Designing Sound

wavefront superposition
S
S
1m
100m
10m
Distance (exaggerated)
Figure 5.2
Left: Cylindrical radiation from a rod as the limit of separate point sources. Right: Change
to planar waves as distance (exaggerated) becomes large.
1. Two identical microphones are used, one above the drum and one below, to catch both
phases of the skin.

---

58
Acoustics
SECTION 5.2
Intensity and Attenuation
Sound Pressure Level
Sound pressure
p
is a force per unit area, in N
/
m
2
. The peak sound pressure
of a wave is inversely proportional to the distance, so decreases as 1
/r
for a
distance
r
from the source. Sound pressure is an absolute measurement and
applies to a point in space where the measurement is made without taking the
direction of the wave into account. Sound pressure level (SPL) is a ratio given
in decibels. Since a decibel is a ratio we need a reference point to compare the
absolute pressure per unit area to. We use 20
µ
N
/
m
2
as the smallest acoustically
measurable value. To calculate SPL use
SP L
= 20
log
10
p
(N
/
m
2
)
2
×
10
−
5
(N
/
m
2
)
(5.3)
There can be no acoustic waves with sound pressure levels greater than 194dB
SPL because it would mean having rarefactions with less pressure than a com-
plete vacuum, which is impossible. However, unipolar pulses of compression
do exist with pressures greater than 194dB SPL, in explosions and lightning
strikes.