振幅
Q. 音の大きさはどう表せばよいか?
音の大きさは、「dBspl」であらわす。
dBsplの定義
音というのは空気の振動で、ある一点では空気の圧力と位置が変化している。そこで圧力の方に着目して音の大きさをあらわす。下記の式で計算した数値をdBsplまたは単にdB(デシベル)と呼ぶ。
P=気圧(単位はパスカル)。
Q: 気圧の変化が 1気圧の2/10万の場合、音の大きさは何dBsplだろうか?
dBsplは対数で計算される
dBsplは音の大きさを対数であらわしている。
利点: ほとんどの大きさの音を2桁で表現できる。
dBSPL
Pa 例 140
200
ジェットエンジン
120
20
耳の損傷が始まる
100
2
映画館の最大音量
80
0.2
普通の音楽
60
0.02
静かな音楽
40
0.002
静かな室内
20
0.0002
ほぼ無音
0
0.00002
無音室の中
たとえば、0.002Paと表すよりも 40dBsplと表す方が扱いやすい。
dBは倍率を表すのにも使われる
dBという単位は「倍率」を表現するのにもよく使われる。たとえば、振幅Aが振幅Bの10倍である場合、振幅Aは振幅Bの+20dBである、と表現する。
振幅 a/ b 20 log (a/b) / log 10
エネルギーのdB値は計算方法が異なる
エネルギーのdB値は計算式が異なる
エネルギー c/d 10 log (c/d) / log 10 エネルギーは振幅の2乗に比例するので、同じ振幅比に対するdB値はどちらの計算方法でも同じになる。
よく使うdB値は覚えてしまおう
エネルギーで2倍の音は+3dB,
10倍の音は+10dB
などのdB値はおぼえておくと大変便利だ。
以下の表のdB値は覚えておくと便利なので、覚えておこう。
振幅 エネルギー dB 10倍 100倍 +20 約3倍 10倍 +10 約2倍 4倍 +6 約1.4倍 2倍 +3 1/10 1/100 -20 約1/3 1/10 -10 約1/2 1/4 -6 約1/1.4 1/2 -3
これだけは覚えよう
Q 音の大きさの単位は? A dBspl
Q 60dBsplの音に対し、以下の音のdB値を求めよ
振幅10倍 -> + 20dB = 80dB
振幅1/10 -> -20dB = 80dB
振幅 2倍 -> 約 +3dB = 83dB
振幅 1/2 -> 約-3dB = 77dB
エネルギー 10倍-> +10dB = 70dB
エネルギー2倍->+3dB = 63dB
エネルギー半分 -> -3dB = 57dB
エネルギー1/10-> -10dB = 50dB
エネルギー 5倍 = 10倍の半分 -> 60+10-3 = 67dB
エネルギー20倍 = 10倍の2倍 -> 60+10+3 = 73dB