音乐声学与心理声学(第3版) 31

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　　16音乐声学与心理声学（第三版）
　　1.2.3声压级
　　声强是度量和描述声波在某一点幅度大小的一种方式，虽然在理论上具有一定的价值，并且能够度量声波的强弱，但是，它不是用于描述声波大小的常用量。其他用于描述声波的量还有声压振幅和与之相关的媒质质点振速振幅。由于人耳对声压非常敏感（这方面内容将在第2章进行介绍），并且声压易于测量，通常使用声压作为描述声波大小的物理量。声压定义为声波在某一点产生的逾量瞬时压强的均方根值（即有效值）。实际声源产生的声压可以在小于20uPa到大于20Pa之间【注1】，其中1Pa等于1牛顿每平方米（1N/m2）。这两个声压值大体上分别对应于人耳听觉在1kHz时的听阈（20uPa）和痛阀（20Pa）。因此，实际声源声压的变化范围可达10。正由于此，而且由于人耳对声音的感觉特性，声压通常也用其对数值表示，这种度量方法是建立在实际声压与20uPa（大约为1kHz人耳听阈）比值的基础上。声压级（Sound Pressure Level，缩写为SPL）定义为：
　　5PL=201g|-P-|（112）
　　其中，p为实际测得的声压（Pa），ps为参考声压（20uPa）。
　　用20作为乘系数主要有两个目的。其一是使声压级的一个整数变化（即变化1时）对应于人耳所能感觉到的声压的最小变化量；其二是使声压级与声强级的度量具有一致性，这一点说明如下。
　　声强可由速度和声压相乘得到：
　　其中，p为声压幅度，u为速度幅度。
　　然而，声压幅度和速度幅度是通过声阻抗率联系起来的（见式（19）），所以，声强可由声压和声阻抗率进行计算：
　　1-0-（2》-号
　　因此，声强级可由声压幅度和声阻抗率按下式计算：