De fleste mennesker hører et fantastisk utvalg av lyder hver dag. Noen av disse lydene folk retter mot ørene etter eget valg (f.eks. Musikk, stemmen i den andre enden av en telefonsamtale), mens andre finner veien inn i dine auditive prosesseringssentre som et resultat av at du bare er i verden i noen vei. Noen lyder er plagsomme, og du vil sannsynligvis tenke på disse som bråk, ettersom de enten er for raske, høye, vanlig eller ellers ubehagelige å lytte til.
Dessuten, hvis du har vært i nærheten av en spesielt høy lydkilde, som en forsterker eller høyttaler på en rockekonsert, forstår du det på en visst volumnivå at lyd ikke er så mye lyd som energi, med bassdelene i sangene tilstrekkelig til å få hele kroppen til å føle dem. Faktisk er dette tilfelle, og desibel (dB) er enheten.
Har du noen gang lurt på hvor mye av et lydenergiområde du opplever gjennom hele livet ditt? Det vil si at når du skru stereovolumet opp til sin maksimale verdi på 10, er dette "fem ganger så høyt" som når volumet er satt til 2? Er det en enkel prosentandel til dB-konvertering? Når det skjer, fungerer det litt annerledes enn dette.
Hva er en desibel i fysikk?
Lyd beveger seg i form av bølger, akkurat som elektromagnetiske bølger (f.eks. Synlig lys, mikrobølger) gjør. I motsetning til EM-bølger trenger lydbølger et fysisk medium som luft eller vann for å forplante seg; et fysisk vakuum som verdensrommet er lydløst, til tross for hva produsentene av Stjerne krigen filmer vil du tro.
Decibel (dB) er et mål på intensitet og måles vanligvis i watt per kvadratmeter(B / m2). Decibel beskriver således hvor mye lydbølgekraft som beveger seg gjennom et todimensjonalt stykke rom når som helst.
Ligningen om øke i lydnivået i desibel til økningen i intensitet I fra noen initial referanseintensitet I0 er
\ text {SL (dB)} = 10 \ log \ bigg (\ frac {I} {I_0} \ bigg)
- Merk at (I / I0) er enhetsløs, noe som betyr at du ikke gjør det ha å bruke W / m2.
Arbeide med logaritmer
En logaritme er en eksponent, nummeret som utgangspunkt (10 med mindre annet er spesifisert) må heves til å være lik argument av loggen. Logg for eksempel10(100) er eksponenten som 10 må heves til for å få 100, som er 2. Kalkulatoren din har en loggfunksjon for å håndtere problemer som disse.
Derfor, hvis du startet med en lydintensitet på 5 (i noen enheter) og hevet den til 50, det resulterende endring i desibelnivå ville være 10 log (50/5) = 10 log (10) = 10 (1) = 10.
Biofysikk av Decibel-skalaen
Hva om du, i stedet for å sammenligne intensiteten til to lett hørbare lyder, ønsket å stille inn Jeg0 til et null referansepunkt slik at resultatet blir et absolutt antall desibel? Når det skjer, er den nedre grensen for menneskelig hørsel omtrent 1 × 10 −12 W / m2. Dette tallet brukes når en fast verdi på Jeg søkes.
Hvordan konvertere dB til økning i prosent
Hvis lydnivået til et stykke tungt maskineri stiger med 3 dB, hva er prosentvis økning?
Se ligningen SL (dB) = 10 log (Jeg/Jeg0) og løse for argumentet (mengden 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 \ end {align}
Intensiteten er derfor 1,995 ganger så stor, og prosentilforskjellen oppnås ved å sette Jeg0 = 1, slik at prosentendringen blir gitt med 100 × (1,995 - 1,0) = 99,5 prosent.
Dermed kan du se at desibelskalaen bare varierer litt med intensitetsnivå, eller på en annen måte, intensitet nivåer varierer langt mer i naturen enn decibelskalaen avslører, bare for å gjøre desibelskalaen lettere å jobbe med. Hvis du vil gjøre mer kompliserte beregninger, inneholder Sengpiel-desibel og prosentkalkulator ting som total harmonisk forvrengning for en mer detaljert analyse (se Ressurser).