声波传播介质中静压力的变化被称为声压。我们通常用符号 p 来表示它。声压级则是实际声压与参考声压(即最低强度的声音)的比值。从根本上说,它代表了声波在传输介质中传播时所施加的压力值。
我们可以通过 20 log10 的系数,计算声压均方根值与声音参考值之间的对数比值。它的测量单位与声音相同,即分贝。我们用符号 Lp 来表示。
> Lp = 20 log10(P / Pr)
其中,
- P 是实际的均方根声压,
- Pr 是作为参考的声压。
如果声波传播的介质是空气,Pr 的值为 20 μPa(注:原文为μP,按物理学惯例更正为μPa)。对于空气以外的其他介质,该值通常降至 1 μPa。
示例问题
#### 问题 1:如果声波在空气中传播,实际压力值为 10 μPa,求声压级。
解决方案:
> 我们已知,
>
> P = 10, Pr = 20
>
> 使用公式,
>
> Lp = 20 log10(P / Pr)
>
> = 20 log10 (10 / 20)
>
> = -6.02 dB
#### 问题 2:如果声波在空气中传播,实际压力值为 50 μPa,求声压级。
解决方案:
> 我们已知,
>
> P = 50, Pr = 20
>
> 使用公式,
>
> Lp = 20 log10(P / Pr)
>
> = 20 log10 (50 / 20)
>
> = 7.95 dB
#### 问题 3:如果声波在空气中传播,实际压力值为 80 μPa,求声压级。
解决方案:
> 我们已知,
>
> P = 80, Pr = 20
>
> 使用公式,
>
> Lp = 20 log10(P / Pr)
>
> = 20 log10 (80 / 20)
>
> = 12.04 dB
#### 问题 4:如果声波在氦气中传播,实际压力值为 25 μPa,求声压级。
解决方案:
> 我们已知,
>
> P = 25, Pr = 1 (注:非空气介质参考值为 1 μPa)
>
> 使用公式,
>
> Lp = 20 log10(P / Pr)
>
> = 20 log10 (25 / 1)
>
> = 27.95 dB
#### 问题 5:如果声波在氦气中传播,实际压力值为 45 μPa,求声压级。
解决方案:
> 我们已知,
>
> P = 45, Pr = 1
>
> 使用公式,
>
> Lp = 20 log10(P / Pr)
>
> = 20 log10 (45 / 1)
>
> = 33.06 dB
#### 问题 6:如果声波在空气中传播,声压级(SPL)为 9.82 dB,求实际压力。
解决方案:
> 我们已知,
>
> Lp = 9.82, Pr = 20
>
> 使用公式,
>
> Lp = 20 log10(P / Pr)
>
> => 9.82 = 20 log10 (P / 20)
>
> => P = 62 μPa
#### 问题 7:如果声波在空气中传播,声压级(SPL)为 11.23 dB,求实际压力。
解决方案:
> 我们已知,
>
> Lp = 11.23, Pr = 20
>
> 使用公式,
>
> Lp = 20 log10(P / Pr)
>
> => 11.23 = 20 log10 (P / 20)
>
> => P = 73 μPa