为什么要用声强级(dB)标识声音的大小?

myzbx 2025-03-23 21:38 28 浏览

在寂静的森林里，有时可以听到一片树叶掉到地上的声音；躺在床上后，您可能会听到血液在耳朵中跳动；你在隔声室里可以听到外面的人讲话。但是，当路过的驾驶者打开音响时，您甚至听不到车里旁边的人在说什么；你在隔声室外面却听不到隔声室里边的人讲话。我们都非常熟悉声音的强度度，并意识到它们与声源振动的能量有关。相关的物理量是声音强度，这个概念对所有声音都有效，无论它们是否在可听范围内。

声强是指在单位时间内声波通过与其前进方向相垂直的单位面积上的声能。单位:尔格/秒·厘米2或瓦/米2，超声波:毫瓦/厘米2。声压就是大气压受到声波扰动后产生的变化，即为大气压强的余压，它相当于在大气压强上叠加一个声波扰动引起的压强变化。人可以感觉到的最小声波压力是20uP（微帕）（0.0002达因/cm2），可以忍受的最大声波压力是20P（帕）。二者之比是106，相当于1克与1吨之比。如果用能量来表示，相差之比为1012(亿万倍)。要设计制造出这样大范围刻度的声音测量仪器是不现实的。再者当声波压力每改变10倍时人耳主观响度感觉变化并不大(响度大约变化1倍)。因此采用声波压力取对数的办法将声压换算成声压级贝尔（Bel）和其的分贝（dB =decibel=1/10贝尔）。

β (dB)=10 log10(I/I0)

其中 I 是以瓦特/平方米（W/m2)为单位的声强，I 0= 10–12瓦/米2是参考强度。

声强级和强度

具有阈值强度10-12瓦/米2，β=0分贝,因为.log101=0.也就是说，听力阈值为 0 分贝。上表给出了一些熟悉的声音的分贝水平和强度（瓦特/米2）。

关于表中的强度，更引人注目的一点是，对于大多数声音来说，以瓦特/平方米为单位的强度非常小。耳朵的敏感度低至万亿分之一瓦特/米2。当您意识到鼓膜的面积仅为大约1厘米2,这样只有10-16W落在它听觉的门槛上！这种强度声波中的空气分子在小于一个分子直径的距离内振动，所涉及的表压小于10-9。

表中声音的另一个令人印象深刻的特征是它们的数值范围。声音强度变化从阈值到在几秒钟内造成损坏的声音。你很难想象声音强度的这个巨大范围，你的耳朵也很难近似地反应描述为强度的对数。因此，以分贝为单位的声音强度水平比以瓦特/平方米为单位的强度更适合您的体验。分贝标度也更容易相关，因为大多数人更习惯于处理 0、53 或 120 等数字，而不是处理1.00×10-11。

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