聲音的響度

　　聲音其實(shí)是經(jīng)媒介傳遞的快速壓力變化。當(dāng)聲音於空氣中傳遞，大氣壓力會循環(huán)變化。每一秒內(nèi)壓力變化的次數(shù)叫作頻率，量度單位是赫茲(Hz)，其定義為每秒的周期數(shù)目。頻率越高，聲音的音調(diào)越高。如下圖顯示，擊鼓產(chǎn)生的頻率遠(yuǎn)較吹哨子產(chǎn)生的頻率低。請按一下[示范]按鈕，聽聽它們發(fā)出的聲音，及細(xì)察其音調(diào)的不同。

　　響亮度和分貝標(biāo)度

　　響亮度是聲音或噪音的另一個特性。強(qiáng)的噪音通常有較大的壓力變化，弱的噪音壓力變化則較小。壓力和壓力變化的量度單位為巴斯卡，縮寫為Pa。其定義為牛頓/平方米 ( N/m2)。 人類的耳朵能感應(yīng)聲壓的范圍很大。正常的人耳能夠聽到*微弱的聲音叫作「聽覺閾」，為20個微巴斯卡 (縮寫為μPa) 的壓力變化，即20x10-6 Pa ("百萬分之二十巴斯卡")。另一方面，非常噪吵的情況能產(chǎn)生很大的壓力變化，例如一架太空穿梭機(jī)在發(fā)出*大馬力時能在近距離產(chǎn)生大約 2.000 Pa或2 x 109μPa的噪音。下表顯示由上述情況產(chǎn)生不同的聲壓級，以巴斯卡及微巴斯卡表示。如用巴斯卡(Pa)來表達(dá)聲音或噪音，我們須處理小至20.大至2.000.000.000的數(shù)字。明顯地，如用巴斯卡(Pa)來表達(dá)聲音或噪音會頗為不便。較簡單的做法是用一個對數(shù)標(biāo)度(logarithmic scale)來表達(dá)聲音或噪音的響亮度，以10作為基數(shù)。為避免以巴斯卡(Pa)來表達(dá)聲音或噪音(以防處理難以操縱的數(shù)字)，故使用分貝(dB)這個標(biāo)度。該標(biāo)度以「聽覺閾」，20 μPa 或20 x 10-6 Pa作為參考聲壓值，并定義這聲壓水平為0分貝(dB)。聲壓級，縮寫通常為SPL或者Lp，其單位為分貝(dB)，可經(jīng)由以下算式求得。

　　用對數(shù)標(biāo)度來表達(dá)聲音和噪音還有另一優(yōu)點(diǎn)：人類的聽覺反應(yīng)是基於聲音的相對變化而非*的變化。對數(shù)標(biāo)度正好能模仿人類耳朵對聲音的反應(yīng)。于分貝標(biāo)度上計算聲音或噪音的和現(xiàn)實(shí)生活中我們經(jīng)常會同時遇到幾個聲音。你知道一個聲音與另一個聲音結(jié)合時，會產(chǎn)生甚么結(jié)果嗎?我們都知道60個蘋果加60 個蘋果，等于120個蘋果。但是，這并不適用於以分貝來表示的聲音。事實(shí)上，60分貝加60分貝只等于63分貝。下面的公式解釋聲音相加的原理，請按一下[示范]按鈕閱讀詳細(xì)內(nèi)容：

　　"A"加權(quán)聲

　　正常的人耳能聽到20赫茲到20.000赫茲頻率的聲音。20赫茲到20.000赫茲的范圍叫作「人耳可聽聲范圍」。我們聽到包含各種頻率的聲音。整個「人耳可聽聲范圍」可分成8個或24個「頻率帶」，分別稱為倍頻程或1/3倍頻程。聲音或噪音在不同的頻率帶可有不同的犟度或聲壓級，如下圖所示。請按一下[示范]按鈕，看看聲音如何分為8個倍頻程或24個1/3倍頻程。

　　聲音通常以一個聲壓級值來描述。方法就是將所有倍頻程或1/3倍頻程所占的部份加在一起，得出一個聲壓級。

　　人類耳朵對聲音的敏感度取決於聲音的頻率。對於2.500赫茲到3.000赫茲的聲音，人類耳朵的反應(yīng)*靈敏，而對低頻率的聲音，敏感度則較低。故此，將所有倍頻程或1/3倍頻程所占的部份加在一起，所得到的數(shù)值并不能有效反映人類耳朵對聲音頻率的非線性反應(yīng)。

　　以"A"加權(quán)聲級度為例，在將低頻率及高頻率的聲壓級值加在一起之前，聲壓級值會根據(jù)公式減低。聲壓級值加在一起后所得數(shù)值的單位為分貝(A)。分貝(A)較常用是因?yàn)檫@個標(biāo)度更能準(zhǔn)確地反映人類耳朵對頻率的反應(yīng)。量度聲壓級的儀器通常都附有加權(quán)網(wǎng)絡(luò)，以提供分貝(A)的讀數(shù)。

　　另：分貝是音量的單位，分貝數(shù)越大代表的所發(fā)出的聲音越大，分貝在計算上是每增加 10 分貝，則聲音大小約是原來的十倍。