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。
- 1.10
- 2.20 ✓
- 3.30
- 4.40
- 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