דציבל ותדר בהסבר פשוט

קול הוא רטט

כל קול מתחיל ברטט. מיתר של גיטרה, מיתרי הקול בגרון או רמקול של טלפון רוטטים, ומזיזים את האוויר שסביבם. התנועה הזאת עוברת באוויר כגל, עד שהיא מגיעה לאוזן. שם היא הופכת בהדרגה לאות שהמוח מבין. את המסלול המלא מתאר המאמר איך האוזן שומעת.

לכל גל קול יש שתי תכונות בסיסיות שכדאי להכיר: כמה מהר הוא רוטט, וכמה חזק הוא. הראשונה היא התדר. השנייה היא העוצמה, ואותה מבטאים בדציבלים.

תדר: כמה מהר הקול רוטט

תדר הוא מספר הרטטים בכל שנייה. היחידה שלו נקראת הרץ, ומסמנים אותה Hz.

את התדר אנחנו חווים בעיקר כגובה הצליל:

• רטט מהיר, כלומר תדר גבוה, נשמע כצליל גבוה. למשל ציוץ של ציפור או צלצול של פעמון קטן.
• רטט איטי, כלומר תדר נמוך, נשמע כצליל נמוך. למשל רעם רחוק או תוף גדול.

רוב הקולות ביום-יום הם לא תדר אחד. הם תערובת של תדרים רבים. גם הדיבור כזה. התנועות (כמו "אָ" או "אוּ") נשענות בעיקר על תדרים נמוכים ובינוניים. עיצורים מסוימים, כמו "ס", "ש" ו"ת", נשענים יותר על תדרים גבוהים. לכן, כשהשמיעה בתדרים מסוימים משתנה, יש צלילי דיבור שקשה יותר להבחין בהם.

דציבל: כמה חזק הקול

דציבל, ובקיצור dB, הוא דרך לתאר עוצמה. אבל הוא לא יחידה "רגילה" כמו מטר או קילוגרם. הוא יחידה יחסית. כלומר, הוא אומר כמה קול מסוים חזק ביחס לנקודת ייחוס שנקבעה מראש.

בגלל זה, מספר בדציבלים תמיד צריך הקשר. בתחום השמיעה יש כמה נקודות ייחוס שונות. למשל:

• dB SPL מתאר את לחץ הקול הפיזיקלי באוויר. זה מה שמדידה של רעש בסביבה מתארת בדרך כלל.
• dB HL הוא סולם שמותאם לשמיעה האנושית, ומשמש בבדיקות שמיעה.

אותו מספר בשני הסולמות לא בהכרח מתאר את אותו דבר. לכן לא משווים ביניהם בלי לדעת על איזה סולם מדובר. על האופן שבו מציגים תוצאות של בדיקה אפשר לקרוא במאמר איך קוראים תוצאות של בדיקת שמיעה.

למה הסולם לוגריתמי

האוזן מסוגלת לשמוע טווח עצום של עוצמות. מצד אחד, לחישה חלשה מאוד. מצד שני, רעש חזק מאוד. ההבדל בעוצמה הפיזיקלית בין שני הקצוות גדול כל כך, שאם היינו מתארים אותו במספרים רגילים, היינו צריכים מספרים ארוכים ולא נוחים.

סולם לוגריתמי פותר את זה. במקום לספור "כמה", הוא סופר "פי כמה". כל תוספת קבועה בדציבלים מתאימה להכפלה קבועה של העוצמה הפיזיקלית. כך טווח עצום נכנס בסולם של מספרים קצרים.

זה גם קרוב לאופן שבו אנחנו חווים קול. האוזן לא מגיבה לשינויים בעוצמה באופן ישר וקבוע. היא מגיבה יותר ליחס בין העוצמות.

מה זה אומר בפועל

• שינוי קטן במספר יכול להיות שינוי גדול בעוצמה. הפרש שנראה צנוע על הנייר מייצג לפעמים הבדל משמעותי באנרגיה של הקול.
• דציבלים לא מתחברים כמו מספרים רגילים. אם מפעילים שני מכשירים רועשים זהים יחד, המספר בדציבלים עולה, אבל הוא לא מוכפל.
• עוצמה וזמן הולכים יחד. הסיכון לשמיעה מרעש קשור גם לעוצמה וגם למשך החשיפה. על כך במאמר הגנה על השמיעה.

עוצמה פיזיקלית ועוצמה נשמעת

יש הבדל בין העוצמה שמכשיר מדידה רושם לבין העוצמה שאנחנו חווים. האוזן לא רגישה באותה מידה לכל התדרים. צליל בתדר אחד יכול להישמע חזק יותר מצליל בתדר אחר, גם כששניהם נמדדים באותה עוצמה פיזיקלית. לכן בתחום השמיעה מתייחסים תמיד לשני המושגים יחד: באיזה תדר, ובאיזו עוצמה.

זו גם הסיבה שבדיקת שמיעה בודקת כמה תדרים, ולא רק אחד. בכל תדר מחפשים מהי העוצמה החלשה ביותר שאדם מצליח לשמוע. התוצאה היא תמונה של השמיעה לאורך טווח התדרים, ולא מספר יחיד.

איפה פוגשים את המושגים האלה

• בבדיקת שמיעה. התוצאות מוצגות לפי תדר ולפי עוצמה.
• במדידת רעש. אפליקציות ומכשירי מדידה מציגים עוצמה בדציבלים.
• במפרטים של מוצרי שמע. מופיעים בהם לפעמים נתונים בהרץ ובדציבלים. כדי להבין אותם, צריך לדעת מה בדיוק נמדד.

מה חשוב לזכור

• קול הוא רטט שעובר באוויר. לכל קול יש תדר ועוצמה.
• תדר נמדד בהרץ, ואנחנו חווים אותו כגובה הצליל.
• דציבל הוא יחידה יחסית. תמיד צריך לדעת ביחס לאיזו נקודת ייחוס מודדים.
• סולם הדציבלים לוגריתמי. שינוי קטן במספר יכול לייצג שינוי גדול בעוצמה.