為什麼要用分貝作聲音強度單位
人,自呱啦一墜地,便生活在這個喧鬧的世界上,從此各種聲響不絕於耳。搖籃曲的催眠,收音機裏悅耳的音樂聲,爽朗的歡笑聲,愉快的交談聲,溪水淙淙,泉水叮咚似鳴琴,狂風的呼嘯聲,驚濤的拍岸聲,飛機掠過長空時擾人的噪聲……絕對沒有聲音的世界,是不可想象的,你可知道,這些聲音和它們的強弱,是怎麼計量的呢?
聲音是物質的機械振動產生的。當物質振動時,周圍空氣發生一係列的稠密與稀疏的變化,這種變化不斷向外擴展,從而產生了聲波。聲波在1秒鍾內起伏的次數,叫頻率,人們就是通過頻率來計量聲音的。頻率的單位叫赫茲。
頻率在20~20000赫茲範圍內,可以引起人耳朵的聲音感覺,叫做可聞聲。頻率超過20000赫茲的叫超聲,低於20赫茲的叫次聲。
不同頻率的可聞聲。對於人耳引起音調不同的感覺。音樂的音調一般在40~5000赫茲之間。女高音隻能發出1170赫茲的基音,鋼琴的最高音鍵是4224赫茲,雙簧管能發出的音調最高,是18000赫茲,一般語言的頻率是在300~5000赫茲之間。
聲音除了有頻率高低之外,還有強弱的區別。聲音太輕,人身無感覺;聲音太響,可引起人耳疼痛;聲音過強,則“震耳欲聾”。描繪聲音強弱的物理量,叫聲強。人耳是靈敏無比的感覺器官。從風吹樹葉沙沙響到隆隆炮聲都能捕捉到,這兩者聲強相差1013倍。在生理學上聲音的強弱不是用能量單位來計算的,因為數字太大,極不方便;而是在隔音室內以正常人能聽到最低的聲響(10-16瓦/厘米2)作為基準,其它的聲強與基準相比,再取對數,用“分貝”為單位來表示。兩者相比為1時,為0分貝;聲強增加10倍時,為10分貝;增加100倍時為20分貝;增加1000~10000倍時分別為30分貝和40分貝。
為什麼要用分貝作單位呢?因為,聲強每增加10倍時,用分貝單位表示時隻加上10分貝,計算方便,表達簡潔,更重要的是人的聽覺是與聲能分貝數成正比的。分貝數增加或降低1倍,則人身聽到的聲音響度也提高或降低1倍。因此,用分貝作為聲強的單位更符合人們的真實感覺。這樣,風吹樹沙沙響為0分貝,隆隆炮聲則為130分貝。聲強越大,對人的影響也越大。90~140分貝的聲強就會影響人的聽力,在100~120分貝的環境裏生活1分鍾就會造成暫時耳聾,140分貝的噪音就會導致徹底耳聾。因此,科學家把100分貝聲強視為安全強度的最高界限。