Telefonun kullanılmaya başlandığı ilk günlerde uzun kabloların kullanımının en sık yarattığı sorunlardan biri iletim kabloları tarafından iletilen sinyalde ciddi zayıflamaydı. Sinyal gücündeki bu kayıp alınan sinyalin iletilen sinyal ile yüzde olarak karşılaştırıldığında son derece olumsuz rakamlar elde edilecek kadar belirgin olabiliyordu. Sonra, birisi alınan ve iletilen sinyal gücü arasındaki oranın logaritmasını alma fikrini ortaya attı. Kullanılan logaritma 10 tabanlı olduğunda, iki güç miktarı arasındaki oranın logaritması, adını telefonun mucidi Alexande Graham Bell’den alan bel (B) ölçü birimi ile ifade edilmektedir.
Ancak, bel genellikle kullanım pratikliği açısından fazla büyüktür. Bu nedenle bel’in onda biri olan bir ölçü birimi olan desibel kullanılmaya başlanmıştır.
Desibel (kısaltması dB’dir) — havadaki sesi tarif etmek için kullanıldığında — duyma eşiğini (20 µPa) referans basınç olarak kullanır. Bu seviye 0 dB olarak tanımlanmaktadır.
Pascal olan ses basıncı seviyelerini desibel’e çevirmek suretiyle, en az 10 000 000 : 1 ‘e uzanan bir skala rahatlıkla 140 : 0 ‘a düşürülebilir.
Not:Ses basıncının fiziksel olarak iki katına çıkarılması ses basıncı seviyesini 6dB artırırken, bunun 10 katına çıkarılması (×10) bu seviyenin 20 dB artırılması anlamına gelmektedir.
Öte yandan, ses basıncını % 50 oranında azalttığınız takdirde (ör; 1 Pa’dan 0.5 Pa’ya) bu seviye 6 dB düşürülmüş, bir başka deyişle -6 dB’lik bir değişim gerçekleştirilmiş olacak ve 1/10’luk bir azaltma 20 dB’lik bir düşüşe, yani -20 dB ‘lik değişime tekabül edecektir.
Seviyede bir azaltmayı belirtmek için negatif işaretlerinin kullanımına bakılması gereklidir.
Bildiğimizi sandığımız şekliyle Calculus desibellerle birlikte işlemez. Şimdi gelin, buna bazı açılardan göz atalım:
dB bir oranı ifade ettiğinden, x dB’lik bir varyasyon Db skalası üzerinde herhangi bir yerde aynı nisbi varyasyonu ifade etmektedir. Bu da yüzde hesaplamalarının yapılışına benzemektedir. Ancak söz konusu benzerlik Db’in logaritmik niteliğine gelince sona erer.
dB’in kullanımını mazur kılan önemli bir gerçek duyularımızın işleyiş şeklidir. İşitme duyusu birbirinden farklı nitelikte olan diğer çoğu insan duyusuna benzemektedir. Sabit duruma ilişkin bilgiler yerine değişimlere öncelik verilmektedir.
Ancak, bu durum ancak duyarlılık seviyesi sağlığınızı tehlikeye atan seviyelerin bir hayli altında olduğu müddetçe gerçek olacaktır.
Bir dB ne kadardır? Genel bir kural olarak ses basıncı seviyesindeki 1 dB’lik bir varyasyon insanın işitme duyusu ile fark edebileceği en küçük varyasyondur.
3 dB’lik bir varyasyon net şekilde duyulabilir, ama daha fazlası mümkün değildir.
Ses Basıncı/Sesin Gücü
Gelin bir benzetme ile başlayalım; elektrikli bir fırını bir odaya yerleştirir, bunu ana şebekeye bağlar ve açarsanız oda yavaş yavaş ısınacaktır.
Elektrik gücünden gelen sıcaklık, ısı gücüne (termal güç) dönüşerek fırın tarafından dışarı yayılacaktır. Odadaki nihai sıcaklık dışarıdaki sıcaklığın yanı sıra odanın büyüklüğü ve ısının odadan kaçmasını engelleyen izolasyon miktarına göre değişecektir. Basit anlatımın dışına çıkmamak için ısının oda içerisinde eşit olmayan şekilde dağılmış olma olasılığını gözardı edelim.
Elektrikli bir fırını bir odaya yerleştirir, bunu ana şebekeye bağlar ve açarsanız oda yavaş yavaş ısınacaktır.
Elektrik gücünden gelen sıcaklık, ısı gücüne (termal güç) dönüşerek fırın tarafından dışarı yayılacaktır. Odadaki nihai sıcaklık dışarıdaki sıcaklığın yanı sıra odanın büyüklüğü ve ısının odadan “kaçmasını” engelleyen izolasyon miktarına göre değişecektir.
Aynı şekilde, bir odaya bir ses kaynağı yerleştirdiğiniz takdirde, bu belli bir ses gücünü dışarı yayacak ve nihayetinde bu güç belli bir ses basıncına dönüşecektir. Bu ses basıncı seviyesi duvardan yansıyan ses miktarı, komşu odalara iletilen ( ve geri dönmeyen) ses miktarı vb. şeylere bağlı olarak değişiklik gösterecektir. Biz yine, oda içerisinde ses basıncının eşit olmayan şekilde dağılma olasılığını gözardı edeceğiz.
Bir odaya bir ses kaynağı yerleştirdiğiniz takdirde, bu belli bir ses gücünü dışarı yayacak ve nihayetinde bu güç belli bir ses basıncına dönüşecektir. Bu ses basıncı seviyesi duvardan yansıyan ses miktarı, komşu odalara iletilen ( ve geri dönmeyen) ses miktarı vb. şeylere bağlı olarak değişiklik gösterecektir.
Bir termometre ile odadaki sıcaklığı (ısıyı) ölçebilirken; bir ses seviyesi ölçer ile odadaki ses basıncı seviyesini ölçebilirsiniz.
Kullanabileceğimiz özel bir oda yoksa, elektrikli bir fırın tarafından dışarı yayılan gücü ölçmek için bir termometre kullanamayız (Bunun yerine, fırının kullandığı elektrik gücünü ölçeriz. Elektrikli fırınların %100 verimliliği olduğundan bu gücü hesaplayabiliriz.)
Isıyı hissederiz ve bunu termal güçten ziyade ( radyasyon etkilerini gözardı ederek), bir kriter olarak kullanmayı tercih ederiz.
Aynı şekilde, sesin gücünü değil, ses basıncını duyarız. İşitme rahatsızlıklarını ölçmek için ses basıncı doğru bir ölçüm parametresidir.
Desibel güç alanında tanımlanmaktadır ancak matematik sayesinde bunu aynı zamanda ses basıncı seviyeleri için de kullanabilmekteyiz.
Büyük ve Küçük Tüm Desibeller
Birbirinden tamamen bağımsız iki ses kaynağı aynı odaya konduğunda, ortaya çıkan ses basıncı ayrı ayrı ses basınçlarının toplamı değildir. Bunun yerine, ortaya çıkan ses gücü her bir kaynaktan dışarı yayılan ses gücünün toplamı olacaktır.
Durumun neden böyle olduğuna ilişkin ayrıntılı bir açıklama yapmamız ise bu makalenin kapsamı dışındadır.
Pekala, diyebilirsiniz ki, ses gücü iki kaynak aynı odada bir araya getirildiğinde ortaya çıkan gürültü seviyesini bulmakta kullanılabiliyor fakat bu ikisine neden iki ses basıncı seviyesini de ekleyemiyoruz?
Ses gücü ses basıncının karesi ile doğru orantılıdr. Bu da, ses basıncı seviyesi iki katına çıktığı takdirde ( başlangıç değeri x 2), ses gücü dört katına çıkmaktadır (başlangıç değeri x 4).
Bu durum da bizlere tek bir seçenek bırakmaktadır, o da, ses gücüne de aşina olmaktır.
Önceden bir dB’yi bir dB varsaymıştık. Yukarıdakilerden anlayacağımız üzere, artık +6 dB’lik bir değişimin, başlangıçtakinin iki katı olan bir ses basıncı seviyesi ve başlangıçtakinin 4 katı olan bir ses gücünü ortaya çıkardığını anlayabiliriz.
Diğer bir deyişle, ses gücü seviyeleri için,dB’ler ses basıncı seviyeleri için olduklarından “daha fazla hesaba katılırlar” — bu da “Büyük” ve “Küçük” desibellerden bahsedilmesini mazur kılmaktadır.
Not:Ses gücü bazı tedbirler alınması koşuluyla, doğrudan ses basıncı seviyesi ölçümlerinden hesaplanabilir.
Seviyenin desibel cinsinden hesaplanması :
burada ölçülen ses basıncı duyma eşiğidir (20 µPa).
Desibeller genellikle ses ile birlikte tanımlanır ancak sadece ses ile birlikte kullanılmaz, 20 µPa referans kabul eden desibellere genellikle dB SPL (Ses Basıncı Seviyesi) adı verilir. İlk satırdaki karesi alınmış değerlere dikkat ediniz. Bunun sebebi desibelin güç alanında tanımlanmasıdır. Ancak, matematik kuralları iki denklemin aslında birbiri ile aynı olduğunu size anlatacaktır.
Kaynak göstermek şartıyla kullanılabilir.
