声音是一种振动波,它可以通过气体、固体或液体传播.当发声物体振动时.在它周围会形成一层层不断向外扩展的波.这就是声波.如果声波进入我们的耳朵里.就会引起耳内鼓膜的振动.于是我们就听到了声音.
如何衡量声音的大小
声波通过介质时所产生的压强改变量的有效值就是声压.声压大,声音就大;反之,声音就小.
如果直接用声压表示声音的大小,手枪射击的声压大约是200 Pa.正常交谈的声压大约是0.002 Pa.虽然我们能通过声压的大小看出手枪射击声比正常交谈声大.但两者声压相差几万倍,明显不符合我们对声音大小的日常感受.
为了更直观地计算和表达人们的听觉感受,我们引入了声压级的概念,它的单位是分贝(dB),它的换算公式是,声压级=20lg(P/P0),其中,P为实测声压,P0取空气中人耳能够识别的最低声压.进行声压级换算后.手枪射击声和正常交谈声分别是140 dB和40 dB.由此可见,相较声压,采用比值的相应换算后,对声音的表示更为简洁.而且反映的声音大小变化也更符合人们的听觉感受.
0dB是没有声音吗
声压级的计算是将相同单位的两个量的比值取常用对数后,再乘以特定倍数.因此.声压级是衡量声音相对大小的一个指标.它并不是一个直接反映声音绝对大小的物理量.而且声压级的值不是线性增长的.比如.描述质量时.100 g是50 g的2倍,但100 dB相当于装修时电钻发出声音的大小,而50 dB只是正常谈话声音的大小.这两个声音的大小显然不是2倍的关系.
那么问题来了,0 g可以代表没有质量,0 dB可以代表没有声音吗?
由于人耳和大脑的构造等因素限制,多数人能够听到的声音频率范围大约从20 Hz到20 000 Hz.我们把人能听到的最弱的声音定义为0 dB.大约相当于3m外一只蚊子飞行的声音.虽然是0 dB.但此时的声波仍然存在.并非没有声音,人能够听到的最低声压值为2xl0-5 Pa.对应的声压级的值即为0 dB.
所以,0 dB就是我们人类能听得见的最弱的声音的声压级.在声学中叫听阈声压级.与听阈声压级对应.当声音大到让人耳产生疼痛感时的声音声压级,在声学中称为痛阈.这个值大约是120 dB.比如飞机发动机或球磨机发出的噪声就达到了痛阈.
地球上有最大声压级值吗
在地球上的1标准大气压下.声音大小达到上限时,对应的声压级是194 dB.事实上.我们在日常生活中很难体验到声压级非常大的声音,通常声音声压级超过90 dB时,就会损伤我们的听力,严重时,鼓膜会被撕破,耳蜗也有可能破损.并且难以修复.