جدول المحتويات
تعريف ضغط الصوت
تتيح الأذنين سماع أصوات لا حصر لها، بدءًا من الأصوات الهادئة مثل الهمس، إلى الأصوات العالية مثل المحركات النفاثة، لكن الصوت يمر بمراحل قبل أن تسمعه الأذن؛ إذ يبدأ اهتزاز الموجات الصوتية في الهواء، وكلما كان الصوت منخفضًا كان الاهتزاز أقل، وهذا الاهتزاز يخلق موجة ضغط تمر عبر الهواء، وتنتشر في كل الاتجاهات، وضغط الصوت هو الضغط الذي يقاس داخل الموجة بالنسبة لضغط الهواء المحيط، وتنتج الأصوات العالية موجات صوتية مع ضغوط صوتية كبيرة نسبيًا، بينما تنتج الأصوات الهادئة موجات صوتية مع ضغوط صوتية صغيرة نسبيًا.
الموجة الصوتية
ليسمع الإنسان الاهتزازات الصوتية كصوت، يجب أن يكون هناك وسيلة يمكن من خلالها الانتقال من مصدر الاهتزاز إلى الأذن، مثلًا، ينتقل الصوت بوضوح عبر المياه، أو عبر المعادن، ومع ذلك، معظم الأصوات التي تسمعها الأذنين تنتقل عن طريق الهواء؛ لأن اهتزازات مصدر الصوت تتسبب بضغط جزيئات الهواء المجاورة بالتناوب مع بعضها البعض وتفكيكها، ثم تقوم جزيئات الهواء بالدفع والشد بحسب الموجات، بهذه الطريقة، تُنشئ سلسلة من الضغطات، وهي مناطق الضغط العالي ومناطق الضغط المنخفض، التي تنتقل بعيدًا عن مصدر الاهتزاز، وهذا التسلسل من تقلبات الضغط هو ما يسمى بالموجة الصوتية .
كيف نسمع الأصوات
عند سماع صوت، تقوم الأذنين بتحويل التقلبات السريعة في ضغط الهواء التي تشكل موجة صوتية إلى نبضات عصبية، وتضم الأذن البشرية أقسامًا متميزة في داخلها، تجعلها تلتقط الصوت وتجمعه بوضوح، وهي الأذن الخارجية، والأذن الوسطى، والأذن الداخلية.
الأذن الخارجية هي قمع يتصل بالأذن الوسطى، وفي الأذن الوسطى، تقابل الأمواج الصوتية الغشاء الطبلي (طبلة الأذن) مما يؤدي إلى اهتزازه، ويوجد في الأذن الوسطى ثلاث عظام ومطرقة وسندان وقوقعة، وترسل هذه الأجزاء الاهتزازات من طبلة الأذن إلى الأذن الداخلية، في الأذن الداخلية، تقوم القوقعة بتحويل الاهتزازات إلى نبضات عصبية، وأخيرًا يستقبل العصب السمعي الرسائل التي تُرجمت إلى نبضات عصبية من الأذن، ويحملها إلى الدماغ؛ إذ تفسر على أنها أصوات سليمة.
كيف يقاس ضغط الصوت
وحدة قياس ضغط الصوت هي (ديسيبل)، ويكون عن طريق إدخال الصوت بمايكروفون إلى الجهاز، ثم يقوم المقياس بتقييم قيم الصوت، من خلال تحويلها إلى معلومات كهربائية، ويظهر النتائج بالديسيبل، وعادة ما يكون الجهاز محمولًا وخفيفًا، ويصنع بحسب معايير دولية بجودة عالية، وتقوم عدادات الجهاز بقياس مستوى الضوضاء، ويسمح للمستخدم بتحديد المصادر أو المواقف التي قد تكون فيها الضوضاء مشكلة، إما لأسباب مهنية (الضوضاء في العمل) أو للتلوث البيئي، أو للنزاعات المجاورة الصاخبة.
هناك أنواع مختلفة من أجهزة قياس ضغط الصوت، وتكون الفئة الأولى أكثر دقة مع القياسات من الفئة الثانية؛ بسبب الميكروفونات المستخدمة فيه، لكن كلاهما يلبي المعايير الدولية لقياس الضوضاء ويكون دقيقًا. يعرض مقياس ضغط الصوت عادةً مجموعة من مستويات ضغط الصوت من 20 ديسيبل إلى 140 ديسيبل، ويمكن قياس أقل أو أعلى من هذه النطاقات، يمكن أيضًا تعيين القياس على فترات زمنية طويلة، أو على فترات زمنية محددة، وهذا مفيد بالتحديد عند قياس الضوضاء البيئية، أو ضوضاء المرور، ويمكن للجهاز تخزين البيانات عليه؛ لتحليلها لاحقًا، وإعداد التقارير بناءً على نتائج مدروسة.
وحده قياس ضغط الصوت
يعرف ضغط الصوت بانحراف الضغط المحلي عن الضغط المحيط بسبب موجة صوتية، كما يمكن قياس ضغط الصوت باستخدام المصدح في الهواء، أو المصدح المائي في الماء، علماً أن وحده قياس ضغط الصوت هي باسكال، وضغط الصوت الآني هو انحراف عن الضغط المحيط بسبب موجة صوتية عند موضع معين ولحظة زمنية محددة، ويعرف الصوت بأنه موجات ميكانيكية طولية؛ والأمواج الميكانيكية هي الأمواج التي تنتقل خلال الأوساط المادية، ولا يمكنها الانتشار دون وجودِ وسطٍ مادي، بينما نقول عن الموجة إنها طولية إذا كان اتجاه انتشار هذه الموجة هو اتجاه اهتزازها ذاته، أي موازياً لاتجاه الاهتزاز، يوجد نوع آخر من الأمواج وهو الأمواج المستعرضة، وهذه الأمواج تنتشر بشكلٍ عمودي على اتجاه الاهتزاز مثل أمواج الماء.
بما أن الصوت عبارة عن موجة ميكانيكية طويلة، فهذا يعني بأنه سوف يكون للصوت خصائص الموجات الطولية والموجات الميكانيكية نفسها، وتسمى المنطقة التي يزداد بها الضغط بالتضاغط، والمنطقة التي يقل ضغطها بالتخلخل، والموجة الصوتية عبارة عن مجموعة من التضاغطات يفصل بينها تخلخلات يكون اتجاه انتشارها موازياً للاتجاه تغير الضغط.
وحدات قياس خصائص الصوت
- الطول الموجي :هو مسافة؛ لذلك يتم قياسه باستخدام وحدات قياس الطول مثل المتر في حال استخدام النظام العالمي للوحدات.
- الزمن الدوري: يقاس بوحدات قياس الزمن مثل الثانية.
- التردد: يعرف بأنه مقلوب الزمن الدوري لذلك سوف يكون مُقاساً بمقلوب وحدات الزمن.
- شدة الصوت: تقاس بوحدة الديسيبل، حيث تعرف هذه الوحدة بالمقارنة بين ضغطين مختلفين، واحد منها يكون ضغط مرجعي، لذلك بسبب اختلاف الضغط المرجعي بين الماء والهواء، فإن الديسيبل سوف يكون له قيم مختلفة في كل من الماء والهواء.
- سرعة الموجة: تقاس بوحدات قياس السرعة وهي متر/ ثانية، حيث تبلغ سرعة الصوت في الهواء عند درجة 20 مئوية جوال 343 متر/ثانية.
ما هو ضغط الصوت الضار
فيما يلي مستويات الديسيبل لبعض الأصوات الشائعة:
- التنفس: 10 ديسيبل.
- المحادثة العادية: 40-60 ديسيبل.
- قص الحشائش: 90 ديسيبل.
- حفل موسيقى الروك: 120 ديسيبل.
- الطلقة النارية: 140 ديسيبل.
من الممكن أن يؤدي التعرض لفترات طويلة للأصوات الأعلى من 85 ديسيبل إلى تلف في السمع، ويكون الصوت عند 120 ديسيبل غير مريح للأذن أبدًا، وعند درجة 140 ديسيبل يبدأ الألم، وهذا ما يعرف بفقدان السمع الناجم عن الضوضاء.
