Физические и психофизические характеристики звука. Уровень интенсивности и громкости. Кривые равной громкости

звуком называются упругие колебания, воспринимаемые ухом. никакие измерения звука невозможны без учёта особенностей органа слуха. А. Физические характеристики звука, не зависящие от органа слуха

Б. Психофизические (субъективные) характеристики, учитывающие свойства органа слуха.

Набор этих величин и связь между ними удобно представить в виде такой таблицы:

Физические характеристики Психофизические характеристики 1. Частота колебаний [Гц] 1. Высота тона

2. Гармонический спектр 2. Тембр звука

3. Интенсивность звука I [Вт.м-2] 3. Громкость звука [сон]

По спектру все звуки разделяются на тоны и шумы. Тонами называют звуки, имеющие линейчатый спектр, то есть достаточно строго периодические. Звуки со сплошным спектром, не имеющие определённого периода, называют шумами. К тонам, в частности, относятся гласные звуки речи и звуки музыкальных инструментов; к шумам – согласные и звуки ударных инструментов. Интенсивности звука в субъективном восприятии соответствует громкость. Уровнем интенсивности называется величина L, определяемая по формуле

где I – интенсивность данного звука, Iо – пороговая интенсивность. Уровень интенсивности можно выразить и через звуковое давление, учитывая, что интенсивность пропорциональна квадрату давления:

где Δр0 – пороговое звуковое давление, равное (в среднем) 2.10 – 5 Па. уровень громкости, единицей которого является фон (фоны иногда называют децибелами громкости). При определении этого понятия исходят именно из субъективного восприятия звука. При этом измеряемый звук сравнивают со «стандартным» звуком с частотой 1000 Гц (её называют «стандартной частотой»). уровнем громкости некоторого звука (в фонах) называется величина, равная уровню интенсивности такого звука со «стандартной» частотой 1000 Гц, который воспринимается одинаково громким с данным звуком. Из этого определения видно, что уровень громкости – субъективная величина, то есть одному и тому же звуку разные люди могут приписать разные значения уровня громкости. Чтобы уменьшить степень субъективности и облегчить расчёты, были определены кривые равной громкости (изофоны). При изменении уровня громкости на 10 фон громкость изменяется в 2 раза:

Уровень громкости, фон 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Громкость, сон 1/8 ¼ ½ 1 2 4 8 16 32 64