صدا و رفتار آن

صدا و رفتار آن

فرمت: PDF  تعداد صفحات: 14

صدا چیست؟

صوت هنگامی ایجاد می شود که تغییرات فشار هوا موجب تولید امواجی از فشار شده که در اتمسفر منتقل می شوند. در حین عبور، این امواج به طرق گوناگونی با محیط خود تعامل دارند. صدا کلمه ای است که به طور معمول برای صوت ناخواسته به کار می رود. صوت موجود در اکثر محیط های کاری ناخواسته می باشند؛ بنابراین عبارت صدای محیط های کار بیشتر از «اصوات محیطهای کار» مورد استفاده قرار می گیرد.

روابط ریاضی که چگونگی رفتار و تعامل صوت با اجسام جامد را بیان می کنند می توانند بسیار پیچیده باشند. خوشبختانه امکان توصیف رفتار صوت به شکل ساده و با فرض موقعیت های ایده آل وجود دارد. این فرضیات تا حد زیادی با شرایط واقعی یکسان بوده و امکان توصیف ساده تر رفتار موج صوتی را به دست می دهند.

ساده ترین نوع موج صوتی، یک صوت خالص یا موج سینوسی می باشد که در یک جهت و بدون واگرایی از منبع تولید دور می شود. در شکل ۱ تغییرات فشار هوا در حین عبور موج صوتی به طور شماتیک نشان داده شده است.

معمولا به منظور سهولت نمایش، تغییرات به صورت گراف فشار – فاصله نشان داده می شود. باید دقت نمود که برخلاف این نحوه نمایش تغییرات فشار، امواج صوتی از نوع طولی هستند. به عبارت دیگر، حرکات ملکولهای هوا به سمت عقب و جلو و در همان جهت حرکت انتقال صوت می باشد. این نوع موج متفاوت از امواج عرضی مانند امواج سطح آب می باشند. در امواج سطح آب، آب به سمت بالا و پایین نوسان می کند در حالیکه موج در سطح افق منتقل می شود (شکل ۲). اگر شما می توانستید در یک نقطه در مسیر امواج صوتی بایستید، تغییرات فشار صوت بر حسب زمان را به شکل سینوسی در می یافتید (شکل 3). افزایش و کاهش فشار صوت ممکن است چندین هزار بار در ثانیه اتفاق افتد.

حتی در اصوات بسیار بلند نیز تغییر فشار واقعی هوا نسبتا کم است. تغییری معادل یک درصد در فشار اتمسفری موجب تولید صوتی بسیار بلند و غیر قابل تحمل می شود. برای مقایسه، فشار جو می تواند به راحتی در طول یک هفته، دو تا ۳ درصد تغییر کند. هنگامی که در مورد بزرگی یک موج صوتی صحبت میکنیم، عملا درباره انحراف و یا تغییر فشار هوای محیطی بحث می کنیم. این تغییر معمولا فشار صوت نامیده می شود.

اصوات خالص، امواج سینوسی، فرکانس و طول موج

موجی صوتی که در بالا توضیح داده شد، یک فرکانس مشخص دارد. اساسا فرکانس یک موج، تعداد امواج کاملی است که در طول یک ثانیه از یک نقطه مشخص می گذرد. واحد فرکانس هرتز می باشد. اگر فرکانس Hz 1000 باشد، 1000 موج کامل در یک ثانیه از یک نقطه عبور می کند. فرکانس یک صوت خالص به شدت با زیر بودن یا تیزی صوت وابسته است. صوت بسیار زیر دارای فرکانس زیاد و صدای بم دارای فرکانس کم می باشد. ردیف فرکانس اصواتی که برای انسان قابل شنیدن هستند، معمولا بین Hz 20 تا Hz 20000 ) 20 KHz) در نظر گرفته می شود. این ردیف گسترده تا حد زیادی تغییرات توانایی شنیداری افراد را پنهان می کند. این موضوع به ویژه در مورد کاهش قدرت شنوایی ناشی از افزایش سن برای فرکانس های زیاد مصداق دارد.

نمایش یک موج صوتی

شکل 1: نمایش یک موج صوتی

تغییرات فشار بر حسب فاصله

شکل 2: تغییرات فشار بر حسب فاصله

به هر حال، نمی توان به طور دقیق حد پایین و بالای ردیف فرکانس قابل شنیدن را مشخص نمود. برای شنیدن اصواتی که فرکانس های آنها نزدیک حد بالا و حد پایین ردیف فرکانس قابل شنیدن هستند، نیاز به انرژی صوتی بیشتری است (جدول ۱)

در حالیکه اصوات خالص به سادگی قابل تولید هستند، اغلب اصوات واقعی صوت خالص نیستند. برخی از اصوات، همانند نتهای تولید شده به وسیله ابزار آلات موسیقی، مخلوطی از تعداد نسبتا کمی فرکانس هستند که با یکدیگر ارتباط دارند (شکل 4). برای مثال، یک نت با فرکانس Hz 440ممکن است حاوی اجزایی با فرکانسهای 880, 1320، 1760هرتز و غیره باشد.

اصوات غير موسیقیایی (شامل اغلب صداهایی که در طول زمان کار شنیده می شوند) همانند اصوات موسیقی نبوده و دارای دوره تناوب نیستند (شکل 5). تحقیقات نشان می دهند که این نوع از اصوات، ترکیبی از تعداد زیادی فرکانس می باشند که از نظر ریاضی به سادگی با یکدیگر مرتبط نیستند.

یک موج صوتی در یک فرکانس منفرد دارای یک طول موج می باشد. طول موج فاصله بین قله های (پیک) متوالی و یا فرورفتگی های متوالی یک موج می باشد و مانند هر طول دیگری با واحد متر اندازه گرفته می شود. تحت شرایط طبیعی، طول موج اصوات قابل شنیدن از چند سانتی متر تا چندین متر متغیر هستند. برای مثال، طول موج صوتی با فرکانس 1 KHz تقریبا برابر 34 سانتی متر، و طول موج صوتی با فرکانس Hz 100 در حدود 3.4 متر می باشد.

تغییرات فشار برحسب زمان

شکل 3: تغییرات فشار برحسب زمان

یک نت موسیقی

شکل 4: یک نت موسیقی

ادامه مطالب زیر را با دانلود فایل پیوستی دانلود کنید.

• مقیاس دسی بل (dB)

• متوسط مجذور میانگین مربعات (r.m.s)

• جمع منابع صدا

• خواص امواج صوت: انعکاس، جذب، شکست و تفرق

• امواج ایستاده

• توان و شدت صوت

• میدان آزاد و انعکاسی

حتما بخوانید:

⇐ استانداردهای اندازه گیری صدا ISIRI

⇐ پاورپوینت عوامل زیان آور صدا در محیط کار

⇐ ارزیابی صدا در صنعت Noise Assessment

⇐ صدا و کنترل و اندازه گیری آن در صنعت