Om måleenheten for lydstyrke

Nils Faarlund

I naturvitenskapelige forstand er lyd forandring av tettheten i elastiske medier. I fri natur kan støy forplante seg i medier som luft, vann og fjellgrunn. For å oppfylle naturvitenskapens betingelser til objektivitet, kreves det målbarhet. Dersom vi f. eks. ønsker et objektivt svar på hvor varmt vannet er i en beholder, trenger vi et egnet måleinstrument som gir oss data i en hensiktsmessig måleenhet. Vi velger da termomenter som instrument og benytter måleenheten Celsius-grader. En grad Celsius er som kjent definert som en hundredel av temperaturforskjellen mellom frysepunktet og kokepunktet for vann (under standard betingelser).

Så enkelt er det ikke å etablere en måleenhet for forandring av tetthet i et elastisk medium som er hensiktsmessig for å beskrive virkningen av ønsket eller uønsket lyd på noe så mangfoldig som mennesker. Fagmiljøet valgte i sin tid å ta utgangspunkt i den minste trykkvariasjonen i luft som øret hos (unge) mennesker kan oppfatte. Vi er da nede på så ørsmå variasjoner som en milliarddel av standard atmosfæretrykk (760 mg Hg/torr). Denne grenseverdien er det internasjonal enighet om å sette til 0 dB (desibel – oppkalt etter telefon-pioneren Braham Bell). Fagfolkene innenfor akustikk – en disiplin under naturvitenskapen fysikk – lyktes ikke i å definere måleenheten for lydstyrke etter samme modell som deres kolleger fant frem til for temperatur. I stedet valgte de å fastsette 1 dB til den økning i lydstyrke som skal til for at det menneskelige øret skal kunne merke en forskjell (JND: Just noticeable difference). Denne forskjellen er målbar som en trykkforskell på 20 mikropascal (2×10−5 Pa – Pascal (Pa) er den generelle måleenheten for alle slags trykk). Den kan ellers anskueliggjøres med at det svarer til lyden av en mygg (mosquito) på 3 meters avstand.

Skalaen for lydstyrke/lydnivå skiller seg fra skalaer vi er vandt til å forholde oss til, slik som f. eks. for måling av temperatur. Spranget fra 10 til 20 dB utgjør ikke som på Celsiusskalaen, en bestemt brøkdel av temperaturforskjellen mellom 0 og 100 0 C. Intensitetsforskjellen målt som trykk er 10 ganger større, og i forhold til 0 dB hele 10 ganger 10 ganger større - (10 2), mens vi oppfatter forskjellen i lydstyrke til å være det dobbelte. En økning i lydstyrke på 3 dB svarer rundt regnet til en dobling av trykket. Hensikten med å velge en slik “logaritmisk” skala er at  det ellers med en lineær skala, ville komme frem uhåndterlige tall etterhvert som vi nærmer oss smertegrensen for det menneskelige øre på rundt 130 dB. Eksempelvis er lydstyrken i et diskotek ikke sjelden over 100 dB (10 10), d. v. s. tallet 10 ganget med seg selv 10 ganger større en 1 dB.

Som om dette ikke er innfløkt nok, så forandrer ømfintligheten til det menneskelige øret seg med frekvensen/bølgelengden. Alt etter hvordan de ulike frekvensområdene vektes, fremkommer forskjellige tallverdier. Disse verdiene bestemmes videre etter ulike mønstre for måling over tid, o. s. v.