Logaritmische schaal: verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Maiella (overleg | bijdragen)
k details (typografie)
Niet relevante openingsalinea
Regel 1:
Grootheden als [[lengte (meetkundig)|lengte]], [[massa (natuurkunde)|massa]], [[tijd]]sduur worden uitgedrukt in eenheden. Door [[meten|meting]] wordt vastgesteld welk [[veelvoud (wiskunde)|veelvoud]] de [[grootheid]] van de [[natuurkundige eenheid|eenheid]] is. Als we voor een lengte aangeven {{nowrap|1=''L'' = 3,2 m}}, dan gebruiken we de eenheid [[meter]] (m), en geven aan dat de numerieke waarde 3,2 is, wat inhoudt dat de lengte ''L'' 3,2 keer de eenheid is. We kunnen ook schrijven {{nowrap|1=''L''/m = 3,2.}}
 
Bij een '''logaritmische schaal''' wordt niet de numerieke waarde zelf, maar een [[logaritme]] van deze [[verhouding (wiskunde)|verhouding]] gegeven. In plaats van eenheid spreekt men meestal van referentiewaarde. De grootheid ''G'' wordt niet direct als een veelvoud van de referentiewaarde ''G''<sub>0</sub>, de eenheid, uitgedrukt, maar als een bepaald niveau hierboven:
 
:"niveau van" <math>G = \log_a\left(\frac{G}{G_0}\right)</math>.
 
Zo wordt bij de bel-schaal voor het [[geluidsniveau]] de [[gehoordrempel]] als referentiewaarde met niveau 0 gebruikt, en wordt het getal 10 als het [[grondtal]] van de logaritme gebruikt. Een geluidsniveau van 4,5 bel betekent dus een [[geluidsintensiteit]] van 10<sup>4,5</sup> = 31623 keer zo sterk als de gehoordrempel. De aanduiding bel wordt wel gehanteerd als pseudoeenheid. Daaruit is de meer gebruikelijke decibelschaal met pseudoeenheid [[decibel (eenheid)|decibel]] (dB) ontstaan. Een niveau van 45&nbsp;dB komt dan overeen met 4,5 bel. Eigenlijk hanteert de decibelschaal als referentiewaarde, net als de bel-schaal, de gehoordrempel, maar als grondtal van de gebruikte logaritme het getal 10<sup>0,1</sup> = 1,258925... Wordt de [[natuurlijke logaritme]] gebruikt, dan spreekt men van [[Neper]]-schaal. Andere logaritmische schalen zijn onder meer:
* [[magnitude]] voor de helderheid van een [[hemellichaam]]
* de [[schaal van Richter]] voor de sterkte van een [[aardbeving]]
* de [[schaal van Beaufort]] voor de [[windkracht]]
* de [[pH]]-schaal voor de [[zuurgraad]]
* de [[cent (muziek)|cent]] voor de [[toonafstand]] in [[muziek]]
* de [[toonafstand]]entoonafstanden in hele en halve [[toon (geluid)|tonen]] en dergelijke in een [[toonladder]].
 
Logaritmische schalen geven relatieve veranderingen weer. Stijgt een grootheid G relatief met 10%, dan is de nieuwe waarde 1,10 G. Op een logaritmische schaal betekent deze stijging een toename van
Regel 20 ⟶ 18:
ongeacht het uitgangsniveau. Omdat veel [[zintuig]]lijke waarnemingen gelijke relatieve toenamen als gelijk ervaren ([[wet van Weber]]), zijn logaritmische schalen een geschikt middel om grootheden zo uit te drukken dat hun waarden met onze ervaring overeenkomen. Ook anderszins is het soms handiger om gelijke factoren in toename weer te geven als gelijke toename in niveau. Verdubbeling van waarde betekent in dB-schaal een toename van niveau met ca. 3,01&nbsp;dB (immers <math>2=10^{3{,}01/10}</math>).
 
Wanneer de logaritme met het [[grondtal]] 10 wordt gebruikt (<sup>10</sup>log), dan is elke stap ter grootte 1 op de schaal 10 keer zo groot als de vorige. <br>Een schaal van 1, 2, 3 betekent dus in waarden: 10, 100, 1000.
 
==Grafische weergave==