音について
音についての詳細な説明は別書に譲るとして、ここでは音を考えるうえで必要な基本を扱います。純音
P=Asin(2πft＋ψ)・・・ラジアン表記Asin(360°ft＋θ)・・・度表記
P:瞬時音圧 A:振幅 ｆ:周波数 ｔ:時間 ψ(プサイ):初期位相
音の現象
- 屈折：音波が異媒質に進行するとき、進行方向が変化する。
- 回折：音波が障害物の反対側にも伝わる。波長が長いほど回折しやすい。
- 干渉：二つの音源からやってきた音波が重なり合う。
- 定常波(定在波)：周波数と音圧振幅が等しい２つの純音が、互いに反対方向に進むときの特殊な現象。波形が静止しているように観測される。節と腹がある。
- 反射：固有音響抵抗(ρｃ)の差で起こる？
音の強さ
強度レベル
1000Hz純音の最小可聴限Imin=10-12 最大可聴限Imax=1 [Watt/m2]
Iminを基準I0として、ある音の強さIとの比の常用対数をとり、１０倍したものを強度レベルIL[db]と呼ぶ。
IL=10 log(I/I0) I=I0 10IL/10
最小可聴限界の10ｘ倍の音は10ｘ[db]となる
音圧レベル
強度レベルは進行波しか定義できない。音圧レベルは定常波でも定義できる。実効音圧Pe＝瞬時音圧ｐの２乗の時間平均の平方根Pe0=Pemin=2×10-5 Pemax=2×101 [Pascal]
SPL＝20 log(Pe/Pe0) Pe=Pe0 10SPL/20
最小可聴限界の10ｘ倍の音は20ｘ[db]となる
デシベルの計算
a+b+c[db]=??=20 log((Pea+Peb+Pec)/Pe0)=20 log(10a/20+10b/20+10c/20)
例）60db＋70db＝
20 log(1060/20+1070/20)=20 log(103+103×100.5)
=10 log(106+106×101)＝60+10 log11
=60+10×1.0414=70.4[db]
簡易残響時間
(Sabinセービン氏)T[sec]＝0.161容積V/(平均吸音率×面積S)
音速
空気音速(１気圧) C[m/s]=331.5+0.6×摂氏温度音速C[m/s]=周波数ｆ[Hz]×波長λ[m]
周波数ｆ[Hz]=1/周期T[sec]