Понятие о децибелах

Звуки, с которыми имеют дело клиницисты, являются результатом изменения нормального атмосферного давления. Постоянное давление воздуха (на уровне моря при температуре 20°С) определяется как "одна атмосфера" и равна давлению ртутного столба высотой 760 мм. Изменение давления измеряется микробарами - единица, приблизительно равная одной миллионной атмосферы (1013250 микробар). Один микробар равен 1 дина/см2; 1000 дин/см2 представляет очень сильное давление звука приблизительно на грани переносимого уха. Невозможно, однако, измерить интенсивность звука в единицах давления. Проделать это для каждого звука было бы очень трудно и потребовало бы очень много времени.

Обычно принимаемая единица для измерения уровня звука-это децибел; она не дает точного ответа на вопрос, "как громко", но дает сравнение между определяемым звуком со стандартным. Как было определено Американской ассоциацией стандартов, этот стандартный звук соответствует наименьшему звуковому давлению, которое может различать человеческое ухо - 0,000204 дин/см2 в стандартных условиях1.

Оценка интенсивности звука или шума поэтому заключается в простом соотношении


где I - уровень определяемого звука, I0 - стандартный звук.

В действительности арифметические сравнения не применяются; используется логарифм этого отношения с основанием 10. Причина заключается в том, что ухо человека способно дифференцировать интенсивность звука от 1 до 10 биллионов - величины, которые трудно выразить арифметически. В связи с тем что изменение звука на низших уровнях интенсивности вызывает ощущение большего изменения громкости, чем то же увеличение при высокой интенсивности, было выбрано измерение по логарифмической шкале. Восприятие приблизительно основывалось на процентном увеличении по сравнению с существующим уровнем звука.

Наша формула тогда принимает вид:

Это и будет определением одного бела - единицы, названной в честь Александра Грехема Белла, изобретателя телефона. Поскольку это сравнительно большая единица, в качестве стандартной единицы был принят децибел, или 1/10 бела.

Тогда, наконец, мы получаем следующую формулу для выражения интенсивности звука:

Рис. 3 дает звуковые уровни в различных условиях нашей акустической среды. У людей, которые подвергаются постоянному ненормально сильному акустическому раздражению, происходит не только изменение, но и поражение органа слуха.

Рис. 3. Слуховое поле в зависимости от различных акустических сред. Абсцисса показывает частоту, а ордината показывает интенсивность звука. Нижняя кривая ABCD дает слуховые пороги для чистых тонов.
А - граница нижнего тона; D - граница верхнего тона; В - порог при 1000 ГЦ; С - тон пороговой слышимости при частоте, к которой ухо обладает максимальной чувствительностью. Оба порога - В и С - служат отправными точками в подсчете децибел, но действительно принимаемой отправной точкой является С с 0,0002 дин/см2, эквивалентная нулю децибел. EF является "крышей" слухового поля, когда звуковое раздражение вызывает болевое ощущение.

1 В акустике признано, что одним из самых важных измерений является измерение относительного звукового уровня. Исторически этот уровень менялся до 1 дины/см2 до порога слуха для тона в 1000 гц. Выбор основы для сравнения был в любом случае произволен, но определен заранее.

1 2 3 4 5 6

[к оглавлению]