声压:声音的响度

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摘要

我们神奇的耳朵对声压的反应非常奇妙——它们对声压的反应不是线性的,而是对数的。让我们更详细地探讨一下……

声音的响度是由声波推动物体表面时产生的压力决定的——在这个例子中是我们的鼓膜。这就是为什么工程师和技术人员把响度级称为“声压级”(SPL),并用声压计测量它。然而,我们神奇的耳朵对声压的反应非常奇妙——它们对声压的反应不是线性的,而是对数的。让我们更详细地探讨一下……

声压:声音的响度

大多数科学家和工程师用来测量压力的单位是帕斯卡(Pa),大约等于每平方英寸69磅(PSI)。如果我们的听力是线性的,1帕斯卡的压力增加是同样明显的,无论是从1到2 Pa,还是从10到11 Pa,还是从100到101 Pa。但这不是我们的听觉工作的方式。随着声压的升高,我们的耳朵需要越来越大的增加,直到我们的耳朵注意到声压级的变化——声压级必须翻倍。这意味着从1到2 Pa的变化与从10到20 Pa的变化相似。这使得我们能够听到非常广泛的声音范围,从0.00002 Pa(我们能听到的最安静的声音)到100 Pa(一个声音如此之大以至于让大多数人感到疼痛的声音)。顺便说一下,100pa比0.00002 Pa大500万倍!

幸运的是,声级很少用帕斯卡来描述,否则我们将不得不成为小数使用方面的专家。声级不是帕斯卡,而是用一个叫做“分贝”(dB)的单位来测量的。

注:“B”在“dB”中大写。

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