音の距離減衰とは?
音は、音源から遠ざかるにつれて空間に広がっていきます。自由空間に音を放射する理想的な点音源の場合、音圧レベル(SPL)は距離に応じて「逆二乗の法則」に従って減衰します。この計算ツールを使えば、基準となる距離での音圧レベルがわかっているときに、別の距離での音圧レベルを求めることができます。
使い方
わかっている音圧レベル L1(デシベル)、それを測定した距離 r1、そしてレベルを知りたい新しい距離 r2 を入力してください。計算ツールが、予測される音圧レベル L2 と、減衰量(低下量)をdB単位で算出します。
計算式の解説
基本となる式は $$L_2 = \text{L1 (dB)} - 20 \cdot \log_{10}\!\left(\frac{\text{r2 (m)}}{\text{r1 (m)}}\right)$$ です。音の強さ(インテンシティ)は距離の二乗に反比例して減少しますが、SPLは対数で表されるため、係数は10ではなく20になります。この式から導かれる便利な目安として、距離が2倍になるごとにレベルは \(20 \cdot \log_{10}(2) \approx 6\) dB ずつ低下します。
計算例
たとえば、ある機械が1 mの距離で90 dBの音を出しているとします。10 mの距離での減衰量は \(20 \cdot \log_{10}(10/1) = 20 \cdot 1 = 20\) dB なので、\(L_2 = 90 - 20 = \mathbf{70}\) dB となります。1 mから2 mに移動した場合は \(20 \cdot \log_{10}(2) \approx 6\) dB の低下となり、約84 dBになります。
よくある質問(FAQ)
屋内でも使えますか? この式は自由音場(反射のない状態)を前提としています。屋内では壁などからの反射や残響によって実際の低下量が小さくなるため、現実の音圧レベルは予測値より高くなることが多いです。
なぜ \(10 \cdot \log_{10}\) ではなく \(20 \cdot \log_{10}\) なのですか? 音圧は距離に反比例(\(1/r\))し、dBで表すSPLは音圧比の \(20 \cdot \log_{10}\) で計算されます。このため「距離が2倍で−6 dB」というルールが成り立ちます。
r2 を r1 より小さくできますか? はい、できます。音源に近づく場合(\(r2 < r1\))は減衰量がマイナスになり、音圧レベルが上昇することを意味します。