聲音大小的度量——分貝的概念，你知道多少？

從事聲音工作的朋友或是業餘愛好者，每每接觸到音響設備或是手冊，都會在一些數據之後看到很多你熟悉的 ( dB ) 字眼。那麼你知道聲音的大小到底是通過什麼來衡量的？多大的聲音對人體有害？我們要怎麼消除雜訊？

進入正題之前我們先來看一個故事：

眾所周知是貝爾發明了電話，與此同時，他發現人耳的聽力不是和聲音的功率強度正相關，而是和聲音功率強度的對數正相關。也就是說當聲音的強度增加到某一程度時，人的聽覺會變的較不敏銳。

因此他就設計了一套標準聲強：

以人能聽到的最低聲音為起點0，以人聽力產生痛覺聽到的聲音為10，其他聲音通過測量功率強度確定出0－10之間的數值。

0基本上就是我們能聽到的最小聲音，為2kHz處，功率密度大概是10-12W/m2。那麼最大聲強就是10Bell，功率密度大概是10-2W/m2。

這就是貝爾音量刻度，單位就是Bell「貝爾」，省去後面的部分就是B。

「貝爾」用在遠距離兩地計算時是可以的，但用來描述小信號就太粗糙了，經常要用到小數來表示，為了表示方便和更準確，就取了B的十分之一為一個新的單位，這就是我們現在常用的dB。

d在英文裡面是deci-，也就是十分之一的意思，dB也就是十分之一的「貝爾」（注意這「dB 」這前面的d 是小寫而後面的 B 是大寫）。

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。

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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。

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。

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。

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。

通過上面對「分貝」的描述，我們會發現dB是一個比值，也就是說它是無量綱的值。它並不反映聲音的絕對響度，而是以某一個聲音為基準，描述聲音響度的相對關係。

「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。

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)，SPL是Sound Pressure Level（聲壓位準）的縮寫。

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