「分貝」到底是個啥概念？生活中那些常見聲音，都有幾分貝？
一根針掉地下是多少分貝？
氣球爆炸是多少分貝？
女朋友生氣時的咆哮是多少分貝？
……
分貝到底是個啥？它能直接描述聲音的強度嗎？
Q
A
&
與很多人理解的不同，「分貝」和「米」、「秒」、「攝氏度」等物理量並不相同，它並不是一個直接描述聲音強度的物理量。
嗷~~~~~ 圖片來源：MV截圖
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。由於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。
biubiubiu~~~ 圖片來源：tumblr
用聲壓來描述聲音強度雖然準確，但卻有很明顯的問題：聲壓的變化範圍非常大，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。對於聲音，「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。
對於上面的兩個例子，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。
這裡涉及到了一個作為「標準值」的聲音。當我們計算在氣體介質中傳播的聲音時，採用的標準值是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，大致相當於3米外的一隻蚊子在飛。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，就屬於正常聽力。
另外，「分貝」並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」並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係。科學一點說，它把一個指數增長的物理量轉換成了線性增長的物理量，便於計算。
2.「0分貝」並不代表「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米外的一隻蚊子），那就是負分貝了。
3. 上面提到的2×10^-5 Pa，是用於計算「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，就要採用不同的標準值（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米外一隻蝦咀嚼食物的聲音
-30分貝：20英里外一個人的說話聲
0分貝：10英尺（約3米）外一隻蚊子在飛
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
20分貝：鄉村的夜晚
30分貝：沙漠的夜晚
40-60分貝：正常談話的聲音
50-53分貝：洗衣機的工作聲
60-80分貝：10米外經過的汽車
70分貝：10英尺（約3米）外的真空吸塵器；美國環保署認定的人類能忍受（不產生聽力損失、睡眠障礙、焦慮、學習障礙等）的最大噪音
85分貝：長期作用下會引起聽力損傷
90分貝：10英尺（約3米）外經過的公共汽車或卡車；食物攪拌機
100分貝：一般家用音響設備的最大音量
104-107分貝：開始引起疼痛的聲音（在2750Hz的頻率下）
110-140分貝：100米外的噴氣式飛機引擎
116分貝：人體開始感覺到振動的聲音（在低頻率下）
120-130分貝：搖滾演唱會的最前排
127分貝：開始引起耳鳴的聲音
128分貝：在8.2英尺（約2.5米）外測量到的人類最大的尖叫聲
140分貝：即使聲音時間很短，也會引起聽力損傷
141分貝：開始引起噁心感覺的聲音
168分貝：M1加蘭德步槍在1米外開火
175.8分貝：250英尺（約75米）外1噸TNT炸藥爆炸
192.8-194.7分貝：地球大氣壓理論上能傳播的最大強度聲音
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