第24回 言語聴覚士国家試験 第40問
音響学第24回
音圧1Paを音圧レベルに換算したとき、dB尺度上で最も近いのはどれか。
- 1.40dB
- 2.60dB
- 3.80dB
- 4.100dB ✓
- 5.120dB
正答:4番
解説
■ 正答:4番 — 100dB
音圧レベル(SPL)は基準音圧0.00002Pa(20μPa)との比に対する対数スケールです。1Paは基準音圧の5万倍に相当し、対数計算(20log₁₀(1/0.00002))により約94dBとなります。選択肢の中では100dBが最も近い値です。
---
【各選択肢の解説】
1. 40dB
❌ 誤り。40dBに相当する音圧は約0.002Pa程度です。1Paはこれより遥かに高い音圧レベルを示しており、明らかに過小評価となっています。
2. 60dB
❌ 誤り。60dBに相当する音圧は約0.02Pa程度です。1Paはこの50倍の圧力であり、dB尺度では20log₁₀(50)≒34dB高くなるため、合計約94dBが正当な値です。
3. 80dB
❌ 誤り。80dBに相当する音圧は約0.2Pa程度です。1Paはこの5倍の圧力なので、20log₁₀(5)≒14dB高くなり、約94dBとなります。
4. 100dB
✅ 正しい。1Paを換算する計算:20log₁₀(1Pa/0.00002Pa)=20log₁₀(50000)=20×4.699≒93.98dB≈100dB。選択肢の中で最も近い値です。
5. 120dB
❌ 誤り。120dBに相当する音圧は1Pa以上となります。1Paのものが120dBであるはずはなく、わずかにオーバーシュートしています。94dBが正確な値であり、この選択肢は過大評価です。
---
【試験対策ポイント】
音圧レベル(SPL)計算の基本式
公式:SPL(dB)=20log₁₀(P/P₀)
- P:対象の音圧(Pa)
- P₀:基準音圧=0.00002Pa(20μPa)
常用対数値(試験での快速計算用)
- log₁₀(2)≒0.30
- log₁₀(5)≒0.70
- log₁₀(10)=1.00
- log₁₀(50000)=log₁₀(5×10⁴)=log₁₀(5)+4=0.70+4=4.70
1Paの換算過程
- 比率:1/0.00002=50000倍
- 20log₁₀(50000)=20×4.70=94dB
参考:よく出題される音圧レベル換算値
| 音圧(Pa) | 計算式 | SPL(dB) |
|---|---|---|
| 0.00002 | 基準値 | 0dB |
| 0.0002 | ×10倍 | 20dB |
| 0.002 | ×100倍 | 40dB |
| 0.02 | ×1000倍 | 60dB |
| 0.2 | ×10000倍 | 80dB |
| 1 | ×50000倍 | 約94dB |
| 2 | ×100000倍 | 約100dB |
頻出ポイント:対数計算が苦手な場合
- 「10倍の圧力増加=20dB増加」をリファレンス
- 1Paは基準の5万倍→対数的には大きく、80dB以上は確実
- 選択肢が粗く設定されているため、詳細計算なしでも100dBが妥当な判断が可能