เสียงคืออะไร

แหล่งเสียงจะกระจายพลังเสียงและทำให้เกิดความผันแปรของแรงดันเสียงในอากาศ พลังเสียงเป็นสาเหตุของปัญหานี้ แรงดันเสียงเป็นผลมาจาก ลองพิจารณาสิ่งต่อไปนี้ : เครื่องทำความร้อนไฟฟ้าจะแผ่ความร้อนเข้าไปในห้องและ จะ มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเกิดขึ้น การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในห้องขึ้นอยู่กับตัวห้องอย่างชัดเจน แต่สำหรับอินพุตพลังงานไฟฟ้าเดียวกันเครื่องทำความร้อนจะแผ่พลังงานเดียวกันซึ่งเกือบจะเป็นอิสระจากสภาพแวดล้อม ความสัมพันธ์ระหว่างกำลังเสียงและแรงดันเสียงจะคล้ายกัน สิ่งที่เราได้ยินคือความดันเสียงแต่ความดันนี้เกิดจากพลังเสียงของแหล่งกำเนิดเสียง กำลังเสียงแสดงเป็นวัตต์ ระดับพลังเสียงจะแสดงในหน่วยเดซิเบล (dB) เช่นมาตราส่วนลอการิทึม ( มาตราส่วน dB) โดยมีค่าอ้างอิงที่เป็นมาตรฐาน :

แรงดันเสียงที่เราสังเกตได้ขึ้นอยู่กับระยะห่างจากแหล่งกำเนิดและสภาพแวดล้อมทางเสียงที่คลื่นเสียงแพร่กระจาย สำหรับการแพร่กระจายเสียงในร่มนั้นขึ้นอยู่กับขนาดของห้องและการดูดซับเสียงของพื้นผิว ดังนั้นเสียงที่ปล่อยออกมาจากเครื่องไม่สามารถวัดปริมาณได้อย่างเต็มที่โดยการวัดความดันเสียงเพียงอย่างเดียว พลังเสียงไม่ขึ้นกับสิ่งแวดล้อมมากหรือน้อย ในขณะที่แรงดันเสียงไม่ได้ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม ข้อมูลเกี่ยวกับระดับความดันเสียงจึงต้องเสริมด้วยข้อมูลเพิ่มเติมเสมอ: ระยะห่างของตำแหน่งการวัดจากแหล่งกำเนิดเสียง (เช่น ระบุตามมาตรฐานที่กำหนด) และค่าคงที่ของห้องสำหรับห้องที่ทำการวัด มิเช่นนั้นจะถือว่าห้องนั้นไร้ขอบเขต (เช่น ทุ่งโล่ง) ในห้องที่ไร้ขอบเขตไม่มีผนังสะท้อนคลื่นเสียงจึงส่งผลต่อการวัด

เมื่อคลื่นเสียงสัมผัสกับพื้นผิว คลื่นส่วนหนึ่งจะสะท้อนกลับ และอีกส่วนหนึ่งจะถูกดูดซับเข้าสู่วัสดุพื้นผิว ความดันเสียงในช่วงเวลาหนึ่งจึงมักประกอบด้วยเสียงที่แหล่งกำเนิดเสียงสร้างขึ้น และส่วนหนึ่งของเสียงที่สะท้อนจากพื้นผิวโดยรอบ (หลังจากการสะท้อนอย่างน้อยหนึ่งครั้ง) พื้นผิวสามารถดูดซับเสียงได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใดนั้นขึ้นอยู่กับวัสดุที่ประกอบเป็นองค์ประกอบ โดยปกติจะแสดงเป็นปัจจัยการดูดกลืน (ระหว่าง 0 ถึง 1 โดยที่ 0 จะสะท้อนอย่างสมบูรณ์และ 1 เป็นการดูดซับอย่างสมบูรณ์)

ผลกระทบของห้องที่มีต่อการแพร่กระจายของคลื่นเสียงจะถูกกำหนดโดยผู้ที่อยู่ในห้อง ค่าคงที่ของห้องสำหรับห้องที่มีพื้นผิวผนังและพื้นผิวด้านในอื่นๆสามารถคำนวณได้โดยคำนึงถึงขนาดและลักษณะการดูดซับของพื้นผิวต่างๆ สมการที่ใช้คือ

ภายใต้เงื่อนไขเฉพาะบางประการ ความสัมพันธ์ระหว่างระดับพลังเสียงและระดับแรงดันเสียงสามารถแสดงออกมาในลักษณะที่เรียบง่าย หากเสียงออกจากแหล่งกำเนิดเสียงแบบ point-like ภายในห้องที่ไม่มีพื้นผิวสะท้อนแสงใดๆ หรือภายนอกอาคารที่ไม่มีผนังใกล้กับแหล่งกำเนิดเสียง เสียงจะถูกกระจายอย่างเท่าเทียมกันในทุกทิศทาง และความเข้มของเสียงที่วัดได้จะเท่ากันในทุกทิศทาง จุดที่ห่างจากแหล่งกำเนิดเสียงเท่ากัน ดังนั้น ความเข้มจะคงที่ทุกจุดบนพื้นผิวทรงกลมที่ล้อมรอบแหล่งกำเนิดเสียง เมื่อระยะห่างจากแหล่งกำเนิดเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า พื้นผิวทรงกลมที่ระยะห่างนั้นจะเพิ่มเป็นสี่เท่า จากนี้ เราสามารถอนุมานได้ว่าระดับความดันเสียงลดลง 6 dB ในแต่ละครั้งที่ระยะห่างจากแหล่งกำเนิดเสียงเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ใช้ไม่ได้หากห้องมีผนังแข็งและสะท้อนแสง ในกรณีนี้ต้องคำนึงถึงเสียงที่สะท้อนจากผนังด้วย

สำหรับ Q อาจใช้ค่าเชิงประจักษ์ (สำหรับตำแหน่งอื่นๆ ของแหล่งกำเนิดเสียง จะต้องประมาณค่าของ Q): Q=1 หากแหล่งกำเนิดเสียงถูกระงับไว้กลางห้องขนาดใหญ่ Q=2 หากวางแหล่งกำเนิดเสียงไว้ใกล้กับศูนย์กลางของผนังสะท้อนแสงที่แข็ง Q=4 ถ้าวางแหล่งกำเนิดเสียงไว้ใกล้กับจุดตัดของสองกำแพง Q=8 หากวางแหล่งกำเนิดเสียงไว้ใกล้กับมุม (จุดตัดของกำแพงทั้งสาม)

ในบริเวณใกล้เคียงกับแหล่งพลังงาน ระดับแรงดันเสียงจะลดลง 6 เดซิเบลในแต่ละครั้งที่ระยะห่างเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า อย่างไรก็ตาม ที่ระยะห่างจากแหล่งกำเนิดมากขึ้น ระดับความดันเสียงจะถูกควบคุมโดยเสียงที่สะท้อน ดังนั้น การลดลงจึงน้อยที่สุดเมื่อระยะห่างเพิ่มขึ้น เครื่องที่ส่งเสียงผ่านร่างกายหรือโครงเครื่องจะไม่ทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดเสียง หากผู้ฟังอยู่ห่างจากศูนย์กลางของเครื่องซึ่งมีขนาดเล็กกว่า 2-3 เท่าของมิติที่ใหญ่ที่สุดของเครื่อง

เมื่อมีแหล่งกำเนิดเสียงมากกว่าหนึ่งแหล่งส่งเสียงไปยังเครื่องรับทั่วไป ความดันเสียงจะเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม เนื่องจากระดับเสียงถูกกำหนดแบบลอการิทึม จึงไม่สามารถเพิ่มแบบพีชคณิตได้ง่ายๆ เมื่อมีแหล่งกำเนิดเสียงมากกว่าสองแหล่ง จะมีการรวมสองแหล่งเข้าด้วยกันก่อน จากนั้นจึงเพิ่มแหล่งถัดไปเข้ากับผลรวมของแหล่งกำเนิดเสียงแรก เป็นต้น สำหรับหน่วยความจำ เมื่อต้องเพิ่มแหล่งกำเนิดเสียงสองแห่งที่มีระดับเดียวกัน ผลลัพธ์ที่ได้คือเพิ่มขึ้น 3 dB เสียงพื้นหลังเป็นกรณีพิเศษที่ต้องลบออก เสียงพื้นหลังถือเป็นแหล่งกำเนิดเสียงแยกต่างหาก และค่าจะถูกหักออกจากระดับเสียงที่วัดได้