一个冷知识:100分贝,真的不是50分贝的两倍

果壳·2022-01-18 17:30
而且194分贝就顶天了

怎样科学地躁起来?先把声音弄到最大!1000分贝!10000分贝!

太长不看版

  • 分贝值大,不一定听着响;

  • 分贝值不是线性增长,100分贝不是50分贝的两倍;

  • 通常情况下,地球上最大的分贝值只有194分贝。

分贝大,听着不一定响

前面说的话其实是个陷阱。

“分贝”是衡量声音强度的单位,是一个客观的数值;而“响度”则是我们对这个声音的主观感受。分贝数值大不大,和声音听起来响不响,不能草率划等号

假设我们面前有ABC三面鼓,用同样力度去敲,你觉得哪面敲起来更响?

A鼓发出声波的频率是100赫兹(鼓面每秒振动100次);

B鼓发出声波的频率是1000赫兹(鼓面每秒振动1000次);

C鼓发出声波的频率是10000赫兹(鼓面每秒振动10000次)。

因为敲鼓的力度相同,所以这三个声波的分贝值(也就是振动幅度)是相同的。但我们会觉得B鼓最响:它的声音是1000赫兹,落在我们的听力敏感范围里了。

由于人耳和脑袋的构造、尺寸问题,我们对1000赫兹到3000赫兹范围内的声音最敏感。声音响不响,是由声音本身、我们的生理条件共同决定的。要听到很响的声音,除了要分贝(振动幅度)给力,赫兹(振动频率)也得到位。

1000赫兹到3000赫兹的范围显然不适合这位古人丨《葫芦兄弟》

如果要想三面鼓发出的声音听上去一样响,那么A和C两位鼓手就要使出更大的力量,并且同时央求B鼓手手下留情,轻点敲!

在这里顺带提一句:A和C两位鼓手用力敲才会让你觉得一样响,但这时他们的声波能量是很大的,这对我们的听力将是一个挑战。这就是为什么有时候感觉声音并不响,但对听觉器官的损伤却是毫不逊色的

唐僧的紧箍咒可能就是一种频率很高或很低的声波,虽然听着声音不大,但其实能让孙悟空痛不欲生丨《西游记》

100分贝,不是50分贝的两倍

好,现在我们知道了,要弄出最响的声音,先得保证频率合适,然后使劲儿把分贝弄上去。

在撸袖子开干之前,我还想告诉大家,不要老想着搞1000分贝这种事,因为100分贝已经是够大的值了。分贝和很多单位不一样,100克是50克的两倍,但100分贝可不是50分贝的两倍:50分贝就是正常说话的声音,100分贝得是在百米距离听飞机起飞的巨响了!

说了这么多,我们先看看分贝这个单位怎么来的。

哎呀,说到分贝,还要说声压,有点枯燥,我尽力讲讲啊。你要是不想看,那就只看看加粗部分。

气压或者水压,是气体或者水体在某个点上造成的压力。声音的本质是振动,它使得气体在某个部位的压强有上下浮动,这个浮动的值就被称为声压

声压和大气压相比,小到不值一提,但因为它是一种高速的振动,所以具有很强的破坏力。一个标准大气压是101325帕斯卡,它不会把我们的耳膜压爆,但声压可能只要20个帕斯卡就能让我们耳朵鼻子都流血。

在声学领域,把1000赫兹的正弦波单音当做标准音,让人站在1米的距离听。当这人出于“刚好听到了,又恰好没听到”的微妙状态时,这个声波的声压属性大概就是0.00002帕斯卡——这就是人类的听觉下限,能听到的最小的声音。但是你看,这个数字有太多0 了,用起来很麻烦

聊天的声压大约是0.002帕斯卡,警笛的声音是2帕斯卡,喷气式飞机大约是20帕斯卡。在这些常听声音的范围里,声压值已经跨越了7个数量级!如果用声压来衡量声音,声学工作者们就会成为写0的高手了

所以,我们以声压为基础,搞出了另一个单位,分贝。

为了表示严谨我要讲一下计算过程,但你完全可以略过!

p代表的是一个声音的声压,而p0是听觉下限,dB就是分贝这个单位。这个式子说的是:p比p0高了几个数量级。

如果把聊天60分贝分别带入公式一端,你会得出p/p0=3——虽然聊天声音只比听觉下限多了60分贝,但声压级却高了3个数量级。

同理,喷气式飞机(如果按140分贝算的话)的噪声比听觉下限的声压高了7个数量级。

总之你记住:分贝可不是简单的线性增长啊!拜托了,100多分贝的声音已经很躁了

怎么搞出世界最大声?

遗憾的是,最大的声音不能无限大,它有一个上限:在通常状况的空气中,这个数值是194分贝,不能再多了

和大气压基本是一个稳定值不同,声压是会变化的。声压会让大气压有小小的波动。如果我们要在大气压里寻找一个最大最大最大的声音,那么这个声音能够造成大气压的最大波动,也就等于大气压,不能再大了。所以,也就是说,当这个声音的声压p等于101325帕斯卡的时候,代入上面的公式就可以算出来,194分贝。

这是一个理论上的值,事实上,这么大的声压在现实生活中很难体验到

声音是一种振动,是一种往复运动。想要让声压等同大气压,要让这种运动的幅度和频率达到能够把周围的空气给排开的程度,恐怕没有足够强大的材料能做出这种喇叭!

5000万分贝的故事,交给科幻作家来写就行了丨pixabay

刚才说的都是分贝,那我们再说说最大的响度,也就是人能感受到的最大的声音有多大。

虽然我们测试了人类听觉的下限,但因为对于上限的测试违背人道主义精神(这是酷刑啊),所以至今对于人类听觉(响度)上限到底有多少,还没有确定的数值

我个人认为,这个数值没有寻找的必要,因为就算找到了,也没有任何实用价值。想要更躁一些,除了把声音弄大一点,还可以配合妖艳的灯光嘛。

只有在我们可以享受的声音范围内,关于响度认知的研究才有意义!

当我们的鼓膜暴露在120分贝以上的环境中时,暂时性的、甚至是永久性的耳聋就必然发生。声音的本质是振动,当振动幅度太大的时候,鼓膜被撕破,后面的听小骨可能骨折错位,耳蜗也有可能破损。这其中有很多种损伤都是现有医疗技术无法修复的。这个时候再谈论能不能“感觉到”,也就没有任何意义了。

我知道你点进来看这篇文章是想知道最响的声音是什么样,会给人什么样的感觉。感谢你读到这里,也希望你能保护好自己的听力!

防噪音耳塞是个好东西,请善用它丨pixabay

本文来自微信公众号 “果壳”(ID:Guokr42),作者:萌叔哦卖糕,36氪经授权发布。

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