ຕົວຢ່າງຄຳຖາມກ່ຽວກັບຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ ແລະ ລະດັບຄວາມເຂັ້ມ
ໃນຟີຊິກສາດ, ຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ ແລະ ລະດັບຄວາມເຂັ້ມແມ່ນສອງແນວຄວາມຄິດທີ່ສຳຄັນທີ່ມັກຈະຖືກສົນທະນາໃນຫົວຂໍ້ຄື້ນສຽງ. ສຽງແມ່ນຄື້ນກົນຈັກຕາມລວງຍາວທີ່ຜະລິດໂດຍການສັ່ນສະເທືອນ ແລະ ຕ້ອງການຕົວກາງເພື່ອແຜ່ລາມ. ໂດຍການເຂົ້າໃຈຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ ແລະ ລະດັບຄວາມເຂັ້ມ, ພວກເຮົາສາມາດປະເມີນວ່າສຽງທີ່ພວກເຮົາໄດ້ຍິນນັ້ນດັງປານໃດ ແລະ ມັນມີປະຕິກິລິຍາກັບສິ່ງແວດລ້ອມແນວໃດ. ບົດຄວາມນີ້ຈະປຶກສາຫາລືກ່ຽວກັບແນວຄວາມຄິດຂອງຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ ແລະ ລະດັບຄວາມເຂັ້ມ, ພ້ອມກັບບັນຫາຕົວຢ່າງເພື່ອໃຫ້ພາບທີ່ຊັດເຈນກວ່າ.
ແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານຂອງຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ
ຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງໝາຍເຖິງປະລິມານພະລັງງານທີ່ຖືກສົ່ງຕໍ່ໂດຍຄື້ນສຽງຕໍ່ໜ່ວຍເວລາຕໍ່ໜ່ວຍພື້ນທີ່ທີ່ຕັ້ງສາກກັບທິດທາງຂອງການແຜ່ກະຈາຍຂອງຄື້ນ. ໃນລະບົບສາກົນ, ຫົວໜ່ວຍຂອງຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງແມ່ນວັດຕໍ່ຕາແມັດ (W/m²). ຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍໃຊ້ສົມຜົນງ່າຍໆ:
\[ I = \frac{P}{A} \]
ບ່ອນທີ່ \(I\) ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມ, \(P\) ແມ່ນພະລັງງານສຽງທີ່ຜະລິດໂດຍແຫຼ່ງກຳເນີດສຽງ, ແລະ \(A\) ແມ່ນພື້ນທີ່ຜິວທີ່ສຽງແຜ່ລາມໄປ.
ແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານຂອງລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ
ລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ, ເຊິ່ງເອີ້ນກັນວ່າລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ, ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນສະແດງອອກເປັນເດຊີເບວ (dB), ເຊິ່ງເປັນຫົວໜ່ວຍໂລກາລິດທີ່ໃຊ້ເພື່ອສະແດງອັດຕາສ່ວນຂອງຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ. ລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງແມ່ນຄິດໄລ່ໂດຍໃຊ້ສູດ:
\[ L = 10 \log_{10} \left( \frac{I}{I_0} \right) \]
ຢູ່ໃສ:
– \( L \) ແມ່ນລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງເປັນເດຊີເບວ,
– \( I \) ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງທີ່ວັດແທກໄດ້,
- \( I_0 \) ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂອງລະດັບການໄດ້ຍິນຂອງມະນຸດ, ເຊິ່ງແມ່ນ \( 1 \ຄູນ 10^{-12} \, \text{W/m}^2 \).
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມ ແລະ ການສົນທະນາ
ລອງມາເບິ່ງຕົວຢ່າງຄຳຖາມ ແລະ ການສົນທະນາເພື່ອເຂົ້າໃຈຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ ແລະ ລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງໃຫ້ເລິກເຊິ່ງກວ່າເກົ່າ.
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 1:
ຖ້າແຫຼ່ງສຽງປ່ອຍພະລັງງານ 2 ວັດ ແລະ ສຽງຖືກແຈກຢາຍຢ່າງສະໝໍ່າສະເໝີໃນທຸກທິດທາງ, ໃຫ້ຄິດໄລ່ຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງທີ່ໄລຍະຫ່າງ 10 ແມັດຈາກແຫຼ່ງສຽງ.
ເປບບາຮາຊານ:
ກ່ອນອື່ນໝົດ, ພວກເຮົາຈຳເປັນຕ້ອງຄິດໄລ່ເນື້ອທີ່ຜິວຂອງຊົງກົມທີ່ມີລັດສະໝີ 10 ແມັດ. ເນື່ອງຈາກສຽງແຜ່ລາມໄປໃນທຸກທິດທາງ, ພື້ນຜິວທີ່ສຽງເຄື່ອນທີ່ໄປແມ່ນພື້ນຜິວຂອງຊົງກົມ, ເຊິ່ງພື້ນທີ່ສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍໃຊ້ສູດ:
\[ A = 4 \pi r^2 \]
ບ່ອນທີ່ \( r \) ແມ່ນໄລຍະຫ່າງຈາກແຫຼ່ງທີ່ມາ, ເຊິ່ງແມ່ນ 10 ແມັດ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ,
\[ A = 4 \pi (10)^2 = 400 \pi \, \text{m}^2 \]
ດຽວນີ້ພວກເຮົາສາມາດຄິດໄລ່ຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງໄດ້:
\[ I = \frac{P}{A} = \frac{2}{400\pi} \ປະມານ 1.59 \ຄູນ 10^{-3} \, \text{W/m}^2 \]
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 2:
ຖ້າຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງຢູ່ຈຸດໃດໜຶ່ງແມ່ນ \( 1 \times 10^{-3} \, \text{W/m}^2 \), ໃຫ້ຄິດໄລ່ລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງຢູ່ຈຸດນັ້ນ.
ເປບບາຮາຊານ:
ໃຊ້ສູດເພື່ອຄິດໄລ່ລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ:
\[ L = 10 \log_{10} \left( \frac{I}{I_0} \right) = 10 \log_{10} \left( \frac{1 \times 10^{-3}}{1 \times 10^{-12}} \right) \]
\[ L = 10 \log_{10} (1 \ຄູນ 10^9) = 10 \ຄູນ 9 = 90 \, \text{dB} \]
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 3:
ຄອນເສີດມີລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ 110 dB ໃນໄລຍະທາງທີ່ແນ່ນອນ. ຖ້າທ່ານຕ້ອງການຮູ້ຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງໃນໜ່ວຍ W/m², ທ່ານຈະຄິດໄລ່ມັນແນວໃດ?
ເປບບາຮາຊານ:
ຖ້າລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ (L) ຮູ້ວ່າເປັນ 110 dB, ພວກເຮົາສາມາດໃຊ້ສູດລະດັບຄວາມເຂັ້ມເພື່ອຊອກຫາຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ:
\[ L = 10 \log_{10} \left( \frac{I}{I_0} \right) \]
ດັ່ງນັ້ນ, ສົມຜົນນີ້ສາມາດປ່ຽນເປັນ:
\[ 110 = 10 \log_{10} \left( \frac{I}{1 \ຄູນ 10^{-12}} \right) \]
\[ \ລູກສອນຂວາ \log_{10} \left( \frac{I}{1 \times 10^{-12}} \right) = 11 \]
\[ \ລູກສອນຂວາ \frac{I}{1 \ຄູນ 10^{-12}} = 10^{11} \]
\[ \ລູກສອນຂວາ I = 10^{11} \ຄູນ 1 \ຄູນ 10^{-12} \]
\[ I = 10^{-1} \, \text{W/m}^2 = 0.1 \, \text{W/m}^2 \]
ຜ່ານບັນຫາຕົວຢ່າງຂ້າງເທິງ, ພວກເຮົາສາມາດເຫັນວິທີການຄິດໄລ່ ແລະ ເຂົ້າໃຈຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ ແລະ ລະດັບສຽງ. ໂດຍການເຂົ້າໃຈວ່າແນວຄວາມຄິດສອງຢ່າງນີ້ເຮັດວຽກ ແລະ ຖືກຄິດໄລ່ແນວໃດ, ພວກເຮົາສາມາດເຂົ້າໃຈດີຂຶ້ນວ່າສຽງເຮັດວຽກແນວໃດໃນສະພາບແວດລ້ອມປະຈຳວັນຂອງພວກເຮົາ, ລວມທັງການນຳໃຊ້ວິສະວະກຳສຽງ, ການອອກແບບສຽງ ແລະ ການແກ້ໄຂບັນຫາສຽງລົບກວນ. ການເຂົ້າໃຈບົດບາດຂອງຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ ແລະ ລະດັບສຽງຍັງມີຄວາມສຳຄັນຕໍ່ສຸຂະພາບ ແລະ ຄວາມປອດໄພ, ໂດຍສະເພາະໃນການປ້ອງກັນການສູນເສຍການໄດ້ຍິນຈາກການສຳຜັດກັບສຽງທີ່ມີຜົນກະທົບສູງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.
ໃນລັກສະນະດຽວກັນ, ການພິຈາລະນາເຖິງຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ ແລະ ລະດັບສຽງກໍ່ຖືກນຳໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳຕ່າງໆເຊັ່ນ: ດົນຕີ, ໂທລະຄົມມະນາຄົມ ແລະ ການຜະລິດ, ເຊິ່ງການຄວບຄຸມຜົນຜະລິດສຽງແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍເພື່ອຮັບປະກັນຄຸນນະພາບຜະລິດຕະພັນ ແລະ ຄວາມປອດໄພຂອງຜູ້ໃຊ້. ໂດຍລວມແລ້ວ, ຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ດີກ່ຽວກັບແນວຄວາມຄິດເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ເສີມສ້າງຄວາມຮູ້ທາງວິທະຍາສາດເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງມີຜົນກະທົບທາງປະຕິບັດຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຊີວິດປະຈຳວັນ.
