什么是声音的距离衰减?
声音从声源向外传播时会逐渐扩散。对于在自由空间中辐射的理想点声源,声压级(SPL)会按照平方反比定律随距离递减。只要知道某个参考距离处的声级,本计算器就能帮你算出在另一距离处的声级。
使用方法
输入已知声级 L1(单位为分贝)、测量该声级时所处的距离 r1,以及你想要预测声级的新距离 r2。计算器会给出预测声级 L2,以及总衰减量(声级下降值,单位 dB)。
公式详解
核心公式为 $$L_2 = L_1 - 20 \cdot \log_{10}\!\left(\frac{r_2}{r_1}\right)$$。由于声强随距离的平方下降,而声压级采用对数方式度量,因此这里的系数是 20(而不是 10)。一个很实用的结论:距离每增加一倍,声级就下降 \(20 \cdot \log_{10}(2) \approx 6\) dB。
实例演算
假设一台机器在 1 m 处产生 90 dB 的噪声。到 10 m 处时,衰减量为 $$20 \cdot \log_{10}(10/1) = 20 \cdot 1 = 20 \text{ dB}$$因此 $$L_2 = 90 - 20 = 70 \text{ dB}$$若从 1 m 移动到 2 m,则下降约 \(20 \cdot \log_{10}(2) \approx 6\) dB,声级约为 84 dB。
常见问题
这个公式在室内适用吗?该公式假设自由声场(无反射)。在室内,墙面反射和混响会削弱实际的衰减效果,因此真实声级往往比预测值更高。
为什么是 20·log10 而不是 10·log10?声压与 \(1/r\) 成正比,而以 dB 表示的声压级使用声压比的 \(20 \cdot \log_{10}\),这正是“距离翻倍下降 6 dB”规律的由来。
r2 可以比 r1 小吗?可以。如果你靠得更近(\(r_2 < r_1\)),衰减量为负值,也就是声级会升高。