Характеристики слухового ощущения

В слуховом ощущении человека различаются: высота, тембр и громкость звука.

Высота – субъективная характеристика, которая обусловлена, прежде всего, частотой основного тона. В меньшей степени высота зависит от силы звука (более сильный звук воспринимается более низким). Для оценки высоты звука весь диапазон звуков разделён на интервалы, называемые октавами. Октава – это интервал высоты тона, в котором отношение крайних частот равно двум:

Тембр – это качественная характеристика слухового ощущения, зависящая от гармонического спектра звука.

Способность уха различать звуки по высоте и тембру связана с резонансными явлениями, происходящими в основной мембране уха. Действуя на эту мембрану, звуковая волна вызывает в ней резонансные колебания определенных волокон, собственная частота которых соответствует частотам гармонического спектра данного колебания. Волосковые клетки, связанные с этими волокнами возбуждаются и посылают нервные импульсы в центральной отдел слухового анализатора, где они суммируясь, вызывают ощущение высоты и тембра звука.

Громкость звука зависит от интенсивности звука (т.е. определяется амплитудой колебаний в звуковой волне). В основе создания шкалы уровней громкости лежит психофизический закон Вебера-Фехнера.

где – это коэффициент пропорциональности, зависящий от частоты и интенсивности звука.

Условно считают, что на частоте 1 кГц, шкалы громкости и интенсивности звука полностью совпадают, т.е. при , имеем:

  или 

Таким образом, для чистого тона с частотой 1 кГц громкость (Е) принимают равной уровню интенсивности в децибелах. Громкость звука равна уровню интенсивности звука (дБ) на частоте 1 кГц, вызывающего у «среднего» человека такое же ощущение громкости, что и данный звук. Единицу громкости звука называют фоном. Ниже приводится пример зависимости уровня громкости от частоты звука при уровне интенсивности 60 дБ.

Детальную связь между частотой, громкостью и уровнем интенсивности изображают графически с помощью кривых равной громкости (рис.1). Эти кривые демонстрируют зависимостьуровня интенсивностиот частоты звука при заданной громкости звука. Нижняя кривая соответствует порогу слышимости. Она позволяет найти пороговое значение уровня интенсивности при заданной частоте тона. С помощью кривых равной громкости можно найти громкость звука, если известны его частота и уровень интенсивности.

Рис 1. Кривые равной громкости

Метод измерения остроты слуха называется аудиометрией. При этом на специальные приборе, аудиометре, определяют порог слухового ощущения на разных частотах, полученная кривая называется аудиограммой (рис.2). Сравнения аудиограммы больного человека с нормальной кривой позволяют диагностировать заболевания органов слуха.

Рис. 2. Аудиограммы