Mittayksiköt, luku 15 Ääni:

Äänenpaine ja äänenpainetaso

Äänenpaine (sound pressure) on äänen aiheuttaman hetkellisen paineen ja staattisen paineen erotus. Se on täten luonteeltaan paine, joten sen samakantainen yksikkö on pascal (Pa). Koska äänenpaineet ovat pieniä, käytetään yleisesti kerrannaista mikropascal (μPa).

Äänenpainetaso määritellään äänenpaineen ja vertailukohdaksi määritellyn paineen 20 μPa suhteen logaritmin avulla. (Painetta 20 μPa voidaan pitää ihmisen kuulon tyypillisenä rajana eli alimpana paineena, joka voi aiheuttaa kuuloaistimuksen.) SI-järjestelmässä käy­te­tään kyseisen suhteen luonnollista logaritmia. Jos siis ääniteho on p, niin äänitehotaso on ln(p/p0), missä p0 = 20 μPa. Täten äänitehotason yksikkö on luku 1, jolle CIPM on mää­ri­tel­lyt tässä yhteydessä käytettävän erityisnimen neperi (engl. neper) ja tunnuksen Np.

Käytännössä tavallisempaa on määritellä äänenpainetaso edellä mainitun suhteen 10-kantaisena logaritmina eli log10((p/p0)²) = 2 log10(p/p0) ja käyttää tässä yhteydessä luvulle 1 erityisnimeä beli (engl. bel) ja tunnusta B. Se ei kuulu SI-järjestelmään, mutta sitä saa käyttää yhdessä SI-yksiköiden kanssa. Käytännössä belin sijasta käytetään lähes aina sen kerrannaista desibeli (dB, engl. decibel).

Jos äänenpaineiden suhteesta P/P0 laskettu 10-kantaiseen logaritmiin perustuva ään­paine­taso on 1 B, niin samasta suhteesta laskettu luonnolliseen logaritmiin perustuva äänenpainetaso on ½ ln 10 Np ≈ 1,151 293 Np.

Eri logaritmien sekä neperin ja belin käyttöä ja suhdetta toisiinsa käsiteltiin kohdassa Logaritmiset asteikot ja suureet.

Sanalla äänenvoimakkuus saatetaan tarkoittaa äänenpainetasoa (fysikaalinen äänenvoimakkuus), mutta myös suureita, joiden määrittelyssä otetaan huomioon se, miten ihmiskorva kuulee äänen eri taajuuksia, ja jotka siten eivät ole fysikaalisia.