Ощущение и восприятие Шиффман Х.

Физический стимул 497Децибел (дБ). Интервал амплитуд, к которым чувствительно ухо, чрезвычайноширок. Сила самого громкого звука в миллиарды раз превышает интенсивностьсамого слабого звука, улавливаемого человеческим ухом. Поскольку этот интервалогромен, удобно пользоваться логарифмической шкалой давлений, названнойв честь Александра Грэма Белла децибельной (дБ) шкалой. Преимущество логарифмическойшкалы децибелов для оценки интенсивности звука заключается втом, что она сокращает огромный интервал возможных значений амплитуд и превращаетвсе их значения, доступные человеку, в значительно более узкую и удобнуюдля практического использования шкалу, изменяющуюся от 0 до приблизительно160.Сила звука в децибелах равна:где: N дб- число децибел, Р е — звуковое давление, которое нужно выразить в децибелах;Р r — эталонное давление, равное 0,0002 дин/см 2 .Звуковое давление, которое нужно выразить в децибелах (Р е ), соотноситсяименно с таким эталонным давлением потому, что по своему абсолютному значениюоно близко к среднему слуховому порогу человека (для звука с частотой1000 Гц).Децибелы — не такие абсолютные, фиксированные единицы, как граммы, метрыили ватты. Выражая интенсивность звука в децибелах, мы показываем, во сколькораз он более интенсивен или менее интенсивен, чем звук, соответствующий эталонномузвуковому давлению Р r . Децибельная шкала, построенная относительноэталонного давления, равного 0,0002 дин/см 2 и принятого в качестве пороговогозначения, обычно называется уровнем звукового давления (УЗД). Это название введенов обиход в связи с тем, что для практических целей при определении децибелнередко используются и другие эталонные давления.В табл. 12.1 представлены децибелы, рассчитанные по вышеприведенной формуледля интервала давлений (Р е ), создаваемых некоторыми знакомыми нам источникамизвуков. Для наглядности отобраны такие значения давлений, которыеотличаются друг от друга на порядки (например, давление, равное 200 дин/см 2 ,в десять раз больше давления, равного 20 дин/см 2 , которое, в свою очередь, в 10 разбольше давления, равного 2 дин/см 2 и т. д.).Приведенные в таблице данные свидетельствуют о том, что изменения звуковогодавления и децибелы связаны между собой не линейной, а скорее логарифмическойзависимостью. Сравнение данных, приведенных в первых двух графах,показывает, что при десятикратном увеличении звукового давления (Р е ) числодецибел увеличивается на 20. Например, если интенсивность одного звука райна80 дБ, а интенсивность второго — 60 дБ, то в первом случае звуковое давление в10 раз выше, чем во втором (разница в силе звуков равна 20 дБ). Обратите вниманиена то, что интенсивность шепота на 20 дБ превышает интенсивность звука,соответствующего слуховому порогу и имеющего интенсивность (в дБ), равнуюнулю. В данном случае тоже имеет место десятикратное увеличение звукового давления.Для сравнения: амплитуда звуковой волны, соответствующей обычномуразговору, на 60 дБ больше, чем эталонный уровень, что соответствует тысячекратномуувеличению звукового давления.