Особенности человеческого слуха

Максимальное относительное изменение частоты, которое наше ухо способно отметить как изменение высоты тона, определяет дифференциальный порог слышимости по частоте, зависящий от абсолютного значения частоты.

Восприятие по амплитуде и частоте

Значения дифференциального порога слышимости для частот меньших 500 Гц — 1, для средних частот 0,2 0,3, для частот больших 4000 Гц - 0,4 0,5. Человек может запомнить только несколько сотен ступеней частоты.

Гармонические составляющие, содержащиеся в спектре сложных звуков, придают им характерную окраску, называемую тембром. Тембр определяется как числом гармоник в спектре, так и соотношением их амплитуд. Все оценки тембра являются чисто субъективными. Тембр может восприниматься приятным или неприятным, гулким, сочным, мягким, резким. Например, 2 7-я гармоники звука с низким основным тоном звучание контрабаса или виолончели придают звуку мягкий сочный тембр, а гармоники с большими номерами делают его более резким.

Амплитуда звукового колебания связана с восприятием громкости звука. Однако воспринимаемая громкость зависит не только от амплитуды, но и от частоты звукового колебания.

Еле ощущаемое звуковое колебание характеризует порог слышимости, обычно оцениваемый соответствующим значением звукового давления или интенсивности звука.

Порог слышимости

Порог слышимости зависит от частоты. Для чистого тона с частотой 1000 Гц пороговые значения интенсивности звука и звукового давления соответственно 10-12 Вт/м2 и 2*10-5 Па. Эти значения, как показано выше, были приняты в качестве нормированных при вычислении акустических уровней.

С увеличением уровня звукового поля растет ощущение громкости. Пределом нарастания громкости является болевой порог. На частоте 1000 Гц болевому порогу соответствует уровень интенсивности звука, равный 120 дБ.

Минимальная различимая на слух разность интенсивности двух звуков одной и той же частоты определяет дифференциальный порог слышимости по интенсивности звука. Значение этого порога равно примерно 1 дБ.

Чтобы количественно оценить громкость, воспринимаемую на разных частотах, громкость исследуемого тона на слух приравнивается к громкости эталонного тона с частотой 1000 Гц. Уровень интенсивности эталонного тона при этом будет численно равен уровню громкости определяемого звука. Единицу уровня громкости называют фоном. Уровень громкости в фонах для чистого тона с частотой 1000 Гц равен уровню его интенсивности в децибелах.