声こえ压

声音こわね的てき衡量
特とく征せい	符号ふごう
声こえ压	p, SPL,LPA
粒子りゅうし速度そくど	v, SVL
粒子りゅうし位い移うつり	δでるた
声こえ强きょう	I, SIL
声こえ功こう率りつ	P, SWL, LWA
声こえ能のう	W
声こえ能のう密度みつど	w
暴露ばくろ声ごえ级	E, SEL
声こえ阻抗	Z
声こえ频	AF
传输损耗	TL
	查; 论; 编;

在ざい物理ぶつり學がく中なか，聲こえ壓あつ（英文えいぶん：acoustic pressure）是ぜ指ゆび聲こえ波は通過つうか媒質ばいしつ時じ，由よし振動しんどう所產しょさん生せい的てき壓力あつりょく改變かいへん量りょう，符號ふごう為ため $p$ 。聲こえ波は作為さくい一いち種しゅ縱たて波は，在ざい空氣くうき中ちゅう傳播でんぱ時じ，空氣くうき粒子りゅうし的てき疏密程度ていど會かい隨ずい聲ごえ波なみ而改變かいへん。因よし此，該處壓あつ強きょう也會隨ずい之の改變かいへん，此改變量へんりょう即そく為ため聲ごえ壓あつ。在ざい國際こくさい單位たんい制せい中なか，聲こえ壓あつ的てき單位たんい是ぜ帕斯卡（帕，Pa）。

如圖所見しょけん，在ざい聲こえ波は傳播でんぱ時じ，不同ふどう位置いち的てき疏密程度ていど也有やゆう所しょ不同ふどう，壓あつ強きょう也因而不同ふどう。量りょう度ど一いち個こ聲ごえ波なみ的てき聲こえ壓あつ，常つね以均ひとし方かた根ね $p rms$ 作為さくい平均へいきん值計算けいさん。

聲こえ壓あつ級きゅう（英文えいぶん：sound pressure level）是ぜ指ゆび以對たい數すう尺しゃく衡量的てき「有效ゆうこう聲ごえ壓あつ」，相對そうたい於一いち個こ基準きじゅん值的大小だいしょう，符號ふごう為ため $SPL$ ，用よう分ぶん貝かい（dB）作為さくい單位たんい。對たい於人類るい的てき聽覺ちょうかく，於最敏感びんかん的てき頻しき率りつ範圍はんい 2 000 Hzへるつ到いた 5 000 Hzへるつ中ちゅう，聽閾約やく為ため 2 × 10^-5 Pa，因いん此通常つうじょう以此作為さくい聲ごえ壓あつ級きゅう的てき基準きじゅん值。

在ざい空氣くうき中ちゅう，聲こえ壓あつ能のう以傳つて聲ごえ器き度量どりょう；在ざい水中すいちゅう則そく可か使用しよう水みず聽器度量どりょう。

聲こえ壓あつ

聲こえ壓あつ $p$ 是これ聲こえ波は通過つうか媒質ばいしつ時じ，由よし振動しんどう所產しょさん生せい的てき壓あつ強きょう改變かいへん量りょう。以空氣き作為さくい媒質ばいしつ的てき例れい子こ，無聲むせい時じ的てき壓あつ強きょう應おう為ため標準ひょうじゅん大氣たいき壓力あつりょく 1 atm （101.325 kPa）。當とう聲音こわね傳播でんぱ時じ，會かい造成ぞうせい粒子りゅうし的てき擾動，引起壓あつ強的ごうてき改變かいへん。這個改變かいへん量りょう，就是聲ごえ壓あつ。

由よし於粒子りゅうし的てき擾動有ゆう疏有密みつ，在ざい每まい點てん的てき瞬時しゅんじ聲こえ壓あつ也有やゆう所しょ不同ふどう，因いん此我們常以均ひとし方かた根ね $p rms$ 作為さくい平均へいきん值計算けいさん。對たい於一いち個こ正弦せいげん波なみ的てき純じゅん音おと，聲こえ壓あつ峰ほう值 $p peak$ 和かず均ひとし方かた根ね值 $p rms$ 有ゆう以下いか關係かんけい：

p_{\mathrm {rms} }={\frac {p_{\mathrm {peak} }}{\sqrt {2}}}

。

在ざい空氣くうき中ちゅう，對たい於人類るい的てき聽覺ちょうかく，於最敏感びんかん的てき頻しき率りつ範圍はんい 2 000 Hzへるつ到いた 5 000 Hzへるつ中ちゅう，聽閾約やく為ため 2 × 10^-5 Pa，記き作さく $p 0$ ：

p_{0}=2\times 10^{-5}\,\mathrm {Pa}

。

聲こえ壓あつ和わ距離きょり的てき關係かんけい，符合ふごう反はん比ひ律りつ，即そく某ぼう點てん的てき聲こえ壓あつ $p$ ，與あずか該點和聲わせい源げん的てき距離きょり $r$ 成なり反はん比ひ：

p\propto {\frac {1}{r}}

。

聲こえ壓あつ級きゅう

聲こえ壓あつ級きゅう $SPL$ 是ぜ另一個量度聲壓大小的常用物理量，指ゆび相對そうたい於一いち個こ基準きじゅん值，以對たい數すう尺しゃく衡量的てき聲こえ壓あつ，定義ていぎ如下：

\mathrm {SPL} =10\log \left({\frac {p}{p_{0}}}\right)^{2}\,\mathrm {dB}

，

其中 $p 0$ 是これ聽閾聲こえ壓あつ，在ざい空氣くうき中ちゅう常つね取と 2 × 10^-5 Pa；在ざい水中すいちゅう則そく常つね取と 10^-6 Pa。

由よし於聲壓あつ級きゅう是ぜ對數たいすう級數きゅうすう，本身ほんみ是ぜ無む因いん次じ量りょう。為ため表示ひょうじ它是以基數すう為ため 10 的てき對數たいすう級數きゅうすう，常つね加か上じょう貝かい爾なんじ（B）作為さくい單位たんい，分ぶん貝かい（dB）就是十じゅう分ふん之の一いち個こ貝かい爾なんじ。有ゆう需要じゅよう時じ，會かい寫うつし成なり dB SPL 或ある dB re 20 μみゅーPa ，以強調きょうちょう是ぜ聲ごえ壓あつ級きゅう的てき對數たいすう級數きゅうすう。

聲こえ壓あつ級きゅう $SPL$ 上うえ升ます 10 dBでしべる，代表だいひょう聲ごえ壓あつ平方へいほう $p 2$ 上うえ升ます 10 倍ばい。聲こえ壓あつ級きゅう $SPL$ 上うえ升ます $x$ dB ，則のり代表だいひょう代表だいひょう聲ごえ壓あつ平方へいほう $p 2$ 上うえ升ます $10 x/10$ 倍ばい。由よし此可見み，聲こえ壓あつ級きゅう是ぜ漸やや強つよ標しるべ度ど，其數值和聲ごえ壓あつ並なみ非ひ線せん性せい關係かんけい。

與あずか其他聲ごえ學がく物理ぶつり量的りょうてき關係かんけい

聲こえ壓あつ $p$ 和わ聲こえ強きょう $I$ 是ぜ關係かんけい密みつ切きり的てき物理ぶつり量りょう。它們符合ふごう以下いか關係かんけい：

I=pv

I={\frac {p^{2}}{z}}

其中：

$v$ 是ぜ粒子りゅうし速度そくど，單位たんい是ぜ米まい每秒まいびょう（m s^-1）。
$z$ 是ぜ媒質ばいしつ的てき特徵とくちょう聲ごえ阻，單位たんい為ため瑞みず利り（rayl）。

以空氣き中ちゅう的てき聽閾聲ごえ壓あつ 2 × 10^-5 Pa 作さく換算かんさん，取と空氣くうき聲ごえ阻 400 rayl ，可か得とく聽閾聲ごえ強きょう $I 0$ :

I_{0}={\frac {(2\times 10^{-5})^{2}}{400}}=10^{-12}\,\mathrm {W\,m^{-2}}

聲こえ強きょう級きゅう $SIL$ 作為さくい對數たいすう級數きゅうすう，就是以此值作為さくい基準きじゅん。因よし此，給きゅう定てい在ざい空氣くうき聲ごえ阻的 400 rayl 的てき環境かんきょう下か，聲こえ壓あつ級きゅう和聲わせい強きょう級きゅう的てき數すう值相等とう：

\mathrm {SIL} =\mathrm {SPL}

一些聲壓和聲壓級的例子

空氣くうき中ちゅう的てき聲こえ源げん	聲こえ壓あつ $p$ (Pa)	聲こえ壓あつ級きゅう $SPL$ (dB)
激げき波は (distorted sound waves > 1 atm; waveform valleys are clipped at zero pressure)	>101,325 Pa	>194 dB
正常せいじょう環境かんきょう氣壓きあつ中ちゅう非ひ失しつ真ま聲音こわね的てき理論りろん極限きょくげん	101,325 Pa	~194.094 dB
閃光せんこう彈だん	6,000–20,000 Pa	170–180 dB
火箭かせん發射はっしゃ	~4000 Pa	~165 dB
Simple open-ended thermoacoustic device^[1]	12,619 Pa	176 dB
離はなれ.30-06 Springfield開ひらき火ひ點てん一いち米まい的てき位置いち	7,265 Pa	171 dB（peak）
離はなれM1加か蘭らん德とく步ふ槍やり開ひらき火ひ點てん一いち米まい的てき位置いち	5,023 Pa	168 dB
30米まい外的がいてき客きゃく機き引擎	632 Pa	150 dB
Threshold of pain	63.2 Pa	130 dB
離はなれ嗚嗚祖そ拉ひしげ號ごう角かく一いち米まい的てき位置いち	20 Pa	120 dB（A）^[2]
Hearing damage（possible）	20 Pa	approx. 120 dB
100米まい外的がいてき客きゃく機き引擎	6.32 – 200 Pa	110 – 140 dB
一いち米まい外的がいてき手提てさげ鑽	2 Pa	approx. 100 dB
10米まい外的がいてき公おおやけ路ろ	2×10⁻¹ – 6.32×10⁻¹ Pa	80 – 90 dB
Hearing damage（over long-term exposure, need not be continuous）	0.356 Pa	85 dB^[3]
10米まい外的がいてき汽車きしゃ	2×10⁻² – 2×10⁻¹ Pa	60 – 80 dB
EPA-identified maximum to protect against hearing loss and other disruptive effects from noise, such as sleep disturbance, stress, learning detriment, etc.		70 dB^[4]
Handheld electric mixer		65 dB
一いち米まい外的がいてき電でん視し	2×10⁻² Pa	approx. 60 dB
洗あらい衣ころも機き、洗あらい碗わん機き		50-53 dB
正常せいじょう的てき談話だんわ	2×10⁻³ – 2×10⁻² Pa	40 – 60 dB
非常ひじょう安靜あんせい的てき房ぼう間あいだ	2×10⁻⁴ – 6.32×10⁻⁴ Pa	20 – 30 dB
樹き葉は聲ごえ、安靜あんせい的てき呼吸こきゅう聲ごえ	6.32×10⁻⁵ Pa	10 dB
在ざい1 kHzきろへるつ時じ的てき聽覺ちょうかく極限きょくげん	2×10⁻⁵ Pa	0 dB^[3]

參考さんこう資料しりょう

^ Hatazawa, M., Sugita, H., Ogawa, T. & Seo, Y.（Jan. 2004），‘Performance of a thermoacoustic sound wave generator driven with waste heat of automobile gasoline engine,’ Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers (Part B) Vol. 16, No. 1, 292–299. 存そん檔副本ふくほん. [2012-01-30]. （原始げんし内容ないよう存そん档于2012-02-23）.
^ Swanepoel, De Wet; Hall III, James W; Koekemoer, Dirk. Vuvuzela – good for your team, bad for your ears (PDF). South African Medical Journal. February 2010, 100 (4): 99–100 [2012-01-30]. PMID 20459912. （原始げんし内容ないよう (PDF)存そん档于2021-02-27）.
^ ^3.0 ^3.1 William Hamby. Ultimate Sound Pressure Level Decibel Table. （原始げんし内容ないよう存そん档于2010-07-27）.
^ EPA Identifies Noise Levels Affecting Health and Welfare, 1974-04-02 [2010-11-01], （原始げんし内容ないよう存そん档于2012-11-02）

[1] Hatazawa, M., Sugita, H., Ogawa, T. & Seo, Y.（Jan. 2004），‘Performance of a thermoacoustic sound wave generator driven with waste heat of automobile gasoline engine,’ Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers (Part B) Vol. 16, No. 1, 292–299. 存そん檔副本ふくほん. [2012-01-30]. （原始げんし内容ないよう存そん档于2012-02-23）.

[2] Swanepoel, De Wet; Hall III, James W; Koekemoer, Dirk. Vuvuzela – good for your team, bad for your ears (PDF). South African Medical Journal. February 2010, 100 (4): 99–100 [2012-01-30]. PMID 20459912. （原始げんし内容ないよう (PDF)存そん档于2021-02-27）.

[Hamby-3] 3.0 ^3.1 William Hamby. Ultimate Sound Pressure Level Decibel Table. （原始げんし内容ないよう存そん档于2010-07-27）.

[4] EPA Identifies Noise Levels Affecting Health and Welfare, 1974-04-02 [2010-11-01], （原始げんし内容ないよう存そん档于2012-11-02）

[1]

[2]

[3]

[4]