แรงดัน : ความดังของเสียง
- วันที่: 21/02/2015 15:27
- จำนวนคนเข้าชม: 7114
ความดังของเสียงจะถูกกำหนดโดยแรงดันซึ่งถูกสร้างขึ้นโดยคลื่นเสียง ที่มีการผลักคลื่นไปบนพื้นผิวที่ห่อหุ้มกล่องหูของพวกเรา นี่เป็นเหตุผลที่ว่าทำไมวิศวกรและผู้ชำนาญในวิชาช่าง มักจะอ้างอิงถึงระดับความดังเสียงด้วยค่าของ “ระดับแรงดันเสียง”(SPL-sound pressure level) และวัดค่าด้วยมิเตอร์วัดระดับแรงดันเสียง อย่างไรก็ดี ความมหัศจรรย์ของการตอบรับระดับแรงดันเสียงที่หูมนุษย์มีวิถีทางที่น่าศึกษา แทนที่จะรับรู้ระดับแรงดันเสียงที่เป็นแบบเชิงเส้น ซึ่งความจริงการตอบรับระดับแรงดันเสียงที่หูมนุษย์กลับเป็นแบบล็อกกาลิธึม ที่มีรายละเอียดปลีกย่อยที่ซับซ้อน
หน่วยที่ใช้กันส่วนใหญ่ในหมู่นักวิทยาศาสตร์และวิศวกร จะวัดแรงดันที่เกิดเป็น “ปาสคาล”(Pa-pascal) ซึ่งเท่ากับ 69 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว(PSI) ถ้าการได้ยินของพวกเราเป็นแบบเชิงเส้น, การเพิ่มขึ้นหนึ่งปาสคาลจะสังเกตเห็นได้ง่ายว่ามีการเปลี่ยนแปลงตั้งแต่ 1 ถึง 2 Pa หรือจาก 10 เป็น 11 Pa หรือจาก 100 เป็น 101 Pa แต่นี่ไม่ใช่วิธีแห่งการได้ยินของเรา การเพิ่มขึ้นของแรงดันเสียงจะมีขนาดใหญ่กว่า และการเพิ่มขึ้นขนาดใหญ่ จะเกิดขึ้นก่อนการเปลี่ยนแปลงระดับความดังที่หูของเรา ซึ่งระดับที่เปลี่ยนมักเป็นทวีคูณ นั่นก็หมายถึงว่าการเปลี่ยนแปลงตั้งแต่ 1 ถึง 2 Pa จะมีผลรับรู้ได้ใกล้เคียงกับการเปลี่ยนแปลงตั้งแต่ 10 ถึง 20 Pa ซึ่งนี่เองที่ทำให้เราได้ยินช่วงความกว้างของระดับเสียงได้ตั้งแต่ 0.00002 Pa(ระดับความดังเสียงเบาสุดที่เราสามารถได้ยิน) จนถึงระดับเสียงที่ 100 Pa(ระดับความดังเสียงที่ดังขนาดทำให้คนส่วนใหญ่รู้สึกเจ็บปวด) ว่าแต่ ค่า 100 Pa นั้นมีแรงดันถึง 5,000,000 (ห้าล้าน) เท่าเมื่อเทียบกับ 0.00002 Pa!
โชคยังดี ที่ระดับเสียงถูกกำหนดไว้ในแบบปาสคาล หรือว่าพวกเรามีความชำนาญในการใช้เลขทศนิยม การแทนที่ระดับของปาสคาล, ระดับเสียงจะถูกวัดออกมาในหน่วยที่เรียกว่า “เดซิเบล”(dB) การพูดถึงขั้นที่สูงกว่าการเริ่มต้น(threshold)ของการได้ยินของเรา จะเริ่มต้นจากระดับเสียงซึ่งมีแรงดันขนาดเล็กๆแค่เพียง 0.00002 Pa ซึ่งเท่ากับ 20 dB และระดับความดันสูงๆที่ 100 Pa ซึ่งเป็นเหตุให้คนส่วนใหญ่รู้สึกถึงอาการเจ็บปวดในหู หรือเท่ากับ 134 dB
ตารางด้านล่างนี้บอกให้ทราบถึงระดับเสียงประเภทต่างๆ
30 dB Voice: very soft whisper (ระดับเสียงพูด แบบกระซิบ)
40 dB Quite residential area at night (ระดับเสียงในย่านที่อยู่อาศัย ในเวลากลางคืน)
50 dB Average residence with television (ระดับเสียงในห้องพักอาศัย ที่เปิดโทรทัศน์)
60 dB Shopping mall (ระดับเสียงในห้างสรรพสินค้า)
70 dB Voice: typical conversation level (ระดับเสียงพูด แบบสนทนาทั่วไป)
70 dB Freight train(from 100 ft or 31 m) (ระดับเสียง ใกล้ทางรถไฟ ระยะห่าง 100 ฟุต)
75 dB Vacuum cleaner (ระดับเสียง เมื่อเครื่องดูดฝุ่นทำงาน)
82 dB Pneumatic drill (ระดับเสียง ของเครื่องเจาะนิวเมติก หรือเครื่องเจาะพื้นผิว)
90 dB Subway train (from 20 ft or 6 m) (ระดับเสียง ในทางรถไฟใต้ดิน ระยะห่าง 20 ฟุต)
95 dB Automobile on a freeway (ระดับเสียง บนทางด่วน)
110 dB Very loud radio (ระดับเสียง เมื่อเปิดเครื่องเล่นวิทยุดังมาก)
115 dB Circular saw (ระดับเสียง การทำงานของเลื่อยวงเดือน)
120 dB Jet take off (from 200 ft or 61 m) (ระดับเสียง เมื่อเครื่องบินเจ็ท ทะยานขึ้น ระยะ 200 ฟุต)
165 dB Turbojet engine with afterburner (ระดับเสียง เครื่องยนต์เจ็ท ขณะพ่นเปลวความร้อน)
195 dB Saturn rocket launch (ระดับเสียง เมื่อจรวดแซทเทิน พุ่งขึ้นสู่ยอดฟ้า)
