Что такое Децибел?

 00000photo_2025-02-01_22-57-32.jpg

Представьте, что вы сидите в кресле в тихой комнате, в которую не проникает никакой шум. В руках у вас прибор, измеряющий силу, с которой звуковая волна давит на квадратный сантиметр мембраны (или барабанной перепонки вашего уха, что одно и тоже).

При абсолютной тишине прибор покажет давление, равное нулю дин на квадратный сантиметр или ноль паскаль. В нашем рассказе единицы измерения давления не имеют принципиального значения. 

Но в обычной жизни, абсолютной тишины не бывает. Всегда что-то будет в нашей комнате: еле уловимые шумы города, движение воды по тубам, кашель соседа и прочее. Самый тихий звук, который человек может услышать, называют порогом слышимости. 
Прибор в этом случае  покажет  давление равное приблизительно 0.0002дин/см2. 

Данное значение будет отправной точкой в наших исследованиях уровня звукового давления (не путайте с громкостью звука, это разные вещи!) и понимания, что же такое децибел.   

В комнату запускаем муху.🪰 Вы молча наблюдаете за её полётом, включаете прибор: жужжание мухи фиксируется прибором как давление, равное 0.02дин/см2. 

Едем дальше… В комнату запускаем вторую муху. В воздушном пространстве наблюдаем теперь жужжание двух особей (для чистоты эксперимента представим, что обе мухи издают одинаковые по амплитуде и частоте звуки, причем абсолютно совпадающие во фазе). Прибор, естественно, выдает давление, в два разе большее предыдущего: 0.04дин/см2. 

Итак, имеем: относительно порога слышимости одна муха создает в 100 раз большее давление на см2: 0.02/0.0002 = 100. А две мухи вместе давят на квадратный сантиметр в 2 раза больше одной мухи. Все просто.

Ключевые фразы в предыдущих рассуждениях: «в 100 раз больше» и «в 2 раза больше»! Вот мы и подбираемся к сущности децибела: Децибел – это тоже «разы»! 

Децибел – это не Паскаль или Дин, не Ватт или Вольт, он не является единицей измерения силы, давления, напряжения, мощности или громкости. 

Децибел – это просто «разы», пропущенные через функцию десятичного логарифма…

👉[ Для того, чтобы вычислить децибел, вам всегда будут нужны два результата измерения любой величины. Один результат должен быть больше другого.  Если же между результатами разницы нет, то и  децибела нет, он будет равен нулю.] 

Вернёмся к нашим мухам. Возьмём два измеренных значения давления: первое значение – это порог слышимости, равный 0.0002дин/м2 и второе,- давление жужжания одной мухи, равное 0.02дин/м2.

Вычислим децибел: делим большее значение давления на меньшее и загоняем эти полученные «в 100 раз больше» в логарифм по формуле децибела для уровня звукового давления:

dB(SPL) = 20 x lg(F2/F1)
dB = 20 x lg(0.02/0.0002) 
dB = 20 х lg(100), «в 100 раз больше» попадает под логарифм
dB = 20 х 2
dB = 40

Получается, что одна муха в нашей комнате создала уровень звукового давления, равный 40dB. Проще говоря, муха выжужжала SPL на 40dB больший, чем SPL порога слышимости, который принимаем равным 0dB.

Вычислим на сколько децибел две мухи, жужжа вместе, создают больший SPL по сравнению с одной мухой. Из вышесказанного понятно, что дин/см2 двух мух в два раза больше дин/см2 одной мухи. Выразим фразу «в два раза больше» в децибелах: 

dB = 20 x lg(2раза) = 6. 

Значит, SPL двух мух на 6dB больше SPL жужжания одной мухи. 

Любое увеличение силы (или давления) в два раза можно представить как увеличение этой же силы на 6dB!

Переместимся из тихой комнаты (в этом же кресле) на военный аэродром. Не забываем про прибор.

Реактивный истребитель с работающим двигателем создаст давление, равное 200дин/см2. Это в миллион раз больше, чем давление начального порога слышимости 0.0002дин/см2. Ну раз «в миллион раз», значит в децибелах будет:

20 х lg(1 000 000) = 120dB.

Получается, что уровень звукового давления реактивного сопла равен 120dB. ✈️

Если мы попросим командира полка дать нам на тест второй истребитель и запустим два двигателя вместе, то прибор покажет в два раза большее давление в динах: 200 х 2 = 400дин/см2, что в два миллиона раз превышает порог слышимости. Переведем разы в децибелы:

20 х lg(2 000 000) = 126dB.

Опять видим, что любое удвоение силы или давления в 2 раза привело к увеличению SPL на 6dB. 

Две мухи и два истребителя имеют много общего и, даже, равны в определенном децибельном смысле!  

Для чего же придумали децибел? 

Во-первых, с малыми числами: 3dB, 6dB, 50dB, 100dB, 120dB или 140dB гораздо легче производить вычисления, чем с миллионами и сотнями миллионов. Чем меньше нулей, тем легче и нагляднее.

Во-вторых, поведение нелинейной логарифмической функции близко к описанию субъективного нелинейного восприятия человеческим ухом звукового давления и громкости звука.

На этом все! Более подробно, что такое децибел и сколько их разных существует на свете, смотрите в Сети.

Имейте в виду, в нашем звуковом деле, мы имеем дело с двумя типами децибела (две разные формулы!). 

Формула, которую мы разобрали выше предназначена для значений силы (F) или давления (например, SPL, напряжения или силы тока), а вторая формула применяется для значений мощности (P) и интенсивности (например, электрической мощности и громкости звука). 

Вот вторая формула:

dB = 10 x lg(P2/P1), 

на всякий случай. 

Желаю всем увеличения заработной платы на 6dB ежеквартально! 

Комментарии
Отзывов еще никто не оставлял
Обратный звонок
Запрос успешно отправлен!
Имя *
Телефон *
Предзаказ
Предзаказ успешно отправлен!
Имя *
Телефон *
Добавить в корзину
Название товара
100 ₽
1 шт.
Перейти в корзину
Яндекс.Метрика