De fleste mennesker hører et fantastisk udvalg af lyde hver dag. Nogle af disse lyde folk direkte hen til deres ører efter eget valg (f.eks. Musik, stemmen i den anden ende af et telefonopkald), mens andre finder vej ind i dine auditive behandlingscentre som et resultat af, at du simpelthen er i verdenen i nogle vej. Nogle lyde er generende, og du tænker sandsynligvis på disse som støj, da de enten er for rivende, høje, almindelige eller på anden måde ubehagelige at lytte til.
Desuden, hvis du har været i nærheden af en særlig høj lydkilde, som en forstærker eller højttaler ved en rockkoncert, forstår du på en vis lydstyrke, at lyd ikke er så meget lyd som energi, med basdelene i sange tilstrækkelige til at få hele din krop til at føle dem. Faktisk er dette tilfældet, og det decibel (dB) er enheden.
Har du nogensinde spekuleret på, hvor meget af et lydenergiområde, du oplever i hele dit liv? Når du drejer stereolydstyrken op til sin maksimale værdi på 10, er dette "fem gange så højt" som når lydstyrken er indstillet til 2? Er der en simpel procentdel til dB-konvertering? Som det sker, fungerer det lidt anderledes end dette.
Hvad er en decibel i fysik?
Lyd bevæger sig i form af bølger, ligesom elektromagnetiske bølger (f.eks. Synligt lys, mikrobølger) gør. I modsætning til EM-bølger har lydbølger brug for et fysisk medium såsom luft eller vand, som de kan formeres i; et fysisk vakuum som det ydre rum er lydløst, på trods af hvad producenterne af Star wars film ville have dig til at tro.
Decibel (dB) er et mål for intensitet og måles normalt i watt pr. kvadratmeter(W / m2). Deciblen beskriver således, hvor meget lydbølgekraften bevæger sig gennem et todimensionalt stykke rum til enhver tid.
Ligningen om øge i lydniveauet i decibel til stigningen i intensitet I fra en vis initial referenceintensitet I0 er
\ text {SL (dB)} = 10 \ log \ bigg (\ frac {I} {I_0} \ bigg)
- Bemærk, at (I / I0) er enhedsløs, hvilket betyder at du ikke gør det har at bruge W / m2.
Arbejde med logaritmer
En logaritme er en eksponent, det nummer, som grundlag (10 medmindre andet er angivet) skal hæves til at være lig med argument af loggen. Log f.eks10(100) er den eksponent, som 10 skal hæves for at få 100, hvilket er 2. Din lommeregner har en logfunktion til at håndtere problemer som disse.
Derfor, hvis du startede med en lydintensitet på 5 (i en hvilken som helst enhed) og hævede den til 50, det resulterende lave om i decibelniveau ville være 10 log (50/5) = 10 log (10) = 10 (1) = 10.
Biofysik af Decibel-skalaen
Hvad hvis du i stedet for at ønske at sammenligne intensiteten af to let hørbare lyde, ønskede at indstille jeg0 til et referencepunkt nul, så resultatet bliver et absolut antal decibel? Når det sker, er den nedre grænse for menneskelig hørelse omkring 1 × 10 −12 W / m2. Dette tal bruges, når en fast værdi på jeg søges.
Sådan konverteres dB til stigning i procent
Hvis lydniveauet for et stykke tungt maskineri stiger med 3 dB, hvad er den procentvise stigning?
Se ligningen SL (dB) = 10 log (jeg/jeg0) og løse argumentet (mængden i parentes jeg/jeg0):
\ 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 \ slut {justeret}
Intensiteten er derfor 1.995 gange så stor, og percentilforskellen opnås ved indstilling jeg0 = 1, så procentændringen gives med 100 × (1,995 - 1,0) = 99,5 procent.
Således kan du se, at decibelskalaen kun varierer lidt med intensitetsniveau eller på en anden måde intensitet niveauer varierer langt mere i naturen end decibelskalaen afslører, simpelthen for at gøre decibelskalaen lettere at arbejde med. Hvis du vil foretage mere komplicerede beregninger, inkorporerer Sengpiel-decibel og procentberegner ting som total harmonisk forvrængning til en mere detaljeret analyse (se Ressourcer).