Vad är ljud?

En ljudkälla utstrålar ljudeffekt och det leder till en ljudtrycksvariation i luften. Ljudeffekten är orsaken och ljudtrycket är effekten. Ta följande analogi: en eldriven värmare utstrålar värme i ett rum och en temperaturförändring sker. Temperaturförändringen i rummet beror förstås på själva rummet, men för samma elektriska ineffekt avger värmaren samma effekt, vilket är nästan oberoende av miljön. Förhållandet mellan ljudeffekt och ljudtryck är liknande. Det vi hör är ljudtrycket, men det orsakas av ljudkällans ljudeffekt. Ljudeffekten anges i watt. Ljudeffektnivån anges i decibel (dB) på en logaritmisk skala (dB-skala) i förhållande till ett standardiserat referensvärde:

Det ljudtryck vi observerar är beroende av avståndet från källan och av den akustiska miljö där ljudvågen sprids. Hur ljudet sprids inomhus beror därför på rummets storlek och på ytornas ljudabsorption. Därför kan ljudet som avges av en maskin inte kvantifieras helt genom att endast mäta ljudtrycket. Ljudeffekten är mer eller mindre oberoende av miljön, medan ljudtrycket inte är det.Information om ljudtrycksnivån måste därför alltid kompletteras med ytterligare information som avståndet mellan mätpositionen och ljudkällan (vilket anges enligt en viss standard) och rumskonstanten för det rum där mätningen gjordes. Annars antas rummet vara obegränsat (dvs. ett öppet fält). I ett obegränsat rum finns det inga väggar som reflekterar ljudvågorna, vilket påverkar mätningen.

När ljudvågorna kommer i kontakt med en yta reflekteras en del av vågorna och en annan del absorberas av ytmaterialet. Ljudtrycket vid ett givet ögonblick består därför alltid till viss del av ljudet som ljudkällan genererar och en del av ljudet som reflekteras från omgivande ytor (efter en eller flera reflektioner). Hur effektivt en yta kan absorbera ljud beror på vilket material den består av. Detta uttrycks vanligen som en absorptionsfaktor (mellan 0 och 1, där 0 är helt reflekterande och 1 är helt absorberande).

Hur ett rum påverkar spridningen av ljudvågor bestäms av rumskonstanten. En rumskonstant för ett rum med flera ytor, väggar och andra invändiga ytor kan beräknas genom att ta hänsyn till de olika ytornas storlek och absorptionsförmåga. Den ekvation som gäller är:

Under vissa speciella förhållanden kan förhållandet mellan ljudeffektnivå och ljudtrycksnivå uttryckas enkelt. Om ljud avges från en punktlik ljudkälla i ett rum utan reflekterande ytor eller utomhus där det inte finns några väggar nära ljudkällan, fördelas ljudet jämnt i alla riktningar och den uppmätta ljudintensiteten blir därför densamma på alla punkter med samma avstånd från ljudkällan. Därför är intensiteten konstant på alla punkter på en sfärisk yta som omger ljudkällan.När avståndet till källan fördubblas har den sfäriska ytan på det avståndet fyrdubblats. Utifrån detta kan vi se att ljudtrycksnivån sjunker med 6 dB varje gång avståndet till ljudkällan fördubblas. Detta gäller dock inte om rummet har hårda, reflekterande väggar. Om så är fallet måste ljudet som reflekteras av väggarna tas med i beräkningen.

För Q kan de empiriska värdena användas (för andra placeringar av ljudkällan måste värdet Q uppskattas):Q=1 Om ljudkällan är upphängd mitt i ett stort rum.Q=2 Om ljudkällan är placerad nära mitten av en hård, reflekterande vägg.Q=4 Om ljudkällan är placerad nära skärningspunkten för två väggar.Q=8 Om ljudkällan är placerad nära ett hörn (där tre väggar möts).

I närheten av strömkällan sjunker ljudtrycksnivån med 6 dB varje gång avståndet fördubblas. Vid större avstånd från källan domineras dock ljudtrycksnivån av det reflekterade ljudet. Därför blir minskningen minimal med ökande avstånd. Maskiner som avger ljud via sina kroppar eller ramar beter sig inte som punktkällor om lyssnaren befinner sig på ett avstånd från mitten av maskinen som är mindre än 2–3 gånger maskinens största dimension.

När mer än en ljudkälla sänder ut ljud mot en gemensam mottagare ökar ljudtrycket. Eftersom ljudnivåerna definieras logaritmiskt kan de emellertid inte bara adderas algebraiskt. När fler än två ljudkällor är aktiva börjar man med att addera två stycken, och sedan adderas nästa med summan av de första och så vidare. En minnesregel är att när två ljudkällor med samma nivåer måste adderas är resultatet en ökning på 3 dB.Bakgrundsljud är ett specialfall som kräver subtraktion. Bakgrundsljudet behandlas som en separat ljudkälla och värdet dras av från den uppmätta ljudnivån.