Đo âm độ bằng cách nào?
Âm quá mạnh có thể làm đau và gây ra nguy hiểm, nếu âm lực được truyền toàn bộ đến các cấu trúc yếu ớt của tai. Tuy nhiên, khi nghe ta thấy hài lòng thì chính cảm giác hướng sự lựa chọn âm lượng. Khi ấy, cảm giác này dễ đánh lừa vì nó không phản ánh trung thành năng lượng được truyền đến các tế bào tiêm mao. Trên thực tế, tai chỉ phân biệt được hai âm độ khi các sai khác tương đối lớn hơn một số giới hạn: tóm lại là, cảm giác âm thanh phát triển chậm hơn âm lực đã tạo ra nó. Như nhà sinh lý học Ernst Heinrich Weber đã nêu vào năm 1851, sự gia tăng âm độ chỉ thật sự cảm thấy nếu nó vượt quá một phần nào đó của âm độ này. Do đó, sai khác nhỏ nhất có thể cảm nhận được, hoặc ngưỡng vi sai, là một phần không đổi của âm độ. Georg Theodor Fechner đã cho rằng, nếu hằng số tỷ lệ thuận có giá trị với bất kỳ sự gia tăng nhỏ nhất khả dĩ nào thì có thể biểu thị cường độ của cảm giác bằng cách tích phân định luật này: nó chỉ tỷ lệ thuận với logarit của kích thích. Chẳng hạn, hệ thính giác của chúng ta gần như có cảm giác tăng bằng âm độ biến thiên tử 1 đến 10 hoặc từ 100 đến 1.000. Vì vậy, việc tìm kiếm các ấn tượng mạnh nhanh chóng dẫn chúng ta đến những giới hạn chịu đựng của các tiêm mao mỏng manh ở ốc tai, khiến tai chúng ta đặc biệt dễ bị tổn thương vì nhạc rong và các buổi trình diễn rock!
Định luật Weber-Fechner này, dù chưa được xác minh cho toàn bộ vùng thính giác, vẫn giúp sử dụng một thang logarit để đo âm độ: nếu 0 đêxiben (theo tên của nhà vật lý Mỹ Graham Bell) là ngưỡng nghe được, thì một cuộc trò chuyện bình thường có cường độ khoảng 50 dB ở cách xa vài mét (Bảng 2).
Bảng 2. Âm độ
dB
Oat/m2
Ví dụ
0
10-12
Ngưỡng thính giác
10
10-11
Phòng khó nghe
20
10-10
Phòng ghi âm
30
10-9
Phòng ngủ
40
10-8
Phòng tĩnh
50
10-7
Quán ăn
60
10-6
Trò chuyện bình thường
70
10-5
Tiếng chuông reo (điện thoại, cửa)
80
10-4
Giao thông đô thị
90
10-3
Xe tải
100
10-2
Máy xẻ khúc
110
10-1
Hòa nhạc cổ điển
120
1
Nhạc rock, máy bay phản lực
130
Tiếng nổ, động cơ tên lửa
