音の大きさ 音の単位 デシベル
音があると空気の圧力が少しだけ変わります。 気圧計には出ないくらいほんの少しなのですが この変化した分の圧力を音圧といいます。 また、音の大きさを表わすのに一般的に使われる量は音圧レベルで 音圧の大きさ単位はdB(デシベル)です。 |
いきなり式が出てきて恐縮ですが、音圧レベルと音圧の間には
SPL;音圧レベル(dB) SPL;Sound Pressure Levelの略
P1;その音の音圧(Pa(パスカル);N/m2) P0;基準音圧(=2×10-5N/m2)
という関係があります。
つまり、ある音の音圧レベルというのは、その音の音圧P1が
基準音圧P0の 何倍かという値の対数を取って20倍した値です。
そして、P0というのは人間が聞くことの出来る最小の音圧なのです。
また、音のエネルギーは音圧の2乗に比例しますので
というようにも表わせます。
数式ばっかりですがまだまだ逃げないでください。
実はそんなに複雑な計算ではありません。
それでも「イヤ!」という人は答だけ覚えておいても損はしませんので
読んでみましょう。
対数計算から遠ざかって久しい方のために・・・
です。
それでは行ってみましょう。
Q1 人が聞こえる最小の音の音圧レベルは何dBでしょう?
答 @式のP1がP0と同じになるので
P1;音源の音圧
ついでに、音源数が10個から20個になった場合個数は10個も増えるのですが
音圧レベルはというと1個が2個に増えた場合と同じ3dBです。
「何個増えた」ではなく「何倍に増えた」というのがdBの基本なんですね・・・
音源数が10倍になった場合は同様の計算方法で、10log1010 =10dBアップとなります。
Q2マイナス(0dB以下)の音圧レベルは存在するでしょうか?
答 音圧レベル0dBというのは、音圧が0なのではなくて
その音の音圧が基準のP0と同じだということです。
ですからもし音圧がP0より小さくてP0の1/10だったとすると
@式よりその音の音圧レベルは20log100.1 =20×(−1)=−20dB
ということで音として聞こえる聞こえないは別にして、値としては存在します。
ところで、どうしてこんな分かりにくい単位を使うんでしょう?
それには2つ理由があります。
1つ目の理由は、人の耳に音として聞こえる音圧の範囲が広すぎて
聞こえる最小の音圧をP0とすると最大は10000000P0
なんていう数字で表示したり扱うのが大変・・・
これをdBで表示すると0dBから140dBとぐっとコンパクトになります。
2つ目の理由は、dBは人の感覚に合った単位なんです。
音圧が1から10になった時と100から1000になった時、(どちらも10倍になった時)人は
同じ位音が大きくなったように感じます。
何倍になったか、というのは何dB上昇したかということなので
dBを使うと「こっちの方が××dB高い」とか「低い」とかいうように感じ方の差を
物理量の差で言い表わすことが出来るのです。
話は変わりますが、少し前のTVコマーシャルで
「我が社の新製品は騒音の90%をカットすることに成功しました。」
というのがありました。
これは恐らく騒音のエネルギーの90%をカットした=エネルギーが
1/10になった=騒音が、10dB下がったと
いうことだと思うのですが10dBカットしたというよりは
ずっとインパクトが強くてうまい言い方ですよね。
買った人は「これで90%カットされてんの?」と
思うかもしれませんが・・・
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