ما المقصود بالصوت؟

يشعُّ مصدر الصوت قدرة صوتية وهذا يؤدي إلى تذبذب ضغط الصوت في الهواء. قدرة الصوت هي السبب في هذا. وضغط الصوت هو النتيجة. فكر في المقارنة الآتية: سخّان كهربائي يشع حرارة في غرفة ما ويحدث تغيرًا في درجة الحرارة. من الواضح أن التغير الحادث في درجة حرارة الغرفة يعتمد على الغرفة نفسها. ولكن بالنسبة إلى دخل القدرة الكهربائية نفسه، يشع السخّان نفس القدرة التي تكاد تكون مستقلة عن البيئة. العلاقة بين قدرة الصوت وضغط الصوت متشابهة. فما نسمعه هو ضغط الصوت، ولكن ينتج هذا الضغط عن القدرة الصوتية لمصدر الصوت. يتم التعبير عن قدرة الصوت بالوات ويتم التعبير عن مستوى قدرة الصوت بالديسيبل (dB)، وهو مقياس لوغاريتمي (مقياس dB) بالنسبة إلى قيمة مرجعية معيارية:

يعتمد ضغط الصوت الذي نلاحظه على المسافة من المصدر وعلى البيئة الصوتية التي تنتشر فيها موجة الصوت. وبالنسبة إلى انتشار الضوضاء الداخلية، فهو يعتمد على حجم الغرفة وعلى امتصاص الأسطح للصوت. ومن ثمّ، لا يمكن تحديد كمية الضوضاء المنبعثة من آلة ما بالكامل عن طريق قياس ضغط الصوت فحسب. تكون قدرة الصوت مستقلة عن البيئة كثيرًا أو قليلاً، في حين أن ضغط الصوت ليس كذلك.ومن ثمَّ يجب دائمًا تكملة المعلومات عن مستوى ضغط الصوت بمعلومات إضافية: المسافة التي يبعدها مكان القياس عن مصدر الصوت (كأن يكون، على سبيل المثال، مُحدّدًا وفقًا لمعيار معيّن) وثابت الغرفة للغرفة التي تم القياس فيها. وإلا، فمن المفترض أن تكون الغرفة لا حدود لها (أي مكان مفتوح). في الغرفة غير المحدودة، لا توجد جدران لتعكس الموجات الصوتية، مما يؤثر بالتالي على القياس.

عندما تلامس الموجات الصوتية سطحًا ما، ينعكس جزء من الموجات ويتم امتصاص الجزء الآخر داخل مادة السطح. ولذلك يتكون ضغط الصوت عند لحظة معينة وبشكل جزئي دائمًا من الصوت الذي يولده مصدر الصوت، ومن الصوت الذي ينعكس من الأسطح المحيطة (بعد انعكاس واحد أو أكثر). تعتمد مدى فعالية السطح في امتصاص الصوت على المادة المكوّن منها السطح. ويُعبَّر عن ذلك عادةً باسم عامل الامتصاص (ويكون بين درجتي 0 و1، حيث 0 يدل على الانعكاس بالكامل ويدل 1 على الامتصاص بالكامل).

يتم تحديد تأثير الغرفة في انتشار الموجات الصوتية من خلال ثابت الغرفة. يمكن حساب ثابت الغرفة التي تضم العديد من الأسطح والجدران والأسطح الداخلية الأخرى من خلال مراعاة أحجام الأسطح المتنوعة وخصائصها الامتصاصية. المعادلة التي تنطبق على هذا الوضع هي:

في بعض الحالات، يمكن التعبير عن العلاقة بين مستوى قدرة الصوت ومستوى ضغط الصوت بطريقة بسيطة. إذا انبعث الصوت من مصدر صوتي يشبه النقطة داخل قاعة دون أي أسطح منعكسة أو في الخارج حيث لا توجد جدران بالقرب من مصدر الصوت، فإن الصوت يتم توزيعه على نحو متساوٍ في جميع الاتجاهات، ومن ثمَّ تكون كثافة الصوت المقيسة هي نفسها عند أي نقطة تبعُد المسافة نفسها من مصدر الصوت. ومن ثمَّ، تكون الكثافة ثابتة عند كل النقاط على سطح كروي يحيط بمصدر الصوت.عند زيادة المسافة إلى المصدر إلى الضعف، فإن السطح الكروي عند هذه المسافة سيتضاعف بمعدل أربعة أضعاف. ويمكننا الاستدلال من ذلك بأن مستوى ضغط الصوت يتلاشى بمقدار 6 ديسيبل في كل مرة تزداد فيها المسافة حتى مصدر الصوت إلى الضعف. ومع ذلك لا ينطبق ذلك إذا كانت القاعة تضم جدرانًا قوية عاكسة. وفي هذه الحالة، يجب أخذ الصوت المنعكس من الجدران في الحسبان.

بالنسبة إلى Q، قد تستخدم القيم التجريبية (بالنسبة إلى المواضع الأخرى لمصدر الصوت، يجب تحديد قيمة Q تقديريًّا):Q‏=1 إذا كان مصدر الصوت معلقًا في منتصف قاعة كبيرة.Q‏=2 إذا كان مصدر الصوت موضوعًا بالقرب من مركز جدار صلب وعاكس.Q‏=4 إذا كان مصدر الصوت موضوعًا بالقرب من تقاطع جدارين.Q=‏8 إذا كان مصدر الصوت موضوعًا بالقرب من زاوية (تقاطع ثلاثة جدران).

عند الاقتراب من مصدر الطاقة، ينخفض مستوى ضغط الصوت بمقدار 6 ديسيبل في كل مرة تزداد فيها المسافة إلى الضعف. ومع ذلك وعلى بُعد مسافات أكبر من المصدر، يسيطر الصوت المنعكس على مستوى ضغط الصوت، ولذا يكون مقدار الانخفاض عند الحد الأدنى مع زيادة المسافة. لا تعمل الآلات التي تنقل الصوت عبر أجسامها أو إطاراتها كمصادر نقطية إذا كان المستمع على مسافة من مركز الآلة الأصغر حجمًا من البُعد الأكبر للآلة بمقدار ضعفين إلى 3 أضعاف.

عندما يُصدر أكثر من مصدر صوت واحد صوتًا تجاه مُستقبل مشترك، يزداد ضغط الصوت. ومع ذلك ونظرًا إلى أن مستويات الصوت مُحددة لوغاريتميًا، فإنها تكون غير قابلة للجمع جبريًّا ببساطة. عندما يكون هناك أكثر من مصدري صوت نشطين، يتم جمع قيمة مصدرَي الصوت أولاً ثم يتم جمع التالي بعد ذلك إلى مجموع الأول، وهكذا. بالنسبة إلى الذاكرة، عندما يجب جمع قيمة مصدري صوت لهما نفس المستوى، تزداد النتيجة بمقدار 3 ديسيبل.لكن صوت الخلفية حالة خاصة تتطلب طرحًا. يتم التعامل مع صوت الخلفية كمصدر صوت منفصل ويتم طرح القيمة من مستوى الصوت المقيس.