梧桐文学

02 声音的本质 The Nature of Sound(第5页)

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,一种用于水中,另一种用于空气,这两种分贝对于相同的声音会给出不同的值。

只要每个人都记得他们所使用的分贝的参考水平是多少就不是什么大问题,然而糟糕的是人们并不记得。

还有一个问题。

很少有人关心一个物体究竟产生了多少声音,我们想知道的只是它的声音听起来有多大。

声音听起来有多大取决于物体离我们有多远,这似乎是显而易见的,但这意味着我们不能说汽车喇叭的声压级是90分贝,只能说它在一定距离上是这个值。

通常情况下,即使是那些在教科书中非常流行的简易分贝图表也会出现这种错误,例如声称风钻的声压级为100分贝,而实际上是“如果在10米的距离(或其他距离)处测量,声压级为100分贝”

不难看出这种“偷懒”

的表述到处都是,比如“安静的办公室”

,我们知道它指的是你工作时安静的办公室,而不是走廊尽头或其他城镇的安静办公室。

还有第三个问题,即一个声源可能以任意一个、几个或多个频率产生声波。

让我们暂且假设一下,声音的来源是一个扬声器,它的效率非常高,能把输入的所有电能都转换成声音。

而且我们假设它有一个频率控制器,但没有音量旋钮。

如果我们测量每秒从扬声器中流出的总声能(功率),同时改变频率,那么功率当然会保持不变。

同样地,扬声器的声压级在一定距离上会保持不变,这点用一个麦克风就可以证明(假设它在所有频率上都具有相同的灵敏度)。

然而,这和你的耳朵告诉你的完全不同。

如果扬声器在20赫兹时刚好可以听到,它的音量会随着频率的增加而提高,直到大约4千赫时,它的音量会(非常粗略地)提高200倍。

在更高的频率下,它会再次变得安静,最终在8~20千赫之间消失不见。

你到底听不到什么频率的声音,取决于你的年龄,以及你在过去几十年里有没有好好保护你的耳朵。

在实践中,声学家对麦克风所组成的电路的响应进行加权,从而使系统表现得像耳朵一样,也就是对4千赫左右的频率最敏感。

频率加权麦克风是声级计(Souer,SLM)的核心。

实际应用中有很多不同的权重可供选择,甚至可以选择适合狗的权重。

目前最受欢迎的是A权重,它近似人耳在中等音量下的反应。

因此,对人类重要的分贝通常是A权重的,记为dBA,其全称是“A级加权声压级(以分贝记)”

声级计会受声音时长的影响。

这很重要,如果一个声音持续的时间短于0.1秒,它听起来就会更安静,因为人的听觉系统会将声音持续时间之内的能量积累起来去感受。

更复杂的是,音量的大小也取决于其来源的性质。

例如,人们非常不喜欢飞机的声音,一般来说,他们认为飞机的声音就和实际上要大5分贝的无特征声音一样令人讨厌。

相反,人们更喜欢火车的噪声,他们甚至觉得火车声音的烦人程度和实际上低5分贝的无特征声音一样。

这些反应如此明确,以至于许多涉及飞机或铁路噪声的规划应用程序将其数字调整了5分贝,这种调整被称为“飞机惩罚”

和“铁路奖励”

这意味着,没有任何仪表可以真正测量建筑师、房主、噪声活动家、嘈杂的机器购买者和声学家真正需要知道的东西——音量有多大。

考虑到所有这一切,用高精度声级计测量声压级几乎没有意义。

大多数声级计测量10千赫声音的精度为±1.4分贝(称为2类仪表)。

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