ध्वनि के स्तर को मापकर, आप संगीत और शोर के अंतर को पहचान सकते हैं !

मेरठ की सड़कों पर ट्रैफ़िक जाम की स्थति में अत्यधिक शोर सुनाई देता है! कोई ध्वनि हमारे लिए कब शोर में बदल सकती है, यह जानने के लिए, आप ध्वनि स्तर मीटर का सहारा ले सकते हैं| ध्वनि मापन की समझ होने पर हमारे लिए इसकी तीव्रता, पिच और गुणवत्ता को समझना आसान हो जाता है। ध्वनि आमतौर पर डेसिबल (Decibel (dB)) में मापी जाती है। डेसिबल स्केल लॉगरिदमिक होता है। इसका मतलब है कि हर 10 dB की वृद्धि ध्वनि की तीव्रता में दस गुना वृद्धि को दर्शाती है। ध्वनि की पिच, हर्ट्ज़ (Hertz (Hz)) में मापी जाती है। यह मापन, ध्वनि तरंगों की आवृत्ति को बताता है। उदाहरण के लिए, बास ड्रम जैसी कम आवृत्ति वाली ध्वनियों का हर्ट्ज़ मान कम होता है। वहीं, सीटी जैसी उच्च आवृत्ति वाली ध्वनियों का हर्ट्ज़ मान अधिक होता है। आज, के इस लेख में हम ध्वनि स्तर मीटर के बारे में जानेंगे। इस उपकरण का उपयोग ध्वनि की तीव्रता को मापने के लिए किया जाता है। आगे, हम यह पता लगाएंगे कि डेसिबल क्या हैं और उन्हें कैसे मापा जाता है।  फिर हम मैक संख्या को देखेंगे। यह एक आयामहीन इकाई है जो ध्वनि की गति के सापेक्ष किसी वस्तु की गति को मापती है। अंत में, हम dB और dB(A) के बीच अंतर को समझेंगे।

ध्वनि स्तर मीटर क्या है?

ध्वनि स्तर मीटर (Sound Level Meter, SLM) एक छोटा और पोर्टेबल उपकरण होता है। यह आमतौर पर बैटरी पर चलता है और इसका उपयोग ध्वनि-दबाव स्तरों को मापने के लिए किया जाता है। इस मीटर में विशेष आवृत्ति भार नेटवर्क होते हैं। ये नेटवर्क विभिन्न स्तरों पर समान लाउडनेस के कंटूर का अनुमान लगाते हैं। ध्वनि स्तर मीटर को ध्वनि दबाव स्तर मीटर (SPL) भी कहा जाता है।

ध्वनि दबाव स्तर (SPL) क्या है?

ध्वनि दबाव स्तर को समझने के लिए पहले "ध्वनि दबाव" (Sound Pressure) को समझना ज़रूरी है। ध्वनि दबाव, (p) वायुमंडलीय दबाव में वह परिवर्तन है, जो ध्वनि की वजह से होता है। इसे पास्कल (Pascal (Pa)) में मापा जाता है।

हालाँकि, रोज़मर्रा की ज़िंदगी में ध्वनि की मात्रा को पास्कल में मापना मुश्किल है। इसके बजाय, इसे डेसिबल (dB) में मापना अधिक सुविधाजनक होता है। इसलिए, ध्वनि दबाव (Pa) को ध्वनि दबाव स्तर (dB) में बदल दिया जाता है।

इस परिवर्तन को एक  फ़ॉर्मूले से व्यक्त किया जाता है:

SPL = 20 × Log10 (P / Pref)

ध्वनि स्तर कैसे मापा जाता है?

किसी स्थान के ध्वनिक वातावरण का विश्लेषण करने के लिए ध्वनि स्तर को मापना आवश्यक होता है। इसके लिए कई प्रकार की तकनीकों और उपकरणों का उपयोग किया जाता है। 
इन उपकरणों में प्रमुख हैं:

ध्वनि स्तर मीटर (Sound level meter) : ये उपकरण, डेसिबल (dB) में तात्कालिक ध्वनि दबाव स्तर मापते हैं। इन्हें किसी क्षेत्र के कुल ध्वनि दबाव स्तर का पता लगाने के लिए उपयोग किया जाता है।

शोर डोसीमीटर (Noise dosimeter) : ये समय के साथ व्यक्ति पर होने वाले ध्वनि के संचयी प्रभाव को मापते हैं। इनका उपयोग अधिकतर खतरनाक वातावरण में किया जाता है।

किसी क्षेत्र का ध्वनि स्तर मापने से यह पता लगाया जा सकता है कि वह स्तर श्रमिकों और निवासियों के लिए सुरक्षित है या नहीं। इससे शोर के अनावश्यक स्रोतों का भी मूल्यांकन किया जा सकता है।

उदाहरण के लिए, अगर किसी कार्यालय का शोर स्तर बहुत अधिक है, तो इसे स्थानीय कानूनों में परिभाषित स्वीकार्य सीमाओं से तुलना की जा सकती है। इसके अलावा, इन मापों से ऐसे क्षेत्रों की पहचान की जा सकती है, जहाँ ध्वनि निरोधक उपाय आवश्यक या लाभकारी हो सकते हैं।

डेसिबल क्या हैं और इन्हें कैसे मापा जाता है?

डेसिबल, ध्वनि की सापेक्ष तीव्रता को मापने की इकाई है। यह मापने का तरीका थोड़ा अलग है, क्योंकि मानव कान बेहद संवेदनशील होता है। कान हल्की फुसफुसाहट सुन सकता है और साथ ही जेट इंजन की गूंज को भी पहचान सकता है।  यह ध्वनियों की विशाल रेंज को कैप्चर करती है, जिसे मानव कान पहचान सकता है। पत्तियों की हल्की सरसराहट से लेकर जेट इंजन की गगनभेदी आवाज़ तक, डेसिबल एक सूक्ष्म और सटीक तरीका प्रदान करता है।

शक्ति की दृष्टि से, जेट इंजन की आवाज़ सबसे हल्की सुनने योग्य ध्वनि से एक खरब (1,000,000,000,000) गुना अधिक शक्तिशाली होती है।

डेसिबल पैमाना: डेसिबल पैमाना, लघुगणकीय (Logarithmic) होता है। इसका मतलब है कि यह ध्वनि की तीव्रता को 10 के गुणांक के अनुसार बढ़ाता है।

• सबसे छोटी श्रव्य ध्वनि या लगभग पूर्ण मौन को 0 dB कहा जाता है।
• 10 गुना अधिक शक्तिशाली ध्वनि 10 dB होती है।
• 100 गुना अधिक शक्तिशाली ध्वनि 20 dB तक पहुँचती है।
• इसी तरह, 1,000 गुना अधिक शक्तिशाली ध्वनि 30 dB होती है।

नीचे कुछ सामान्य ध्वनियों की डेसिबल रेटिंग दी गई है:

• लगभग पूर्ण मौन: 0 dB
•  फ़ुसफ़ुसाहट: 15 dB
• सामान्य बातचीत: 60 dB
• लॉन घास काटने की मशीन: 90 dB
• कार का हॉर्न: 110 dB
• रॉक कॉन्सर्ट या जेट इंजन: 120 dB
• बंदूक की गोली या पटाखा: 140 dB

ध्वनि की तीव्रता, दूरी पर भी निर्भर करती है। यदि आप ध्वनि स्रोत से दूर होते हैं, तो इसकी तीव्रता कम हो जाती है। उपरोक्त रेटिंग्स ध्वनि स्रोत के करीब खड़े होकर मापी गई हैं।

सामान्य सुनने वाला व्यक्ति 10 dB तक की आवाज़ सुन सकता है। वहीं, मध्यम श्रवण हानि वाला व्यक्ति 50 dB से कम तीव्रता वाली आवाज़ नहीं सुन पाता।

मैक संख्या क्या है?

मैक संख्या (Mach number) एक आयामहीन माप है, जिसका नाम वैज्ञानिक अर्नेस्ट मैके (Ernest Mackay) के नाम पर रखा गया है। यह किसी वस्तु की गति और ध्वनि की गति के अनुपात को दर्शाती है। यह द्रव प्रवाह में एक महत्वपूर्ण इकाई है।

द्रव, आमतौर पर दो श्रेणियों में वर्गीकृत किए जाते हैं:

1. संपीड़ित द्रव (Compressible Fluids)
2. गैर-संपीड़ित द्रव (Incompressible Fluids)

मैक संख्या से यह समझने में मदद मिलती है कि कोई द्रव, संपीड़ित है या नहीं। मैक संख्या, हवा में विमान की गति की तुलना ध्वनि की गति से करती है। हवा में ध्वनि की गति लगभग 343 मीटर प्रति सेकंड होती है। हालांकि, यह मान स्थिर नहीं है। यह तापमान और अन्य कारकों के अनुसार बदलता रहता है। मैक संख्या विमान डिज़ाइन में उपयोगी साबित होती है। इससे पता चलता है कि द्रव संपीड़ित है या नहीं।

साथ ही, यह किसी वस्तु की गति को ध्वनि की गति से तुलना करने में मदद करती है। 

जब कोई विमान उड़ता है, तो वह आसपास की हवा को प्रभवित करता है। यदि उसकी गति अधिक होती है, तो वह हवा को संपीड़ित कर देता है। मैक संख्या हमें यह बताती है कि विमान की गति से आसपास की हवा कैसे प्रभावित होगी। यह जानकारी विमान के डिज़ाइन और वायुगतिकीय अध्ययन के लिए महत्वपूर्ण साबित होती है।

मैक संख्या का सूत्र

मैक संख्या का गणना सूत्र निम्नलिखित है:

𝑀 =𝑣/𝑐

जहाँ:

M: स्थानीय मैक संख्या

v: वस्तु की गति

c: माध्यम में ध्वनि की गति

ध्वनि की गति (c), तापमान के अनुसार बदलती रहती है।

मैक संख्या और प्रवाह के प्रकार

मैक संख्या के आधार पर प्रवाह को अलग-अलग श्रेणियों में बाँटा गया है:

dB और dB(A) में क्या अंतर है?

वेंटिलेशन सिस्टम और ध्वनि माप की दुनिया में, “dB" और “dB(A)" शब्द, अक्सर सुने जाते हैं। ये दोनों शब्द, ध्वनि दबाव स्तर को मापने के लिए उपयोग किए जाते हैं। हालांकि, इनका उपयोग अलग संदर्भों में किया जाता है।

dB (डेसिबल): dB का मतलब डेसिबल है। यह ध्वनि दबाव मापने की एक इकाई है।

• यह सीधे ध्वनि के स्तर को इंगित करता है।
• dB माप में मानव श्रवण की संवेदनशीलता का ध्यान नहीं रखा जाता।
• यह एक रैखिक पैमाना है। इसका मतलब है कि हर 10 dB की वृद्धि ध्वनि दबाव में 10 गुना वृद्धि को दर्शाती है।
• जितना अधिक dB मान होगा, ध्वनि उतनी ही तेज़ होगी।

dB(A): dB(A), मानव श्रवण की संवेदनशीलता को दर्शाने वाला एक पैमाना होता है।

यह इस तथ्य पर आधारित है कि इंसान सभी ध्वनि आवृत्तियों को समान रूप से महसूस नहीं करता।

मानव कान, कम और उच्च आवृत्तियों के प्रति कम संवेदनशील होते हैं। dB(A) मापने के लिए एक विशेष फ़िल्टर का उपयोग किया जाता है। यह फ़िल्टर, निम्न और उच्च आवृत्तियों के प्रभाव को कम करता है। इसका उद्देश्य यह मापना है कि कोई व्यक्ति वास्तव में ध्वनि को कैसे सुनता या समझता है।

दोनों में मुख्य अंतर

• dB पूरी ध्वनि का दबाव स्तर मापता है।
• dB(A) दर्शाता है कि, मानव कान, उस ध्वनि को कैसे अनुभव करता है।
• dB में ध्वनि आवृत्तियों की संवेदनशीलता का समायोजन नहीं होता। जबकि, dB(A) यह समायोजन करता है।
• प्रयोग का महत्व
• औद्योगिक और वेंटिलेशन सिस्टम (Ventilation System) जैसे शोर-युक्त वातावरण में दोनों संकेतक उपयोग किए जाते हैं।
• dB, कुल ध्वनि दबाव मापने के लिए उपयोगी है।
• dB(A), यह समझने में मदद करता है कि, शोर, मानव कानों को कैसे प्रभावित कर सकता है।

संदर्भ 

https://tinyurl.com/2753ar8g

https://tinyurl.com/2dncgy83

https://tinyurl.com/25ktbumn

https://tinyurl.com/2cocp9su

मुख्य चित्र:  शहर में ध्वनि मापन (Wikimedia)