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令和2年度 公害防止管理者 騒音・振動概論 問14を解説|音圧レベルと音圧の実効値

令和2年度 騒音・振動概論 問14は、音圧レベルから音圧の実効値を求める計算問題です。挙げられた5つの数値のうち、音圧レベル88 dBに対応する音圧(実効値)に最も近いものを選びます。

この問題のポイント

音圧レベルLと音圧pの関係は20 log₁₀(p/p₀)で、基準音圧p₀2×10⁻⁵ Pa(20 µPa)です。88 dBを式に入れると log₁₀(p/p₀)=88÷20=4.4 となり、p=p₀×10⁴·⁴。10⁰·⁴は約2.5なので、p≒2×10⁻⁵×2.5×10⁴=約0.5 Paと求まります。分かれ目は、音の強さ(パワー)は10 log で表すのに対し、音圧は20 log で表すという係数の違いと、基準音圧2×10⁻⁵ Paの取り違えです。

※ 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(1)

各選択肢の正誤

選択肢正誤解説
(1)○(正しい)88 dBを音圧に直すと約0.5 Pa。基準音圧2×10⁻⁵ Paに10⁴·⁴を掛けた値です。
(2)×(誤り)0.7 Paは音圧レベルにすると約91 dBに相当し、88 dBより大きくなります。
(3)×(誤り)1.0 Paは約94 dBに相当し、88 dBを大きく上回ります。
(4)×(誤り)5.0 Paは約108 dBに相当し、桁が合いません。
(5)×(誤り)7.0 Paは約111 dBに相当し、88 dBとは大きく離れます。

計算のポイント

音圧レベルの定義式はL=20 log₁₀(p/p₀)で、基準音圧はp₀=2×10⁻⁵ Paです。ここで88 dBを代入すると 88=20 log₁₀(p/p₀) から log₁₀(p/p₀)=4.4、すなわち p=p₀×10⁴·⁴ となります。10⁴·⁴は10⁰·⁴×10⁴で、10⁰·⁴≒2.5ですから 10⁴·⁴≒2.5×10⁴。したがって p≒2×10⁻⁵×2.5×10⁴=0.5 Pa です。音圧を10 logで計算してしまうと係数を半分にした値になり、答えが大きくずれます。音圧は20 log、音の強さ(I∝p²)は10 logと使い分けます。

覚え方

  • 音圧レベル=20 log₁₀(p/p₀)、基準音圧 p₀=2×10⁻⁵ Pa(20 µPa)。
  • 音圧は20 log、音の強さ・パワーは10 log(係数の取り違えに注意)。
  • 88 dB → 10^(88/20)=10⁴·⁴倍 → 約0.5 Pa。

理解度チェック

Q.

音圧レベルの計算に使う基準音圧はいくつ?

2×10⁻⁵ Pa(20 µPa)です。この値を基準に20 log₁₀(p/p₀)で音圧レベルを求めます。

Q.

音圧から音圧レベルを求めるときの係数は10と20のどちら?

20です(20 log₁₀(p/p₀))。音の強さ(パワー)を扱うときは10 logになります。

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