الديسيبل

يختلف أهدأ صوت يمكن لأذن شابة وسليمة سماعه عن صوت محرّك نفاث من مسافة قريبة في الضغط بمقدار ملايين المرات، وفي الشدة بمقدار مليون مليون مليون مرة. كتابة أعداد كهذه أمر غير مريح، لذلك نضغطها باستخدام اللوغاريتم. والنتيجة هي الديسيبل (dB).

بالنسبة إلى الشدة I (القدرة لكل متر مربع): L = 10 × log₁₀(I / I₀)، مع المرجع I₀ = 10⁻¹² W/m².

وبالنسبة إلى الضغط p: L = 20 × log₁₀(p / p₀)، مع المرجع p₀ = 20 ميكروباسكال (20 µPa). قارن ذلك بضغط الهواء من حولك، الذي يبلغ نحو 101,325 Pa: فأهدأ صوت يمكن سماعه لا يتجاوز تقريبًا جزأين من عشرة مليارات من هذا الضغط. صوت شدته 1 باسكال يبلغ نحو 94 dB، وصوت شدته 20 Pa يبلغ نحو 120 dB.

كل ما تحتاج إليه هو قاعدتان تقريبيتان:

• +10 dB تعني شدة أكبر 10 مرات. و+20 dB تعني 100 مرة، و+30 dB تعني 1,000 مرة.
• +3 dB تعني شدة مضاعفة (و+6 dB تعني ضغطًا مضاعفًا).

0 dB لا يعني الصمت. بل هو المستوى المرجعي القريب من عتبة السمع. وقد تكون المستويات سالبة في الغرف الهادئة جدًا.

المستويات المعتادة (مقربة، وموزونة وفق A، ومن مصادر الصحة العامة؛ إذ تختلف القيم الفعلية كثيرًا):

• الهمس على بُعد 1 m: نحو 30 dB.
• المحادثة العادية: نحو 60 dB.
• حركة المرور الكثيفة على الطريق: نحو 70 إلى 85 dB.
• الدراجة النارية: نحو 90 إلى 100 dB.
• الحفل الصاخب: نحو 100 إلى 115 dB.
• الطائرة النفاثة عند الإقلاع، بالقرب منها: نحو 120 إلى 140 dB.

dB(A). لا تكون الأذن حساسة بالقدر نفسه عند جميع الترددات، لذلك يمكن لأجهزة قياس الضوضاء تطبيق الترجيح A الذي يقلل الترددات المنخفضة والترددات العالية جدًا بالطريقة التي تفعلها الأذن. ويكون العدد المكتوب dBA أو dB(A) موزونًا بهذه الطريقة. وتُعطى حدود الضوضاء الصحية بوحدة dBA.

كيف يبدو ارتفاع الصوت؟ إن إحساسنا بارتفاع الصوت لوغاريتمي تقريبًا أيضًا. وكقاعدة تقريبية، تبدو زيادة قدرها +10 dB أعلى بنحو الضعف، رغم أن الشدة تصبح أكبر بـ 10 مرات. ويكون للحفل عند 100 dB شدة أكبر بمليون مرة من غرفة عند 40 dB، ووفقًا للقاعدة التقريبية يبدو أعلى بنحو 64 مرة (ستة أضعاف متتالية).

جمع الديسيبل. لا تُجمع الديسيبلات مثل الأعداد العادية، لأنها لوغاريتمات. اجمع الشدة، ثم حوّلها مرة أخرى. يعطي صوتان متساويا الشدة، كل منهما عند 60 dB، 63 dB، وليس 120 dB: فمضاعفة الشدة لا تزيد المستوى إلا بمقدار +3 dB. وتضيف عشرة مصادر متساوية 10 dB. ويعطي صوت عند 60 dB بجانب صوت عند 70 dB نحو 70.4 dB: فالصوت الأعلى يحجب الصوت الأقل.

سلامة السمع. يمكن للصوت المرتفع أن يتلف الخلايا الشعرية الصغيرة في الأذن الداخلية، ويكون هذا التلف دائمًا. والمهم هو المستوى والوقت معًا. يوصي معهد NIOSH في الولايات المتحدة بحد قدره 85 dBA في المتوسط خلال 8 ساعات. ومع كل زيادة قدرها 3 dB، ينخفض الوقت الآمن إلى النصف (ويُسمى هذا معدل التبادل البالغ 3 dB؛ وتقدم منظمة الصحة العالمية الإرشادات نفسها، وهي 85 dB خلال 8 ساعات، للاستماع الآمن):

• 85 dBA: 8 ساعات.
• 88 dBA: 4 ساعات.
• 91 dBA: ساعتان.
• 94 dBA: ساعة واحدة.
• 97 dBA: 30 دقيقة.
• 100 dBA: 15 دقيقة.

هذه حدود قصوى ليوم كامل وليست أهدافًا: فالأقل ضوضاءً أفضل دائمًا، والأصوات التي تسمعها طوال اليوم تتراكم. يمكن للعديد من سماعات الرأس والهواتف تشغيل أصوات تتجاوز 100 dB، لذلك يهم الحجم. اختبار بسيط: إذا لم تتمكن من سماع شخص يتحدث على بُعد ذراع، أو اضطررت إلى الصراخ لكي يسمعك، فمن المحتمل أن يكون الصوت أعلى من 85 dB. وتخفض سدادات الأذن المصممة للموسيقى المستوى من دون أن تكتمه.