指数问题的反向语言

对数尺度转换器

把真实比例 R = 10^k 放到一把压缩尺上看:每向右一格,真实世界乘 10;每向左一格,真实世界除 10。

同一个比例,两种读数

k 从 -6 到 9
线性比例 R
1

真实比例等于基准。

对数读数 log10(R)
0

15 个数量级被压成 15 格,读数仍然精确。

对数压缩尺 从 10 的 -6 次方到 10 的 9 次方,滑块位置表示 k,真实比例是 10 的 k 次方。 k=0 10^-6 10^9
负的 k:比基准小,向左每格除 10。
k = 0:真实比例 R 等于 1。
正的 k:比基准大,向右每格乘 10。

三种常见对数尺

一格就是十倍

pH 的方向带负号

pH = -log10[H+]。所以 pH 每降低 1,氢离子浓度不是少一点,而是乘 10;pH 每升高 1,氢离子浓度除以 10。

pH 7
[H+] = 10^-7
pH 6
比 pH 7 多 10 倍
pH 5
比 pH 7 多 100 倍
若滑块给出氢离子浓度比例 R=10^k,对应的 pH 变化是 ΔpH = 0.0

分贝把强度比例压成十分之一

声音强度比 R 对应 ΔdB = 10log10(R)。把 10 dB 看作一格:每多 10 dB,强度乘 10;每少 10 dB,强度除以 10。

40 dB
基准强度
50 dB
强度 ×10
60 dB
强度 ×100
当前比例在分贝尺上的差值是 ΔdB = 0.0 dB

震级的一格代表振幅十倍

地震震级用对数记录地震波振幅。震级每高 1,记录到的波振幅约乘 10;震级每低 1,振幅约除以 10。

M 4
基准振幅
M 5
振幅 ×10
M 6
振幅 ×100
当前比例在震级尺上的差值是 ΔM = 0.0

快速判断