موج شنیداری (Audible Wave)، در فیزیک (Physics)
انواع امواج (Wave)، در فیزیک (Physics) را در آموزش زیر شرح دادیم :
موج شنیداری (Audible Wave) :
موج شنیداری به امواج صوتی با فرکانسی اطلاق می شود که برای انسان قابل شنیدن است. بازه شنوایی انسان به طور متوسط بین ۲۰ تا ۲۰۰۰۰ هرتز (۲۰ کیلوهرتز) است. با افزایش سن، معمولا حد بالای شنوایی کاهش می یابد (پدیده پیرگوشی). صداهای پایین تر از ۲۰ هرتز (فروصوت) و بالاتر از ۲۰۰۰۰ هرتز (فراصوت) توسط گوش انسان قابل درک نیستند. حساسیت گوش انسان به فرکانس های مختلف یکسان نیست و بیشترین حساسیت در محدوده فرکانسی حدود ۲۰۰۰ تا ۵۰۰۰ هرتز است که محدوده اصلی گفتار انسان نیز هست.
مکانیسم شنوایی: امواج صوتی توسط گوش خارجی جمع آوری شده و به پرده صماخ می رسند. پرده صماخ با فرکانس صوت به ارتعاش درمی آید. این ارتعاش از طریق سه استخوانچه گوش میانی (چکشی، سندانی، رکابی) به گوش داخلی (حلزون شنوایی) منتقل می شود. حلزون شنوایی مملو از مایع و سلول های مویی است که هر کدام به فرکانس خاصی حساس هستند. سلول های مویی ارتعاشات را به سیگنال های الکتریکی تبدیل کرده و از طریق عصب شنوایی به مغز می فرستند. مغز این سیگنال ها را به عنوان صدا تفسیر می کند.
محدوده دینامیکی شنوایی: گوش انسان قادر به تشخیص صداهایی با شدت بسیار کم (آستانه شنوایی) تا صداهای بسیار بلند (آستانه درد) است. آستانه شنوایی در فرکانس ۱۰۰۰ هرتز حدود ۰ دسی بل (معادل
\[ 2 \times 10^{-5} \]پاسکال فشار) است. آستانه درد حدود ۱۲۰ تا ۱۳۰ دسی بل است. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض صداهای بالای ۸۵ دسی بل می تواند باعث آسیب دائمی شنوایی شود. مقیاس دسی بل لگاریتمی است، یعنی افزایش ۱۰ دسی بل معادل ده برابر شدن شدت صوت است.
ادراک زیروبمی: زیروبمی (pitch) یک ویژگی ذهنی صدا است که عمدتا به فرکانس آن بستگی دارد. با افزایش فرکانس، صدا زیرتر احساس می شود. انسان می تواند تغییرات بسیار کوچک در فرکانس (حدود ۰.۳٪ در محدوده گفتار) را تشخیص دهد. ادراک زیروبمی به شدت صوت نیز وابسته است (برای صداهای بسیار بلند یا بسیار کم، ممکن است زیروبمی کمی تغییر کند). مغز ما می تواند زیروبمی یک نت موسیقی را حتی در حضور هارمونیک های متعدد تشخیص دهد.
ادراک بلندی: بلندی (loudness) یک ویژگی ذهنی صدا است که به شدت (دامنه) صوت بستگی دارد، اما رابطه خطی نیست. منحنی های هم بلندی (isophonic curves) نشان می دهند که گوش انسان در فرکانس های میانی حساس تر است و برای احساس بلندی یکسان، صداهای با فرکانس پایین و بالا نیاز به شدت بیشتری دارند. واحد بلندی فون (phon) است. برای مثال، یک صدای ۵۰ فون در هر فرکانسی، بلندی برابر با یک صدای ۱۰۰۰ هرتز با شدت ۵۰ دسی بل دارد.
کاربردها: شناخت محدوده شنیداری در طراحی سیستم های صوتی، سمعک ها، و محافظت از شنوایی اهمیت دارد. در موسیقی، آهنگسازان از محدوده شنیداری برای خلق آثار خود استفاده می کنند. در ارتباطات، تلفن ها معمولا محدوده ۳۰۰ تا ۳۴۰۰ هرتز را منتقل می کنند که برای گفتار کافی است. در صنعت، اندازه گیری نویز و کنترل آلودگی صوتی بر اساس استانداردهای شنیداری انجام می شود. همچنین در طراحی محیط های کاری، رعایت آسایش صوتی برای جلوگیری از خستگی و کاهش تمرکز ضروری است.
