デシベル(dB）とは？意味をわかりやすく解説！計算方法も

デシベル（dB）という言葉を耳にしたことがあるかもしれませんが、その意味について詳しく理解している人は少ないかもしれません。

デシベルは音の大きさや強さを表す単位として広く使われており、音響工学や音楽、通信などさまざまな分野で重要な役割を果たしています。

この記事では、デシベルの基本概念や計算方法についてできるだけわかりやすく解説します。

デシベルとは

デシベル（dB）は、音の強さや大きさを表す単位で、音圧レベルや音のエネルギーの比率を対数スケールで示すものです。

デシベルは対数的な単位であり、音の強さの大きな変化を効率的に表現するために使用されます。

音の強さが10倍になると、デシベルの値は20 dB増加します。

このように、デシベルは非常に大きな範囲の音の強さを簡単に表現するために便利な単位なのです。

なぜデシベルを使った方が良いのか、チコちゃん風の見出しをつけてみました。

人間の耳は、非常に広いダイナミックレンジを持っています。

ダイナミックレンジとは、聞こえる音の大きさの範囲のことです。

人間の耳で聞こえる最小の音は、0dBで、音圧だと20μPa（マイクロパスカル）と言われ、これは、1気圧の100億分の２という極めて小さい変化です。

最大の音は120dB程度で、音圧は20Paほどなので、100万倍も異なる音圧を感じることができます。

つまり、非常に静かな音から非常に大きな音まで、幅広く感知できる能力を持っているんです。

もし私たちが音の強さを線形的に感じ取るなら、このような広範囲の音を一度に感知するのは困難です。

対数的な感覚により、

ので、広い範囲の音量を感知することができるのです。

私たちの耳が音の強さを対数的に感じる理由は、耳が広いダイナミックレンジに対応できるように進化してきたためです。

人間の五感（視覚・聴覚・嗅覚・味覚・触覚）は、
1,2,3・・・・
ではなく、
1、10、100・・・
というモノサシで測っていると言われています。

この特性は、ウェーバー‐フェヒナーの法則として知られています。

ウェーバー・フェヒナーの法則：人間の感覚量は受ける刺激の強さの対数に比例する

このようになったのは、生存にとって重要な音（例えば、捕食者の足音や仲間の声）を適切に感知するために、耳が対数的な応答を発達させたと考えられます。

これにより、私たちは環境中の重要な音を効率よく検出し、反応することができるようになりました。

デシベルは、音圧レベルの比率を対数で表現したもので、次の式で計算されます。

P：測定された音圧

P0：基準音圧（20μPa）

デシベル（dB）と音圧の関係を表にまとめると、次のようになります。以下の表では、音圧の基準値として20マイクロパスカル（μPa）を使用しています。

たとえば、ある音が基準音圧の10倍の強さである場合、その音は20 dBとなります。

デシベルの計算は、音圧だけでなく、電力やエネルギーの比率を表現する際にも使用されます。

例えば、信号処理や音響工学では、信号の強度やエネルギーをデシベルで表現することで、非常に小さな変化でも簡単に比較することができます。

デシベルの単位を理解するために、一般的な音と騒音レベル（デシベル）の例をいくつか示します。