A intensidade do som é sua propriedade de ser fraco ou forte. A intensidade também é denominada de dinâmica, de volume, de potência e de amplitude.
Quanto maior a energia usada na produção do som (como tocar com maior força um instrumento) maior o tamanho da onda, a quantidade resultante de ar em movimento e, consequentemente, a produção de sons de maior intensidade ou volume.
Matematicamente a intensidade é representada pelo mesmo gráfico de onda (senóide) que a altura. A diferença é que enquanto na altura a frequência da onda é disposta no eixo x, na intensidade sua amplitude é disposta no eixo y:
Em relação a amplitude, podemos ter sons fortes e sons fracos:
• Um som com a intensidade fraca, é um som popularmente conhecido como 'som baixo'. Quanto mais fraca for a intensidade do som, maior será o esforço de concentração do ouvinte para percebê-lo. Um som de intensidade fraca é um som com pouca amplitude.
• Um som com a intensidade forte, é um som popularmente conhecido como 'som alto'. Quanto mais forte for a intensidade do som, mais facilmente o ouvinte se irritará com ele. Um som de intensidade forte é um som com muita amplitude.
A unidade para medir a intensidade sonora é o watt por metro quadrado (W / m²), mas na práctica usa-se um submúltiplo do bel, o decibel (dB).
Como mencionado, o som é uma oscilação na pressão do ar (ou de outro meio elástico) capaz de ser percebida pelo ouvido humano. O número de oscilações da pressão do ar por unidade de tempo definem sua frequência, enquanto que a magnitude (ou amplitude) da pressão média define a potência e a intensidade sonora.
A frequência é expressa em hertz (ou ciclos/segundo) e a pressão em pascal (ou newtons/m2), enquanto que a potência é a energia emitida pela fonte sonora por unidade de tempo, expressa em joules/s ou W (unidades do Sistema Internacional). A intensidade sonora pode ser definida como potência por unidade de área, expressa em watt/m2. Essas escalas para medida de pressão, potência e intensidade das ondas sonoras são escalas lineares.
Contudo, a pressão, a potência e a intensidade dos sons captados pelo ouvido humano cobrem uma ampla faixa de variação. Por exemplo, um murmúrio irradia uma potência de 0,000.000.001 watt enquanto que o grito de uma pessoa comum tem uma potência sonora de cerca de 0,001 watt; uma orquestra sinfônica chega a produzir 10 watts enquanto que um avião a jato emite 100.000 watts de potência ao decolar. Sendo assim, uma escala logarítmica, como o decibel, é mais adequada para medida dessas grandezas físicas.
O decibel (dB) é um sub-múltiplo do bel (B), nome em homenagem ao físico Alexander Graham Bell, e que corresponde a uma relação de 10 em potência, sendo portanto, uma escala logarítmica.
O bel é uma escala relativa, sem dimensão (como a percentagem), que compara a intensidade de um sinal a uma referência. Portanto, uma diferença de 1 decibel corresponde a uma relação de ,ou seja, aproximadamente 1,259.
Uma intensidade sonora I ou potência P pode ser expressa em decibels através da equação:
Onde I0 e P0 são as intensidades e potências de referência.Se PdB é 3 dB então P é o dobro de P0.Se PdB é 10 dB então P é 10 vezes maior que P0.Se PdB é -10 dB então P é 10 vezes menor que P0.Se PdB é 20 dB então P é 100 vezes maior que P0.Se PdB é -20 dB então P é 100 vezes menor que P0.
Na acústica o decibel usado como uma escala logarítmica da razão de intensidade sonora, se ajusta melhor a intensidade percebida pelo ouvido humano, pois o aumento do nível de intensidade em decibels corresponde aproximadamente ao aumento percebido em qualquer intensidade, fato conhecido com a Lei de potências de Stevens. Por exemplo, um humano percebe um aumento de 90 dB para 95 dB como sendo o mesmo que um aumento de 20 dB para 25 dB.
É importante salientar que decibel não é uma unidade de medida, e sim uma comparação de grandezas. Sempre que expressamos alguma medida em dB, estamos comparando o que estamos medindo com alguma referência. Depois que a referência é expressa (e portanto a unidade dela), podemos identificar de que grandeza estamos falando.
Como o decibel utiliza uma fórmula logarítimica, ele faz mais sentido quando o fenômeno medido tem comportamento logarítmico. Por exemplo, a audição humana percebe que o o volume (intensidade) dobra quando a potência sonora aumenta 10 vezes, e não 2 vezes. Para dobrar o volume novamente, a potência será agora 100 vezes o valor da incial (10 x 10), enquanto que o volume nos parece apenas 4x (2 x 2) mais alto.
Exemplos de valores em decibéis:
• 1dB = pequena variação de volume.
• 3dB = notável variação de volume, sendo o dobro da potência. Percepção diferente entre a comparação de 50W e 100W.
• 6dB = grande variação de volume.
• 10dB = dobro de volume percebido = 10x a potência.
Observe ainda que, que 0 (zero) dB significa que o valor medido é igual à referência, e não que vale zero ou 'nada'.
Em Áudio, esta referências são conhecidas e tornam o processo de comparação e interpretação mais fáceis.