6.聲壓級、聲強(qiáng)級、聲功率級及其疊加
人耳容許聲強(qiáng)的上下限值之差別高達(dá)l萬億倍,聲壓相差也達(dá)100萬倍。同時,人耳對聲音強(qiáng)度感覺的變化也不是與聲強(qiáng)和聲壓的變化成正比,而是近似地與它們的對數(shù)值成正比,為此,引入“級”的概念,單位是分貝(dU)。
聲壓級:
式中PO為基準(zhǔn)聲壓,P0=2×10-5Pa.
聲強(qiáng)級:(dB)
式中IO為基準(zhǔn)聲強(qiáng),I0=10-12W/㎡.
聲功率級:(dB)
式中Wo為基準(zhǔn)聲功率,Wo=10-12W.
在常溫下,通?梢哉J(rèn)為,空氣中聲壓級與聲強(qiáng)級近似相等。
聲壓級進(jìn)行疊加時,不能簡單地進(jìn)行算術(shù)相加,而要求按對數(shù)規(guī)律進(jìn)行疊加。當(dāng)幾個聲源同時作用于某一點(diǎn)時,在該點(diǎn)所產(chǎn)生的聲壓是各聲源單獨(dú)作用時在該點(diǎn)所產(chǎn)生的聲壓平方和的方根值。
例如,n個聲壓相等(均為p)的聲音疊加,總聲壓級為:
從上式可以看出,兩個數(shù)值相等的聲壓級疊加時,只比一個聲源單獨(dú)作用時的聲壓級增加3dB.例如。兩個50dB的聲音疊加只是53dB,而不是100dB.聲壓級疊加可查表進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)兩個聲壓級差超過15dB時,較小聲音的聲壓級可略去不計(jì),其總聲壓級等于較大聲音的聲壓級。