3.2 Область слышимости

Область слышимости ограничена не только интервалом частот механических волн, но и их интенсивностями (см. рис.3.3.)

Рис. 3.3. Диаграмма слышимости. Кривая порога слышимости – 1, кривая порога боли – 2.

При частоте Гц, которая называется эталонной, область слышимости ограничена снизу порогом слышимости, а сверху болевым порогом. Порогом слышимости называется наименьшая интенсивность звука, ещё воспринимаемая человеческим ухом при данной частоте. Звуки больших интенсивностей, начиная с болевого порога, мы тоже уже воспринимать не можем. Они причиняют нам боль и могут нанести серьёзный вред слуховым органам, нервной системе и психике. При разных частотах значения пороговых интенсивностей разные. График зависимости порога слышимости от частоты называется кривой порога слышимости, а график частотной зависимости болевого порога – кривой порога боли. При эталонной частотепорог слышимостиносит название эталонной интенсивности. Порог боли при эталонной частоте.

Поражает огромный диапазон интенсивностей звука, воспринимаемого человечески ухом. Тринадцать порядков! Представьте себе одни и те же весы, на которых можно взвесить и пушинку и железнодорожный состав! Восприимчивость уха к звукам в таком огромном диапазоне интенсивностей объясняется тем, что чувствительность наших органов чувств, а это относится и к зрению, и к обонянию, и к вкусу, и к осязанию, загрубляется по мере роста интенсивности раздражения. Это и является содержанием психо-физического закона Вебера-Фехнера.

3.3. Закон вебера-фехнера

Согласно закону Вебера-Фехнера при данной частоте уровень громкости зависти от интенсивности звуковой волны по логарифмическому закону

(3.1)

Здесь I - интенсивность звука, а I_пор - пороговая интенсивность для данного человека при данной частоте, коэффициент k - разный для разных частот и разных людей.

На рисунке 3.4 представлена зависимость уровня громкости от интенсивности звуковой волны при постоянной частоте.

Рис. 3.4. Зависимость уровня громкости от интенсивности звуковой волны при постоянной частоте (объяснение в тексте)

При повышении интенсивности раздражения уровень восприятия растёт с замедлением. То же увеличение интенсивности ΔI при больших интенсивностях приводит к меньшему увеличению уровня громкости , нежели при малых интенсивностях (рис.3.5).

Это свойство нашего восприятия внешних раздражителей называется адаптацией и предохраняет нашу нервную систему и психику от повреждений при больших интенсивностях раздражения. Вот почему мы можем воспринимать звук в таком огромном диапазоне интенсивностей.

Зависимость уровня громкости от частоты немонотонная (см. рис.3.5).

Рис. 3.5. Схематическое представление зависимости уровня громкости от частоты при постоянной интенсивности звуковой волны.

При частотах, меньших 16 герц и больших 20 тысяч герц уровень громкости равен нулю при любых интенсивностях. Наибольший уровень громкости при данной интенсивности на частотах около2-3 тысяч герц. Взрослые люди говорят на частотах от 100 герц – низкий мужской голос до 1200 герц – высокий женский голос. Максимальная чувствительность к звукам более высоких частот – тоненьких детских голосов, по-видимому, объясняется инстинктом сохранения рода, готовностью нормального мужчины ( и женщины) немедленно придти на помощь маленьким детям.