بسامد یا فرکانس و شدت فشار صوتی SPL
در ابتدا به طور کلی میتوان اینطور بیان کرد که صدا نتیجه ارتعاش یک جسم است و در محیط مادی (هوا یا آب) به صورت موج انتشار می‌یابد و ما در دستگاه شنوایی مان آن را با فعل و انفعالات فیزیولوژیکی درک می‌کنیم.
سرعت انتشار صوت در محیطهای مختلف، متفاوت است. سرعت صوت در جامدات بیشتر از مایعات و در مایعات بیشتر از گازهاست. (برای مثال، سرعت صوت در هوا در حدود 340 متر بر ثانیه، در آب در حدود 1530 متر بر ثانیه و در آهن تقریباً 5850 متر بر ثانیه است)
بسامد یا فرکانس frequency : تعداد حرکت نوسانی را در مدت زمان معین بسامد می‌نامند. (هر حرکت کامل نوسانی تناوب نامیده می‌شود). زمان اندازه‌گیری نوسان‌ها ثانیه می‌باشد و تعدادشان با واحد هرتز مشخص می‌شود. ثانیه/تعداد نوسان Hz=
بسامد یا فرکانس
هر مقدار بسامد صدا بیشتر باشد یعنی حرکت ارتعاشی تندتر باشد صدای حاصل زیرتر و هرمقدار بسامد آن کمتر باشد بم تر خواهد بود. اما گوش انسان سالم تنها قادر به شنیدن صداها در بازه بسامدی بین ۲۰ تا ۲۰۰۰۰ هرتز می‌باشد. در این میان باید توجه داشت که با افزایش سن، انسان معمولاً توانایی شنیدن فرکانسهای خیلی بالا یا خیلی پایین را از دست می‌دهد.
برای تولید و انتشارات امواج آکوستیکی، ارتعاش‌هایی را که سبب تولید و انتقال موجهای آکوستیکی میشوند بر حسب حدود فرکانسشان به سه دسته تقسیم میشوند: ارتعاش‌های صوتی که در ایجاد صدا مؤثرند و با گوش شنیده میشوند. حدود فرکانس ارتعاش‌هایی از این نوع که در ایجاد صدا مؤثرند و با گوش شنیده میشوند، بین ۲۰ الی ۱۵۰۰۰ سیکل بر ثانیه می‌باشد. ارتعاش‌های فراصوتی از فرکانسهای ۱۵۰۰۰ سیکل بر ثانیه به بالا و ارتعاش‌های فروصوتی، از فرکانسهای ۲۰ سیکل بر ثانیه به پایین.
طول موج: جسم مرتعش هر تناوب کامل را در مدت زمانی مشخص انجام می‌دهد. واحد طول موج متر بوده و هرچه این مقدار کوتاهتر باشد صدا زیرتر و در صورت بلند بودن صدا بم تر می‌باشد.
دامنه: حداکثر مسافتی که جسم مرتعش از نقطه تعادل خود در وسط به دو طرف (نقاط اوج) طی می‌کند. دامنه بیانی از شدت صدا (Gain) است. هرچه دامنه صدا بلندتر صدا شدیدتر و در صورت کوتاه بودن صدا ضعیف تر است.
ارتعاش های صوتی که با گوش شنیده میشوند را میتوان به سه قسمت تقسیم کرد که به آن اکولایزر هم میگویند:
- فرکانس های پایین یا بیس (Low Frequency): هر چه تعداد ارتعاشات بر واحد زمان کمتر باشد، صدا از حجم بیشتری برخوردار بوده و به صورت بم شنیده می‌شود. معمولا بازه‌ی فرکانسی موثر اصوات بم در یک موسیقی در محدوده‌ی 20 الی 250 هرتز است. البته خود این بازه فرکانسی به دو ناحیه ساب بیس و بیس تقسیم می‌گردد. به طور مشخص، ساب بیس از 20 تا 50 هرتز و بیس از 50 تا 250 هرتز را در برمی‌گیرد.
- فرکانسهای میانی (Mid-Range Frequency):این فرکانس‌ها نوساناتی بالاتر از فرکانسهای پایین دارند. بسیاری از اصواتی که برای انسان آشنایی دارد، در این محدوده فرکانسی است. به عنوان مثال صدای خود انسان و یا سازهایی مانند پیانو و گیتار. بنابراین نحوه پخش این نوع فرکانس‌ها به طور صحیح اهمیت بسیار بالایی دارد. در مهندسی صدا این بازه فرکانسی به بازه‌ی فرکانسیکثیف (Muddy) نیز شناخته می‌شود. در نظر داشته باشید اسپیکری که توانایی پخش این بازه فرکانسی به بهترین نحو را داشته باشد، می‌تواند صدای مطلوب و رضایت بخشی داشته باشد. محدوده فرکانسی بازه‌ی میانی و پایین تر از فرکانسهای میانی (Low Mid-Range Frequency) که دقیقا بعد از فرکانسهای پایین (بیس) قرار دارند، از 250 هرتز شروع شده و تا 2 کیلوهرتز ادامه می‌یابد.
معمولا کمی بالاتر از بسامد موثر صدای انسان فرکامس های (High Mid-Range Frequency) است. صداهای انسانی زیر و یا صوت خانم‌ها در یک دسته عمومی می‌تواند در این بازه قرار داشته باشد. محدوده فرکانسی در این بازه از 2 کیلوهرتز تا 4 کیلوهرتز است. علاوه بر این، محدوده فرکانسی بین 4 الی 6 کیلوهرتز هم جزو همین دسته قرار میگیرد و به آن فرکانس های شفافیت هم میگویند که تقویت آن معمولا باعث وضوح بیشتر اثر صوتی می‌شود و به نوعی به آن شفافیت می‌بخشد.
- فرکانسهای بالا (High Frequency): به نوسانات بالای 6 کیلوهرتز، فرکانس بالا گفته می‌شود. معمولا صوت در این ناحیه شنیداری حالت گنگ پیدا می‌نماید و تفکیک جزئیات در این ناحیه امری دشوار است. با این وجود گستره شنوایی هر شخص در قسمت بالایی فرکانس‌ها متفاوت است. بهتر است بدانید که معمولا در بسیاری از قطعات موسیقی فرکانسهای بالای 16 کیلوهرتز را به وسیله اکولایزر برش می‌زنند تا صدایی بالاتر از این حد بسامد به گوش نرسد.
بسامد یا فرکانس و شدت فشار صوتی SPL
- شدت فشار صوتی SPL (فشار آکوستیک): به انحراف فشار محلی نسبت به فشار محیط اطراف اطلاق می‌شود، که توسط یک موج صوتی ایجاد شده باشد که بر حسب واحد دسیبل می‌باشد که یک واحد مقایسه‌ای است و عبارت است از ده برابر log نسبت شدت صدای مورد نظر به شدت یک سطح مقایسه‌ای که به‌طور قراردادی صدایی است که دارای ۰/۰۰۰۲ میکرو بار فشار بوده و به عنوان آستانه شنوایی در انسان در نظر گرفته می‌شود.
فرکانس شنوایی انسان بین۲۰۰۰۰ – ۲۰ سیکل در ثانیه انجام می‌شود که دارای شدتی برابر ۶۰ – ۳۰ دسی بل می‌باشد. صداهای مختلف دارای شدت دسی بل متفاوت هستند. به عنوان مثال:
حین زمزمه کردن 20 تا 30 دسیبل است.
دفترکار یا اتاق آرام 40 دسیبل است.
مکالمه و صحبت 60 دسیبل است.
صدای یک رستوران شلوغ 70دسیبل است.
اتوبوس و کامیون در حال عبور 80 دسیبل است.
فریاد بلند 90 دسیبل است.
صدای بوق یا آژیر ماشین 110 تا 120 دسیبل است.
صدای رعد و برق 120 دسیبل است.
صدای هواپیما یا جت 140 دسیبل است.
صدای سلاح های نظامی بزرگ 140 تا 190 دسیبل است.
صدای بمب ها اتمی 190 دسییبل است.
شدت صوت یک کمیت فیزیکی است اما بلندی صوت یک خاصیت فیزیولوژیکی که علاوه بر شدت صوت به گوش انسان نیز بستگی دارد.
شدت فشار صوتی SPL
ویدئو تعریف شدت فشار صوتی SPL: