La mayoría de las personas escuchan una fantástica variedad de sonidos todos los días. Algunos de estos sonidos las personas dirigen a sus oídos por elección (por ejemplo, música, la voz al otro lado de una llamada telefónica), mientras que otros encuentran su camino hacia sus centros de procesamiento auditivo como resultado de que usted simplemente está en el mundo en algunos camino. Algunos sonidos son molestos y es probable que los considere como ruido, ya que son demasiado chirriantes, agudos, muy fuertes o desagradables de escuchar.
Además, si ha estado cerca de una fuente de sonido especialmente fuerte, como un amplificador o un altavoz en un concierto de rock, comprenderá en un cierto nivel de volumen que el sonido no es tanto sonido como energía, con las partes graves de las canciones suficientes para hacer que todo el cuerpo sienta ellos. De hecho, este es el caso, y el decibel (dB) es la unidad.
¿Alguna vez se ha preguntado qué rango de energía sonora experimenta a lo largo de su vida? Es decir, cuando sube el volumen estéreo a su valor máximo de 10, ¿es esto "cinco veces más alto" que cuando el volumen está ajustado a 2? ¿Existe una conversión simple de porcentaje a dB? Da la casualidad de que funciona de manera un poco diferente a esto.
¿Qué es un decibel en física?
El sonido viaja en forma de ondas, al igual que las ondas electromagnéticas (por ejemplo, luz visible, microondas). Las ondas sonoras, a diferencia de las ondas electromagnéticas, necesitan un medio físico como aire o agua en el que propagarse; un vacío físico como el espacio exterior es silencioso, a pesar de lo que los creadores del Guerra de las Galaxias las películas te harían creer.
El decibel (dB) es una medida de intensidad y generalmente se mide en vatios por metro cuadrado(W / m2). Por tanto, el decibel describe cuánta potencia de onda de sonido se mueve a través de una porción bidimensional de espacio en cualquier momento.
La ecuación que relaciona el incrementar en el nivel de sonido en decibelios al aumento de intensidad I desde alguna intensidad de referencia inicial I0 es
\ text {SL (dB)} = 10 \ log \ bigg (\ frac {I} {I_0} \ bigg)
- Tenga en cuenta que (yo / yo0) no tiene unidades, lo que significa que no tengo utilizar W / m2.
Trabajar con logaritmos
Un logaritmo es un exponente, el número al que base (10 a menos que se especifique lo contrario) debe elevarse para igualar el argumento del registro. Por ejemplo, log10(100) es el exponente al que se debe elevar 10 para obtener 100, que es 2. Su calculadora tiene una función de registro para manejar problemas como estos.
Por lo tanto, si comenzó con una intensidad de sonido de 5 (en cualquier unidad) y la elevó a 50, el resultado cambio en el nivel de decibelios sería 10 log (50/5) = 10 log (10) = 10 (1) = 10.
Biofísica de la escala de decibelios
¿Qué pasa si, en lugar de querer comparar las intensidades de dos sonidos fácilmente audibles, quisiera establecer I0 a un punto de referencia cero para que el resultado sea un número absoluto de decibelios? Da la casualidad que el límite inferior de la audición humana es de aproximadamente 1 × 10 −12 W / m2. Este número se utiliza cuando un valor fijo de I se busca.
Cómo convertir dB en aumento porcentual
Si el nivel de sonido de una pieza de maquinaria pesada aumenta 3 dB, ¿cuál es el porcentaje de aumento?
Consulte la ecuación SL (dB) = 10 log (I/I0) y resuelva el argumento (la cantidad entre paréntesis I/I0):
\ 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 {alineado}
Por lo tanto, la intensidad es 1.995 veces mayor y la diferencia de percentiles se obtiene configurando I0 = 1, de modo que el cambio porcentual viene dado por 100 × (1.995 - 1.0) = 99.5 por ciento.
Por lo tanto, puede ver que la escala de decibelios varía solo ligeramente con el nivel de intensidad, o dicho de otra manera, la intensidad Los niveles varían mucho más en la naturaleza de lo que revela la escala de decibelios, simplemente para facilitar el trabajo de la escala de decibelios. con. Si desea hacer cálculos más complicados, la calculadora de decibelios y porcentajes de Sengpiel incorpora elementos como la distorsión armónica total para un análisis más detallado (ver Recursos).