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響亮度和分貝標度
圖片參考:
http://www.epd.gov.hk/epd/noise_education/web/CHI_EPD_HTML/m1/images/spacer.gif
響亮度是聲音或噪音的另一個特性。強的噪音通常有較大的壓力變化,弱的噪音壓力變化則較小。壓力和壓力變化的量度單位為巴斯卡,縮寫為Pa。其定義為牛頓/平方米 ( N/m2)。
人類的耳朵能感應聲壓的範圍很大。正常的人耳能夠聽到最微弱的聲音叫作「聽覺閾」,為20個微巴斯卡 (縮寫為μPa) 的壓力變化,即20x10-6 Pa ("百萬分之二十巴斯卡")。另一方面,非常噪吵的情況能產生很大的壓力變化,例如一架太空穿梭機在發出最大馬力時能在近距離產生大約 2,000 Pa或2 x 109μPa的噪音。下表顯示由上述情況產生不同的聲壓級,以巴斯卡及微巴斯卡表示:
聲壓
Pa /
巴斯卡
Pa /
微巴斯卡
人耳能夠聽到最微弱的聲音
20 x 10- 6
20
太空穿梭機在發出最大馬力時能產生的最大噪音
2,000
2 x 109
如用巴斯卡(Pa)來表達聲音或噪音,我們須處理小至20,大至2,000,000,000的數字。
下表展示一些用微巴斯卡(μPa)表達的常見聲源或噪音源:
聲源或噪音源
大約的聲壓
(單位為 Pa)
在發出最大馬力時的太空穿梭機
2,000,000,000
交響樂團
2,000,000
在25米範圍柴油貨運火車高速前進
200,000
正常的談話
20,000
圖書館2米範圍的低語
2,000
播音室
200
人類耳朵能夠聽到最微弱的聲音
20
明顯地,如用巴斯卡(Pa)來表達聲音或噪音會頗為不便。較簡單的做法是用一個對數標度(logarithmic scale)來表達聲音或噪音的響亮度,以10作為基數。
下圖,是一些由分貝(dB)的對數標度及以微巴斯卡(μPa)的線性標度來顯示的聲音,我們可從中學到如何較簡單地以對數標度去處理範圍較廣的數字。
圖片參考:
http://www.epd.gov.hk/epd/noise_education/web/CHI_EPD_HTML/m1/images/graph_1_2_b2.gif
用對數標度來表達聲音和噪音還有另一優點:人類的聽覺反應是基於聲音的相對變化而非絕對的變化。對數標度正好能模仿人類耳朵對聲音的反應。