La plupart des gens entendent une gamme fantastique de sons chaque jour. Certains de ces sons que les gens dirigent vers leurs oreilles par choix (par exemple, la musique, la voix à l'autre bout du fil d'un appel téléphonique), tandis que d'autres se retrouvent dans vos centres de traitement auditif parce que vous êtes simplement dans le monde dans certains chemin. Certains sons sont gênants et vous les considérerez probablement comme bruit, car ils sont soit trop grinçants, aigus, trop forts ou autrement désagréables à écouter.
De plus, si vous avez été à proximité d'une source sonore particulièrement forte, comme un amplificateur ou un haut-parleur lors d'un concert de rock, vous comprenez à un à un certain niveau de volume, ce son n'est pas tant un son qu'une énergie, les parties de basse des chansons étant suffisantes pour que tout votre corps ressente eux. En fait, c'est le cas, et le décibel (dB) est l'unité.
Vous êtes-vous déjà demandé quelle quantité d'énergie sonore vous expérimentez tout au long de votre vie? Autrement dit, lorsque vous augmentez le volume stéréo jusqu'à sa valeur maximale de 10, est-ce "cinq fois plus fort" que lorsque le volume est réglé sur 2? Existe-t-il une simple conversion de pourcentage en dB? Il se trouve que cela fonctionne un peu différemment que cela.
Qu'est-ce qu'un décibel en physique ?
Le son voyage sous forme d'ondes, tout comme les ondes électromagnétiques (par exemple, la lumière visible, les micro-ondes). Les ondes sonores, contrairement aux ondes électromagnétiques, ont besoin d'un support physique tel que l'air ou l'eau pour se propager; un vide physique tel que l'espace extra-atmosphérique est silencieux, malgré ce que les fabricants de la Guerres des étoiles les films voudraient vous faire croire.
Le décibel (dB) est une mesure de intensité et se mesure généralement en watts par mètre carré(W/m2). Le décibel décrit ainsi la quantité de puissance des ondes sonores qui se déplace à tout moment dans une tranche d'espace bidimensionnelle.
L'équation reliant le augmenter du niveau sonore en décibels à l'augmentation de l'intensité I à partir d'une certaine intensité de référence initiale I0 est
\text{SL(dB)} = 10 \log \bigg(\frac{I}{I_0}\bigg)
- Notez que (je/je0) est sans unité, ce qui signifie que vous ne avoir utiliser W/m2.
Travailler avec des logarithmes
Un logarithme est un exposant, le numéro auquel le base (10 sauf indication contraire) doit être élevé pour égaler le argument du journal. Par exemple, enregistrez10(100) est l'exposant auquel 10 doit être augmenté pour obtenir 100, qui est 2. Votre calculatrice a une fonction de journal pour gérer des problèmes comme ceux-ci.
Par conséquent, si vous commencez avec une intensité sonore de 5 (dans n'importe quelle unité) et que vous l'augmentez à 50, le résultat monnaie en décibels serait 10 log (50/5) = 10 log (10) = 10 (1) = 10.
Biophysique de l'échelle des décibels
Et si, au lieu de vouloir comparer les intensités de deux sons facilement audibles, vous vouliez régler je0 à un point de référence zéro pour que le résultat soit un nombre absolu de décibels? Il se trouve que la limite inférieure de l'audition humaine est d'environ 1 × 10 −12 W/m2. Ce nombre est utilisé lorsqu'une valeur fixe de je est recherché.
Comment convertir dB en pourcentage d'augmentation
Si le niveau sonore d'une pièce de machinerie lourde augmente de 3 dB, quel est le pourcentage d'augmentation ?
Référez-vous à l'équation SL(dB) = 10 log (je/je0) et résoudre pour l'argument (la quantité entre parenthèses je/je0):
\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{aligné}
L'intensité est donc 1.995 fois plus grande, et la différence de centile est obtenue en réglant je0 = 1, de sorte que la variation en pourcentage est donnée par 100 × (1,995 – 1,0) = 99,5 pour cent.
Ainsi, vous pouvez voir que l'échelle des décibels ne varie que légèrement avec le niveau d'intensité, ou en d'autres termes, l'intensité les niveaux varient beaucoup plus dans la nature que ne le révèle l'échelle des décibels, simplement pour rendre l'échelle des décibels plus facile à utiliser avec. Si vous souhaitez effectuer des calculs plus compliqués, le calculateur de décibels et de pourcentage Sengpiel intègre des éléments tels que la distorsion harmonique totale pour une analyse plus détaillée (voir Ressources).