音の物理的性質（その１） 音(sound) ・音波(sound wave)とは？ 騒音（noise）とは？

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1 音の物理的性質（その１） 音(sound) ・音波(sound wave)とは？ 騒音（noise）とは？
音圧(sound pressure)とは？ 【音圧の基本式】 音の強さ(sound intensity)：J とは？ 【音源の強さと音の強さの関係】 デシベル(deciBel)：dB とは？ 音源のパワーレベル(sound power level)：PWL PWL と SPL の関係

2 音(sound) ・音波(sound wave)とは？
●媒質中（気体，液体，固体）の密度変化の波 ⇒疎密波（粗密波）(wave of condensation and rarefaction) ●媒質粒子は平均位置の付近で波の進行方向と同一方向に前後運動する。 ⇒縦波( longitudinal wave) ⇔ 横波 (transverse wave)

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4 騒音（noise）とは？ 『ないほうがよい音』 『あることの好ましくない音，なければよいなと思う音』 unwanted sound undesirable sound disagreeable sound

5 ’94年4月⇒環境庁「道路交通騒音防止総合計画検討会」
「遮音壁の設置など従来の騒音対策だけでは、2010年になっても騒音公害は広範に残る」 ’95年7月⇒「国道43号線」訴訟 過去の騒音被害に対する道路管理者（国・道路公団）の賠償責任を認めた最高裁判決 ’98年5月⇒環境庁 タイヤ騒音低減のため溝パターン規制を検討する会の設置 ’98年7月25日⇒「小田急線騒音問題」公害等調整委員会 在来線騒音に対して、「等価騒音レベル70dB、ピーク騒音レベル85dB以上は受忍限度を超える」として965万円賠償裁定

6 音圧(sound pressure)とは？
流体媒質中の音波によって生ずる媒質内圧力の静圧からの変化分 通常実効値で表す。 量記号は p，単位記号は Pa（パスカル） 【 JIS Z 8107音響用語（一般） 】

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8 音圧⇒大気圧に比してきわめて微弱 大気圧≒1000 hPa*（標準気圧は1013 hPa） たとえば 音声⇒強くてもマイクロバール*（0.1 Pa）の程度 　　　（大気圧の1/100万） 耳で聞く音⇒最も強い場合でも1 hPaの程度 （大気圧の1/1000） * Pa ：パスカル(pascal)， hPa ：ヘクトパスカル(hectopascal)， mbar ：ミリバール(millibar)， ：マイクロバール(microbar)

9 【音圧の基本式】 p [N/m2] ：音圧(sound pressure) ρ[kg/m3]：媒質密度 c [m/s] ：音速 v [m/s] ：粒子速度 ρ c [N･s/ m3]：媒質の固有音響抵抗 (specific acoustic resistance)

10 音の速度と固有音響抵抗 0℃の空気中の音の速度cは、331.5 m/sであり、 θ℃ではおおよそ

11 音の強さ(sound intensity)：J とは？
音場の1点において、音波の進行方向に垂直な単位面積を単位時間に通過する音響エネルギー (JIS Z 8106) p [N/m2] ：音圧（実効値） ρ c [N･s/ m3]：媒質の固有音響抵抗 v [m/s] ：粒子速度 この関係は、音の強さを〝電力〟，粒子速度を〝電流〟，音圧を〝電圧〟，固有音響抵抗を〝抵抗〟として、 「電力・電流・電圧・抵抗の関係式」に対比して考えると便利である。

12 【音源の強さと音の強さの関係】 r [m] ：音源からの距離 P [W] ：音源の強さ（エネルギー） J [W/m2]：音源からの距離 r 地点の音の強さ A [m2] ：音源の面積 点音源(point source)⇒球面波(spherical wave) 自由空間 半自由空間 線音源⇒円筒波(cylindrical wave) 自由空間 半自由空間 面音源⇒平面進行波(plane wave)

13 【デシベル(deciBel)：dB 】 ある一つの計測量W0に対し、 別の計測量Wの方がより大きい場合、 『 WはW0より だけ大きい』のように使われる。 Belは2量の比の単位で、deciは1/10の意味

14 音の強さのレベル(sound intensity level)
＝ 音圧レベル(sound pressure level)：SPL 音の強さの基準：J0=10-12 [W/m2] ＝ おおよそ1000Hz付近の最小可聴値 基準音圧：p0=2×10-5 [Pa]=20 [μPa] J ：計測した音の強さ p ：計測した音圧(実効値)

15 純音の聴感曲線 (Flectcher-Munson ⇒ Robinson-Dadson)

16 音圧レベルと音圧・音の強さ

17 音圧レベルの演算 定義式から

18 音源のパワーレベル(sound power level)：PWL
SPL ⇒ 地震の場合の〝震度〟

19 【音源の強さと音の強さの関係】 r [m] ：音源からの距離 P [W] ：音源の強さ（エネルギー） J [W/m2]：音源からの距離 r 地点の音の強さ A [m2] ：音源の面積 点音源(point source)⇒球面波(spherical wave) 自由空間 半自由空間 線音源⇒円筒波(cylindrical wave) 自由空間 半自由空間 面音源⇒平面進行波(plane wave)

20 PWL と SPL の関係 点音源 自由空間 半自由空間 線音源 自由空間 半自由空間

21 音源の音響出力と音圧レベルの例