§ 4. Приемники ввука

119

Фиг. 98. Отношение звукового давления у входа в слуховой канал |к звуковому давлению в свободном поле, измеренному в точке, соответствующей центру головы, в дб.

Громкость и уровень громкости. Громкость—величина субъективная. Она может быть определена как то качество слухового восприятия, кото­рое позволяет расположить наблюдаемые звуки на шкале, идущей от «ти­хого» к «громкому». Громкость определяется главным образом уровнем звукового давления, но, кроме того, зависит от частоты и состава сложных звуков. Диапазон громкости может быть разделен на субъективно равные ступени, называемые соками^]).

Громкость звука при данном уровне звукового давления и частоте может быть совершенно отлична от громкости звука того же уровня при другой частоте. Но слушатель может подобрать уровень какого-либо тона так, чтобы уравнять его громкость с громкостью какого-либо другого тона; результаты, получаемые при этом различными наблюдателями, хорошо согласуются между собой. Отсюда вытекает возможность построе­ния объективной шкалы громкостей (уровня громкости). Уровень гром­кости тона, выраженный в фонах, численно равен уровню звукового давления, выраженному в дб для чистого тона частотой в 1000 гц_у даю­щего то же субъективное ощущение громкости, что и данный звук. Кривые равной громкости для чистых тонов показаны на фиг. 99. Цифры на кри­вых означают уровень громкости в фонах. Эти кривые были получены в условиях свободного поля; по оси ординат отложены уровни звукового давления в свободном поле. Другое семейство кривых равной громкости, выраженных в величинах уровня звукового давления у барабанной пере­понки (источник звука—головной телефон), представлено на фиг. 100 [12]. Ясно видна разница в уровне громкости в 7 дб, полученная вследствие различных условий возбуждения.

Частота, гц

Фиг. 99. Кривые равной громкости.

Уровни зиукоыого давления измерялись в свободном тюле, когда голова слушателя не находилась в поле [14].

20 100 1000 10000

Частота, гц

Фиг. 100. Кривые равной громкости.

Уровни звукового давления (по отношению к 0,0002 бар) ‘измерялись у барабанной перепонки. Для приема звука использовался уголовной

телефон [12].

121

Поллак [24] измерил кривые равной громкости для полос «белого»¹) статистического шума. Ширины частотных полос были выбраны так, чтобы они соответствовали участкам равной длины вдоль основной мембраны. Число полос в данном случае было принято равным 11. Ширина каждой полосы, выраженная в единицах высоты (см. ниже), составляла 300 мел. Сами кривые приведены на фиг. 101 для уровня звукового давления,[изме­ренного под амбушюром динамического телефона.

Фиг. 101. Кривые равной громкости для полос шума шириной 300 мел (см. Фиг. 102).

Уровни звукового давления измерялись под амбушюром ди- намического телефона. Цифры на кривых показывают уровни ощущения в дб для равногромкого звука частотой 1000 гц.

Высота. Субъективное качество звука, наиболее близко^ассоцииругс- щееся с частотой, называется высотой. Высота может быть определена как то качество звукового восприятия, которое позволяет расположить звуки на шкале, идущей от «низкого» к «высокому». Высота определяется главным образом частотой звука, но зависит также и от его силы pi от состава сложного звука. Единицей высоты является мел)².

Из тщательно проведенных экспериментов [12] следует, что ощущение высоты прямо пропорционально расстоянию вдоль основной мембраны до участка, на котором локализуется ощущение звука данной высоты (см. фиг. 94). Это означает, что равные интервалы высоты соответствуют рав­ным расстояниям вдоль основной мембраны. Следовательно,^соотношение между высотой и частотой не точно линейно, что следует из фиг. 102 [25]. Приведенная там кривая относится к уровню громкости 40 фон.

Маскировка. Часто перед инженером-акустиком возникает вопрос, до какого уровня следует снизить данный звук, чтобы он стал неслыши­мым на фоне существующего шума? В самолетах, например, шум,

О По аналогии со светом, так называется шум, имеющий равные по силе соста­вляющие для всех слышимых частот.—Прим, ред.