شدت صوت

چشمه صوتی S را در نظر
بگیرید که موج های صوتی را در فضا منتشر می کند. فرض کنید انرژی E در زمان
t به سطح A که عمود بر راستای انتشار صورت است برسد. شدت صوت عبارت است از
مقدار انرژی ای که در واحد زمان به واحد سطح عمود بر راستای انتشار می
رسد. شدت صورت را با I نشان می دهیم و یکای آن در SI وات بر متر مربع (M² / W)
است.
I = E / At
P = E / t
I = P / A
شدت صوت روی کره ای به شعاع r چقدر است؟
(I = P / (4?r²
پس شدت صوت به مجذور فاصله از چشمه ی صوت نسبت وارون دارد. یعنی با دور شدن از چشمه ی صوت، شدت صوت کاهش می یابد.

 
حال دو سطح کروی به شعاع های r1 و r2 را در نظر بگیرید. انرژی که در واحد زمان به سطح این دو کره می رسد یکسان است.

پس می توان نوشت :
(I1 = P1 / (4?r1²
(I2 = P2 / (4?r2²
P1 = P2
4?r2² I2 = 4?r1² I1
I2 / I1 = (r1 / r2 ) ²  

 
تراز شدت صوت

هر چقدر انرژی صوت بیشتر
باشد. گوش انسان انرژی بیشتری دریافت می کند و صدا بلندتر شنیده می شود.
اما بلندی صوت با شدت آن نسبت مستقیم ندارد و به صورت یک رابطه ی لگاریتمی
بیان می شود. «تراز شدت صوت» درک انسان را از بلندی صوت بیان می کند. تراز
شدت یک صوت عبارت است از لگاریتم (در پایه ده) نسبت شدت آن صوت به شدت صوت
مبناء شدت صوت را با ? نشان می دهند و یکای آن بل می باشد.

? = Log ( I / I₀) (b)
بل
? = 10 Log ( I / I₀) (db)
دسی بل  

 
( I₀ ) شدت صوت مبنا است که برابر با آستانه ی شنوایی گوش سالم در بسامد 1000 هرتز

( 10^-12 w / m² )

می باشد.

 
اثر دوپلر

حرکت منبع و ناظر نسبت به
یکدیگر بر بسامد اثر می گذارد. هنگامی که ناظر به منبع نزدیک می شود. در
هر ثانیه با جبهه موج بیشتری نسبت به جبهه هایی که چشمه تولید می کند
مواجه می شود. در این صورت ناظر صدا را با بسامد بیشتری می شنود. هنگامی
که ناظر از منبع دور می شود، در هر ثانیه با جبهه موج کمتری نسبت به جبهه
هایی که چشمه تولید می کند مواجه می شود در نتیجه ناظر صدا را با بسامد
کمتری می شنود.

تغییر بسامدی که برای ناظر به علت حرکت چشمه و ناظر نسبت به هم ایجاد می شود اثر دوپلر نام دارد.  

 
اثر دوپلر را می توان با رابطه ی زیر بیان کرد:

?₀ = [( v-v₀) / (v-v_s)] . ?_s

?₀ بسامد صوتی است که ناظر می شنود بر حسب هرتز(Hz)
v سرعت انتشار صوت بر حسب m/s
v₀ سرعت ناظر بر حسب m/s
v_s سرعت چشمه صوت بر حسب m/s
?_s بسامد چشمه صوت است بر حسب هرتز(Hz)

در این رابطه v یعنی سرعت صوت به طرف ناظر را مثبت فرض می کنیم. علامت v₀ و v_s در مقایسه با v مشخص می شود. اگر v₀ یا v_s با v هم جهت باشند مثبت و در غیر این صورت منفی خواهند بود.

منبع.شبکه اموزش صدا وسیما

http://daneshname4.parsiblog.com/