דציבל

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

דציבלאנגלית: Decibel) היא יחידת מידה חסרת ממדים המשמשת להשוואה בין שני משתנים פיזיקליים, לדוגמה רמות הספק. שם היחידה נגזר מהתחילית "דצי" (מ-decimus, בלטינית: עשירית) ו"בל", על שם אלכסנדר גרהם בל. את הדציבל מסמנים באותיות dB. יחידת המידה הזו היא יחסית, והיא משווה שתי רמות הספק בסקאלה לוגריתמית לפי בסיס 10, כלומר, מודדת את הלוגריתם לפי בסיס 10 של היחס בין שני הספקים. גידול של בל אחד פירושו לפיכך גידול של פי 10 בהספק. בנוסחה מבטאים זאת , כאשר ו- הן רמות הספק.

בל היא יחידת מידה גדולה למדי לרוב השימושים, ולכן מקובל יותר השימוש בדציבל, השווה לעשירית הבל: . עלייה של 10 דציבל (בל אחד) בהספק שקולה לגידול של פי 10. עלייה של 20 דציבל משמעה הגברת ההספק פי 100, של 30 דציבל פי 1,000 וכן הלאה.

עלייה בדציבל אחד משקפת גידול פי בהספק. עלייה של דציבל בהספק משקפת גידול פי שניים. היחידה הוגדרה במעבדות בל בשנת 1923 או 1924, ושמה נקבע לכבוד מייסד המעבדות וחלוץ התקשורת, אלכסנדר גרהם בל.

שימושים[עריכת קוד מקור | עריכה]

אקוסטיקה[עריכת קוד מקור | עריכה]

השימוש העיקרי בדציבל בחיי היומיום הוא למדידת עוצמת הקול, שהוא הלחץ הדינמי של האוויר. באקוסטיקה מודדים את הלחץ בהשוואה ללחץ של 20 מיקרופסקל, שנחשב לסף השמיעה. ללחץ זה מקובל לקרוא "רמת לחץ הקול" (Sound Pressure level), ובראשי תיבות: SPL. עוצמת הקול הנמדדת ביחס ללחץ זה נמדדת ב-dBSPL, אך מקובל לכתוב רק "דציבל" או dB. לפי הגדרה זו, לחץ דינמי של פסקל אחד הוא רמת קול של 94 דציבל.

טווח השמיעה של האדם הוא החל מ-0 דציבל ועד ל-140 דציבל (סף הכאב).

עוצמות קול אופייניות הן:

רמת קול של 0 דציבל מוגדרת לפי סף השמיעה של אדם אופייני. בנוסף מוגדרים סף התחושה וסף הכאב. סף התחושה מוגדר בעוצמה של כ-125 דציבל; בעוצמה זו מתחילים להרגיש צרימה או אי נעימות כלשהי באוזניים, אשר עלולה לגרום לכאבי ראש ולכאבי אוזניים. סף הכאב הוא בעוצמה של כ-140 דציבל; בעוצמה זו חש השומע כאב רב באוזניו, והשמיעה מתחילה להיפגם.

החוק הישראלי מתיר חשיפה מקסימלית של 8 שעות לרעש בעוצמה של 85 דציבל. במקומות עבודה חל איסור להעסיק עובדים ברעש שהוא למעלה מ־85 דציבל ללא אמצעי הגנה ראויים.

החוק הישראלי למניעת מפגעי רעש בבתי מגורים:

  • בשעות הלילה - הרעש המקסימלי המותר עד 30 דקות הוא 45 דציבל, ולפרק זמן מעל 30 דקות 40 דציבל.
  • בשעות היום - הרעש המקסימלי המותר עד 2 דקות הוא 80 דציבל, ולפרק זמן עד 3 שעות 60 דציבל.

שימושים אחרים[עריכת קוד מקור | עריכה]

בדציבל משתמשים במגוון תחומים נוספים במדע ובטכנולוגיה, לרוב ביישומים שבהם נדרש תחום דינמי רחב. כאשר גודל מסוים נמדד באופן לוגריתמי (יחסית לגודל מוסכם), כלומר בדציבל, מקובל להצמיד את התחילית dB לפני האות המייצגת את הגודל הנמדד. כך למשל, dBV משמשת במדידת מתח חשמלי. במיוחד במתחים נמוכים מאוד מקובל למדוד בדציבל של וולט במקום בוולט. מכיוון שהדציבל הוא לוגריתם של יחס הספקים, וההספק החשמלי פרופורציוני לריבוע המתח, הנוסחה בה משתמשים במקרה זה היא . התוצאה היא ביחס להספק שיוצר מתח של וולט אחד.

שימוש נפוץ בדציבל הוא במדידות של הספקים בתחומי הנדסת רדיו, מיקרוגל, או רשתות סיב-אופטיות, להצגה נוחה בתחום ערכים רחב. בדרך כלל משתמשים ביחידה dBm, שמוגדרת כדציבל בהשוואה לאות ייחוס שהספקו מיליוואט (mW) אחד: . השימוש בדציבל מאפשר לבטא גם ערכים מאוד גבוהים וגם ערכים מאוד נמוכים בצורה יעילה, וכן להשתמש בחיבור במקום בכפל בחישובי הספק בהם מעורבים הגברה, ניחות, שבח אנטנה, וגורמים דומים, תוך שימוש בסקאלה לוגריתמית. כאמור, הערך 10 דציבל מבטא יחס של 1 ל-10, ולכן ‎ 10 dBm שקולים להספק של ‎ 10 mW, ו-‎-10 dBm שקולים להספק של ‎ 0.1 mW. שימוש דומה הוא בתחומי אפנון משרעת ובמדידות איכות של מעגלים ואותות חשמליים, בהם היחידה dBc מבטאת הספק בתדר מסוים בהשוואה להספק ידוע של הגל הנושא.

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

סרטונים Top Loudest Sounds Ever, סרטון באתר יוטיוב (אורך: 9:12)

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ 1 2 Boddy, Jessica (3 בפברואר 2020). "Ranked: the loudest sounds ever measured". Popular Science. 
  2. ^ קיימות הערכות שונות לעוצמת הפיצוץ במרחקים שונים. ראו הערה [1], וכן Justin M. Oliveira, Sabrina Vedo, Michael D. Campbell, Joseph P. Atkinson. "KSC VAB Aeroacoustic Hazard Assessment".