O mecanismo do ouvido é capaz de responder a ondas de pressão muito pequenas e muito grandes em virtude de não serem lineares; ou seja, responde muito mais eficazmente a sons de amplitude muito pequena do que a sons de amplitude muito grande. Devido à enorme não linearidade do ouvido na detecção de ondas de pressão, uma escala não linear é conveniente para descrever a intensidade das ondas sonoras. Tal escala é fornecida pelo nível de intensidade sonora, ou nível de decibel, de uma onda sonora, que é definida pela equação
Here L representa decibéis, que correspondem a uma onda sonora arbitrária de intensidade I, medida em watts por metro quadrado. A intensidade de referência I0, correspondente a um nível de 0 decibéis, é aproximadamente a intensidade de uma onda de frequência de 1.000 hertz no limiar de audição – cerca de 10-12 watts por metro quadrado. Como a escala de decibel reflecte a função do ouvido com mais precisão do que uma escala linear, tem várias vantagens no uso prático; estas são discutidas em Audição, abaixo.
Uma característica fundamental deste tipo de escala logarítmica é que cada unidade de aumento na escala de decibel corresponde a um aumento na intensidade absoluta por um factor multiplicativo constante. Assim, um aumento da intensidade absoluta de 10-12 para 10-11 watt por metro quadrado corresponde a um aumento de 10 decibéis, tal como um aumento de 10-1 para 1 watt por metro quadrado. A correlação entre a intensidade absoluta de uma onda sonora e o seu nível de decibel é mostrada no Quadro 1, juntamente com exemplos de sons em cada nível. Quando o nível definidor de 0 decibel (10-12 watts por metro quadrado) é considerado como estando no limiar da audição para uma onda sonora com uma frequência de 1.000 hertz, então 130 decibéis (10 watts por metro quadrado) corresponde ao limiar da sensação, ou o limiar da dor. (Por vezes o limiar da dor é dado como 120 decibéis, ou 1 watt por metro quadrado).)
| decibels | intensidade* | tipo de som |
|---|---|---|
| 130 | 10 | fogo de artilharia na proximidade (limiar da dor) |
| 120 | 1 | música rock amplificada; perto de motor a jacto |
| 110 | ||
| 10-2 | ||
| 10-3 | bus ou camião interior | |
| 80 | 10-4 | automobile interior |
| 70 | 10-5 | ruído médio de rua; campainha telefónica alta |
| 60 | 10-6 | conversação normal; escritório de negócios |
| 10-7 | restaurante; escritório privado | |
| 20 | 10-10 | radio, televisão, ou estúdio de gravação |
| 10 | sala à prova de som | |
| 0 | 10-12 | absoluto silêncio (limiar de audição) |
embora a escala de decibéis não seja linear, é directamente mensurável, e estão disponíveis medidores de nível sonoro para esse fim. Os níveis sonoros para sistemas áudio, acústica arquitectónica, e outras aplicações industriais são mais frequentemente citados em decibéis.