Mức âm – Đề-xi-ben, cường độ và khoảng cách

Âm thanh lớn – Tải trọng và mức áp suất âm thay đổi như thế nào khi bạn di chuyển ra xa? Rõ ràng là âm thanh trở nên nhỏ hơn, nhưng cụ thể là nhỏ hơn bao nhiêu? Hãy cùng DASM tìm câu trả lời trong bài viết dưới đây.

Mức âm thanh, Cường độ âm thanh

Mức cường độ âm thanh được tính bằng W/m², và sự so sánh giữa hai âm thanh với cường độ I và Io được tính theo decibel bằng công thức:

Mức decibel = 10 log (I/Io)

Ví dụ, sử dụng ngưỡng nghe với cường độ Io = 10⁻¹² W/m², chúng ta có thể tính được mức decibel của một âm thanh có cường độ 10⁻⁶ W/m².

Âm học phòng hòa nhạc

DASM cung cấp các giải pháp cách âm và tiêu âm cho Khách sạn Sotetsu tại Thành phố Hồ Chí Minh

DASM được chứng nhận cho các hoạt động thử nghiệm vật liệu âm học

Phòng cách âm DASM – Phòng hút âm hiện đại nhất tại Việt Nam

Mức decibel = 10 log (10⁻⁶ / 10⁻¹²) = 10 log (10⁶) = 60 dB, tương ứng với cường độ âm thanh tại tai của hai người đang trò chuyện bình thường.

Tuy nhiên, đối với những người có ngưỡng nghe là 100 dB, sử dụng công thức sau, chúng ta có thể tính toán cường độ âm thanh mà họ nghe được:

Mức decibel = 10 log (I / 10⁻¹²) = 100

Do đó:

10¹⁰ = I / 10⁻¹², và từ đó I = 10¹⁰ × 10⁻¹² = 10⁻² W/m².

Tuy nhiên, cường độ âm thanh giảm tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách.

Cường độ tại khoảng cách d₁ / Cường độ tại khoảng cách d

Vậy điều gì xảy ra khi bạn ở khoảng cách xa hơn, ví dụ như ở phía bên kia của căn phòng? Mức âm thanh tại đây chắc chắn thấp hơn (để đơn giản hóa, chúng ta sẽ bỏ qua các phản xạ từ tường trong phòng).

Nói cách khác, nếu tôi cách nguồn âm 2 mét và bạn cách nguồn âm 20 mét, bạn sẽ cảm nhận được cường độ âm là 10⁻² × (2² / 20²) = 10⁻⁴ W/m² (bằng một phần trăm cường độ âm tại tai tôi), và mức decibel là
10 log (10⁻⁴ / 10⁻¹²) = 80 dB – vẫn đủ lớn để được coi là một hệ thống âm thanh nổi công suất cao.

Việc tăng gấp đôi khoảng cách giữa người nghe và nguồn âm sẽ làm giảm mức decibel xuống hơn 6 dB.

Điều này có thể được tính toán như sau: Cường độ giảm xuống còn 1/4 giá trị ban đầu, và do đó sự thay đổi mức decibel là:

10 log (1/4) = -6.02 dB.

Dấu âm nghĩa là mức decibel giảm xuống. Việc giảm khoảng cách sẽ dẫn đến sự tăng mức decibel, tạo ra dấu dương cho sự thay đổi mức decibel.

Biểu đồ dưới đây minh họa cách cả cường độ và mức decibel thay đổi theo khoảng cách từ nguồn âm, với mức decibel là 80 dB tại vị trí 20 mét.

Như đã giải thích, mức cường độ âm thanh giảm dần theo khoảng cách tuân theo định luật nghịch đảo bình phương. Mức độ decibel giảm khi khoảng cách giữa nguồn âm và người nghe tăng lên. Mặc dù âm thanh giảm dần theo khoảng cách, sự suy giảm này không diễn ra theo đường thẳng mà tuân theo thang logarit. Việc tính toán mức độ decibel và cường độ âm thanh liên quan đến khoảng cách có thể được áp dụng trong nhiều tình huống khác nhau, từ âm thanh ngoài trời đến môi trường trong nhà, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách âm thanh lan truyền và tác động đến khu vực xung quanh.

Đừng quên theo dõi DASM để biết thêm những thông tin hữu ích liên quan đến thử nghiệm vật liệu âm học và các dịch vụ âm học!