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令和2年度 公害防止管理者 騒音・振動概論 問10を解説|ラウドネスの計算

令和2年度 騒音・振動概論 問10は、500Hzの純音を60dBから40dBまで減衰させたときに、音の大きさ(ラウドネス)がおよそ何分の1になるかを求める計算問題です。等ラウドネス曲線を使って考えます。

この問題のポイント

ラウドネス(音の大きさ)は、ラウドネスレベル(phon)が10phon下がるごとにおよそ半分になる、という関係で見積もれます。500Hzの純音は、等ラウドネス曲線の上で音圧レベル(dB)とラウドネスレベル(phon)がほぼ一致します。したがって60dB≒60phon、40dB≒40phonと読み、その差は20phon。10phonの低下2回分なので、半分の半分=1/4になります。正解は選択肢(3)です。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解:選択肢(3)

各選択肢の正誤

選択肢判定
(1)1/210phonの低下1回分にあたり、20phonには足りません。
(2)1/310phonごとに半分という関係と合いません。
(3)1/4正しい。20phonの低下=半分を2回で1/4になります。
(4)1/5半分を2回した値(1/4)より小さく、合いません。
(5)1/6同じく20phonの低下と対応しません。

ここが分かれ目

手順は次のとおりです。まず500Hzという周波数がポイントで、等ラウドネス曲線の上では500Hzの純音は音圧レベル(dB)=ラウドネスレベル(phon)とほぼみなせます。よって60dB→40dBはラウドネスレベルで60phon→40phon、差は20phonです。次に、ラウドネス(sone)はラウドネスレベルが10phon上がると2倍、下がると半分になります。20phonの低下は10phonの低下2回分なので、(1/2)×(1/2)=1/4。よって音の大きさはおよそ1/4になり、選択肢(3)が正解です。周波数が1000Hzでない場合は曲線上で音圧レベルとphonがずれることがあるので、500Hzという条件を必ず確認しましょう。

覚え方

  • ラウドネスは10phon下がると半分。20phon下がれば1/4。
  • 500Hz付近の純音は、音圧レベル(dB)≒ラウドネスレベル(phon)とみなせる。
  • phonの差を求め、10phon=2倍の関係を当てはめる。

理解度チェック

Q.

ラウドネスレベルが20phon下がると、音の大きさはおよそ何分の1か?

1/4です。10phonで半分になるので、20phonでは半分の半分になります。

Q.

なぜ60dBを60phonとして計算できるのか?

500Hzの純音は等ラウドネス曲線の上で音圧レベル(dB)とラウドネスレベル(phon)がほぼ一致するためです。

この問題に関連する用語解説

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和2年度 公害防止管理者等国家試験 騒音・振動概論 問題・正解」(公式PDF