กำลังเสียง

เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงปล่อยพลังงานออกมาในรูปของพลังงานคลื่นเสียง
พลังงานคลื่นเสียงขึ้นอยู่กับแอมปลิจูดของคลื่น
พลังงานเสียงที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดเสียงต่อหนึ่งหน่วยเวลา คือ กำลังเสียง
เขียนเป็นสมการได้ว่า

	กำลังเสียง (วัตต์)
	พลังงานเสียงที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิด (จูล)
	เวลา (วินาที)

 ความเข้มเสียง (I)

   
เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงส่งกำลังเสียงออกมากำลังเสียงก็จะแผ่กระจายออกไปรอบทิศทางเป็นพื้นที่ผิวทรงกลม
ยิ่งห่างออกไปกลังเสียงก็ลดลงเรื่อยๆ นั่นคือพลังงานเสียงที่ตำแหน่งใดๆ
จึงต้องพิจารณาเทียบกับพื้นที่ผิวทรงกลมที่รองรับจากแหล่งกำเนิดเสียง
จึงต้องพิจารณากำลังต่อพื้นที่ผิวทรงกลม เรียกว่าความเข้มเสียง
เขียนเป็นสมการได้ว่า

		หรือ
	ความเข้มเสียง (วัตต์/ตารางเมตร)
	กำลังเสียง (วัตต์)
	พื้นที่ผิวทรงกลม (ตารางเมตร)
	ระยะทางจากแหล่งกำเนิดถึงตำแหน่งผู้ฟัง (เมตร)

 ความดังหรือระดับความเข้มเสียง

   
เนื่องจากเสียงเบาที่สุดที่มนุษย์ได้ยินจะมีความเข้มเสียงเป็น
10^-12 วัตต์/ตารางเมตร และเสียงดังที่สุดที่มนุษย์ทนฟังได้จะมีความเข้มเสียงเป็น
1 วัตต์/ตารางเมตร
ซึ่งจากตัวเลขจะเห็นว่ามีช่วงกว้างมาก ถึง 10¹²
เท่า ดังนั้นความดังที่เรารู้สึกได้ไม่เป็นปฏิภาคโดยตรงกับความเข้มเสียง เช่น
ความเข้มของเสียงเบาๆ มีค่า 10^-9 
วัตต์/ตารางเมตร
ถ้าเพิ่มขึ้นอีก  1000 เท่า เป็น
10^-6 วัตต์/ตารางเมตร
น่าจะทำให้เสียงดังขึ้น  1000 เท่าด้วย
แต่ปรากฏว่าความดังเพิ่มขึ้นเท่ากับคนสองคนคุยกันเท่านั้นเอง
ดังนั้นปริมาณที่ใช้บอกความดังของเสียงเรียกว่าระดับความเข้มเสียง
ซึ่งกำหนดว่าระดับความเข้มเสียงต่ำสุดหรือเสียงเบาที่มนุษย์ได้ยินมีค่าเป็น 
0  เบล (Bell)
และเสียงดังที่สุดที่มนุษย์ทนฟังได้มีค่าเป็น  12
 เบล (Bell)
เราสามารถเขียนสมการแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความดังกับความเข้มเสียงได้ว่า

จะเห็นได้ว่าความดังที่มนุษย์ฟังได้จะมีค่าอยู่ระหว่าง 
0 - 12  เบล ซึ่งเป็นช่วงที่แคบมาก ทำให้แยกเสียงต่างๆ ได้ยาก
จึงมีการกำหนดให้ความดังของเสียงมีหน่วยเป็นเดซิเบล (deci bell)
แล้วเขียนเป็นสมการความสัมพันธ์ใหม่ได้ว่า

	ระดับความเข้มเสียง
	ความเข้มเสียงใดๆ ที่ต้องการวัด
	ความเข้มเสียงอ้างอิงที่มนุษย์เริ่มได้ยิน 10-12 วัตต์/ตารางเมตร

ทำให้ความดังที่มนุษย์ฟังได้จะมีค่าอยู่ระหว่าง  0 -
120  เดซิเบล (dB)


การหาผลต่างของระดับความเข้มเสียง

กำหนดให้ ณ จุดที่มีความเข้มเสียง
I₁
จะมีระดับความเข้มเสียง

และ ณ จุดที่มีความเข้มเสียง
I₂
จะมีระดับความเข้มเสียง 

ถ้ามีแหล่งกำเนิดสองแหล่ง ซึ่งมีระยะห่างจากผู้ฟังเท่ากัน ( R คงที่ )

จาก        

จะได้ว่า    

ถ้ามีแหล่งกำเนิดแหล่งเดียว (
P คงที่ ) แต่ระยะห่างของผู้ฟังจากแหล่งกำเนิดต่างกัน

จาก         

จะได้ว่า     

ระดับความเข้มเสียงจากแหล่งกำเนิดต่างๆ

Create Date : 20 มกราคม 2554
Last Update : 20 มกราคม 2554 21:04:24 น.		0 comments
Counter : 1770 Pageviews.
Share Tweet