حاسبة مستوى ضغط الصوت (SPL)

مستوى الضغط الصوتي (SPL) هو مقياس لوغاريتمي يستخدم لقياس مستوى ضغط الصوت بالنسبة لضغط مرجعي. يُعد هذا المفهوم أساسياً في مجالات متنوعة مثل علم الصوت وهندسة الصوت وتقييم الضوضاء البيئية.

الخلفية التاريخية

أدى الحاجة لقياس ضغط الصوت موضوعياً إلى تطوير صيغة SPL. وكان هذا أمراً بالغ الأهمية لمقارنة شدة الأصوات المختلفة بطريقة مُتناسقة. يُحدد ضغط الصوت المرجعي (P₀) عادةً بـ 20 ميكروباسكال (20 µPa)، والذي يُعتبر عتبة السمع البشري.

صيغة الحساب

يُحسب SPL باستخدام الصيغة:

\[ SPL = 20 \log_{10} \left(\frac{P}{P_0}\right) \]

حيث:

• SPL هو مستوى ضغط الصوت بالديسيبل (dB)،
• P هو ضغط الصوت المقاس بالباسكال (Pa)،
• P₀ هو ضغط الصوت المرجعي، وعادةً ما يكون 20 µPa.

مثال على الحساب

بالنسبة لضغط صوت مقاس مقداره 0.1 Pa، يُحسب SPL كالتالي:

\[ SPL = 20 \log_{10} \left(\frac{0.1}{20 \times 10^{-6}}\right) \approx 94 \text{ dB} \]

أهمية واستخدامات سيناريوهات

تُعد صيغة SPL محورية في تقييم تلوث الضوضاء البيئية، وتصميم العزل الصوتي، وتحديد مستويات التعرض القصوى في أماكن العمل، وفي تطوير الأجهزة الصوتية. وهي توفر طريقة موحدة لقياس مستويات شدة الصوت التي يمكن فهمها واستخدامها عبر مختلف التخصصات.

الأسئلة الشائعة

1. ما هو ضغط الصوت المرجعي، ولماذا هو 20 ميكروباسكال؟

   • يُختار ضغط الصوت المرجعي البالغ 20 ميكروباسكال لأنه يُقارب أدنى عتبة للسمع البشري، مما يوفر أساساً لقياس مستويات الصوت ذات الصلة بالإدراك البشري.

2. هل يمكن أن يكون SPL سالباً؟

   • لا تكون قيم SPL سالبة لأن ضغط الصوت المرجعي (P₀) مُعرّف على أنه عتبة السمع البشري. أي ضغط صوت مُقاس يساوي أو أكبر من P₀، مما ينتج عنه قيم SPL موجبة.

3. كيف يرتبط SPL بالصوت؟

   • بينما يُعد SPL مقياساً موضوعياً لضغط الصوت، فإن الصوت هو إدراك ذاتي يختلف باختلاف كل فرد. ومع ذلك، فإن قيم SPL الأعلى تتوافق بشكل عام مع الأصوات التي تُدرك على أنها أعلى صوتاً.