آواز جي شدت ۽ شدت جي سطح جا فارمولا
آواز هڪ مشيني لهر آهي جيڪا هوا، پاڻي، يا ٺوس شين وانگر ڪنهن وچولي ذريعي پکڙجي ٿي. آواز جي شدت ۽ آواز جي شدت جي سطح فزڪس ۾ اهم تصور آهن جيڪي اسان کي سمجهڻ ۾ مدد ڪن ٿا ته اسان آواز کي ڪيئن ٻڌون ٿا ۽ سمجهون ٿا. هي مضمون آواز جي شدت جي بنيادي تصور، شدت ۽ آواز جي شدت جي سطحن سان لاڳاپيل فارمولن، ۽ روزمره جي زندگي ۾ انهن جي استعمال جي وضاحت ڪندو.
آواز جي شدت جو بنيادي تصور
آواز جي شدت مان مراد آهي توانائي جي مقدار جيڪا آواز جي لهر في يونٽ علائقي في يونٽ وقت ۾ کڻي ويندي آهي. رياضي طور تي، آواز جي شدت (I) کي هن طرح ظاهر ڪري سگهجي ٿو:
\[ آئون = \فريڪ{پي}{اي} \]
ڪٿي:
- I آواز جي شدت آهي (واٽ في چورس ميٽر ۾، W/m²).
- P آواز جي ذريعن مان خارج ٿيندڙ في يونٽ وقت جي طاقت يا توانائي آهي (واٽ، W ۾).
- A اهو علائقو آهي جنهن مان آواز جي لهر گذري ٿي (چورس ميٽر ۾، m²).
آواز جي شدت بيان ڪري ٿي ته آواز جي ذريعن کان هڪ خاص فاصلي تي ڪيترو مضبوط يا ڪمزور آواز ٻڌو وڃي ٿو.
آواز جي شدت جي سطح (شدت جي سطح)
آواز جي شدت جي سطح يا آواز جي شدت جي سطح عام طور تي قبول ٿيل حوالي جي شدت جي نسبت آواز جي شدت جو هڪ لوگارٿمڪ ماپ آهي. آواز جي شدت جي سطح کي ماپڻ لاءِ استعمال ٿيندڙ يونٽ ڊيسيبل (dB) آهي. آواز جي شدت جي سطح (L) کي ڳڻڻ لاءِ فارمولا آهي:
\[ ايل = 10 \لاگ_{10} \کاٻو( \فريڪ{آءِ}{آءِ_0} \ساڄو) \]
ڪٿي:
- L آواز جي شدت جي سطح آهي (ڊيسيبل ۾، ڊي بي).
- I ماپيل آواز جي شدت آهي (W/m² ۾).
– I₀ حوالي جي شدت آهي، جيڪا عام طور تي \( 10^{-12} \) W/m² آهي، جيڪا انساني ٻڌڻ جي حد آهي.
آواز جي شدت ۽ شدت جي سطح جي حساب جي مثال
هن تصور کي واضح ڪرڻ لاءِ، اچو ته آواز جي شدت ۽ شدت جي سطحن جي حساب جي ڪجهه مثالن تي نظر وجهون.
مثال 1: آواز جي شدت جو حساب ڪرڻ
فرض ڪريو ته هڪ آواز جو ذريعو 0,01 واٽ بجلي خارج ڪري ٿو، ۽ اها توانائي سڀني طرفن ۾ هڪجهڙائي سان ورهايل آهي. آواز جي ذريعن کان 2 ميٽر جي مفاصلي تي آواز جي شدت جو حساب ڪريو.
حل:
2 ميٽر جي ريڊيس واري گولي جي مٿاڇري واري ايراضي آهي:
\[ الف = 4 \پائي ر^2 \]
\[ الف = 4 \پائي (2)^2 \]
\[ الف = 16 \پائي \ٽيڪسٽ{ م}^2 \]
آواز جي شدت جو اندازو فارمولا استعمال ڪندي لڳائي سگهجي ٿو:
\[ آئون = \فريڪ{پي}{اي} \]
\[ آئون = \frac{0,01 \ٽيڪسٽ{ ڊبليو}}{16 \pi \ٽيڪسٽ{ ايم}^2} \]
\[ آئون \تقريبن \فريڪ{0,01}{50,24} \ٽيڪسٽ{ ڊبليو/ميٽر}^2 \]
\[ I \تقريبن 1,99 \ٽائيم 10^{-4} \ٽيڪسٽ{ W/m}^2 \]
مثال 2: آواز جي شدت جي سطح جو حساب ڪرڻ
جيڪڏهن ذريعو کان هڪ خاص فاصلي تي آواز جي شدت \( 1,99 \times 10^{-4} \) W/m² آهي، ته پوءِ آواز جي شدت جي سطح کي ڊيسيبل ۾ ڳڻيو.
حل:
آواز جي شدت جي سطح جي فارمولي کي استعمال ڪندي:
\[ ايل = 10 \لاگ_{10} \کاٻو( \فريڪ{آءِ}{آءِ_0} \ساڄو) \]
\[ ايل = 10 \لاگ_{10} \ليفٽ( \frac{1,99 \ٽائيمز 10^{-4}}{10^{-12}} \ساڄو) \]
\[ ايل = 10 \لاگ_{10} \کاٻي ( 1,99 \وقت 10^8 \ساڄي) \]
\[ ايل \لڳ ڀڳ 10 \لاگ_{10} (1,99 \وقت 10^8) \]
\[ ايل \لڳ ڀڳ 10 \ليفٽ( \لاگ_{10} (1,99) + \لاگ_{10} (10^8) \ساڄو) \]
\[ ايل \لڳ ڀڳ 10 \کاٻو ( 0,3 + 8 \ساڄو) \]
\[ ايل \تقريبن 10 \وقت 8,3 \]
\[ ايل \لڳ ڀڳ 83 \ٽيڪسٽ{ ڊي بي} \]
آواز جي شدت کي متاثر ڪندڙ عنصر
ڪيترائي عنصر آواز جي شدت کي متاثر ڪري سگھن ٿا، جن ۾ شامل آهن:
1. آواز جي ماخذ کان فاصلو: آواز جي شدت ماخذ کان وڌندڙ فاصلي سان گهٽجي ويندي آهي. اهو توانائي جي وسيع علائقي تي پکڙجڻ جي ڪري آهي.
2. تبليغ جو ذريعو: آواز جي رفتار ۽ پکيڙ پکيڙ جي ذريعن کان متاثر ٿئي ٿي. مثال طور، آواز هوا جي ڀيٽ ۾ پاڻيءَ ۾ تيز سفر ڪري ٿو.
3. آواز جي ذريعن جون خاصيتون: آواز جي ذريعن جي طاقت ۽ آواز جي لهرن جي فريڪوئنسي پيدا ٿيندڙ شدت کي متاثر ڪن ٿا.
آواز جي شدت ۽ شدت جي سطح جي درخواست
شدت ۽ آواز جي شدت جي سطح جا تصور مختلف عملي ايپليڪيشنن ۾ استعمال ٿيندا آهن، جهڙوڪ:
1. پيشه ورانه صحت ۽ حفاظت: ڪم جي جڳهه تي شور کي ڪنٽرول ڪرڻ ۽ گهڻي شور جي نمائش جي ڪري ٻڌڻ جي نقصان کي روڪڻ لاءِ آواز جي شدت جي سطح کي ماپڻ ضروري آهي.
2. ڪمرن جي صوتيات: ڪمرن جي صوتي ڊيزائن، جهڙوڪ آڊيٽوريم ۽ رڪارڊنگ اسٽوڊيو، آواز جي شدت کي نظر ۾ رکندي آهي ته جيئن بهترين آواز جي معيار کي يقيني بڻائي سگهجي.
3. لائوڊ اسپيڪر سسٽم: آڊيو ۽ لائوڊ اسپيڪر سسٽم ۾، آواز جي شدت کي آواز جي مقدار ۽ معيار کي ڪنٽرول ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي.
4. طبي تشخيص: طبي ميدان ۾، الٽراسائونڊ جسم جي اندر ٽشوز جون تصويرون پيدا ڪرڻ لاءِ تيز شدت واري آواز جي لهرن کي استعمال ڪندو آهي.
گھڻن آواز جي ذريعن لاءِ شدت جي سطح جو حساب
جڏهن ڪيترائي آواز جا ذريعا هڪ ئي وقت ڪم ڪري رهيا آهن، ته ڪل شدت هر ذريعي جي شدت جو مجموعو آهي. جڏهن ته، ڪل شدت جي سطح کي ڳڻڻ لاءِ، اسان صرف ڊيسيبل قدرن کي شامل نه ٿا ڪريون. ان جي بدران، اسان کي لڪير جي شدت ڏانهن موٽڻ گهرجي، شدتن کي گڏ ڪرڻ گهرجي، ۽ پوءِ واپس ڊيسيبل ۾ تبديل ڪرڻ گهرجي.
فرض ڪريو ته آواز جا ٻہ ذريعا آهن جن جي شدت جي سطح ترتيب وار 70 ڊي بي ۽ 75 ڊي بي آهي. ڪل شدت جي سطح جو حساب ڪريو.
حل:
شدت جي سطحن کي لڪير جي شدت ۾ تبديل ڪريو:
\[ I_1 = I_0 \ ڀيرا 10^{L_1/10} \]
\[ I_1 = 10^{-12} \ ڀيرا 10^{70/10} \]
\[ I_1 = 10^{-12} \ ڀيرا 10^7 \]
\[ I_1 = 10^{-5} \ٽيڪسٽ{ ڊبليو/م}^2 \]
\[ I_2 = I_0 \ ڀيرا 10^{L_2/10} \]
\[ I_2 = 10^{-12} \ ڀيرا 10^{75/10} \]
\[ I_2 = 10^{-12} \ ڀيرا 10^{7,5} \]
\[ I_2 = 10^{-12} \ ڀيرا 3,16 \ ڀيرا 10^7 \]
\[ I_2 = 3,16 \ ڀيرا 10^{-5} \ٽيڪسٽ{ W/m}^2 \]
شدتون شامل ڪريو:
\[ I_{\ٽيڪسٽ{ڪل}} = I_1 + I_2 \]
\[ I_{\ٽيڪسٽ{ڪل}} = 10^{-5} + 3,16 \ ڀيرا 10^{-5} \]
\[ I_{\ٽيڪسٽ{ڪل}} = 4,16 \ ڀيرا 10^{-5} \ٽيڪسٽ{ W/m}^2 \]
ڊيسيبل ۾ واپس تبديل ڪريو:
\[ ايل_{\ٽيڪسٽ{ڪل}} = 10 \لاگ_{10} \کاٻي( \فريڪ{آءِ_{\ٽيڪسٽ{ڪل}}}{آءِ_0} \ساڄو) \]
\[ L_{\ٽيڪسٽ{ڪل}} = 10 \لاگ_{10} \ليفٽ( \frac{4,16 \ٽائيمز 10^{-5}}{10^{-12}} \ساڄو) \]
\[ L_{\ٽيڪسٽ{ڪل}} = 10 \لاگ_{10} (4,16 \وقت 10^7) \]
\[ ايل_{\ٽيڪسٽ{ڪل}} \لڳ ڀڳ 10 (\لاگ_{10} 4,16 + \لاگ_{10} 10^7) \]
\[ L_{\ٽيڪسٽ{ڪل}} \لڳ ڀڳ 10 (0,62 + 7) \]
\[ ايل_{\ٽيڪسٽ{ڪل}} \لڳ ڀڳ 76,2 \ٽيڪسٽ{ڊي بي} \]
نتيجو
آواز جي شدت ۽ آواز جي شدت جي سطح فزڪس ۽ انجنيئرنگ ۾ اهم تصور آهن جيڪي اسان کي مختلف تناظر ۾ آواز کي سمجهڻ ۽ ماپڻ ۾ مدد ڪن ٿا. لاڳاپيل فارمولن کي استعمال ڪندي، اسان حساب ڪري سگهون ٿا ته آواز ڪيترو بلند آهي ۽ روزمره جي زندگي ۾ شور جي اثرات کي ڪنٽرول ڪري سگهون ٿا. هي علم پيشه ورانه صحت ۽ حفاظت کان وٺي صوتي ڊيزائن ۽ طبي تشخيص تائين، ايپليڪيشنن جي وسيع رينج ۾ مفيد آهي. اهو سمجهڻ ته آواز ماحول سان ڪيئن لهه وچڙ ڪري ٿو ۽ اسان ان کي ڪيئن ماپون ٿا اسان کي هر ڪنهن لاءِ وڌيڪ آرامده ۽ محفوظ ماحول پيدا ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو.
