声压 · 茶年 · 中文维基百科

在物理學中，聲壓（英文：acoustic pressure）是指聲波通過介質時，由振動所產生的壓力改變量，符號為。聲波作為一種縱波，在空氣中傳播時，空氣粒子的疏密程度會隨聲波而改變。因此，該處壓強也會隨之改變，此改變量即為聲壓。在國際單位制中，聲壓的單位是帕斯卡（帕，Pa）。

如圖所見，在聲波傳播時，不同位置的疏密程度也有所不同，壓強也因而不同。量度一個聲波的聲壓，常以均方根作為平均值計算。

聲壓級（英文：sound pressure level）是指以對數尺衡量的「有效聲壓」，相對於一個基準值的大小，符號為，用分貝（dB）作為單位。對於人類的聽覺，於最敏感的頻率範圍 2 000 Hz 到 5 000 Hz 中，聽閾約為 2 × 10-5 Pa，因此通常以此作為聲壓級的基準值。

在空氣中，聲壓能以傳聲器度量；在水中則可使用水聽器度量。

聲壓
聲壓是聲波通過介質時，由振動所產生的壓強改變量。以空氣作為媒質的例子，無聲時的壓強應為標準大氣壓力 1 atm （101.325 kPa）。當聲音傳播時，會造成粒子的擾動，引起壓力的改變。這個改變量，就是聲壓。

由於粒子的擾動有疏有密，在每點的瞬時聲壓也有所不同，因此我們常以均方根作為平均值計算。對於一個正弦波的純音，聲壓峰值和均方根值有以下關係：

:p_\mathrm{rms} = \frac{p_\mathrm{peak}}{\sqrt{2}} 。

在空氣中，對於人類的聽覺，於最敏感的頻率範圍 2 000 Hz 到 5 000 Hz 中，聽閾約為 2 × 10-5 Pa，記作：

:p_0 = 2 \times 10^{-5} \, \mathrm{Pa} 。

聲壓和距離的關係，符合反比律，即某點的聲壓，與該點和聲源的距離成反比：

:p \propto \frac{1}{r} 。

聲壓級
聲壓級是另一個量度聲壓大小的常用物理量，指相對於一個基準值，以對數尺衡量的聲壓，定義如下：

:\mathrm{SPL} = 10 \log \left( \frac{p}{p_0}\right)^2 \, \mathrm{dB} ，

其中是聽閾聲壓，在空氣中常取 2 × 10-5 Pa；在水中則常取 10-6 Pa。

由於聲壓級是對數級數，本身是無因次量。為表示它是以基數為 10 的對數級數，常加上貝爾（B）作為單位，分貝（dB）就是十分之一個貝爾。有需要時，會寫成 dB SPL 或 dB re 20 μPa ，以強調是聲壓級的對數級數。

聲壓級上升 10 dB ，代表聲壓平方上升 10 倍。聲壓級上升 dB ，則代表代表聲壓平方上升倍。由此可見，聲壓級是漸強標度，其數值和聲壓並非線性關係。

與其他聲學物理量的關係
聲壓和聲強是關係密切的物理量。它們符合以下關係：

:I = pv

:I=\frac{p^2}{z}

其中：

以空氣中的聽閾聲壓 2 × 10-5 Pa 作換算，取空氣聲阻 400 rayl ，可得聽閾聲強 :

:I_0 = \frac{(2 \times 10^{-5})^2}{400} = 10^{-12} \, \mathrm{W \, m^{-2}}

聲強級作為對數級數，就是以此值作為基準。因此，給定在空氣聲阻的 400 rayl 的環境下，聲壓級和聲強級的數值相等：

:\mathrm{SIL} = \mathrm{SPL}

一些聲壓和聲壓級的例子
參考資料

声压