Die meisten Menschen hören jeden Tag eine fantastische Bandbreite an Klängen. Einige dieser Geräusche richten sich die Leute freiwillig an ihre Ohren (z. B. Musik, die Stimme am anderen Ende eines Telefongesprächs), während andere den Weg in Ihre auditiven Verarbeitungszentren finden, weil Sie in manchen einfach auf der Welt sind Weg. Einige Geräusche sind störend, und Sie werden diese wahrscheinlich als Lärm, da sie entweder zu knirschend, zu hoch, schlicht laut oder auf andere Weise unangenehm anzuhören sind.
Wenn Sie sich außerdem in der Nähe einer besonders lauten Schallquelle aufgehalten haben, wie einem Verstärker oder Lautsprecher bei einem Rockkonzert, verstehen Sie sofort ein bestimmter Lautstärkepegel, bei dem der Klang weniger Klang als Energie ist, wobei die Bassanteile von Songs ausreichen, um Ihren ganzen Körper zu spüren Sie. Tatsächlich ist dies der Fall, und die Dezibel (dB) ist die Einheit.
Haben Sie sich jemals gefragt, wie viel von einem Klang-Energie-Bereich Sie Ihr ganzes Leben lang erfahren? Das heißt, wenn Sie die Stereolautstärke auf den maximalen Wert von 10 aufdrehen, ist dies "fünfmal so laut" wie bei einer Lautstärkeeinstellung von 2? Gibt es eine einfache Umrechnung von Prozent in dB? Zufällig funktioniert es etwas anders.
Was ist ein Dezibel in der Physik?
Schall breitet sich in Form von Wellen aus, genau wie elektromagnetische Wellen (z. B. sichtbares Licht, Mikrowellen). Schallwellen benötigen im Gegensatz zu EM-Wellen ein physikalisches Medium wie Luft oder Wasser, um sich auszubreiten; ein physikalisches Vakuum wie der Weltraum ist geräuschlos, trotz allem, was die Macher des Krieg der Sterne Filme würden Sie glauben machen.
Das Dezibel (dB) ist ein Maß für Intensität und wird normalerweise gemessen in measured Watt pro Quadratmeter(W/m²2). Das Dezibel beschreibt also, wie viel Schallwellenleistung sich zu einem bestimmten Zeitpunkt durch einen zweidimensionalen Raumausschnitt bewegt.
Die Gleichung für die erhöhen, ansteigen des Schallpegels in Dezibel auf die Zunahme der Intensität I von einer anfänglichen Referenzintensität I0 ist
\text{SL(dB)} = 10 \log \bigg(\frac{I}{I_0}\bigg)
- Beachten Sie, dass (I/I0) ist ohne Einheiten, was bedeutet, dass du es nicht tust haben W/m. verwenden2.
Arbeiten mit Logarithmen
Ein Logarithmus ist ein Exponent, die Nummer, an die die Base (10, sofern nicht anders angegeben) muss auf den gleichen Wert angehoben werden Streit des Protokolls. Loggen Sie sich zum Beispiel ein10(100) ist der Exponent, auf den 10 erhöht werden muss, um 100 zu erhalten, also 2. Ihr Taschenrechner verfügt über eine Protokollfunktion, um solche Probleme zu behandeln.
Wenn Sie also mit einer Schallintensität von 5 (in beliebigen Einheiten) beginnen und diese auf 50 erhöhen, ergibt sich das resultierende Veränderung in Dezibel wäre 10 log (50/5) = 10 log (10) = 10(1) = 10.
Biophysik der Dezibelskala
Was wäre, wenn Sie, anstatt die Intensitäten zweier leicht hörbarer Klänge vergleichen zu wollen, einstellen möchten ich0 auf einen Null-Referenzpunkt, so dass das Ergebnis eine absolute Anzahl von Dezibel wäre? Tatsächlich liegt die untere Grenze des menschlichen Gehörs bei etwa 1 × 10 −12 W/m2. Diese Zahl wird verwendet, wenn ein fester Wert von ich ist gesucht.
So konvertieren Sie dB in einen prozentualen Anstieg
Wie hoch ist der prozentuale Anstieg, wenn der Schallpegel eines Schwermaschinenteils um 3 dB ansteigt?
Siehe Gleichung SL(dB) = 10 log (ich/ich0) und lösen nach dem Argument auf (die Menge in Klammern ich/ich0):
\begin{aligned} 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{ausgerichtet}
Die Intensität ist somit 1,995 mal so groß, die Perzentildifferenz ergibt sich durch die Einstellung ich0 = 1, so dass die prozentuale Änderung durch 100 × (1,995 – 1,0) = 99,5 Prozent gegeben ist.
So können Sie sehen, dass die Dezibelskala nur geringfügig mit der Intensität variiert, oder anders ausgedrückt, Intensität, Die Pegel variieren von Natur aus viel stärker als die Dezibelskala vermuten lässt, nur um die Arbeit mit der Dezibelskala zu erleichtern mit. Wenn Sie kompliziertere Berechnungen durchführen möchten, enthält der Sengpiel-Dezibel- und -Prozent-Rechner Dinge wie die gesamte harmonische Verzerrung für eine detailliertere Analyse (siehe Ressourcen).