مستوي الشدة : هو العلاقة اللوغارتيمية بين الاحساس بعلو الصوت وشدته عند تردد معين .
ويحسب من العلاقات التالية:
م ش = 10 لو (ش\ش ع) مقدرا بوحدة ديسي بيل db
او م ش = لو (ش \ شع) مقدرا بوحدة البيل
لذلك تكون وحدات مستوي الشدة هي البيل وهي وحدة كبيرة و db وهي الوحدة الاصغر وان كل واحد بيل = 10 db لذلك
للتحويل من بيل الى db نضرب المقدار ×10 ، ومن db الى بيل نقسم المقدار على 10
اما ش : فهي شدة الصوت ووحدتها واط\م2 ، ش ع : عتبة السمع (او بداية السمع) وهي ادنى شدة صوت تتحسسها الاذن البشرية عند تردد مقداره 1000 هرتز وان مقدار عتبة السمع ثابت ويساوي 10-12 واط\م2
اذن ادنى شدة صوت تتحسسها الاذن البشرية هي عتبة السمع (10-12واط\م2) اما اعلى شدة فهي (1واط\م2)
اما التغير بمستوي الشدة = م الشدة الكبير - م الشدة الصغير = لو (ش كبير \ش صغير)
كذلك الشدة الكلية = شدة الصوت الواحد × عدد الاصوات
وعند حل مسائل مستوي الشدة يجب ان نعرف قواعد اساسية للوغاريتمات وهي :
لو (س\ص) = لو س - لو ص ، لو (س ص) = لو س + لو ص ، لو س اس ن = ن لو س
لو {(ا\ب) - لو(جـ\د)} = لو {(ا\ب) ÷(جـ\د)} ، لو {(ا\ب) + لو(جـ\د)} = لو {(ا\ب) ×(جـ\د)} ، لو1 = 0 لو10 =1
اما شدة الصوت في نقطة فهي المعدل الزمني للطاقة الصوتية لوحدة المساحة من جبهة الموجة والتي مركزها تلك النقطة .
او هي القدرة الصوتية لوحدة المساحة العمودية من جبهة الموجة والتي مركزها تلك النقطة .
وتحسب شدة الصوت بموجب تعريفها من العلاقات التالية :
ش = (طا\ن)\مس او ش = قر\مس وحدة شدة الصوت هي واط\م2
طا : الطاقة الصوتية بالجول ، ن : الزمن ، قر: القدرة الصوتية ، مس : المساحة
وبما ان الصوت ينتقل بشكل جبهات كروية اذا كان الوسط متجانس والمصدر نقطي لذلك مس = 4 π نق2
وتعتمد شدة الصوت في نقطة على :
1- بعد النقطة عن المصدر : حيث تتناسب شدة الصوت تناسبا عكسيا مع مربع بعد النقطة عن مصدر الصوت
ش تتناسب عكسيا مع م2 لذلك ش2\ش1 = م1 تربيع \ م2 تربيع
2- سعة اهتزاز المصدر وتردده : حيث تتناسب شدة الصوت تناسبا طرديا مع مربع سعة الاهتزاز بثبوت التردد وتناسبا طرديا مع مربع التردد بثبوت سعة الاهتزاز
اذن ش2 \ ش1 = سع2 تربيع\ سع1 تربيع بثبوت د
كذلك ش2\ش1 = د2 تربيع \ د1 تربيع بثبوت سع
3- كثافة وسط الانتشار حيث تزداد شدة الصوت بزيادة كثافة الوسط
4- المساحة السطحية للجسم المهتز حيث تزداد شدة الصوت بزيادة المساحة السطحية للجسم المهتز
ملاحظات/
1- مدى الترددات المسموعة من قبل الانسان يتراوح بين (20 - 20000) هرتز فالاقل من 20هرتز يكون غير مسموع ويسمى موجات تحت صوتية اما الاعلى من 20000 هرتز فيسمى موجات فوق صوتية ويكون غير مسموع كذلك ويسمى موجات فوق صوتية .
2- مدى الترددات المسموعة بوضوح او بشكل جيد يتراوح بين (1000 - 10000) هرتز
3- مدى الضغط الذي تتحسسه الاذن البشرية كصوت يتراوح بين (20×10-6 - 20) باسكال اما الاقل من 20×10-6 فيكون غير مسموع اما الاعلى من 20 نت\م2 فقد يسبب تلف للاذن الداخلية
4- مدى شدة الصوت التي تتحسسها الاذن البشرية يتراوح بين (10- 12 - 1) واط\م2
5- انطلاق الصوت في الجوامد اكبر مما في السوائل وفي السوائل اكبر مما في الغازات
امثلة/
س1 / اوجد النسبة بين شدتي صوتين اذا كان احدهما اعلى من الاخر بمقدار 8 db
س2/ شباك مساحته 1م2 مفتوح على شارع ذو ضوضاء منسوب شدته عند الشباك 60 db جد القدرة الصوتية المتدفقة خلال فتحة الشباك والناجمة عن ضجيج المرور .
س3/ موجتان صوتيتان شدتيهما 10-5 واط\سم2 و 5×10-4واط\سم2 على الترتيب . كم ديسبل يزيد الصوت الاعلى شدة على الاوطا (لو5 = 0.7) *
رد مع اقتباس
مواقع النشر (المفضلة)