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大気圧と音圧


1)圧力
 
気圧というのは、空気の示す圧力(大気の重さ)のことですが、圧力とは気圧に限らず単位面積あたりに働く力のことです。水の示す圧力を水圧、土の示す圧力を土圧、音の示す圧力を音圧と呼びます。
バール(bar)はギリシャ語のbaros(バロス、重さ)に由来しており、barometer(晴雨計、気圧計)というように気象関係で用いられてきました。1barの千分の一が1mbar、そのまた千分の一が1μbar(マイクロバール)となり、1μbar(百万分の一バール)が

          
1〔μbar〕=1〔dyne/c㎡〕

つまり、1c㎡あたり1dyne(ダイン)の力が加わっている状態を表します。1dyneというのは、約1mgの物体に働く重力に相当することから、1μbarというのは1c㎡の面積に1mgの荷重が加わった圧力いえます。また、1Pa(パスカル)は1㎡あたり1N(ニュートン)の力が加わった時の圧力と定められています。

2)大気圧

          
1〔N〕≒100の重さ

ということですので、1Paとは1㎡の面積に100gの重さの物体が乗っている場合の圧力ということになります。常温の空気圧は、

           1〔気圧〕=1013〔mbar〕≒1〔bar〕

ですので、1c㎡当たり1Kgの重さが加わっていることになります。通常の人間の表面積が1㎡と仮定すると大気圧より掛かっている荷重は10tにもなることになります。

3)音圧
防音工事におきましても、よく音圧という言葉が使われます。空気中に音があると、音により空気の圧力が変わってまいります。この音による大気圧の変化を音圧と呼んでいます。音圧の大きさは大気圧の振動振幅で表され、その値はパスカルとかバールを単位として測られます。私たちは、この音圧をすべて耳で聞くことができません。人間が聞くことができるのは、20~20000Hz、音圧が20μPa~20Paの範囲になります。しかも、周波数によって耳の感度が異なります。1000Hz付近の音につきまして耳で聞くことができる音は、

     
20〔μPa〕=0.0002〔μbar〕=0.0000000002〔bar〕

程度で、もっとも強い音は、

  
20〔μPa〕=0.2〔hbar〕=0.0002〔bar〕=0.2〔mbar〕です。

これらの音圧は、大気圧に比べて非常に小さいことになります。ですので、音とは微弱な大気圧の変動ということになります。それでは、大気圧の強大な圧力がなぜ聞こえないのでしょうか。それは、ほぼ一定のまま変化しないからです。耳には、その変化が極めて緩やかでありその変化が感じ取れないのである。音として聞こえるには20~20000Hzの範囲の毎秒の振動数が必要です。



                      


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