第21回 言語聴覚士国家試験 第40問
音響学第21回
音圧と音圧レベルとの関係について誤っている組合せはどれか
- 1.基準音圧の1/10倍 ― -20dB
- 2.20μP ― 0dB
- 3.基準音圧の2倍 ― 2dB ✓
- 4.基準音圧の10倍 ― 20dB
- 5.2×10-3Pa ― 40㏈
正答:3番
解説
■ 正答:3番 — 基準音圧の2倍 — 2dB
音圧と音圧レベルの関係式はL = 20log₁₀(P/P₀)で表され、基準音圧P₀ = 20μPaです。基準音圧の2倍(40μPa)の場合、L = 20log₁₀(2) ≈ 6dBが正答であり、2dBは誤りです。
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【各選択肢の解説】
1. 基準音圧の1/10倍 — -20dB
✅ 正しい。基準音圧の1/10倍 = 2μPa。L = 20log₁₀(0.1) = 20×(-1) = -20dB。正確です。
2. 20μPa — 0dB
✅ 正しい。20μPaは基準音圧そのものであり、L = 20log₁₀(20/20) = 20log₁₀(1) = 0dB。定義どおり。
3. 基準音圧の2倍 — 2dB
❌ 誤り。基準音圧の2倍 = 40μPa。L = 20log₁₀(2) ≈ 6.02dB(約6dB)であり、2dBではありません。これが誤りの選択肢です。
4. 基準音圧の10倍 — 20dB
✅ 正しい。基準音圧の10倍 = 200μPa。L = 20log₁₀(10) = 20×1 = 20dB。対数計算が正確です。
5. 2×10⁻³Pa — 40dB
✅ 正しい。2×10⁻³Pa = 2000μPa = 基準音圧の100倍。L = 20log₁₀(100) = 20×2 = 40dB。計算が合致します。
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【試験対策ポイント】
音圧レベル計算の頻出パターン:
| 音圧 | 基準との比 | 計算 | 音圧レベル |
|---|---|---|---|
| 20μPa | 1倍(P₀) | 20log₁₀(1) | 0dB |
| 2μPa | 1/10倍 | 20log₁₀(0.1) | -20dB |
| 40μPa | 2倍 | 20log₁₀(2) ≈ 6dB | **約6dB** ❌2dB不可 |
| 200μPa | 10倍 | 20log₁₀(10) | 20dB |
| 2000μPa | 100倍 | 20log₁₀(100) | 40dB |
**重要な数値暗記:**
- 基準音圧P₀ = 20μPa(20マイクロパスカル)
- log₁₀(2) ≈ 0.301(故に20log₁₀(2) ≈ 6dB)
- log₁₀(10) = 1(故に20dB)
- 10倍(10×)= 20dB増加
- 2倍(2×)= 約6dB増加(6dBは2倍を意味する)
**紛らわしいポイント:**
3番選択肢が「2dB」と記載されているのは典型的な誘導ミス。log₁₀(2)を単純に「2」と勘違いさせるもの。必ず0.301を掛けて20倍することが必須です。