STカコモン — 言語聴覚士国家試験 過去問・解説

第18回 言語聴覚士国家試験 第138問

音響学第18回
大気中で音圧が20μPaの純音を線形増幅器で20dB増幅したときの音圧レベルはどれか。
  1. 1.10
  2. 2.20 ✓
  3. 3.30
  4. 4.40
  5. 5.50

正答:2番

解説
■ 正答:2番 — 20 この問題は「音圧レベルの定義」と「デシベル計算」の基本を問うています。音圧が20μPaは基準値(20μPa)そのものであり、20dB増幅後の音圧レベルは20dBとなります。 --- 【各選択肢の解説】 1. 10 ❌ 誤り。音圧20μPaの時点で既に0dBですから、20dB増幅して10dBになることはあり得ません。逆算すると0.1倍の信号を扱うことになるため、誤選択肢です。 2. 20 ✅ 正しい。音圧20μPaはそれ自体が基準値であり、音圧レベル = 20log₁₀(20μPa/20μPa) = 20log₁₀(1) = 0dBです。これに20dB増幅を加えると、0dB + 20dB = 20dBになります。 3. 30 ❌ 誤り。初期音圧が20μPa(0dB)なのに最終的に30dBになるには、20dB増幅では足りません。30dB増幅されたと勘違いした場合に選ぶ誤り。 4. 40 ❌ 誤り。初期値を誤認識し、さらに増幅量を2倍に過算した場合に選択される罠です。20dB + 20dB = 40dBと単純加算するのは音響学的には誤りです。 5. 50 ❌ 誤り。計算結果として成立しない値です。音圧20μPaからの20dB増幅では50dBには達しません。 --- 【試験対策ポイント】 基準値の確認(必須) | 基準値 | 値 | 用途 | |---|---|---| | 音圧基準 | 20μPa | 空気中音響 | | 音圧レベル計算 | SPL = 20log₁₀(p/p₀) | 絶対値で評価 | dBの加算ルール | 状況 | 計算 | 結果 | |---|---|---| | 音圧レベルの変化 | 初期dB + 増幅dB | 線形加算可 | | 音響パワー | 10log₁₀ | 音圧の2倍で+6dB | 重要な計算フロー 1. 初期音圧20μPa → 基準値20μPaとの比較 → 0dB 2. 増幅20dB → 音圧を10倍に拡大(20 = 20log₁₀10) 3. 最終音圧レベル = 0dB + 20dB = 20dB 頻出の混同点 - 音圧20μPaを「20dB」と誤認識しない - 増幅「20dB」は「音圧20倍」を意味する(20 = 20log₁₀20ではなく20 = 20log₁₀10) - 線形増幅後は音圧レベルをそのまま加算可能
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