데시벨(dB)이란 무엇인가?

음향에 관한 기본 용어를 어원부터 알고있으면 개념을 잡아나가는 데 도움이 됩니다. 

데시벨의 의미를 알아볼까요?

 

소리의 세기와 관련된 단위 dB에 관하여 알아보겠습니다.

데시벨(dB)

일상생활 속에서 데시벨(dB)이라는(dB) 말을 많이 씁니다. 소리의 크고 작음을 나타내는 말인 것 같은데 정확히 어떤 의미를 가지고 있는지 알아보겠습니다.

데시(deci)는 1/10의 의미를 가집니다. 그리고 벨은 사람 이름입니다. 발명가 벨(Alexander Graham Bell)을 가리킵니다. 벨은 전화기의 발명자로서 영국 태생 미국 과학자입니다. 농아 교육에 힘썼으며 연구 중에 1876년에 전화기를 발명하였습니다.

 

원래는

Bell = log Ix/log Iy

라는 수식이 있지만 Bell이라는 수식을 그대로 사용하면 값이 너무 작아 거기에 10을 곱한 dB라는 단위를 사용합니다.

 

데시벨이라고 하는 것은 두 값의 상대적 비교값을 나타내는 단위입니다. 이것은 소리의 세기와 같이 상대값을 표기하기에 적합하기 때문에 사용합니다.

 

사람이 귀로 감지하는 소리의 크기는 주변 환경에 따라 상대적으로 인식하기 때문에 상대값을 다루는 단위를 사용한다고 이해하면 되겠습니다.

 

데시벨 단위를 이해하기 위해서는 로그(logarithm, 대수)에 대하여 알아야 합니다.

X값과 Y값이 주어졌을 때 X=Yz를 충족하는 Z값을 구할 때

Z=logyX라는 수식을 사용합니다.

 

데시벨에서는 상용로그를 사용합니다. 즉 10을 밑으로 하는 로그값을 사용합니다.

Z=log10X일 때 X=10z으로 되는 것입니다. log옆에 아무것도 씌어 있지 않으면 상용로그입니다. log = log10입니다.

 

흔히 출력의 단위로 사용하는 와트(W)를 사용한 dB 구하는 식을 살펴보겠습니다.

10W 출력과 100W 출력이 있다고 합시다. 이 둘의 차이를 dB로 표현해 보겠습니다.

dB=10log100W/10W = 10log10 =10 *1 = 10dB

가 됩니다. 즉 10배의 출력 차이를 10dB로 표현할 수 있는 것입니다.

SPL(Sound Pressure Level)

상대적인 소리의 세기를 표현하기 위하여 데시벨(dB)를 사용하였다면 절대적인 소리의 세기를 나타내는 단위는 dB SPL입니다.

 

최대가청한계점을 1음향와트라고 설정한다면 최소가청한계점 즉 무음에서 소리가 느껴지는 경계점은 10-12음향와트라고 합니다. 최소가청한계점의 절대적 소리의 세기를 0dB SPL이라고 설정한다면 최대가청한계점은 120dB가 됩니다. 수식으로 표현하면 다음과 같습니다.

10log(1/10-12)=10log1012=10*12=120dB SPL

이 됩니다.

 

클럽에서 듣는 음악 소리의 세기는 최대가청한계점에 해당합니다.

1음향와트 즉 120 dB SPL에 해당하는 소리는 고막이 고통을 느끼고 손상을 입기 시작하는 소리입니다. 예를 들자면 클럽의 음악소리, 소음기를 장착한 권총 소리 등이 이에 해당합니다. 자동차 경적은 110, 지하철 소음 100, 진공 청소기 80, 세탁기 탈수하는 소리 70, 가까운 거리에서 말하는 소리 60, 냉장고 소리 40, 조용한 도서관 30, 숨소리 10, 무음에서 최소가청한계점으로 넘어가는 경계는 0dB SPL에 해당합니다.

 

소리의 세기를 나타내는 데시벨(dB)에 관하여 조금 자세히 알아 보았습니다.