Sesin Logaritmik Fiziği: Desibel Ölçeğini Anlamak
Ses, sıkıştırılabilir elastik bir ortamdan (hava gibi) geçen mekanik bir basınç dalgasıdır. İnsan işitme sistemi şaşırtıcı bir dinamik aralığa sahiptir; akustik dalgalanmaları çok hafif bir şekilde algılayabilmektedir.20 mikropaskal (20 $ mu ext{Pa}$)mutlak işitme eşiğinde,20 paskal (20.000.000$ mu ext{Pa}$)fiziksel acının eşiğinde.
Sesi 1'den 1.000.000'e kadar doğrusal bir ölçekte ölçmek matematiksel olarak zahmetli ve sezgisel olmadığından, akustik mühendisleri bu yöntemi kullanır.logaritmik Desibel (dB) ölçeği, aşağıdaki formülle tanımlanır:
L_p = 20 imes log_{10} kaldı( rac{p}{p_0} tamam)
burada $p$, ölçülen ortalama karekök (RMS) ses basıncını temsil eder ve $p_0 = 20 mu ext{Pa}$, 1.000 Hz'de havadaki standartlaştırılmış referans ses basıncı olarak hizmet eder.
3 dB ve 10 dB Altın Kuralları
Desibel ölçeği doğrusal değil logaritmik olduğundan, günlük eklemeler şaşırtıcı şekillerde davranır:
• +3 dB Artış:Kesinlikleçiftlerodadaki fiziksel akustik enerji ve ses gücü. Yan yana çalışan iki özdeş çim biçme makinesi, tek bir çim biçme makinesinden yalnızca 3 dB daha fazla gürültü üretir.
• +10 dB Artış:Bir temsil ederon kat (10×)Akustik ses gücündeki artış ve psikoakustik olarak insan beyni tarafından yaklaşık olarak algılanır.iki kat daha yüksek.
Frekans Ağırlıklandırma: A-Ağırlıklandırma (dBA) ve C-Ağırlıklandırma (dBC)
İnsan kulağı tüm akustik frekansları eşit hassasiyetle algılamaz. 1933'te araştırmacılar Fletcher ve Munson, insanın işitme duyusunun orta aralıktaki frekanslara son derece duyarlı olduğunu gösterdiler.1.000 Hz ve 4.000 Hz(insan konuşmasının ve bebek ağlamalarının evrimsel frekans bandı), derin baslara (100 Hz'nin altında) ve ultrasonik tizlere (12.000 Hz'nin üzerinde) karşı önemli ölçüde daha az duyarlı olmaya devam ediyor.
- A-Ağırlıklandırma (dBA):Orta düzeyde gürültü düzeylerinde insan kulağının tepkisini taklit etmek için düşük frekansları zayıflatarak ham ses basıncı seviyelerini ayarlar. OSHA işyeri düzenlemeleri ve belediye gürültü yönetmelikleri için zorunlu yasal standarttır.
- C-Ağırlıklandırma (dBC):İşitilebilir spektrum boyunca neredeyse düz bir frekans tepkisi eğrisine sahiptir ve kulüp mekanlarındaki derin bas altı gürültüleri, uçak motoru testlerini ve patlayıcı akustik geçişleri yakalar.
NIOSH ve OSHA Maruz Kalma Standartları: Ses Ne Zaman İşitme Kaybına Neden Olur?
göreUlusal Mesleki Güvenlik ve Sağlık Enstitüsü (NIOSH)veDünya Sağlık Örgütü (WHO), ses seviyelerini aşan uzun süre maruz kalma85 dBAiç kulak kokleasındaki stereosilya tüy hücrelerinde kümülatif, geri dönüşü olmayan hasara neden olur.
NIOSH kapsamında3 dB döviz kuruizin verilen maruz kalma süresi, ses seviyesindeki her 3 dB artış için yarı yarıya azalır:
- 85 dB:Maksimum güvenli maruz kalma süresi =8 saat
- 88 dB:Maksimum güvenli maruz kalma süresi =4 saat
- 91 dB:Maksimum güvenli maruz kalma süresi =2 saat
- 94 dB:Maksimum güvenli maruz kalma süresi =1 saat
- 100 dB (Rock konseri / metro):Yalnızca güvenli15 dakikaişitme koruması olmadan!
- 120 dB (Siren / jet kalkışı):Anında akustik travma ve ağrı eşiği.
Çocuk Odasındaki Akustik Ortam: Bebek Uykusu için Desibel
Pediatrik uyku araştırmacıları, bir bebeğin yatak odasındaki arka plan gürültü seviyesinin aşılmaması gerektiğini vurguluyor50 dBAgündüz uykuları veya gece uykusu sırasında. Bununla birlikte, tam sessizlik çoğu zaman verimsizdir: Anne rahminde bebekler sürekli olarak ritmik bir sese maruz kalırlar.65 ila 72 dB ses ortamıannenin kan akışı ve kalp atışı tarafından üretilir.
Ebeveynler, desibel ölçerimizi kullanarak rahatlatıcı ses makinelerinin veya beyaz gürültü jeneratörlerinin buna göre kalibre edildiğinden emin olabilirler.60 ila 65 dBABeşik yatağında — akustik yorgunluk riski yaratmadan ani kapı çarpmalarını veya köpek havlamalarını maskeleyecek kadar yüksek ses.
Akıllı Telefon MEMS Mikrofonları Ses Basıncını Nasıl Ölçer?
Modern iPhone'lar ve Android cihazları minyatür özelliğe sahiptirMikro-Elektro-Mekanik Sistemler (MEMS)silikon kondenser mikrofonlar. Ortam ses dalgaları silikon diyaframa (tipik olarak 0,5 mm çapında) çarptığında, kapasitif varyans sıkıştırılmamış bir dijital ses akışına dönüştürülür.
Web aracımız düşük seviyeden yararlanırWeb Sesi API'siAgresif dinamik aralık sıkıştırması (DRC) uygulamadan ham zaman etki alanı PCM örneklerini doğrudan mikrofon girişinden yakalamak, anlık Ortalama Karekök (RMS) genliğini hesaplamak ve orijinal Ses Basıncı Düzeyi (SPL) desibellerini görüntülemek için.