分贝计算:为什么乘以20?
分贝的本质
分贝是一种普遍用来描述声音强度的单位,它是基于对数的,这意味着每增加一个分贝,真实的声音强度都增加了一个数量级,而不是简单的加法或乘法。
换句话说,增加一个分贝并不是将声音强度乘以某个系数,而是将声音强度乘以一个特定的对数函数。这种对数函数是以10为底,所以每增加一个分贝,实际声音强度的增加量也就是原来的10倍。
为什么乘以20?
实际上,声音的强度是以\"声压级\"来度量的。声压级是声音的压缩和膨胀所引起的气体压力变化的幅度,通常用帕斯卡(Pa)来表示。
在音频工程中,我们通常使用20微帕斯卡(μPa)作为参考值,因为20μPa是普通人耳朵能够感知到的最小声压级。
而在声学上,将一个声压级增加1dB等同于将声压增加10^(1/20) ≈ 1.122倍,因为声压和声级之间是以对数的形式相互转换的。而我们经常会只关心增加了多少分贝,所以需要将这个函数简化为一个乘积。其中,10^(1/20) ≈ 1.122 约等于 2^(1/6) ≈ 1.122 转化为20倍的对数,就是乘以20。
总结
在分贝计算中,乘以20只是为了简化对数函数的计算。分贝的本质是基于对数的,每增加1分贝实际上是声音强度增加了一个数量级,具体变化量要根据参考值(比如20μPa)和声压级之间的计算得到。因此,如何正确地使用分贝单位,需要对分贝的本质有一定的理解,才能避免出现错误和误导。
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