音の強さ

音の強さ（おとのつよさ、英: sound intensity）は、進行方向に対して直角な単位面積を通過する音（音波）の単位時間あたりのエネルギーであり、単位は[W/m²]。音響インテンシティ（おんきょうインテンシティ）ともいう。

媒質を揺らし空間を伝播していく音波はエネルギーをもつ。音の強さ（音響インテンシティ）は、音波のある位置ある瞬間の物理的な規模を示す物理量であり、JIS（日本産業規格）では、「指定された方向に垂直な面を通過する音響エネルギー束をその面積で除した値」と定義されるベクトル量である。すなわち単位面積あたりに音波がなす仕事率（パワー）である。音響エネルギー束密度（英: sound energy flux density）、音響パワー密度（英: sound power density）と同義である。

解説

音の強さI [W/m²]の大きさは、媒質中の単位体積に含まれる音波のエネルギーであるエネルギー密度D (=p_rms²/ρc²)から、音圧（実効音圧）p_rms [Pa]、媒質の密度ρ [kg/m³]、媒質中の音波の速度（音速）c [m/s]を用いて、

$I=cD={{p_{\text{rms}}}^{2} \over {\rho c}}$

と表される。上式から、音の強さ Iは、音圧（実効値）p_rmsの2乗に比例する。

音場内のある面S [m²]を単位時間内に通過する音響エネルギーを音響パワーと呼び、音響パワーW [W]は音の強さ（音響インテンシティ）Iを用いて

$W=\int _{S}IdS$

で定義され、音源を取り囲む閉曲面を通過する音響パワーを音響出力と呼ぶ。

音の強さのレベル

音の強さの大きさを、基準値との比の常用対数によって表現した量を、音の強さのレベル（英: sound intensity level）、あるいは音響インテンシティレベル（英: sound intensity level）という。 単位はデシベル (dB)。

基準値は最小可聴音

$I_{0}=\;10^{-12}\,\mathrm {W/{m}^{2}} \,$

であり

音の強さ I[W/m²] に対する音の強さのレベルは

$L_{I/(1\,\mathrm {pW/m^{2}} )}=10\,\log _{10}\left({\frac {I}{I_{0}}}\right)\,\mathrm {dB}$

である。

参考文献

• 『音の基礎講座3　人間の聴覚について』　（財）建材試験センター、建材試験情報12'07。
• JIS Z 8106:2000「音響用語」（日本産業標準調査会、経済産業省）、4-5頁
• 日本産業規格『JIS Z 8106:2000（音響用語）』。https://kikakurui.com/z8/Z8106-2000-01.html。 

関連項目

• 音圧
• 音圧レベル
• 音の大きさ（ラウドネス）
• 音響パワー
• 放射束密度