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  • 1 # 使用者5729557735644

    簡單版:

    聲強和聲壓都是表示聲音強弱的物理量。

    但人耳的容許聲強範圍為 0.000000000001~1W/m²,聲壓範圍為 0.00002~20 N/m²,而且聲強與聲壓的變化範圍與人類聽覺感受的變化不成正比,不能直觀地表達人類的聽覺感受。

    為了更直觀地表達人類的聽覺感受,人們引入了“級”的概念,於是有了“聲壓級”和“聲強級”。其中,“聲壓級”用得最多。

    初中物理課本沒有直接引入聲壓級的概念,而是用“聲音強弱的等級”來表示,其實就是聲壓級。

    專業版:

    聲強是指單位時間內聲波透過垂直於傳播方向單位面積的聲能量,記為 I,單位是瓦/平方米(W/m²)。就是說聲波透過垂直於傳播方向單位面積的聲能量越多,聲強越大,聲音越強。因此聲強是表示聲波在傳播過程中聲音強弱的一個客觀物理量。

    聲壓是由於聲波的存在而引起的空氣壓力變化相對於無聲時的增量,記為 p,單位是牛頓/平方米(N/m²)或帕(Pa)。聲音在空氣中傳播時,物體的振動帶動周圍空氣的振動,形成了疏密相間的波動,所以壓力變化增量是正負交替的。通常取聲壓的均方根值,稱為有效聲壓。如未說明,通常所指的聲壓即為有效聲壓。

    聲壓與聲強的關係:

    在自由聲場中,某處的聲強與該處聲壓的平方成正比,與介質密度與聲速的乘積成反比。

    式中

    所謂“級”是做相對比較的無量綱量。例如聲功率級、聲強級和聲壓級等。

    對頻率 1000 Hz 的聲音,人耳剛能聽見的聲強為 W/m²,相應的聲壓為 N/m²;使人感到疼痛的上限聲強為 1W/m²,相應的聲壓為 20 N/m²。

    可以看出,人耳的容許聲強範圍為1萬億倍,聲壓相差也達100萬倍。同時,聲強與聲壓的變化範圍與人類聽覺感受的變化也不成正比,而是近似地與它們的對數值成正比,這時人們引入了“級”的概念。

    聲強級(Sound Pressure Level,SPL)是以 為參考值,任一聲強與其比值的對數乘以10記為聲強級,單位是分貝(dB)。

    式中

    聲壓級是以 為參考值,任一聲壓與其比值的對數乘以20記為聲壓級,單位也是分貝(dB)。

    式中

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