সোন

শব্দোচ্চতার তথ্য মানুষের মস্তিষ্কের শ্রুতি বিশ্লেষক কর্টেক্সে প্রেরণের পূর্বে প্রায় ২০০ মিলিসেকেন্ডের বেশি সময় ধরে তা কীভাবে সংকলিত (summed) হয় অ্যানিমেশনটিতে তা দেখানো হয়েছে।

সোন (উচ্চারণ: /ˈsoʊn/) হল শব্দ চাপের বৈষয়িক উপলব্ধি তথা শব্দোচ্চতার একটি একক। শব্দোচ্চতা বিষয়ক বৈজ্ঞানিক আলোচনা শব্দমনোবিজ্ঞানের মূল বিষয়বস্তুর অন্তর্ভুক্ত। শব্দোচ্চতা নির্ণয়ে মনোপদার্থবিজ্ঞানের পদ্ধতিসমূহ প্রয়োগ করা হয়। শব্দোচ্চতাকে দ্বিগুণ করা হলে সোন এককে শব্দোচ্চতার মান দ্বিগুণ হবে। ১৯৩৬ সালে মার্কিন মনস্তত্ত্ববিদ স্ট্যানলি স্মিথ স্টিভেনস (১৯০৬ – ১৯৭৩) এই এককটির প্রস্তাব করেছিলেন। সোন কোন এসআই একক নয়।

সংজ্ঞা ও রূপান্তর

স্টিভেনসের সংজ্ঞানুসারে, 1 সোন 40 ফনের সমান। 1000 Hz কম্পাংকের একটি বিশুদ্ধ সুরের শব্দ চাপ স্তর বা তীব্রতা ${\displaystyle n}$ dB হলে এর শব্দোচ্চতা হবে ${\displaystyle n}$ ফন।^[১] ফন স্কেল ডেসিবেলের সাথে রৈখিক সম্পর্কযুক্ত তথা লগারিদম নির্ভর, এটি শব্দোচ্চতার সাথে রৈখিক সম্পর্কযুক্ত নয়; তাই সোন এবং ফন স্কেল পরস্পরের সমানুপাতিক নয়। বরং সোন এককে শব্দোচ্চতা অন্ততঃপক্ষে শব্দ সংকেতের তীব্রতার ঘাত নীতি অপেক্ষকের (power law function) খুবই কাছাকাছি যেখানে ফাংশনটির ঘাত হল 0.3।^[২][৩] যার দরুন প্রতি 10 ফন বৃদ্ধি অর্থাৎ 1 kHz এর একটি সুরের 10 dB পরিমাণ তীব্রতার বৃদ্ধি সোন স্কেলে প্রায় দ্বিগুণ শব্দোচ্চতা উৎপাদন করে।^[৪]

সোন (sone)	1	2	4	8	16	32	64	128	256	512	1024
ফন (phon)	40	50	60	70	80	90	100	110	120	130	140

1000 Hz ভিন্ন অন্যান্য কম্পাংকের বেলায় ফন স্কেল ভিত্তিক শব্দোচ্চতা স্তরকে সম-শব্দোচ্চতার সমোন্নতি রেখার একটি সেটের মাধ্যমে কম্পাংকের পরিবর্তনের সাপেক্ষে মানুষের শ্রাব্যতার প্রতিক্রিয়া অনুযায়ী ক্রমাঙ্কন করা হয়। অতঃপর ফন স্কেল ভিত্তিক শব্দোচ্চতা স্তরকে একই ঘাত নীতির মাধ্যমে সোন স্কেলে মানচিত্রায়ন করা হয়।

L_N > 40 ফন এর ক্ষেত্রে সোন এককে শব্দোচ্চতা N হবে^[৫]:—

${\displaystyle N=\left(10^{\frac {L_{N}-40}{10}}\right)^{0.30103}\approx 2^{\frac {L_{N}-40}{10}}}$

অথবা N > 1 সোন এর ক্ষেত্রে ফন এককে শব্দোচ্চতা স্তর L_N হবে:—

${\displaystyle L_{N}=40+10\log _{2}(N)}$

শ্রাব্যতার আরম্ভ বা নিম্ন সীমার সন্নিকটে এই সমীকরণের সংশোধন প্রয়োজন হয়।

এই সূত্রগুলো সাইন তরঙ্গযুক্ত একক কম্পাংক বা ন্যারোব্যান্ড শব্দ সংকেতের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। ক্রিটিকাল ব্যান্ড হেতু মিশ্র বা ব্রডব্যান্ড সংকেতের জন্য শব্দোচ্চতার আরও সম্প্রসারিত একটি মডেল প্রয়োজন।

আরও পূর্ণাঙ্গভাবে বর্ণনার করতে হলে, সোন স্কেলে প্রাপ্ত পরিমাপকে অবশ্যই G এবং D অথবা R এর যেকোন একটি প্রত্যয় যোগে সুনির্দিষ্ট হতে হবে যেখানে G হল ঐচ্ছিক ও গুচ্ছ তরঙ্গের শব্দোচ্চতার জন্য, D হল প্রত্যক্ষ বা মুক্ত ক্ষেত্রের জন্য এবং R হল কক্ষীয় বা পরিব্যাপ্ত ক্ষেত্রের জন্য।

উদাহরণ

শব্দ উৎস ও বর্ণনা	শব্দ চাপ	শব্দ চাপ স্তর বা লেভেল	শব্দোচ্চতা
	প্যাসকেল (Pa)	ডেসিবেল (dB); (20 μPa-এ)	সোন (sone)
শ্রুতি যন্ত্রণার আরম্ভ	~ 100	~ 134	~ 676
সাময়িক শ্রবণে বা স্বল্পমেয়াদী ক্রিয়ায় শ্রুতির ক্ষতি	~ 20	~ 120	~ 256
100 m দূরবর্তী জেট ইঞ্জিন,	6 ... 200	110 ... 140	128 ... 1024
1 m দূরবর্তী জ্যাকহ্যামার / নৈশক্লাব	~ 2	~ 100	~ 64
দীর্ঘক্ষণ শ্রবণে বা দীর্ঘমেয়াদী ক্রিয়ায় শ্রুতির ক্ষতি	~ 6×10^−1	~ 90	~ 32
10 m দূরবর্তী প্রধান সড়ক	2×10^−1 ... 6×10^−1	80 ... 90	16 ... 32
10 m দূরবর্তী যাত্রীবাহী গাড়ি	2×10^−2 ... 2×10^−1	60 ... 80	4 ... 16
1 m দূরবর্তী ঘরোয়া মানের টিভি সেট	~ 2×10^−2	~ 60	~ 4
1 m দূরবর্তী স্বাভাবিক কথোপকথন	2×10^−3 ... 2×10^−2	40 ... 60	1 ... 4
গভীর শান্ত কক্ষ	2×10^−4 ... 6×10^−4	20 ... 30	0.15 ... 0.4
পাতার মর্মর ধ্বনি, নিশ্চুপ শ্বাস-প্রশ্বাস	~ 6×10^−5	~ 10	~ 0.02
1 kHzএ শ্রাব্যতার প্রারম্ভিক সীমা	2×10^−5	0	0

তথ্যসূত্র

1. Stanley Smith Stevens: A scale for the measurement of the psychological magnitude: loudness. See: Psychological Review. 43, Nr. 5,APA Journals, 1936, pp. 405–416
2. Brian C. J. Moore (২০০৭)। Cochlear hearing loss: physiological, psychological and technical issues (২য় সংস্করণ)। Wiley-Interscience। পৃষ্ঠা 94–95। আইএসবিএন 978-0-470-51633-1। 
3. Irving P. Herman (২০০৭)। Physics of The Human Body। Springer। পৃষ্ঠা 613। আইএসবিএন 978-3-540-29603-4। 
4. Eberhard Hänsler, Gerhard Schmidt (২০০৮)। Speech and audio processing in adverse environments। Springer। পৃষ্ঠা 299। আইএসবিএন 978-3-540-70601-4। 
5. Hugo Fastl and Eberhard Zwicker (২০০৭)। Psychoacoustics: facts and models (3rd সংস্করণ)। Springer। পৃষ্ঠা 207। আইএসবিএন 978-3-540-23159-2।