Повечето хора чуват фантастична гама от звуци всеки ден. Някои от тези звуци хората насочват към ушите си по избор (напр. Музика, гласът в другия край на телефонно обаждане), докато други намират път във вашите слухови центрове за обработка в резултат на това, че просто сте в света в някои начин. Някои звуци са притеснителни и вероятно ще мислите за тях като шум, тъй като те са или прекалено решетъчни, с висок тон, обикновени силни или по друг начин неприятни за слушане.
Освен това, ако сте били близо до особено силен източник на звук, като усилвател или високоговорител на рок концерт, разбирате на определено ниво на силата на звука, което звучи, не е толкова звук, колкото енергия, като басовите части на песните са достатъчни, за да усети цялото ви тяло тях. Всъщност това е така и децибел (dB) е единицата.
Замисляли ли сте се каква част от звуково-енергийния диапазон изпитвате през целия си живот? Тоест, когато увеличите стерео силата на звука до максималната си стойност 10, това "пет пъти по-силно" ли е, когато силата на звука е зададена на 2? Има ли просто преобразуване в проценти в dB? Случва се да работи малко по-различно от това.
Какво е Децибел във физиката?
Звукът се движи под формата на вълни, точно както електромагнитните вълни (например видима светлина, микровълни). Звуковите вълни, за разлика от ЕМ вълните, се нуждаят от физическа среда като въздух или вода, в която да се разпространяват; физически вакуум като космическото пространство е безшумен, въпреки това, което създателите на Междузвездни войни филми ще ви накара да повярвате
Децибелът (dB) е мярка за интензивност и обикновено се измерва в вата на квадратен метър(W / m2). По този начин децибелът описва колко мощност на звуковата вълна се движи през двумерно парче пространство по всяко време.
Уравнението, свързано с нараства в нивото на звука в децибели до увеличаването на интензитета I от някакъв първоначален референтен интензитет I0 е
\ text {SL (dB)} = 10 \ log \ bigg (\ frac {I} {I_0} \ bigg)
- Имайте предвид, че (I / I0) е без единица, което означава, че не го правите имат да се използва W / m2.
Работа с логаритми
Логаритъмът е експонента, номерът, до който база (10, освен ако не е посочено друго) трябва да се повиши, за да се равнява на аргумент на дневника. Например log10(100) е степента, до която 10 трябва да се повиши, за да се получи 100, което е 2. Вашият калкулатор има дневник за справяне с проблеми като тези.
Следователно, ако сте започнали с интензитет на звука 5 (във всякакви единици) и сте го повишили до 50, резултатът промяна в децибел ниво би било 10 log (50/5) = 10 log (10) = 10 (1) = 10.
Биофизика на скалата на Децибел
Ами ако вместо да искате да сравните интензитета на два лесно чуваеми звука, вие искате да зададете Аз0 до нулева референтна точка, така че резултатът да е абсолютен брой децибели? В крайна сметка долната граница на човешкия слух е около 1 × 10 −12 W / m2. Този номер се използва, когато е фиксирана стойност от Аз се търси.
Как да конвертирате dB в процентно увеличение
Ако нивото на звука на парче тежка машина се повиши с 3 dB, какъв е процентното увеличение?
Обърнете се към уравнението SL (dB) = 10 log (Аз/Аз0) и решаване на аргумента (количеството в скоби Аз/Аз0):
\ begin {align} 3 & = 10 \ log \ bigg (\ frac {I} {I_0} \ bigg) \\ 0.3 & = \ log \ bigg (\ frac {I} {I_0} \ bigg) \\ 10 ^ {0.3} & = \ frac {I} {I_0} \\ & = 1.995 \ end {align}
Следователно интензивността е 1,995 пъти по-голяма, а процентилната разлика се получава чрез настройка Аз0 = 1, така че процентната промяна се дава със 100 × (1.995 - 1.0) = 99.5 процента.
По този начин можете да видите, че децибелната скала варира само леко в зависимост от нивото на интензивност, или по друг начин, интензивността нивата варират далеч по-широко в природата, отколкото разкрива скалата на децибелите, просто за да се улесни работата на скалата с децибели с. Ако искате да направите по-сложни изчисления, калкулаторът за децибели и проценти на Sengpiel включва неща като цялостно хармонично изкривяване за по-подробен анализ (вж. Ресурси).