শব্দের তীব্রতা ও ডেসিবেল

শব্দ-শক্তি উৎস থেকে প্রতিটি দিকে সমানভাবে ছড়ায়, গোলকের গায়ে বাইরে বাড়া ঢেউয়ের মতো। সেই গোলক যত বড় হয়, একই মোট ক্ষমতা তত বেশি ক্ষেত্রফলে টানা পড়ে, তাই তীব্রতা — প্রতি বর্গমিটার ক্ষমতা — দূরত্বের বিপরীত-বর্গ নিয়মে দ্রুত পড়ে যায়।

সূত্র

I = P / (4π · r²)

• I — তীব্রতা (W/m²): প্রতি বর্গমিটার ক্ষেত্রফল দিয়ে কত শব্দ-ক্ষমতা যায়
• P — ক্ষমতা (W): উৎস প্রতি সেকেন্ডে যে মোট শব্দ-শক্তি নির্গত করে
• r — দূরত্ব (m): আপনি উৎস থেকে কতদূরে

সমাধান করা উদাহরণ

একটি স্পিকার 12.56 ওয়াট শব্দ-ক্ষমতা সব দিকে সমানভাবে বিকিরণ করে। 4π ≈ 12.56 ধরে 1 মিটার দূরে শব্দের তীব্রতা কত?

• P = 12.56 W
• r = 1 m

1. I = P / (4π · r²)
2. I = 12.56 W / (12.56 · 1 m²)

I = 1 W/m²

নিজেকে পরীক্ষা করুন

যেখানে এটি দেখবেন

রাস্তার শিল্পীর কাছ থেকে পিছনে হটুন বা কনসার্টের লন পেরোন — দূরত্ব যত বাড়ে শব্দের জোর তার চেয়েও দ্রুত কমে, কারণ একই শব্দ-ক্ষমতা ক্রমশ বড় হতে থাকা এক গোলকের গায়ে মাখানো হচ্ছে। 12.56 ওয়াট ক্ষমতার একটি স্পিকার 1 মিটার দূরে দেয় 1 W/m², কিন্তু 2 মিটার দূরে কেবল 0.25 W/m²; চার সারি পেছনের শ্রোতার ভাগে পড়ে প্রথম সারির তীব্রতার সামান্য একটি ভগ্নাংশ।

সাধারণ ভুল

সহজাত ভুল হলো অর্ধেক ভেবে হিসাব করা: দূরত্ব দ্বিগুণ হলে তীব্রতা নিশ্চয়ই অর্ধেক হবে — অথচ I = P / (4π · r²)-এর r বর্গ করা থাকে, তাই দূরত্ব দ্বিগুণ করলে তীব্রতা চার দিয়ে ভাগ হয়, আর তিন গুণ করলে নয় দিয়ে। ডেসিবেল স্কেলও একইভাবে মানুষকে হোঁচট খাওয়ায়: এটি লগারিদমিক, তাই তীব্রতায় প্রতি ×10 বাড়ায় কেবল 10 dB — এক ×100 লাফ স্তরটিকে বাড়ায় 20 dB, 100 গুণ নয়।

এটি কীভাবে সংযুক্ত

এতেই তরঙ্গ অধ্যায়ের সমাপ্তি: ডপলার সরণ বলে গতি কম্পাঙ্কের সাথে কী করে, পিট বলে ব্যতিচার জোরের সাথে কী করে, আর বিপরীত-বর্গ নিয়ম বলে দূরত্ব শক্তির সাথে কী করে — তিনটিই কাজ করে একই ছড়িয়ে পড়া তরঙ্গের উপর। এই জ্যামিতি মহাকর্ষ আর কুলম্বের সূত্রের ব্যস্ত-বর্গ হ্রাসের সাথে হুবহু এক: সব দিকে সমানভাবে বিকিরণকারী যেকোনো কিছু এমন এক গোলকের গায়ে ছড়িয়ে পড়ে যার ক্ষেত্রফল বাড়ে 4π · r² অনুপাতে।

ইন্টারঅ্যাকটিভ সিমুলেশন চেষ্টা করুন

• দূরত্বের সাথে শব্দের তীব্রতা
• কানে ডেসিবেল স্কেল

সম্পর্কিত ধারণা

• ডপলার প্রভাব
• পিট