امواج به دو نوع الکترومغناطیسی و مکانیکی تقسیم می¬شوند. امواج الکترومغناطیسی نیاز به محیط مادی ندارند ولی امواج مکانیکی برای انتشار به محیط مادی نیازمندند (1).
محیط‌های مادی به سه دسته جامدات، مایعات و گازها تقسیم می شوند. حال اگر امواج مکانیکی در محیط گاز انتشار یابد تبدیل به صدا و در غیر این صورت به ارتعاش تبدیل می شوند (2).
در اصل، صوت حاصل تغییرات متناوب فشار هوا (جو) است.
ویژگیهای مهم صوت:
- فرکانس
- طول موج
- دامنه
- سرعت صوت
فرکانس: به تعداد نوسان کامل موج در یک ثانیه گفته می¬شود که واحد آن هرتز (Hz) می¬باشد (3).
طیف فرکانس‌ها را می توان به سه زیرمجموعه تقسیم کرد:
- فرکانس های کم
- فرکانس های متوسط (فرکانس هایی که برای شنوایی قابل درک هستند)
- فرکانس های بالا (4)
طول موج (ƛ): فاصله بین دو قله یا قعر متوالی یک موج را طول موج گویند که با فرکانس رابطه عکس دارد (3).
دامنه: فاصله یک قله یا دره از خط مرکزی (خط سکون ذره) دامنه موج نام دارد (3).
سرعت صوت:
به سرعت انتقال صوت در محیط گفته می¬شود که جز خواص محیط انتشار بوده و ارتباطی با خصوصیات منبع ندارد (3).
انواع کمیات مورد نیاز در مقوله صوت (4):
- کمیات فیزیکی
- کمیاتی لگاریتمی
کمیات فیزیکی:
توان صوت: مقدار انرژی صوتی است که در واحد زمان در منبع صوتی تولید می شود؛ کمترین مقدار قابل‌درک برای انسان برابر است با 10^(-12) (w) (4).
شدت صوت: مقدار انرژی صوتی است که در واحد زمان از واحد سطح می گذرد؛ کمترین مقداری که برای انسان قابل‌درک است برابر است با 10^(-12)(w/m^2) (4).
فشار صوت: کمترین فشار موج صوتی که می تواند گوش انسان را تحریک کند برابر است با 2×10^(-4)μbar=2×10^(-5)pa (4).
کمیات لگاریتمی:
- تراز توان صوت
- تراز شدت صوت
- تراز فشار صوت (3, 4).
انواع صوت از نظر زمان تداوم:
پیوسته: این اصوات در زمان انتشار خود وقفه ندارند و خود به سه دسته اصوات یکنواخت، اصوات متغیر با زمان و اصوات منقطع یا نوبتی تقسیم می¬شوند (4).
- اصوات یکنواخت: تغییرات موجود در تراز فشار صوت آن¬ها قابله ملاحظه نبوده و اغلب کمتر از 5 دسی بل است.
- اصوات متغیر با زمان: تغییرات موجود در تراز فشار صوت حدود 5-15 دسی بل می¬باشد.
- اصوات منقطع یا نوبتی: تغییرات تراز فشار صوت آن¬ها در طول زمان بیش از 15 دسی بل است.
ضربه‌ای و کوبه ای: این اصوات در کسری از ثانیه معمولاً در کمتر از 5/0 ثانیه شروع و خاتمه می¬یابند. که خود به دو دسته A و B تقسیم می شوند (4).
- دسته A (اصوات ضربه ای/ Impulsive Noise): زمان اوج‌گیری موج فشار کوتاه و دامنه فشار بسیار بزرگ است، به صورتی که در نقطه پیک ممکن است به 190 دسی بل نیز برسد و با یک بازگشت به نقطه صفر فشار به اتمام می رسد.
- دسته B (اصوات کوبه ای / Impact Noise): زمان اوج‌گیری موج فشار کوتاه است و دامنه فشار بسته به وضعیت منبع تولید صوت متغیر و بیش از 20 دسی بل از صدای زمینه بالاتر است. در نقطه پیک ممکن است به 140 دسی بل برسد و پس از بازگشت به نقطه صفر فشار چند موج پس ضربه به دنبال خود دارد.
انواع منابع تولید صوت:
منبع نقطه ای: منابعی هستند که دارای ابعادی نزدیک به هم بوده و هر بعد آن¬ها از ارتفاع شنوایی دریافت‌کننده صدا کوچک‌تر باشد یا به حدی دور باشد که بعد ظاهری آن از ارتفاع شنونده کوچک‌تر به نظر آیند (4).
منبع خطی: منبعی است که یکی از ابعاد آن دست کم سه برابر ابعاد دیگر منبع باشد؛ که خود به دو نوع خطی پیوسته و ناپیوسته تقسیم می¬شوند (4).
- منابع خطی پیوسته مانند مجاری تهویه
- منابع خطی ناپیوسته مانند دستگاه¬های نساجی که به فاصله ولی در یک خط قرار دارند.
منبع سطحی: اگر منابع خطی در چند ردیف قرارگرفته باشند یا ابعاد منبع صوتی از ارتفاع شنوایی فرد بیشتر باشد را منبع سطحی می¬گویند (4).
انواع میدان های صوتی:
- میدان آزاد (Free field): محدوده¬ای در فضاست که مانعی در آن وجود ندارد (5).
- میدان نزدیک (Near field): میدانی است که در نزدیکی یک منبع تولید صدا است؛ در این میدان نمی¬توان قاعده¬ی خاصی برای میزان صدا بر اساس فاصله تعیین کرد (5).
- میدان دور (Far field): میدان دور منبع پس از پایان یافتن میدان نزدیک آغاز می¬شود (5).
- میدان مستقیم (Direct field): قسمتی از میدان صوتی است که در آن انعکاس از سطوح اتاق وجود ندارد (5).
- میدان بازتابی (Reverberant field): میدان صوتی است که در آن اصوات حداقل یک بازتاب صوتی را تجربه کرده¬اند. این میدان در یک فضای بزرگ و نزدیک به دیوارها اتفاق میفتد (5).
- Halliday D, Resnick R, Walker G. Fundamentals of Holliday Physics2008.
- Khavanin A. 2017.
- Barron RF. Industrial noise control and acoustics: CRC Press; 2002.
- Golmohamadi R. Sound and vibration engineering in industry and environment. 5, editor. Hamedan2019.
- Goelzer B, Hansen CH, Sehrndt G. Occupational exposure to noise: evaluation, prevention and control: World Health Organisation; 2001.