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第2章｜音圧レベル・デシベル

対応過去問 約30問／難易度 ★★★★☆

2-1 デシベルの基礎公式

音圧レベル（dB SPL） = 20 × log₁₀（P / P₀） 基準音圧 P₀ = 20 μPa 音の強さレベル = 10 × log₁₀（I / I₀）
音圧は20倍対数、強さ（intensity）は10倍対数を使う。混同しないこと。

2-2 重要な変換値

音圧変化音圧レベル変化
音圧が2倍約6 dB上昇
音圧が10倍20 dB上昇
音圧が100倍40 dB上昇
強さが2倍約3 dB上昇
強さが10倍10 dB上昇
「音圧を2倍にすると音圧レベルは約3 dB上昇」は誤り（約6 dB上昇）（第25回出題）
「音圧レベル10 dB上がると音の強度は10倍」は正しい（第20回出題）

2-3 音圧レベルの計算例

基準音圧20μPa → 0 dB SPL 0 dB を 20 dB 増幅 → 20 dB SPL （第18回出題） 2 μPa の音を100倍増幅 → 200 μPa → 20×log(200/20) = 20×log10 = 20 dB （第27回出題） 音圧1 Pa → 20×log(1Pa/20μPa) = 20×log(50000) ≈ 94 dB SPL （第24回：約100dBに最も近い） 音圧レベル40 dB → P = 20μPa × 10^(40/20) = 20μPa × 100 = 2000 μPa （第28回出題） 音圧レベル60 dB → 20 dB 増幅 → 80 dB → P = 20μPa × 10^4 = 200 mPa （第16回出題）

2-4 ラウドネス・フォン・ソーン

単位内容
dB SPL音圧レベル（物理量）
フォン（phon）ラウドネスレベル
（1 kHz純音との等価音圧レベル）
ソーン（sone）ラウドネス
（主観的な大きさの比率尺度）
ソーンは比率尺度（2ソーンは1ソーンの2倍の大きさを意味する）
フォンは対数尺度なので、80 phon は40 phonの2倍の大きさではない
「ソーン（sone）尺度は間隔尺度」は誤り（比率尺度）（第19回出題）
「2000メルの音の周波数は1000メルの音の2倍」は誤り（メルは等間隔でない）（第20回出題）
「80 phonの音の大きさは40 phonの音の2倍」は誤り（フォンは対数尺度）（第20回出題）

2-5 ラウドネスの性質

  • 単位はソーン（sone）（phonではない）
  • 音圧が一定でも周波数によって変化する（等ラウドネス曲線）
  • 音圧が一定でも持続時間によって変化する（時間積分）

2-6 線形増幅器の計算

線形増幅器では音圧レベルに増幅 dB を加算する。
20 μPa（= 0 dB SPL）を20 dB 増幅 → 20 dB SPL
「音圧レベル −40 dBの音は人の最小可聴値を下回る」は誤り（最小可聴閾値の基準は約0 dB SPL。−40 dBは物理的に実在しない値ではなく、基準音圧の1/100の音圧に相当するが、人の可聴閾下には入る）（第25回出題）
計算問題の攻略ポイント
  • 「音圧2倍 → +6 dB」「音圧10倍 → +20 dB」を必ず暗記する
  • 「強さ2倍 → +3 dB」「強さ10倍 → +10 dB」も頻出
  • dB SPL計算は 20×log₁₀ を使う（10×log₁₀ と混同しない）
  • 基準音圧は 20 μPa（= 0 dB SPL）を丸暗記

確認問題

Q1. 音圧レベル（dB SPL）の定義式を書け。基準音圧は何 μPa か。

Q2. 音圧を2倍にすると音圧レベルは何 dB 変化するか。

Q3. 音圧レベル40 dBのとき、音圧は何 μPa か。

Q4. フォン（phon）とソーン（sone）の違いを尺度の観点から説明せよ。

Q5. ラウドネスに影響する要因を2つ挙げよ。

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