Wat is de decibel?

De decibel [dB] is een indexwaarde voor het geluiddrukniveau (SPL of Sound Pressure Level in het Engels). Hoe hoger de dB-waarde, hoe meer energie de geluidgolven bevatten. Een indexwaarde is een puntentelling voor een onderliggende waarde, in dit geval de Pascal (luchtdruk). De aandelenbeurs werkt bijvoorbeeld ook met een index, in Amsterdam kennen we de AEX-index. Dit is een puntentelling die aangeeft wat de waarde is van de beurs. Bij de start van deze beurs in 1983 stond de puntentelling op 100 (procent). Dit is de referentiewaarde van de index.

De schaal van decibel

Bij geluid is de referentiewaarde 0 decibel, voor een waarde van 0,00002 Pascal [Pa] ofwel 2 micropascal [µPa]. Dit is in principe de gehoorgrens van een jong en gezond persoon. Dit betekent dat de kans groot is dat je bij 0 dB niks hoort, maar het wil niet zeggen dat er niks is. Zelfs bij -1 decibel is er geluid aanwezig, alleen kunnen mensen het niet waarnemen. Bij een geluidniveau van 120 dB(A) wordt over het algemeen de pijngrens van het gehoor bereikt. Maar bij een langdurige belasting kunnen veel lagere geluidniveaus al schadelijk zijn voor je gehoor of je mentale welzijn.

Rekenen met geluid

Je kan met geluidniveaus rekenen. De decibel gebaseerd op een logaritmische schaal. Nu hoor ik je denken, logaritme? Is dat niet iets met die “10 log nogwat”? Juist. De puntentelling van de decibel werkt als volgt:

Voor elke keer dat de intensiteit van het geluid 10x vermenigvuldigt komt er 10 decibel bij. Dus 10*20 dB = 30 dB

En hieruit afgeleid geld dat 20 dB + 20 dB = 23 dB. En omdat 0 dB een indexwaarde is (en niet gelijk staat aan niks) geldt dat 0 dB + 0 dB = 3 dB. Dit heet energetisch rekenen en laat zich het eenvoudigst verklaren door de vergelijking met een tandemfiets.

Ik heb Henk en Ingrid gevraagd om dit te demonstreren in onderstaande foto’s. In de linker foto zitten ze allebij op hun eigen fiets, ze fietsen 20 km/u. In de linker foto fietsen ze samen met de zelfde kracht op een tandem.

Wat denk je, gaat de tandem 40 of 23 km/u?

Een verdubbeling van het geluidniveau bedraagt 3 dB. Het verschil tussen 0 en 3 dB is een stuk kleiner dan het verschil tussen 100 en 103 dB. Naarmate je hoger in de puntentelling komt is er steeds meer energie nodig om het getal weer te laten verdubbelen.

Je kan dus niet zomaar decibellen bij elkaar optellen met de ‘+’ op je rekenmachine. Je moet rekening houden met de ingewikkelde puntentelling en de logaritmische schaal.

 

Herkomst decibel

Waarom doen we dan zo moeilijk? De schaal van de decibel is verzonnen door meneer Alexander Graham Bell (die van je telefoon en het werkwoord “bellen”) om aan te sluiten bij het menselijk gehoor. Het menselijk gehoor werkt net als de decibel logaritmisch.

Voor elke 10 dB die erbij komt lijkt het geluidniveau voor ons gehoor verdubbeld. Terwijl we hierboven hebben geleerd dat een vermeerdering van 10 dB een vertienvoudiging is van de energie. Er zit dus een verschil tussen de werkelijke energie en hoe je gehoor dit ervaart.

En dat is niet alles, je gehoor is op lagere geluidniveaus minder gevoelig voor basgitaar en basdrums dan bij hogere geluidniveaus.

Hiervoor zijn verschillende geluidswegingen bedacht. De meest bekende is de dB(A), wat betekent dat het geluidniveau (dB) is gecorrigeerd voor het menselijk gehoor op spraakniveau (A-weging).

Dat lijkt me voor nu genoeg om je hoofd over te breken. Meer weten? In mijn volgende blog zal ik dieper ingaan op frequenties.