音圧
音圧レベルと同様に、音響インテンシティ(音の強さ)I[W/m]をデシベルとして表したものを音響インテンシティレベル(音の強さのレベル)といい、
L I = 10 log 10  I I 0 {\displaystyle L_{I}=10\log _{10}{\frac {I}{I_{0}}}} [dB]
と定義される。ここで、基準となる音響インテンシティI0は、
I 0 = 10 − 12 {\displaystyle I_{0}=10^{-12}} [W/m]
である。
音響インテンシティI[W/m]は、実効音圧prms [Pa]、媒質の密度ρ [kg/m]、媒質中の音波の速度c [m/s]を用いて、
I = p rms 2 ρ c {\displaystyle I={{p_{\text{rms}}}^{2} \over {\rho c}}}
と表されることから、音圧レベルLpは
音のエネルギーを表す量は、以下に示すとおり音圧(実効値)の2乗に比例する。
単位時間に単位面積を通過する音のエネルギーとして定義される音の強さ I [W/m]は、媒質中の単位体積に含まれる音波のエネルギーであるエネルギー密度 D (=prms/ρc)から、実効音圧prms [Pa]、媒質の密度ρ [kg/m]、媒質中の音波の速度c [m/s]を用いて、
I = c D = p rms 2 ρ c {\displaystyle I=cD={{p_{\text{rms}}}^{2} \over {\rho c}}}
と表される。上式から、音の強さIは、音圧(実効値)prmsの2乗に比例することがわかる。
音場内のある面S [m]を単位時間内に通過する音響エネルギーを音響パワーと呼び、音響パワーW [W]は音響インテンシティ(音の強さ)Iを用いて
音圧の語を含む用語には、以下のようなものがある。
音響パワーW[W]をデシベルとして表したものを音響パワーレベルといい、
L W = 10 log 10  W W 0 {\displaystyle L_{W}=10\log _{10}{\frac {W}{W_{0}}}} [dB]
と定義される。ここで、基準となる音響パワーW0は、
W 0 = 10 − 12 {\displaystyle W_{0}=10^{-12}} [W]
である。
自由空間(自由音場)に置かれた音響出力(音響パワー)W[W]の無指向性音源からr[m]の場所の、音響インテンシティ(音の強さ)I[W/m]は、 I = W 4 π r 2 {\displaystyle I={W \over 4{\pi }r^{2}}} であることから、音響インテンシティ(音の強さ)I[W/m]は、実効音圧prms [Pa]、媒質の密度ρ [kg/m]、媒質中の音波の速度c [m/s]を用いて、 I = p rms 2 ρ c {\displaystyle I={{p_{\text{rms}}}^{2} \over {\rho c}}} と表されることから、
p rms 2 ρ c = W 4 π r 2 {\displaystyle {{p_{\text{rms}}}^{2} \over {\rho c}}={W \over 4{\pi }r^{2}}}
である。この両辺の対数をとり、音圧レベルLpと音響パワーレベルLWにより表すと
L p = L W − 20 log 10  r − 11.0 {\displaystyle L_{p}=L_{W}-20\log _{10}r-11.0} [dB]
という関係がある。