为什么声音最大只有194分贝？如果声音超过194分贝，会发生什么？

声音的大小有上限吗？对于这个问题，有一种常见的说法就是，声音的大小确实存在着上限，而这个上限就是194分贝。那么为什么声音最大只有194分贝？如果声音超过194分贝，会发生什么呢？下面我们就来聊一下这个话题。

我们都知道，声音是由物体振动产生的一种波，它能够通过介质传播，并且还能够被我们的听觉系统识别，其频率在20Hz至20000Hz之间（超出这个范围我们就听不到了）。

通常来讲，我们听到的声音都是通过空气来传播的，如果问起声音是以什么样的方式在空气中传播的话，相信有不少人都会认为是下图这样的。

然而事实却并非如此，实际上，像上图这样通过空气分子的上下移动来进行传播的波动被称为“横波”，而空气中的声波却是“纵波”。

如上图所示，声音其实是通过空气的疏密变化来进行传播的，在传播过程中，气体分子振动的方向与声波的传播方向一致，这与弹簧的振动类似。

从整体上来看，这种波动是通过空气的“压缩”和“舒张”来进行传播的，这是一种压强的变化，所以在空气中传播的声波，其实是一种以正常压强为平衡点进行上下波动的压力波，我们可以将其称为“声压波”，并将“声压波”之间的间隔称为“波长”，将“声压波”在高低压之间的振荡幅度称为“振幅”。

我们听到的声音有两个基本的特性，一个是声音音调的高低，这被称为“音高”，另一个则是声音的大小，这被称为“音量”，其中“音高”是由“声压波”的波长来决定的，波长越短，声音的单调就越“高”，反之就越“低”，而“音量”则是由“声压波”的振幅来决定的，振幅越大，声音就越大，反之亦然。

由此可见，“声压波”的最大振幅对应的就是声音的最大值，在给定条件下，这是可以计算的。

对于在地球表面常温空气中传播的“声压波”而言，正常压强就可以认为是1个标准大气压，所以“声压波”的高压分量和低压分量的平均值就是1个标准大气压，比如说假如高压分量是1.001个标准大气压，那么低压分量就是0.999个标准大气压。

很明显，当高压分量达到2个标准大气压时，低压分量就为零，由于此时低压分量已经不存在更低的值，因此这就是最大振幅了。也就是说，在地球表面常温空气中的“声压波”的最大振幅就是2个标准大气压，换算一下就是202650Pa（帕斯卡）。

在声学领域中，“分贝”（db）是描述声压级的计量单位，下图为一些常见声音的分贝级别。

分贝的计算公式为：“Gp = 20 x log（10）P/P1”，其中“log（10）”是指“以10为底的对数”、“P”是指实测声压、“P1”是指参考声压，一般将其取值为0.00002Pa，因为这是人类听觉系统能识别到的最小声压，据此我们就可以计算出，202650Pa对应的就是194分贝。

通过以上的介绍我们可以看到，所谓的“声音最大只有194分贝”是有条件的，其实这种说法应该严谨地表述为：“在压强为1个标准大气压的常温空气中传播的声音，其音量最大值为194分贝”。

所以对于“如果声音超过194分贝，会发生什么”这个问题，我们也应该加上一个前提条件，即：“声音在压强为1个标准大气压的常温空气中传播”。

在此条件下，如果声音超过194分贝，就意味着“声压波”的高压分量超过了1个标准大气压，而低压分量则为零，这样一来，就不可能形成以1个标准大气压为平衡点进行上下波动的压力波，声音也就不再是严格意义上的“声音”了。

在这种情况下，高压分量就会将空气向外推开，进而形成一个持续扩张的“气泡”，超过194分贝越多，“气泡”的扩张速度就越快，影响范围也就越广。

这种“气泡”的外侧是一个由超压缩气体构成的边界，当这个边界扫过障碍物时，超压缩气体就会将自身的能量倾泻在障碍物之上，从而对其造成一定程度的破坏，而随着这个过程的持续，“气泡”的能量将逐渐减小，直到最终消失。

实际上，在一些爆炸场面中，我们常常可以看到这种现象，通常来讲，我们将其称为“冲击波”，因此可以说，在压强为1个标准大气压的常温空气中，如果声音超过了194分贝，就会转变成冲击波。

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。

（本文部分图片来自网络，如有侵权请与作者联系删除）