מדידת עוצמת קול באוזן האדם

יחידת עוצמת הקול הוגדרה תחילה כ בֶּל (Bell) על שמו של ממציא הטלפון: אלכסנדר גרהם בל.

יחידה זו אינה נוחה לשימוש עקב גודלה, ולכן משתמשים ביחידות דֶציבֶּל [dB] שהן עשיריות בל.

יחידת עוצמת דציבל יחסית:

לצורך ייחוס, מוגדר סף יכולת השמיעה של אוזן האדם כ:

0 [dB] = 10-12 [W/m2] = 10-16 [W/cm2]

P0 = לחץ של 0.2 ננובר, שהוא סף יכולת השמיעה של אדם, השווה בערך ל 0.2 ננואטמוספירה.

עוצמות הקול עבור בני אדם, נמדדות ביחס לסף זה, ומכאן, יחידת מדידת עוצמת קול באוזן האדם dBA. יש לזכור שזוהי מדידה יחסית לאוזן האדם.

בטבלה, מופיעה השוואה בין יחידת המדידה הפיזיקלית לעוצמת הקול: [W/m2], לבין יחידת דציבל יחסי [dBA].

 מקור הרעש  עוצמת הקול
 רמת הקול
[W/m2]  dBA
 מינימום יכולת הקליטה של אוזן אדם   10-12 0
 רחש עלים    10-11 10
 לחישה   10-10 20
שיחה שקטה    10-9 30
רעש בדירת מגורים ממוצעת    10-8 40
רעש במשרד ממוצע    10-7 50
דיבור רגיל ממרחק 1 מטר    10-6 60
רחוב הומה   10-5 70
שואב אבק בפעולה   10-4 80
מקדחה חשמלית   10-3 90
מקדח אוויר פועל   10-2 100
רעש מירי, סירנת אמבולנס  10-1  110
סף הכאב כתוצאה מרעש   1= 100 120

נתונים מעניינים:

סף הכאב לאדם כתוצאה מרעש, הוא עוצמה מסדר גודל של 1 וואט למטר מרובע. התחום הדינמי של האוזן הוא 120 דציבלים ! תחום דינמי זה, מקביל ליחס עוצמות קול של 1:1012.

"פורטיסימו" = רמת רעש של מילי-וואט (10-3 וואט), מתאימה ל 90 דציבלים.

"פיאניסימו" = רמת רעש של ננו-וואט (10-9 וואט), מתאימה ל 30 דציבלים.

גלי קול מתפשטים באוויר. אנרגיית גלי הקול מתפשטת על פני שטח גדול, ולכן עוצמת הקול ליחידת שטח, דועכת ככל שמתרחקים ממקור הקול.

אם מקור הקול נקודתי, הוא מתפשט על פני מעטפת כדור (הפרופורציונית לרדיוס הכדור בריבוע). כלומר, עוצמת הקול יורדת לרבע עם הכפלת המרחק פי 2. פירוש הדבר הוא ירידה של 6 דציבלים בעוצמה, עם הכפלת המרחק.

לצורכי מדידות חשמליות הוגדרה נקודת ייחוס של 1 מיליוואט, ביחס אליה מודדים את הספקי האות. שיטה זו מודדת dBm, כלומר, דציבל מעל או מתחת להספק נמדד של 1 מיליוואט.

לדוגמא, כאשר תחנת השידור משדרת 1 מיליוואט, ובמד הספק המודד עוצמה נקלטת, מודדים 0.001 מיליוואט, פירוש הדבר איבוד של 30 dBm.

בבדיקת קווי טלפון אנלוגיים, מקובל היה שהטכנאי התקשר למספר מסוים, המשדר אות ייחוס בתדר 1000 הרץ ובעוצמה של 1 מיליוואט. באמצעות קריאת המכשיר המחובר לקו הטלפון, יכול היה לבדוק את איכות הקו. קו תקין מקובל היה בתחום:

(-20) – (-32) [dBm]

 

לעמוד הקודם לחץ כאןלעמוד הבא לחץ כאן