المستوى (كمية لوغاريتمية)

في العلوم والهندسة ، مستوى الطاقة ومستوى المجال (يسمى أيضًا مستوى الطاقة الجذرية ) هما مقادير لوغاريتمية لكميات معينة يتم الرجوع إليها إلى قيمة مرجعية قياسية من نفس النوع.

• مستوى الطاقة هو كمية لوغاريتمية تستخدم لقياس الطاقة أو كثافة الطاقة أو الطاقة في بعض الأحيان، بوحدة ديسيبل (dB) شائعة الاستخدام.
• مستوى المجال (أو مستوى الطاقة الجذرية ) هو كمية لوغاريتمية تستخدم لقياس الكميات التي يكون مربعها عادةً متناسبًا مع الطاقة (على سبيل المثال، مربع الجهد يتناسب مع الطاقة مضروبة في مقاومة الموصل)، مع وحدات شائعة الاستخدام هي نيبر (Np) أو ديسيبل (dB).

يُشير نوع المستوى واختيار الوحدات إلى مقياس لوغاريتم النسبة بين الكمية وقيمتها المرجعية، مع العلم أن اللوغاريتم قد يُعتبر كميةً بلا أبعاد. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} غالبًا ما تُحدد القيم المرجعية لكل نوع من أنواع الكميات بموجب المعايير الدولية.

تُستخدم مستويات الطاقة ومستويات المجال في الهندسة الإلكترونية والاتصالات السلكية واللاسلكية وعلم الصوتيات والتخصصات ذات الصلة. تُستخدم مستويات الطاقة لقياس قدرة الإشارة، وقدرة الضوضاء، وقدرة الصوت، والتعرض للصوت، وما إلى ذلك. بينما تُستخدم مستويات المجال لقياس الجهد والتيار وضغط الصوت . ^{[ 4 ]}

يُعرَّف مستوى كمية الطاقة ، ويرمز له بـ L _{P ، بواسطة}

${\displaystyle L_{P}={\frac {1}{2}}\log _{\mathrm {e} }\!\left({\frac {P}{P_{0}}}\right)\!~\mathrm {Np} =\log _{10}\!\left({\frac {P}{P_{0}}}\right)\!~\mathrm {B} =10\log _{10}\!\left({\frac {P}{P_{0}}}\right)\!~\mathrm {dB} .}$

أين

• P هي كمية الطاقة؛
• P ₀ هي القيمة المرجعية لـ P.

يتم تعريف مستوى كمية قوة الجذر (المعروفة أيضًا باسم كمية المجال )، والتي يرمز لها بـ L _{F ، بواسطة} ^{[ 5 ]}

${\displaystyle L_{F}=\log _{\mathrm {e} }\!\left({\frac {F}{F_{0}}}\right)\!~\mathrm {Np} =2\log _{10}\!\left({\frac {F}{F_{0}}}\right)\!~\mathrm {B} =20\log _{10}\!\left({\frac {F}{F_{0}}}\right)\!~\mathrm {dB} .}$

أين

• F هي كمية الجذر الأسي، وهي تتناسب مع الجذر التربيعي لكمية الأس؛
• F ₀ هي القيمة المرجعية لـ F.

إذا كانت كمية الطاقة P تتناسب مع F ² ، وإذا كانت القيمة المرجعية لكمية الطاقة، P ₀ ، تتناسب بنفس النسبة مع F ₀ ² ، فإن المستويين L _F و L _P متساويان.

النيبر ، والبيل ، والديسيبل (عُشر البيل) هي وحدات قياس مستوى الصوت، وتُستخدم غالبًا لقياس كميات مثل القدرة، والشدة، والكسب. [ ^{6 ] وترتبط} وحدات النيبر، والبيل، والديسيبل بالعلاقة التالية: ^{[ 7 ]}

• 1 ب = ⁠ 1 / 2 ⁠ سجل _e 10 Np ;
• 1 ديسيبل = 0.1 ب = 1 / 20 لوغاريتم _e 10 Np .

يتم تعريف المستوى ووحداته في ISO 80000-3 .

يُعرّف معيار ISO كلاً من كمية مستوى الطاقة ومستوى المجال على أنها بلا أبعاد، حيث 1 Np = 1. وهذا مبرر لتبسيط التعبيرات المستخدمة، كما هو الحال في أنظمة الوحدات الطبيعية .

• ديسيبل §  التعريف
• الطاقة، طاقة الجذر، وكميات المجال
• المقياس اللوغاريتمي
• مستوى الصوت (توضيح)
• التسوية (نقطة عائمة مدببة)
• الحساب ذو المؤشر المستوى (LI) والحساب ذو المؤشر المستوى المتناظر (SLI)

• فليتشر، هـ. (1934)، "جهارة الصوت، ودرجة الصوت، وطابع النغمات الموسيقية وعلاقتها بالشدة، والتردد، وبنية النغمات التوافقية"، مجلة الجمعية الصوتية الأمريكية ، 6 (2): 59، Bibcode : 1934ASAJ....6...59F ، doi : 10.1121/1.1915704
• تايلور، باري (1995)، دليل استخدام النظام الدولي للوحدات (SI): النظام المتري ، دار نشر ديان، ص  28، ISBN 9780788125799
• ISO 80000-3: الكميات والوحدات ، المجلد، الجزء 3: المكان والزمان ، المنظمة الدولية للتوحيد القياسي ، 2006 
• كاري، دبليو إم (2006)، "مصادر الصوت ومستوياته في المحيط"، مجلة IEEE للهندسة المحيطية ، 31 (1): 61، رمز Bibcode : 2006IJOE...31...61C ، doi : 10.1109/JOE.2006.872214 ، S2CID 30674485 
• ISO 80000-8: الكميات والوحدات ، المجلد، الجزء 8: الصوتيات ، المنظمة الدولية للتوحيد القياسي ، 2007 
• إي آر كوهين وآخرون (2008). الكميات والوحدات والرموز في الكيمياء الفيزيائية  : الكتاب الأخضر للاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية . الطبعة الثالثة، الطبعة الثانية. كامبريدج: منشورات الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية والجمعية الملكية للكيمياء. رقم ISBN 0-85404-433-7الصفحات 98-99. نسخة إلكترونية. 
• ANSI/ASA S1.1: المصطلحات الصوتية ، المجلد ANSI/ASA S1.1-2013 ، الجمعية الصوتية الأمريكية ، 2013 
• أينسلي، مايكل أ. (2015)، "قرن من السونار: علم المحيطات الكوكبي، ومراقبة الضوضاء تحت الماء، ومصطلحات الصوت تحت الماء" ، الصوتيات اليوم ، 11 (1).
• دامور، ف. (2015)، تأثير المرطب والمزلق على التلامس الانزلاقي بين الإصبع والسطح: تحليل تريبولوجي وديناميكي
• IEEE/ASTM SI 10: المعيار الوطني الأمريكي للممارسة المترية ، جمعية معايير IEEE ، 2016
• أينسلي، مايكل أ.؛ هالفورسن، ميشيل ب.؛ روبنسون، ستيفن ب. (يناير 2022) [2021-11-09]. "معيار مصطلحات الصوتيات تحت الماء وفوائد التقييس الدولي" . مجلة IEEE للهندسة المحيطية . 47 (1). IEEE : 179-200 . Bibcode : 2022IJOE...47..179A . doi : 10.1109/JOE.2021.3085947 . eISSN 1558-1691 . ISSN 0364-9059 . S2CID 243948953 .   (22 صفحة)
• ISO 18405:2017 الصوتيات تحت الماء - المصطلحات ، المنظمة الدولية للتوحيد القياسي ، 2022 [2017] ، تاريخ الاطلاع 2022-12-20