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【聲學(xué)小課堂】聲音的計(jì)量
發(fā)布日期:2019-03-28

上一節(jié)課,我們認(rèn)識(shí)了什么是聲音:振動(dòng)在彈性介質(zhì)(氣體、固體和液體)中,以波的方式進(jìn)行傳播,這個(gè)彈性波就叫做聲波。一定頻率范圍的聲波作用于人耳就產(chǎn)生了聲音的感覺。今天我們要學(xué)習(xí)聲音的計(jì)量。


聲波是疏密波,它使空氣時(shí)而變密,時(shí)而變疏。空氣變密,壓強(qiáng)就增高;空氣變疏,壓強(qiáng)就降低。這樣,由于聲波的存在,使大氣壓產(chǎn)生迅速的起伏。這個(gè)起伏部分稱為聲壓。聲壓越大,聲音就越強(qiáng);聲壓越小,聲音就越弱。因此,人們就用聲壓作為衡量聲音大小的尺度。聲壓通常用P來表示,其單位為牛頓/平方米,或者微巴,1微巴=0.1牛頓/平方米。


正常人耳剛能聽到的聲音的聲壓叫聽閾聲壓;能使人耳產(chǎn)生疼痛的感覺的聲音的聲壓叫做痛閾聲壓;而從聽閾到痛閾,聲壓的絕對(duì)值相差100萬倍。因此,用聲壓的絕對(duì)值來表示聲音的強(qiáng)弱是很不方便的。為了方便起見,如同風(fēng)和地震按級(jí)計(jì)算一樣,人們引出一個(gè)成倍比關(guān)系的對(duì)數(shù)量——級(jí),來表示聲音的大小,這就是聲壓級(jí)。


聲壓級(jí)以Lp表示,其單位就是我們常常聽到的分貝(dB),數(shù)學(xué)表達(dá)式為:


有了聲壓級(jí)的概念后,就可把由聲壓絕對(duì)值表示的數(shù)百萬倍的變化范圍,改變?yōu)?-160分貝的范圍。即使聲壓高達(dá)數(shù)百牛頓/平方米的噴氣飛機(jī)的強(qiáng)烈噪聲,也不過140-150分貝。


從公式可以看出,每變化20分貝,就相當(dāng)于聲壓值變化10倍,每變化40分貝,就相當(dāng)于聲壓值變化100倍,每變化60分貝,就相當(dāng)于聲壓值變化1000倍。因此,聲音增加或降低20或40分貝,是相當(dāng)大的變化。


也許大家對(duì)分貝還沒有一個(gè)清晰的概念,我們給出下面這組數(shù)字,供大家參考:

0dB是人剛能聽到的最微弱的聲音;

30dB~40dB是較為理想的安靜環(huán)境;

超過50dB會(huì)影響休息和睡眠

超過70dB會(huì)影響學(xué)習(xí)和工作;

超過90dB會(huì)影響聽力;

如果突然暴露在高達(dá)150db的噪聲環(huán)境中,鼓膜會(huì)破裂出血,雙耳完全失去聽力。


現(xiàn)在您對(duì)我們?nèi)粘I詈凸ぷ髦械穆曇舸笮?yīng)該有了初步的了解了吧。


課程預(yù)告:聲波作為一種波動(dòng)形式,當(dāng)然具有一定的能量,人們也常常用能量的大小來表示聲幅射的強(qiáng)弱,下一講,我們將為大家介紹聲能和聲功率。

關(guān)注泛德聲學(xué)

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