La scala dei decibel

Il meccanismo dell’orecchio è in grado di rispondere a onde di pressione sia molto piccole che molto grandi in virtù del fatto di essere non lineare; cioè, risponde molto più efficacemente a suoni di ampiezza molto piccola che a suoni di ampiezza molto grande. A causa dell’enorme non linearità dell’orecchio nel percepire le onde di pressione, una scala non lineare è conveniente nel descrivere l’intensità delle onde sonore. Tale scala è fornita dal livello di intensità sonora, o livello di decibel, di un’onda sonora, che è definito dall’equazione

Qui L rappresenta i decibel, che corrispondono a un’onda sonora arbitraria di intensità I, misurata in watt per metro quadro. L’intensità di riferimento I0, corrispondente a un livello di 0 decibel, è approssimativamente l’intensità di un’onda di 1.000 hertz di frequenza alla soglia dell’udito – circa 10-12 watt per metro quadrato. Poiché la scala dei decibel rispecchia la funzione dell’orecchio più accuratamente di una scala lineare, ha diversi vantaggi nell’uso pratico; questi sono discussi in Hearing, sotto.

Una caratteristica fondamentale di questo tipo di scala logaritmica è che ogni unità di aumento nella scala dei decibel corrisponde ad un aumento dell’intensità assoluta di un fattore moltiplicativo costante. Così, un aumento dell’intensità assoluta da 10-12 a 10-11 watt per metro quadro corrisponde a un aumento di 10 decibel, così come un aumento da 10-1 a 1 watt per metro quadro. La correlazione tra l’intensità assoluta di un’onda sonora e il suo livello di decibel è mostrata nella tabella 1, insieme ad esempi di suoni ad ogni livello. Se il livello di definizione di 0 decibel (10-12 watt per metro quadrato) è preso alla soglia dell’udito per un’onda sonora con una frequenza di 1.000 hertz, allora 130 decibel (10 watt per metro quadrato) corrisponde alla soglia del sentire, o la soglia del dolore. (A volte la soglia del dolore è data come 120 decibel, o 1 watt per metro quadrato.)

Anche se la scala dei decibel non è lineare, è direttamente misurabile, e i fonometri sono disponibili per questo scopo. I livelli sonori per i sistemi audio, l’acustica architettonica e altre applicazioni industriali sono più spesso citati in decibel.