音の単位 デシベル

音圧の大きさ単位は「dB(デシベル)」です


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」と言います。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下記のような関係があります。
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 x 10−5N/m2)

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。

ここでクイズ!!

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。

Question Q1.人が聞こえる最小の音の音圧レベルは何dBでしょう?

(答え)@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?

(答え)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と同じだという事です。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 x (-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だからです。
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)、人は同じくらい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』という事だと思うのですが、『10dBカットした』と言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%カットされてるの?」と思うかもしれませんが・・・

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