1分贝的声音有多大？

maya88

与很多人理解的不同，“分贝”和“米”、“秒”、“摄氏度”等物理量并不相同，它并不是一个直接描述声音强度的物理量。

我们知道，声音是一种振动波。声音通过空气传播、被我们听到，本质上就是空气分子的振动传到了耳朵里，引发鼓膜的振动。所以，声音的大小，其实反映的是这种振动的强度。
由于空气振动会引起大气压强的变化，所以确切地说，我们应该用压强变化的程度来描述一个声音的大小，这就是“声压”的概念，它的单位是Pa（帕斯卡）。比如：1米外步枪射击的声音大约是7000Pa；10米外开过的汽车大约是0.2Pa。

用声压来描述声音强度虽然准确，但却有很明显的问题：声压的变化范围非常大，不同声音的声压可能相差成百上千倍。比如上面两个例子：虽然步枪的声音确实比汽车声要大，但要说大出几万倍，这无论如何也与我们的日常感觉有出入。

因此，物理学上使用了“分贝”的概念。对于声音，“分贝”是这样定义的：我们将某一个声压值定义为“标准值”（0分贝），这是一个固定的值；任何一个声音，都和这个标准值相除，取结果的对数（以10为底），再乘以20，这样算出来的就是这个声音的分贝。写成公式就是：

其中：GdB 为分贝；V0 为声压标准值；V1 为声压测量值。
对于上面的两个例子，步枪射击的声音换算过来就是171分贝，汽车开过的声音是80分贝，这样不仅方便计算，而且比较符合一般人的听觉感受。
这里涉及到了一个作为“标准值”的声音。当我们计算在气体介质中传播的声音时，采用的标准值是2×10^-5 Pa（20μPa），这是人耳在1000Hz这个频率下能听到的最小的声音，大致相当于3米外的一只蚊子在飞。这就是物理上对“0分贝”的定义。事实上，很多人听不到这样弱的声音。根据世界卫生组织的定义，如果一个人能听到的最小声音在25分贝以下，就属于正常听力。
附：一些声音的分贝


-80分贝：核潜艇的麦克风在水下听到的100米外一只虾咀嚼食物的声音
-30分贝：20英里外一个人的说话声
0分贝：10英尺（约3米）外一只蚊子在飞
10分贝：非常安静的房间
13分贝：灯泡的嗡嗡声
15分贝：1米外一根别针从1厘米的高度掉落下来的声音
20分贝：乡村的夜晚
30分贝：沙漠的夜晚
40-60分贝：正常谈话的声音
50-53分贝：洗衣机的工作声
60-80分贝：10米外经过的汽车
70分贝：10英尺（约3米）外的真空吸尘器；美国环保署认定的人类能忍受（不产生听力损失、睡眠障碍、焦虑、学习障碍等）的最大噪音
85分贝：长期作用下会引起听力损伤
90分贝：10英尺（约3米）外经过的公共汽车或卡车；食物搅拌机
100分贝：一般家用音响设备的最大音量
104-107分贝：开始引起疼痛的声音（在2750Hz的频率下）
110-140分贝：100米外的喷气式飞机引擎
116分贝：人体开始感觉到振动的声音（在低频率下）
120-130分贝：摇滚演唱会的最前排
127分贝：开始引起耳鸣的声音
128分贝：在8.2英尺（约2.5米）外测量到的人类最大的尖叫声
140分贝：即使声音时间很短，也会引起听力损伤
141分贝：开始引起恶心感觉的声音
168分贝：M1加兰德步枪在1米外开火
175.8分贝：250英尺（约75米）外1吨TNT炸药爆炸
192.8-194.7分贝：地球大气压理论上能传播的最大强度声音

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