學習聲學常識 (三)

噪音的常見物理量度

當靜謐的空氣中沒有聲波的時候，壓強便是我們熟知的大氣壓強 P0；然而，一旦聲波出現，局部的空氣便會因為壓縮或膨脹而產生變化。在壓縮的區域，壓強上升，而在膨脹的地方，壓強則下降，這樣一來，原本的大氣壓強上又多了一層變化。通常來說，聲壓相較於大氣壓是微不足道的。聲壓的強度與物體的振動息息相關，物體振動的幅度越大，壓強的變化也隨之增強，因此聲壓也會隨之增大，讓我們聽起來更加響亮，這也意味著聲壓的大小反映了聲波的強弱。

有趣的是，正常人耳能感知的最微弱聲音與能引起耳朵疼痛的聲音之間的聲壓差距竟然達到一百萬倍，這讓表達和應用變得相當不便。此外，人耳對聲音大小的感知並不是線性的，它並不直接與聲壓的絕對值成正比，而是與其對數近似成正比。這種以對數標度來表示的聲壓被稱為聲壓級，並以分貝 dB 來表示。

正常人的聽覺能夠感知的最微弱聲音，約為0分貝；輕聲耳語大約是30分貝；而距離1米的對話聲音則約為60分貝；在公共汽車上，聲音會達到80分貝；重型卡車、織布車間及地鐵內的噪音則可達100分貝；耳朵感到疼痛的聲壓級稱為耳閥，數值為120分貝；而大炮的轟鳴聲或噴氣機的起飛聲音則約為130分貝。由此可見，當我們使用聲壓級的概念時，聽覺範圍與痛覺範圍的聲壓比從100萬倍的變化縮小至0到120分貝的範圍。因此，對於行駛中的汽車來說，只要在一定的聲壓範圍內降低幾個分貝，人耳就能明顯感受到變化。許多手持聲級計的實際測量誤差約為2分貝，這意味著在噪音源不變的情況下，兩次測量的結果理論上可能相差4分貝。換句話說，當實際噪音降低4分貝時，普通聲級計可能顯示變化不大，但人耳卻能明顯感受到噪音的減少。因此，在對汽車噪音進行測量、評估和研究時，必須遵循嚴格的測試標準和科學的測試方法。

考慮到人們對聲音的主觀感受，科學家們設計了一種儀器，經過頻率加權後所測得的分貝數稱為計權聲級。由於要讓儀器能夠適應各種不同強度的響度修正值相當困難，因此常用的計權網絡有A、B、C三種。其中，經A計權曲線測得的分貝數被稱為A計權聲級，簡稱A聲級或LA，通常表示為分貝(A)或dB(A)。A聲級與人們的主觀感受有著良好的相關性，當A聲級數值較高時，人們的聽覺也會感受到更大的響度。在對噪音進行排序時，A聲級的大小與人們的主觀感受是一致的。因此，A聲級成為了當前廣泛應用的噪音評價指標，並已被國際標準化組織及大多數國家作為評估噪音的主要標準，許多環境噪音的允許標準和機器噪音的評價標準也都基於A聲級。

然而，A聲級並未能反映出頻率的具體信息，這意味著即使是相同的A聲級值，其噪音的頻譜可能差異巨大。若要比較不同車輛所產生的噪音頻譜，便需注意A聲級的局限性。C計權與A計權在某些頻段的測量結果差異顯著，因此對於一些追求車輛降噪數據的消費者，某些經銷商可能會利用消費者對聲音測量標準的無知，或對測量儀器操作的不熟悉，使用不同的計權讀數來誤導消費者。在這種情況下，數字便成了欺騙的工具。