声音的强度

转自：中国数字科技馆

 在物理学中，声波在单位时间内作用在与其传递方向垂直的单位面积上的能量称声强。日常生活中能听到的声音其强度范围很大，最大和最小之间可达10¹²倍。用声强的物理学单位表示声音强弱很不方便。当人耳听到两个强度不同的声音时，感觉的大小大致上与两个声强比值的对数成比例。因此，用对数尺度来表示声音强度的等级，其单位为贝尔(B)或分贝(dB)。

声强级(dB)＝10log(I/I₀)

    在声学中用1×10^-12 watt/m²作为参考声强（I₀)。

    在听觉医学研究中多采用声压或声压级表示声音的强度。声压是指声波传播时介质中心的压强与无声波传播时的压强之差。

    声压级(sound pressure level, SPL)是指某声压P与参考声压P₀比值的对数(10为底)。其单位亦为B或dB。因声强与声压的平方成正比，故:

SPL(dB)＝10log(P²/P²₀)＝10log(P/P₀)²＝20log(P/P₀)

    声压级的参考声压规定为2×10^－5Pa（20µPa）。在1～4kHz内，这个声压强度接近正常人的听阈。

    当某声压为参考声压的10倍时，声压级为20dB；同样如果某声压为参考声压的100、1000或10000倍时，相应的声压级即为40、60、80dB。须指出的是0dB并不意味着没有声音,而表示该声音的强度与参考声音的强度相等；－20dB则表示该声音的强度为参考声强的1/10。当某一环境内有两台机器(声源)单独运转时，每台机器发出的噪声声压强为100dB；同时运转时声音能量增大1倍，但声压强仅增加了3dB。因此，总声压强为103dB，而不是200dB。