精彩揭示平方反比定律的现象

位于自由声场中的点声源产生的声压级在离点声源每增加1倍距离，声压级就会减小6dB，也就是说点声源的声波传播衰减是与传播距离的二次方成反比的，故称为平方反比定律。其原因是点声源辐射的声波以球面波方式向四周辐射扩散，半径为2m和1m的两个球，虽然半径只增加了1倍，但2m半径的球面面积比1m半径的球面面积增大了4倍，因此，点声源在2m半径球面上的单位面积的声能缩小为1m半径球表面上的声能的1/4（即-6dB）。球面波声波传播衰减的计算公式为

声压级传播衰减（dB）=10log（d_x/d₀）²=20log（d_x/d₀） （1-4）

式中 d₀——参考距离，取值1m；

d_x——离声源距离（m）。

图1-12是按平方反比定律计算的声波传播距离衰减的计算列线图。实际应用中，通常用声级计直接来测量自由声场中各收听位置的声压级（SPL），声压级与声功率P的换算公式为

SPL=20log（P₁/P₀） （1-5）

式中 SPL——声压级（dB）；

P₀——参考声功率，一般取耳朵的听闻阈值，等于20×10^-6Pa（即0.00002N/m²）；(www.xing528.com)

P₁——声场中某位置的声功率，单位为Pa（巴）。

图1-12 声压级传播衰减计算列线图

举例说明：在离声源1m处的声压级为92dB，求离声源18m处的声压级为多少dB。

计算18m传输距离的声波衰减为-20log（d_x/d₀）=20log（18/1）=-25.53dB；那么18m处的实际声压级应为92dB-25.53dB=66.47dB。

如果用图1-12计算列线图表，便可立即查出18m距离的传播衰减为-25.53dB，那么同样可得到18m处的实际声压级为92dB-25.53dB=66.47dB。