Характеристика слухового відчуття

Інтенсивність звуку –основна характеристика для слухового відчуття

Для зручності інтенсивність виражають у децибелах.

Децибел – це число, яке показує - скільки разів еталонну величину необхідно помножити на 10, щоб отримати величину, яка вимірюється. У децибелах можна виміряти що завгодно, тоб-то порівняти вимірювану величину з її вибраним еталонним значенням).

Еталон інтенсивності звука -

(найнижче порогове значення на частоті 1000 Гц, при тиску Па). Дорівнює 10 ДБ.

Математично – це виражається як логарифм.

,

де I - інтенсивність даного звуку, – еталон.

( – це ступінь, в яку необхідно звести число 10, щоб отримати аргумент цієї функції )

(Десятка, що стоїть перед логарифмом – це не основа десятичного логарифму, а множник для переводу бел в децибел)

Наприклад, шум літака в 10 000 000 000 000 (або в ) разів перевищує наш еталон, тобто цей еталон необхідно 13 разів помножити на 10. Шум літака – 130 ДБ. (У стоячій хвилі I = 0)

Не слід забувати, що децибели - не є одиницею виміру в тому сенсі слова, як, наприклад, метри, і що відповідно з ними доводиться поводитися інакше. Якщо до 5 метрів додати 7 метрів, то вийде – 12 метрів. . А що вийде, якщо до шуму в 80 дБ додати ще шум в 80 дБ? Шум загальною інтенсивністю в 160 дБ? Ні - адже при подвоєнні числа його логарифм зростає на 0,3 (з точністю до двох десяткових знаків). Тоді при подвоєнні інтенсивності звуку рівень інтенсивності збільшується на 0,3 бела, тобто на 3 дБ. Це справедливо для будь-якого рівня інтенсивності: подвоєння інтенсивності звуку призводить до збільшення рівня інтенсивності на 3 дБ

Чому для оцінки слуху людини використовують інтенсивність, а не просто гучність (амплітуду)?

З першого графіку видно, що хвилі однакової амплітуди (гучності)людина сприймає, як менш гучні, на високих та низьких частотах. З другого графіку – висновки такі: чим нижче частоти, тим необхідна більша інтенсивність, щоб людина сприймала однакову гучність, людське вухо більш чутливе до частоти 4000 Гц. Також, вухо добре чує частоту 1600 Гц. Нажаль, це саме та частота, на якій пищить комар.

Інтенсивність - це узагальнена характеристика звуку, на яку впливають водночас багато параметрів: р[Па] – тиск, який діє на вухо, [м/с] – швидкість частинки речовини, в якій поширюється звук, с[м/с] – швидкість самого звуку, ρ[кг/ м³] – густина пружного середовища, 𝛎 [Гц]- частота.

; ; ; ; ; ;

Об´єктивні параметри слуху: інтенсивність , частота 𝛎, акустичний спектр, звуковий тиск .

Закон Вебера-Фехнера:

Якщо інтенсивність якої-небудь фізичної величини збільшувати в геометричній прогресії, то відчуття цієї величини буде збільшуватись в арифметичній прогресії. Тобто, відчуття пропорційне логарифму інтенсивност і стимулювання.