คนส่วนใหญ่ได้ยินช่วงเสียงที่ยอดเยี่ยมทุกวัน เสียงเหล่านี้บางเสียงที่ผู้คนจะฟังโดยตรงต่อหูโดยการเลือก (เช่น ดนตรี เสียงที่ปลายสายสนทนา) ในขณะที่คนอื่น ๆ หาทางเข้าสู่ศูนย์ประมวลผลการได้ยินของคุณ อันเป็นผลมาจากการที่คุณอยู่ในโลกบางส่วน ทาง. เสียงบางเสียงน่ารำคาญ และคุณอาจคิดว่าเสียงเหล่านี้คือ เสียงรบกวนเพราะมันฟังดูเกรี้ยวกราดเกินไป สูงส่ง ธรรมดา หรือไม่ก็ฟังดูไม่น่าฟัง
นอกจากนี้ หากคุณอยู่ใกล้แหล่งกำเนิดเสียงที่ดังเป็นพิเศษ เช่น เครื่องขยายเสียงหรือลำโพงในคอนเสิร์ตร็อค คุณจะเข้าใจ ระดับความดังที่เสียงไม่ดังเท่าพลังงาน โดยมีส่วนเบสของเพลงเพียงพอที่จะทำให้รู้สึกได้ทั่วทั้งตัว พวกเขา อันที่จริง เป็นเช่นนี้แล เดซิเบล (dB) คือหน่วย
คุณเคยสงสัยหรือไม่ว่าช่วงพลังงานเสียงที่คุณประสบมาตลอดชีวิตของคุณเป็นอย่างไร? นั่นคือเมื่อคุณปรับระดับเสียงสเตอริโอเป็นค่าสูงสุดที่ 10 สิ่งนี้จะ "ดังกว่าห้าเท่า" หรือไม่เมื่อปรับระดับเสียงเป็น 2 มีการแปลงเปอร์เซ็นต์เป็น dB อย่างง่ายหรือไม่? เมื่อมันเกิดขึ้น มันทำงานแตกต่างไปจากนี้เล็กน้อย
เดซิเบลในฟิสิกส์คืออะไร?
เสียงเดินทางในรูปของคลื่น เช่นเดียวกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (เช่น แสงที่มองเห็นได้ ไมโครเวฟ) คลื่นเสียงซึ่งแตกต่างจากคลื่น EM ต้องการสื่อทางกายภาพเช่นอากาศหรือน้ำที่จะแพร่กระจาย สูญญากาศทางกายภาพเช่นอวกาศไม่มีเสียงแม้ว่าสิ่งที่ผู้ผลิตของ
สตาร์ วอร์ส ภาพยนตร์จะทำให้คุณเชื่อเดซิเบล (dB) เป็นหน่วยวัดของ ความเข้ม และมักจะวัดเป็น วัตต์ต่อตารางเมตร(W/m2). เดซิเบลจึงอธิบายว่ากำลังของคลื่นเสียงเคลื่อนที่ผ่านชิ้นส่วนสองมิติของพื้นที่ได้ตลอดเวลาเท่าใด
สมการที่เกี่ยวข้องกับ เพิ่มขึ้น ในระดับเสียงเป็นเดซิเบลจนถึงการเพิ่มขึ้นของความเข้ม I จากความเข้มอ้างอิงเริ่มต้นบางส่วน I0 คือ
\text{SL(dB)} = 10 \log \bigg(\frac{I}_0}\bigg)
- โปรดทราบว่า (I/I0) เป็นแบบไม่มีหน่วย หมายความว่า คุณไม่ มี ใช้ W/m2.
การทำงานกับลอการิทึม
ลอการิทึมคือ an เลขชี้กำลัง, จำนวนที่ ฐาน (10 เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น) ต้องยกให้เท่ากับ ข้อโต้แย้ง ของบันทึก ตัวอย่างเช่น log10(100) คือเลขชี้กำลังที่ต้องเพิ่ม 10 เพื่อให้ได้ 100 ซึ่งก็คือ 2 เครื่องคิดเลขของคุณมีฟังก์ชันบันทึกเพื่อจัดการกับปัญหาเช่นนี้
ดังนั้น หากคุณเริ่มต้นด้วยความเข้มเสียง 5 (ในหน่วยใด ๆ ) และเพิ่มเป็น 50 ผลลัพธ์ เปลี่ยน ในระดับเดซิเบลจะเป็น 10 log (50/5) = 10 log (10) = 10(1) = 10
ชีวฟิสิกส์ของมาตราส่วนเดซิเบล
จะเป็นอย่างไร ถ้าคุณต้องการตั้งค่า แทนที่จะต้องการเปรียบเทียบความเข้มของเสียงที่ได้ยินง่ายสองเสียง ผม0 ไปยังจุดอ้างอิงเป็นศูนย์เพื่อให้ผลลัพธ์เป็นจำนวนเดซิเบลสัมบูรณ์? เมื่อมันเกิดขึ้น ขีดจำกัดล่างของการได้ยินของมนุษย์คือประมาณ 1 × 10 −12 W/m2. ตัวเลขนี้ใช้เมื่อค่าคงที่ของ ผม ถูกแสวงหา
วิธีแปลง dB เป็นเปอร์เซ็นต์ที่เพิ่มขึ้น
ถ้าระดับเสียงของชิ้นส่วนเครื่องจักรหนักเพิ่มขึ้น 3 เดซิเบล เปอร์เซ็นต์จะเพิ่มขึ้นเท่าไร?
อ้างถึงสมการ SL(dB) = 10 log (ผม/ผม0) และแก้หาอาร์กิวเมนต์ (ปริมาณในวงเล็บ ผม/ผม0):
\begin{aligned} 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{aligned}
ความเข้มจึงมากกว่า 1.995 เท่า และค่าความต่างเปอร์เซ็นไทล์ได้มาจากการตั้งค่า ผม0 = 1 เพื่อให้เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงได้รับ 100 × (1.995 – 1.0) = 99.5 เปอร์เซ็นต์
ดังนั้น คุณจะเห็นได้ว่าระดับเดซิเบลจะแปรผันเพียงเล็กน้อยตามระดับความเข้ม หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ความเข้ม ระดับนั้นแตกต่างกันอย่างมากในธรรมชาติมากกว่าระดับเดซิเบลที่เปิดเผย เพียงเพื่อให้ระดับเดซิเบลทำงานได้ง่ายขึ้น ด้วย. หากคุณต้องการทำการคำนวณที่ซับซ้อนมากขึ้น เครื่องคำนวณเดซิเบลและเปอร์เซ็นต์ของ Sengpiel จะรวมเอาสิ่งต่างๆ เช่น ความเพี้ยนของฮาร์มอนิกทั้งหมดสำหรับการวิเคราะห์ที่ละเอียดยิ่งขึ้น (ดูแหล่งข้อมูล)