音響パワー
音響パワー(英: sound power)[1]とは、物体により放出/吸収される音響エネルギの出力、またはある有限の検査面を通過する音波による音響エネルギー移送の強度であり、いずれもパワーすなわち仕事率である。SI単位は[W](ワット=[J/s])。音源から放出される量については「音声パワー」とされることがある[2]。音響出力とも。ある検査面を通って伝わるベクトル量についていうときは音響エネルギー束(音エネルギー流束、英: sound energy flux)と呼び[3][4]、音響エネルギー束の大きさは音響パワーである。
物理的にはエネルギーの時間微分であるが、実務上は、ある時間についてやりとりされるのエネルギーをその時間で除した値とされる[2]。
音響パワーW [W] は音響インテンシティ(音の強さ) I を有限の検査面について積算した量であり、この関係は次式であらわされる。
音源から検査面までの散逸が無視できる場合に、音源を取り囲む閉曲面についてみた音響パワーは音源の出力と等しい[5](?)。
音響パワーは、音響インテンシティと同様、音圧 p[Pa] と粒子速度 v[m/s] から得る場合がある[6]。
密度 ρ の媒質中の平面波または球面波について、伝播速度 v、面積 A、実効音圧 p ときの音響パワー W は、次式で与えられる。
- W = (p2A / ρ v) cos θ
ここで、θ は音の伝播方向と検査面のなす角度であり、伝播方向に直交する検査面のときに cosθ=1。
例えば、常温の空気中(ρ=1.2kg/m2,v=343m/s )にて85デシベルすなわち0.356パスカルの音の音響パワーは、単位面積 A=1m2 あたりに 0.3 mW となる。
音響パワーレベル
[編集]音響パワーに対する対数尺度すなわち与えられた基準に対する倍率の対数。対数の底を10とし対数値を10倍する場合はデシベルであり単位は dB。JISによると、特に指定のない限り基準の音響パワーは 1 pW。[2]
脚注
[編集]- ^ JIS Z 8000-8:2014「量及び単位-第 8 部:音」(日本産業標準調査会、経済産業省)、6頁
- ^ a b c JIS Z 8106:2000 https://kikakurui.com/z8/Z8106-2000-01.html
- ^ JIS Z 8106:2000「音響用語」(日本産業標準調査会、経済産業省)
- ^ IEVナンバー 801-21-37, 801-21-36
- ^ 阪上公博 編著『建築音響』コロナ社、2019年、11頁。ISBN 978-4-339-01363-4。
- ^ Landau & Lifshitz, "Fluid Mechanics", Course of Theoretical Physics, Vol. 6