Đối với sóng phẳng: 2 W / p I m c (1.6)
trong đó: c là vận tốc âm thanh (m/s2); ρ là mật độ hạt (mật độ môi trường). Đối với sóng cầu:
2 2 W W / 4 I m r (1.7)
trong đó: W là công suất âm (W/m2
). Mức cường độ âm được định nghĩa:
10 log ( ) I ref I L dB I (1.8)
trong đó: Iref là cường độ âm tiêu chuẩn, Iref = 10-12 W/m2
1.2.6. Công suất âm và mức công suất âm
Công suất âm thanh là tỷ lệ năng lượng âm thanh được phát ra, phản xạ, truyền đi hoặc nhận được, trên đơn vị thời gian. Đơn vị SI của cơng suất âm thanh là watt (W). Nó là cơng suất của lực âm thanh trên bề mặt của mơi trường truyền sóng âm thanh. Đối với một nguồn âm thanh, không giống như áp suất âm thanh, công suất âm thanh khơng phụ thuộc vào phịng hay khoảng cách.
Công suất âm được xác định bởi [3]:
. (W)
I S
(1.9)
trong đó: S là tiết diện bề mặt âm truyền qua (m2
). Mức công suất âm được định nghĩa:
W 10 0 10 log W L dB W (1.10)
trong đó: LW là mức áp suất âm (dB), 1db = 10-12W; W0 là áp suất âm tiêu chuẩn, W0 = 10-12 (W).
1.2.7. Dải tần số âm
Thông thường, để đánh giá âm, người ta chỉ sử dụng mức âm tổng cộng mà khơng phân tích chúng theo các tần số. Thực tế thì việc phân tích âm thanh trên mỗi tần số trong phạm vi 20 Hz - 20.000 Hz là rất phức tạp và nhiều khi khơng cần thiết. Vì vậy, để thống nhất, tổ chức tiêu chuẩn quốc tế (ISO) đề ghị sử dụng các dãy tần số âm tiêu chuẩn khi nghiên cứu âm thanh cũng như khi chế tạo các thiết bị đo.
Mỗi dãy tần số được xác định bởi tần số giới hạn dưới f1 và tần số giới hạn trên f2. Khi đó bề rộng của dãy tần số được xác định:
f f f
Khi chọn một dãy tần số nghiên cứu, bộ lọc tần số chỉ cho năng lượng âm thanh của các tần số nằm giữa phạm vi của hai tần số giới hạn xác định của dãy này đi qua.
Có ba dãy tần số âm chính: Dãy 1 octave khi f2/f1 = 2; Dãy 1/2 octave khi f2/f1 = 1,41; Dãy 1/3 octave khi f2/f1 = 1,26.
Dãy tần số 1 octave thường được sử dụng trong nghiên cứu tiếng ồn các khu dân cư, trong thành phố và trong phòng. Dãy tần số 1/3 octave thường được sử dụng trong nghiên cứu truyền âm qua các kết cấu nhà cửa, phịng động cơ, phương tiện giao thơng. Dãy tần số 1/2 octave ít được sử dụng.
Khi tần số tăng gấp đơi thì độ cao của âm tăng lên 1 tông, gọi là 1 octave tần số.