常識積累：“分貝”是個什么概念？

來源：國家事業單位考試網 2023-05-12 10:36:59

　　常識判斷考點范圍很廣，一般包括政治、法律、經濟、人文、地理、科技、生活等方面，需要小伙伴們長時間不間斷的積累。今天國家事業單位考試網（m.linusblanket.net）給大家帶來的常識相關考點是“‘分貝’是個什么概念？”。

　　一根針掉地下是多少分貝？

　　氣球爆炸是多少分貝？

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　　分貝到底是個啥？它能直接描述聲音的強度嗎？

　　與很多人理解的不同，“分貝”和“米”、“秒”、“攝氏度”等物理量并不相同，它并不是一個直接描述聲音強度的物理量。

　　我們知道，聲音是一種振動波。聲音通過空氣傳播、被我們聽到，本質上就是空氣分子的振動傳到了耳朵里，引發鼓膜的振動。所以，聲音的大小，其實反映的是這種振動的強度。由于空氣振動會引起大氣壓強的變化，所以確切地說，我們應該用壓強變化的程度來描述一個聲音的大小，這就是“聲壓”的概念，它的單位是Pa（帕斯卡）。比如：1米外步槍射擊的聲音大約是7000Pa；10米外開過的汽車大約是0.2Pa。

　　用聲壓來描述聲音強度雖然準確，但卻有很明顯的問題：聲壓的變化范圍非常大，不同聲音的聲壓可能相差成百上千倍。比如上面兩個例子：雖然步槍的聲音確實比汽車聲要大，但要說大出幾萬倍，這無論如何也與我們的日常感覺有出入。

　　因此，物理學上使用了“分貝”的概念。對于聲音，“分貝”是這樣定義的：我們將某一個聲壓值定義為“標準值”（0分貝），這是一個固定的值；任何一個聲音，都和這個標準值相除，取結果的對數（以10為底），再乘以20，這樣算出來的就是這個聲音的分貝。寫成公式就是：

　　其中：GdB 為分貝；V0 為聲壓標準值；V1 為聲壓測量值。

　　對于上面的兩個例子，步槍射擊的聲音換算過來就是171分貝，汽車開過的聲音是80分貝，這樣不僅方便計算，而且比較符合一般人的聽覺感受。

　　這里涉及到了一個作為“標準值”的聲音。當我們計算在氣體介質中傳播的聲音時，采用的標準值是2×10^-5 Pa（20μPa），這是人耳在1000Hz這個頻率下能聽到的最小的聲音，大致相當于3米外的一只蚊子在飛。這就是物理上對“0分貝”的定義。事實上，很多人聽不到這樣弱的聲音。根據世界衛生組織的定義，如果一個人能聽到的最小聲音在25分貝以下，就屬于正常聽力。

　　另外，“分貝”并不僅僅用來描述聲音強弱，它還被運用在電子學等其它物理領域，比如用來描述信號的增益衰減、信噪比等等。用來表示聲音強弱時，“分貝”被寫成dB(SPL)，其中dB是decibel（分貝）的縮寫，SPL是Sound Pressure Level（聲壓位準）的縮寫。除此以外，分貝還有別的形式。

　　通過上面對“分貝”的描述，我們會發現：

　　1. “分貝”并不反映聲音的絕對響度，它是以某一個聲音為基準，描述聲音響度的相對關系?？茖W一點說，它把一個指數增長的物理量轉換成了線性增長的物理量，便于計算。

　　2. “0分貝”并不代表“沒有聲音”，它只是一般認為人類能聽到的最小聲音而已。完全有可能有比0分貝還弱的聲音（比如4米外的一只蚊子），那就是負分貝了。

　　3. 上面提到的2×10^-5 Pa，是用于計算“在空氣或其它氣體中傳播的聲音”時使用的標準值。當計算通過水下等液體介質傳播的聲音時，就要采用不同的標準值（1×10^-6 Pa，1μPa）。這意味著，如果有同樣分貝的空氣中的聲音和水下的聲音，它們各自代表的聲壓強度是不一樣的。

　　4. 雖然“分貝”是另一個單位“貝爾”（Bel）的十分之一，但“貝爾”這個單位很少使用，因為人們發現在大部分應用場合，“貝爾”這個單位偏大，“分貝”比它更加合適。

　　附：一些聲音的分貝

　　-80分貝：核潛艇的麥克風在水下聽到的100米外一只蝦咀嚼食物的聲音

　　-30分貝：20英里外一個人的說話聲

　　0分貝：10英尺（約3米）外一只蚊子在飛

　　10分貝：非常安靜的房間

　　13分貝：燈泡的嗡嗡聲

　　15分貝：1米外一根別針從1厘米的高度掉落下來的聲音