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声学小课堂】声音的计量

发布日期:2022-05-07  浏览次数:9

上一节课,我们认识了什么是声音:振动在弹性介质(气体、固体和液体)中,以波的方式进行传播,这个弹性波就叫做声波。一定频率范围的声波作用于人耳就产生了声音的感觉。今天我们要学习声音的计量。


声波是疏密波,它使空气时而变密,时而变疏。空气变密,压强就增高;空气变疏,压强就降低。这样,由于声波的存在,使大气压产生迅速的起伏。这个起伏部分称为声压。声压越大,声音就越强;声压越小,声音就越弱。因此,人们就用声压作为衡量声音大小的尺度。声压通常用P来表示,其单位为牛顿/平方米,或者微巴,1微巴=0.1牛顿/平方米。


正常人耳刚能听到的声音的声压叫听阈声压;能使人耳产生疼痛的感觉的声音的声压叫做痛阈声压;而从听阈到痛阈,声压的绝对值相差100万倍。因此,用声压的绝对值来表示声音的强弱是很不方便的。为了方便起见,如同风和地震按级计算一样,人们引出一个成倍比关系的对数量——级,来表示声音的大小,这就是声压级。


声压级以Lp表示,其单位就是我们常常听到的分贝(dB),数学表达式为:


有了声压级的概念后,就可把由声压绝对值表示的数百万倍的变化范围,改变为0-160分贝的范围。即使声压高达数百牛顿/平方米的喷气飞机的强烈噪声,也不过140-150分贝。


从公式可以看出,每变化20分贝,就相当于声压值变化10倍,每变化40分贝,就相当于声压值变化100倍,每变化60分贝,就相当于声压值变化1000倍。因此,声音增加或降低20或40分贝,是相当大的变化。


也许大家对分贝还没有一个清晰的概念,我们给出下面这组数字,供大家参考:

0dB是人刚能听到的最微弱的声音;

30dB~40dB是较为理想的安静环境;

超过50dB会影响休息和睡眠

超过70dB会影响学习和工作;

超过90dB会影响听力;

如果突然暴露在高达150db的噪声环境中,鼓膜会破裂出血,双耳完全失去听力。


现在您对我们日常生活和工作中的声音大小应该有了初步的了解了吧。


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