רוב האנשים שומעים מגוון נפלא של צלילים מדי יום. חלק מהצלילים האלה אנשים מכוונים לאוזניהם לפי בחירה (למשל, מוסיקה, הקול בקצה השני של שיחת טלפון), בעוד שאחרים מוצאים את דרכם למרכזי עיבוד השמיעה שלך כתוצאה מכך שאתה פשוט נמצא בעולם בחלקם דֶרֶך. צלילים מסוימים מציקים, וסביר להניח שתחשבו על אלה כעל רַעַשׁ, מכיוון שהם או צורמים מדי, גבוהים, פשוטים או לא נעימים להאזנה.
יתר על כן, אם היית ליד מקור צליל חזק במיוחד, כמו מגבר או רמקול בקונצרט רוק, אתה מבין ב ברמת עוצמת קול מסוימת שהצליל לא כל כך נשמע כמו אנרגיה, כשחלקי הבס של השירים מספיקים בכדי לגרום לכל הגוף שלך לחוש אוֹתָם. למעשה, זה המקרה, וה- דֵצִיבֵּל (dB) היא היחידה.
האם אי פעם תהיתם כמה טווח אנרגיה קולית אתם חווים במהלך חייכם? כלומר, כשאתה מגביר את עוצמת הקול הסטריאו לערכו המרבי של 10, האם זה "חזק פי חמישה" מאשר כאשר עוצמת הקול מוגדרת ל -2? האם יש אחוז פשוט להמרת dB? כשזה קורה, זה עובד קצת אחרת מזה.
מהו דציבל בפיזיקה?
צליל נע בצורה של גלים, בדיוק כמו שעושים גלים אלקטרומגנטיים (למשל, אור נראה, מיקרוגל). גלי קול, בניגוד לגלי EM, זקוקים למדיום פיזי כמו אוויר או מים להתפשט בהם; ואקום פיזי כמו החלל החיצון הוא חסר רעש, למרות מה שיצרני ה-
הדציבלים (dB) הם מדד של עָצמָה ונמדד בדרך כלל ב וואט למטר מרובע(W / m2). הדציבלים מתארים אפוא כמה כוח גלי קול עובר דרך פרוסת חלל דו ממדית בכל עת.
המשוואה המתייחסת ל להגביר ברמת הקול בדציבלים לעלייה בעוצמה I מאיזה עוצמת התייחסות ראשונית I0 הוא
\ text {SL (dB)} = 10 \ log \ bigg (\ frac {I} {I_0} \ bigg)
- שים לב ש (אני / אני0) הוא ללא יחידות, כלומר לא יש להשתמש ב- W / m2.
עבודה עם לוגריתמים
לוגריתם הוא מַעֲרִיך, המספר אליו ה- בסיס (10 אלא אם כן צוין אחרת) יש להעלות לשווה ל טַעֲנָה של היומן. לדוגמה, היכנס10(100) הוא המעריך אליו יש להעלות 10 כדי לקבל 100, שהם 2. למחשבון שלך יש פונקציית יומן לטיפול בבעיות כאלה.
לכן, אם התחלת בעוצמת סאונד של 5 (בכל יחידות) והעלית אותה ל -50, התוצאה היא שינוי ברמת דציבל יהיה 10 לוג (50/5) = 10 לוג (10) = 10 (1) = 10.
ביופיזיקה של סולם הדציבלים
מה אם במקום לרצות להשוות את העוצמה של שני צלילים נשמעים בקלות, היית רוצה להגדיר אני0 לנקודת ייחוס אפס כך שהתוצאה תהיה מספר מוחלט של דציבלים? כשזה קורה, הגבול התחתון של שמיעה אנושית הוא בערך 1 × 10 −12 W / m2. מספר זה משמש כאשר ערך קבוע הוא אני מבוקש.
כיצד להמיר dB לעלייה באחוזים
אם רמת הצליל של פיסת מכונות כבדות עולה ב -3 dB, מה אחוז העלייה?
עיין במשוואה SL (dB) = 10 log (אני/אני0) ולפתור את הטיעון (הכמות בסוגריים אני/אני0):
\ התחל {align} 3 & = 10 \ log \ bigg (\ frac {I} {I_0} \ bigg) \\ 0.3 & = \ log \ bigg (\ frac {I} {I_0} \ bigg) \\ 10 ^ {0.3} & = \ frac {I} {I_0} \\ & = 1.995 \ end {align}
העוצמה היא אפוא פי 1.995, והפרש האחוזים מתקבל על ידי הגדרה אני0 = 1, כך שהשינוי באחוזים ניתן על ידי 100 × (1.995 - 1.0) = 99.5 אחוז.
לפיכך ניתן לראות כי סולם הדציבלים משתנה רק מעט ברמת העוצמה, או במילים אחרות, בעוצמה הרמות משתנות בטבע בהרבה ממה שמגלה סולם הדציבלים, פשוט כדי להקל על עבודת סולם הדציבלים עם. אם ברצונך לבצע חישובים מסובכים יותר, מחשבון הדציבלים של סנגפיל ומחשבון האחוזים משלב דברים כמו עיוות הרמוני מוחלט לניתוח מפורט יותר (ראה משאבים).