1000分贝的声束击中水泥墙面会发生什么事?求根据声波的不同频率解答

推荐  (8) | 34人关注关注
18个答案
269 5

傅里叶变黄油猫软件工程师,应用数学专业

2014-12-28 22:08

楼主在早前的问题先是问了10000分贝会怎样,我说那能量超过了全宇宙,然后楼主就减少到1000分贝再问一次……这类似有人问过70级地震会怎样,地震每一级的能量是上一级的30倍,所以70级地震需要的能量也是超过了全宇宙的总能量。

为了让你今晚睡个好觉,我就完整给你算一次吧。首先,10分贝=1贝,不是声音的专利,贝表示的是两个值的比例以10为底的对数,所以0分贝=0贝表示两个值相等(比例为1),80分贝=8贝就是1亿倍,90分贝=9贝就是10亿倍,100分贝就是100亿倍。分贝常用在通信上表示信噪比(信号的功率除以噪声的功率),越大表示信道质量越好。而我们通常听说声音是多少分贝时,其实是声音强度和人耳能听到最小声音的比值。0分贝表示人耳能听到最小的声音,入耳功率大约是,90分贝是人耳能听到声音强度的10亿倍,即0.000001W,150分贝就是1瓦。

所以1000分贝的声音,人耳能接收的能量大约是,也就是维持一秒需要的能量是。那是多少啊?

地球上爆炸过最牛逼的核弹,爆炸时能震碎200公里外的玻璃,如果你能搞来一个,耳朵贴着它引爆,那你耳朵接收的能量最多是……真的弱爆了,水泥墙表示毫无压力。

核弹太弱,超新星爆发如何?有人说,无论你怎样想象超新星,它都会比你想象的更强大。如果我们在太阳的位置引爆一个典型的超新星,那在地球上的人类接收到的能量相比抱着一个核弹爆炸哪个更多?还是超新星多,实际上多了10亿倍左右。如果这么牛逼的超新星爆炸的能量能全部让你的耳朵吸收,大约有……太不给力了还是差了几十个数量级啊!可见那人说的不对,超新星在楼主1000分贝的想象力下简直是战5渣。

再往下就得把整个宇宙的所有能量都拿来爆炸了,大约有,屈指一算,在爆炸的瞬间终于超过了1000分贝,所以1000分贝比10000分贝确实要靠谱多了。

我看楼主对水泥墙耿耿于怀,水泥墙说我和你什么仇什么怨。那多大的声音能推倒水泥墙呢?我就不懂算了,你看啊,每增加10分贝,能量就是10倍,其实加不了多少个10分贝,墙就倒了,再坚固的墙都挡不住10上面那个指数啊!反正,分贝是个对数,使用要小心,你就放过分贝和水泥墙吧。

====

有人说我太恶毒了,人家只是好奇声音怎样干掉水泥墙的,你怎么又让人家抱核弹又在人家耳里爆超新星,是不是跑题跑大了?其实我个人觉得科普问答未必问什么答什么,有时候觉得某个点说出来有趣、有意义我就会忍不住跑题然后长篇大论。就像这个话题,大众缺乏对“分贝”的认识:1000分贝听起来只是100分贝的10倍,但怎么就能比得上全宇宙的能量?这本身挺有趣。因此我也感谢楼主给了一个有趣的话题,虽然他本来不是问这个。这个话题本身也不是什么高富帅话题,果壳科学人和果壳众编辑是没空扯的,刚好适合我这种科普爱好者中的屌丝,干杯!

====

早前数据来源有误,修改后所有声音能量减小了5个数量级。

40 0

赵雪冰Steven升级为材料物理与化学在读博士研究生

2014-12-29 22:36

根据wiki 声压 ,我来补充一点数据

因为声压(电流、电压、振幅……)的平方才是功率,所以对于声压来说,每增加 20 分贝(dB)才会增大 10 倍。0 dB 的声压是 Pa,100 dB 的声压是 2 Pa,那么 100 分贝的声音就会在标准大气压(101.325 kPa)中造成 101.323 kPa 到 101.327 kPa 的压力起伏。因此,大气中能不失真地传输的最大声压级就只有 101.325 kPa,大约 194 dB,超过 194 dB 的声波只能以激波形式存在,也就是说压强只能往上增加而不能比 0 更小了。

那么多少分贝的声波能击毁一面水泥墙呢?我不知道你的水泥墙有多厚多高,也不知道是哪种水泥、有没有用钢筋等等,不过可以大概估算一下。我想 2 GPa ( Pa )应该能摧毁了吧,毕竟 2 GPa 大约相当于每平方厘米上有 20 吨的压力或者 20000 倍大气压了,钢材的强度也就数百 MPa,用于防弹衣的 Kevlar 能达到 3.2 GPa。

按照上面的数据推算,2 GPa 就是 280 dB。换算到声强级(注意声强级和@傅里叶变黄油猫 用的声功率级还是有差别的,具体看维基分贝),相当于,我觉得应该可以轰成渣渣了吧。还不行?那就再加个几十分贝。

那题主问的频率呢?在这种情况下,不管什么频率的波都在第一个波峰就把墙摧毁了,没有差别。真正频率上的差别会在声压较低时体现出来,那就是共振。

PS:如果黄油猫没算错的话,1000 分贝在1秒之内的能量超过了宇宙的能量,也就是超过了整个宇宙的质量。所以,给我 1000 分贝的负能量,分分钟,啊不,秒秒钟让整个宇宙消失!

=====================================

我不是答案创造者,我只是维基的搬运工……这些都只是我在维基百科上看来的外加一点自己的理解,完全不能叫专业,还望真正专业人士批评指正

17 2

即使你把1W分贝换成1000分贝,这个数字还是太大了

1门大炮在你耳边轰鸣是140分贝,那么1亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿门大炮在你耳边齐放才能达到你要的声音强度的百万分之一

别说一千或者五百了,就是200分贝,也可以直接破墙了

11 0

了年civil engineering~

2014-12-30 13:46

土木屌第一反应,你说的是哪种水泥?c几的。。。

7 0

多大分贝能够推倒水泥墙?

C80混凝土抗压强度(即可承受的压强)不低于80MPa,等于每平方米可以承受的荷载不低于80x100,000kg/m^2=8000吨/m^2,

那么就假定声压80MPa就够推墙了,

由声压计算分贝:20lg(Prms/Pref),

在空气中,Pref = 20uPa = 20*10^-6Pa,在水中按1uPa,我们假定这墙在空气中0_0,

所以需要20*lg[80MPa/20uPa] = 252dB

ps当然,上面假定是一个频率为0的力作用到1m^2的墙上,不同频率的声波对墙的破坏必然不同,说不定几十个Hz的声波不需要80MPa就够了呢,具体哪个频率更厉害,最稳妥还是要实验测量。

之前写的:

分贝数可是真实物理量的指数,200dB都很难,别说1000dB,自然界哪有这么大的声音啊!

  • 由声压计算分贝:20lg(Prms/Pref),
  • 在空气中,Pref = 20uPa = 20*10^-6Pa,在水中按1uPa,
  • 120dB已经是很多人的损伤阈了,对应的压强为20Pa,
  • 火箭发动机可以发出160dB以上的声音,对应的压强为2000Pa,
  • 2000Pa是多大呢,1Pa = 1N/m^2,耳膜面积大约90mm^2,
  • 也就是耳膜要承担大约0.2N的力,
  • 一个鸡蛋按50g,就是0.4个鸡蛋的重力!怕不怕??
  • 那么你所谓的1000dB呢,P/Pref = 10^50,
  • 我不会告诉你地球和太阳之间的万有引力只是10^22N量级,
  • 掐指一算你的耳膜上面承受了4*10^41个来回晃动的鸡蛋啊(鸡蛋太重了地球很无辜),
  • 这么多鸡蛋,要是碎了,多心疼啊!
5 1

楼主锲而不舍的精神还是值得学习的。

其实对分贝这种(还有震级)以指数级增长的单位没有对少概念也是正常的(毕竟平常的基本不接触这种单位),并且对指数级增长的结果也没概念。这其实就像那个国际象棋盘放粮食,第一格1粒,以后是前一格加倍,这个数量就已经非常大了(要知道这可才64格,且以2为底)

楼主其实想知道的是声音对水泥墙的会产生怎样的作用,我觉得还是改成“多少分贝的声音可以摧毁水泥墙,声音是如何作用在水泥墙上的,不同声波频率是否不同?”

不过个人觉得还是放过水泥墙吧

4 0

如果是功率单位的话,其实不需要多少能量,比如飞秒激光,功率就能到1E18,而能量也就1000J左右,假如你能做到更短脉冲的话,应该是可以达到的,比如超新星爆发在普朗克时间内完成(1E-44 秒),那么就有1E90W的功率了, 估计在这种高功率的情况下,你会在水泥墙上形成一个微型的中子星或者黑洞什么的,但是会非常非常小(最大只有普朗克长度)。

但是这种小黑洞对周围会有作用,墙会被吸入黑洞中,但是你因为在视界外,所以你也看不到墙消失了,只会有一个点变得越来越红。


1 0
支持者: Zphiroude

我记得以前有个吐槽奥特曼里面的怪兽和奥特曼本身的文章

里面大概讲的就是那些夸张技能所用的科学单位

1 0

罗小E酗酒营养师

2014-12-30 15:21
支持者: Kojima_Genta

看完问题看完答案表示已被分贝洗脑,感觉这种东西吃起来应该是嘎嘣脆的,那很好吃啊。现在满脑子都是旺旺仙贝。怎么破。那么问题又来了,自己嚼仙贝的时候接受的声波能量是不是大于别人听到的?@Snowice

0 0

那么问题来了,电影《异能》(也许是叫这个吧)里那个靠吼叫飞行的人,需要吼出多少分贝才能让自己飞起来!——问出来后突然感觉很不科学,声波还能产生反作用力么?

0 0

Monster_OrangeThe Monster with hysteri...

2014-12-30 10:27

我想,楼主的意思是否可以这样理解:

声音是靠介质传播的,而在1000分贝下,声音是如何冲击水泥墙面的?譬如空气会不会“音爆”或者什么其他“症状”?如果是在水里,会不会出现“真空” ~ 之类 吧?

0 0

楼主为什么不直接问多少分贝可以破墙……

0 0

习惯了单位变化是乘以多少的,一时是很难习惯单位变化是在后面直接加0的,这能量,等着看世界末日吧,喔不,估计还没就没了

7 8

Tetsuya半吊子程序媛

2014-12-28 18:12

分贝数四位数 还是别考虑了

120分贝噪音差不多就能让人全聋了

1000分贝应该 估计是 直接垮了吧

0 2

加三分贝功率翻倍,比一百分贝多2的三百次方

0 3

这货表示不服。你被这家伙吼几次你就知道抱核弹也不过如此。

查看更多

添加回答

登录 后回答问题,你也可以用以下帐号直接登录

相关问答

关于我们 加入果壳 媒体报道 帮助中心 果壳活动 家长监控 免责声明 联系我们 移动版 移动应用

©果壳网    京ICP证100430号    京网文[2018] 6282-492号    新出发京零字东150005号     京公网安备11010502007133号

违法和不良信息举报邮箱:jubao@guokr.com    举报电话:18612934101    网上有害信息举报专区    儿童色情信息举报专区