدرة الموجة الصوتية؛ كلما زادت شدة الصوت أيضًا، وكلما قلت المساحة التي تمر بها الموجة، كلما زادت شدة الصوت كذلك.




ما هي العوامل المؤثرة في شدة الصوت؟

تؤثر العديد من العوامل في مقدار شدة الصوت، ومن أبرزها ما يأتي:[٣]

  • المسافة من مصدر الصوت، حيث تنخفض شدة الصوت بزيادة المسافة عن مصدر الصوت، وذلك لأن الصوت ينتشر على مساحة أكبر مع زيادة المسافة، مما يتسبب في انخفاض شدته.
  • حجم وخصائص مصدر الصوت، إذ يمكن لمصادر الصوت الأكبر حجمًا أو ذات القدرة الأعلى أن تنتج أصواتًا أعلى وذات شدة أعلى أيضًا.
  • وسط الانتشار الموجة الصوتية، حيث ينتشر الصوت بطرق مختلفة عبر الأوساط المختلفة مثل الهواء أو الماء أو الصلب، ويمكن لكثافة الوسط ودرجة حرارته ورطوبته أن تؤثر على سرعة الصوت وشدته.
  • وجود العوائق، حيث يمكن أن تتسبب العوائق الموجودة في طريق الموجة الصوتية في حدوث انكسار أو انعكاس أو امتصاص للموجة، مما يؤدي إلى انخفاض شدة الصوت.




المراجع

  1. ^ أ ب ت "sound intensity", britannica, Retrieved 5/7/2023. Edited.
  2. ^ أ ب ت "16.2: Sound Intensity and Level", phys.libretexts, Retrieved 5/7/2023. Edited.
  3. ↑ "Intensity of Sound and Factors Affecting it", toppr, Retrieved 5/7/2023. Edited.