对数刻度
对数刻度(或日志量表)是一种以紧凑的方式显示在非常宽的值上的数值数据的方式。与线性数线相反,每个距离单位对应于对数刻度上的添加量相同,每个长度的每个单位对应于将上一个值乘以相同的量。因此,这样的量表是非线性的。在非线性尺度上,数字1、2、3、4、5之类的数字不会平等。相反,数字10、100、1000、10000和100000将同样间隔。同样,数字2、4、8、16、32之类的依此类推。通常,指数曲线显示在日志刻度上,否则它们会增加太快,无法在小图内拟合。
常用用途
幻灯片规则上的标记以日志刻度排列,以通过在刻度上添加或减去长度来乘以或划分数字。
以下是常用对数尺度的示例,其中较大的数量会导致更高的值:
- Richter幅度尺度和时刻级尺度(MMS),以实现地震的强度和地球运动
- 声音水平,带分贝
- Neper用于振幅,野外和功率数量
- 频率水平,单位分别,次要,第二,主要第二和八度,用于音乐中音符的相对音调
- 统计中赔率的logit
- 巴勒莫技术影响危险量表
- 对数时间表
- 计算摄影曝光比率的F-stop
- 用于评估低概率的九个规则
- 热力学中的熵
- 信息理论中的信息
- 土壤的粒度分布曲线
以下是常用对数尺度的示例,其中较大的数量导致较低(或负)值:
我们的某些感官以对数方式( Weber -Fechner Law )运行,这使得这些输入数量特别合适。特别是,我们的听力意识将频率相等的比例视为音高相等的差异。此外,在一个孤立的部落中对幼儿的研究表明,对数尺度是某些文化中最自然的数字显示。
图形表示
左上图在X和Y轴上是线性的,Y轴范围为0到10。基本10对数刻度尺度用于左下图的Y轴,Y轴范围为0.1至。 1,000。
右上图仅对X轴使用log-10比例,右下图都使用x轴和y轴的log-10比例。
当数据以下数据:
幻灯片规则具有对数尺度,而列诺图通常采用对数尺度。两个数字的几何平均值在数字之间中途。在计算机图形学的出现之前,对数图形纸是一种常用的科学工具。
log -log图
如果图块的垂直轴和水平轴都按对数进行缩放,则该图被称为对数log图。
半载体图
扩展
可以为负输入( y <0)定义修改的日志变换,并避免零输入( y = 0)的奇异性,以便产生对称对数图:
对于常数c = 1/ln(10)。
对数单位
对数单元是一个可用于以对数刻度表达数量(物理或数学)的单元,即与对数函数的值成比例,该值适用于数量的比率和参考数量相同类型。单位的选择通常表明数量的类型和对数的基础。
例子
对数单位的示例包括信息和信息熵单位( NAT , Shannon , Ban )和信号水平( Decibel ,Bel, Neper )。频率水平或对数频率量具有各种单位,用于电子设备(十年,八度)和音乐音高间隔(八度,半酮, Cent等)。其他对数标度单元包括Richter幅度尺度点。
此外,几种工业措施是对数,例如电阻器的标准值,美国电线量规,用于电线和针的伯明翰量规等等。
信息单位
级别或级别差的单位
频率单位
示例表
单元 | 对数的基础 | 基本数量 | 解释 |
---|---|---|---|
位元 | 2 | 可能的消息数量 | 信息数量 |
位元组 | 28 = 256 | 可能的消息数量 | 信息数量 |
分贝 | 10(1/10) ≈ 1.259 | 任何功率数量(例如,声音功率) | 声音功率级别(例如) |
分贝 | 10(1/20) ≈ 1.122 | 任何根电量数量(例如,声压) | 声压水平(例如) |
半音 | 2(1/12) ≈ 1.059 | 声音频率 | 音高间隔 |
分贝的两个定义是等效的,因为功率量之比等于根电量的相应比率的平方。