ความเข้มเสียงและระดับความเข้มเสียง

                 เสียงเกิดจากตัวก่อกำเนิดเสียงให้วัตถุสั่น พลังงานจากการสั่นจะถ่ายโอนต่อ ๆ กัน ผ่านอนุภาคของอากาศจนถึงผู้ฟัง ทำให้ได้ยินเสียง เสียงจะดังหรือค่อยขึ้นอยู่กับพลังงานที่ส่งมา

                  กำลังเสียง คือ อัตราการถ่ายโอนพลังงานเสียงของแหล่งกำเนิดเสียง ซึ่งเป็นปริมาณพลังงานเสียงที่ส่งออกจากแหล่งกำเนิดเสียงต่อ 1 หน่วยเวลา สัญลักษณ์ P หน่วยเป็น จูล/วินาที (J/s) หรือ วัตต์ (W)

ปกติจะบอกลักษณะของเสียงเป็น ความเข้มเสียง และระดับความเข้มเสียง ดังนี้

                  1 ความเข้มเสียง

                     ความเข้มเสียง (Sound intensity) คือ กำลังเสียงที่แหล่งกำเนิดเสียงส่งออกไปต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ของหน้าคลื่นทรงกลม สัญลักษณ์ I หน่วย วัตต์/ตารางเมตร (W/m²) ดังรูป

รูปความเข้มเสียงจากหน้าคลื่นทรงกลม

จากรูป ถ้า I เป็นความเข้มเสียง ณ ตำแหน่งบนหน้าคลื่นทรงกลม P เป็น กำลังเสียงหน่วยวัตต์/ตารางเมตร และ R เป็นระยะห่างระหว่างแหล่งกำเนิดเสียง O กับตำแหน่งที่จะหาความเข้มเสียง หน่วยเป็น เมตร จะได้

ดังนั้นความเข้มเสียง ณ ตำแหน่งต่าง ๆ ที่อยู่ห่างออกไป จะมีค่าลดลงเรื่อย ๆ ซึ่งเสียงที่มีความเข้มเสียงน้อยที่สุดที่หูมนุษย์ปกติสามารถได้ยินมีค่าเท่ากับ 10^-12 วัตต์/ตารางเมตร และเสียงที่มี ความเข้มเสียงมากที่สุดที่หูมนุษย์ปกติสามารถทนฟังได้มีค่าเท่ากับ 1 วัตต์/ตารางเมตร

สรุปได้ว่า ความเข้มเสียง ณ ตำแหน่งใด เป็นปริมาณพลังงานเสียงที่ตกกระทบพื้นที่ 1 ตารางหน่วยใน 1 วินาที ณ ตำแหน่งนั้น โดยพื้นที่ดังกล่าวมีระนาบตั้งฉากกับทิศการเคลื่อนที่ของคลื่นเสียง

                 2. ระดับความเข้มเสียง    ในทางปฏิบัติการคิดปริมาณพลังงานเสียงในรูปความเข้มเสียงจะไม่สะดวก เนื่องจากช่วงที่หูมนุษย์ได้ยินเสียงเบาที่สุดจนดังที่สุดกว้าง จึงนิยมคิดเป็นระดับความเข้มเสียง

                 ระดับความเข้มเสียง (Sound intensity level) คือ ปริมาณพลังงานเสียงที่บอกในรูปความดังเสียง สัญลักษณ์ L หรือ β หน่วย เดซิเบล (decibel = dB) โดยกำหนดระดับความเข้มเสียงที่เบาที่สุดที่หูมนุษย์ได้ยิน จนดังที่สุดที่หูทนฟังได้ตั้งแต่ 0 – 12 เบล (B) เมื่อ 1 เบล = 10 เดซิเบล

ดังนั้น 0 เบล = I₀ = ระดับความเข้มเสียงที่เบาที่สุดที่หูมนุษย์ได้ยิน

และ 1 เบล = 10 I₀ , 2 เบล = 10² I₀ , …

หาความสัมพันธ์ของความเข้มเสียงที่ต้องการวัด (I) ความเข้มเสียงที่เบาที่สุดที่หูมนุษย์ได้ยิน (I₀) และระดับความเข้มเสียง (β) หน่วยเดซิเบล ด้วยสมการดังนี้

กรณีแหล่งกำเนิดเสียงที่มีกำลังเสียง (P) เท่าเดิม เมื่อระยะห่าง (R) ต่างกัน ผลต่างระดับ ความเข้มเสียง (Δβ) จะเป็นดังนี้

β1 – β2 =

Δβ =