Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Характеристики слухового ощущения. Понятие об аудиометрии





В § 6.1 рассматривались объективные характеристики звука, которые могли быть оценены соответствующими приборами независимо от человека. Однако звук является объектом слуховых ощущений, поэтому оценивается человеком также и субъективно.

Воспринимая тоны, человек различает их по высоте.

Высота тона — субъективная характеристика, обусловленная прежде всего частотой основного тона.

В значительно меньшей степени высота зависит от сложности тона и его интенсивности: звук большей интенсивности воспринимается как звук более низкого тона.

Тембр звука почти исключительно определяется спектральным составом.

На рис. 6.1, а, б разные акустические спектры соответствуют Разному тембру, хотя основной тон и, следовательно, высота тона одинаковы.

Громкость — еще одна субъективная оценка звука, которая характеризует уровень слухового ощущения.

Несмотря на субъективность, громкость может быть оценена количественно путем сравнения слухового ощущения от двух источников.

В основе создания шкалы уровней громкости лежит важный психофизический закон Вебера—Фехнера: если раздражение увеличивается в геометрической прогрессии (т. е. в одинаковое число раз), то ощущение этого раздражения возрастает в арифметической прогрессии (т. е. на одинаковую величину).Применительно к звуку это означает, что если интенсивность звука принимает ряд последовательных значений, например aI0, a2I0, a3I0

(а — некоторый коэффициент, а > 1) и т. д., то соответствующие им ощущения громкости звука Е0, 2Е0, 3 Е0 и т. д.

Математически это означает, что громкость звука пропорци­ональна логарифму интенсивности звука. Если действуют два зву­ковых раздражения с интенсивностями I и I0, причем I0 — порог слышимости, то на основании закона Вебера—Фехнера громкость относительно I0 связана с интенсивностью следующим образом:

Е = klg(I /I0), (6.3)

где k — некоторый коэффициент пропорциональности, завися­щий от частоты и интенсивности.

Если бы коэффициент k был постоянным, то из (6.1) и (6.3) сле­довало бы, что логарифмическая шкала интенсивностей звука со­ответствует шкале громкостей. В этом случае громкость звука, так же как и интенсивность, выражалась бы в белах или децибе­лах. Однако сильная зависимость k от частоты и интенсивности звука не позволяет измерение громкости свести к простому ис­пользованию формулы (6.3).

Условно считают, что на частоте 1 кГц шкалы громкости и ин­тенсивности звука полностью совпадают, т. е. k = 1 и ЕБ = lg(I / I0), или, по аналогии с (6.2),

(6.4)

Для отличия от шкалы интенсивности звука в шкале громкос­ти децибелы называют фонами (фон), поэтому введено обозначе­ние Еф.



Громкость на других частотах можно измерить, сравнивая ис­следуемый звук со звуком частотой 1 кГц. Для этого с помощью звукового генератора1 создают звук частотой 1 кГц. Изменяют интенсивность звука до тех пор, пока не возникнет слуховое ощу­щение, аналогичное ощущению громкости исследуемого звука. Интенсивность звука частотой 1 кГц в децибелах, измеренная по прибору, равна громкости этого звука в фонах.

1 Звуковым генератором называют электронный прибор, генерирую­щий электрические колебания с частотами звукового диапазона. Однако сам звуковой генератор не является источником звука. Если же создавае­мое им колебание подать на динамик, то возникает звук, тональность ко­торого соответствует частоте генератора. В звуковом генераторе предус­мотрена возможность плавного изменения амплитуды и частоты колеба­ний.

 

Для того чтобы найти соответствие между громкостью и интен­сивностью звука на разных частотах, пользуются кривыми равной громкости (рис. 6.4). Эти кривые построены на основании средних данных, которые были получены у людей с нормальным слухом при измерениях, проводимых по описанному выше ме­тоду.

Нижняя кривая соответствует интенсивностям самых слабых слышимых звуков — порогу слышимости: для всех частот Еф = 0, для 1 кГц соответствующая интенсивность звука I0 = 10-12 Вт/м2. Из приведенных кривых видно, что среднее человеческое ухо наи­более чувствительно к частотам 2500—3000 Гц. Каждая промежу­точная кривая отвечает одинаковой громкости, но разной интен­сивности звука для разных частот. По отдельной кривой равной громкости можно найти интенсивности, которые при определен­ных частотах вызывают ощущение этой громкости. Используя со­вокупность кривых равной громкости, можно найти для разных частот громкости, соответствующие определенной интенсивнос­ти. Например, пусть интенсивности звука частотой 100 Гц соот­ветствует L = 60 дБ. Какова громкость этого звука? На рис. 6.4 на­ходим точку с координатами 100 Гц, 60 дБ. Она лежит на кривой, соответствующей уровню громкости 30 фон, что и является отве­том.

Чтобы иметь определенные представления о различных по ха­рактеру звуках, приведем их физические характеристики (табл. 13). Метод измерения остроты слуха называют аудиометрией.

Таблица 13

 

Примерный характер звука Интенсив­ность зву­ка, Вт/м2 Звуковое давле­ние, Па Уровень интенсивности звука относительно по­рога слышимости, дБ (или уровень громкости звука для частоты 1 кГц, фон)
Порог слышимости 10-12 0,00002
Сердечные тоны через      
стетоскоп 10-11 0,000064
  10-10 0,0002
Шепот 10-9 0,00064
Разговор:      
тихий 10-8 0,002
нормальный 10-7 0,0064
громкий 10-6 0,02
Шум на оживленной улице 10-5 0,064
Крик 10-4 0,2
Шум:      
в поезде метро 10-3 0,64
мотоцикла (максимальный) 10-2
двигателя самолета 10-1 6,4
то же, вблизи 100
Порог болевого ощущения 101

При аудиометрии на специальном приборе (аудиометре) опре­деляют порог слухового ощущения на разных частотах; получен­ная кривая называется аудиограммой. Сравнение аудиограммы больного человека с нормальной кривой порога слухового ощуще­ния помогает диагностировать заболевание органов слуха.

Для объективного измерения уровня громкости шума исполь­зуется шумомер. Структурно он соответствует схеме, изображен­ной на рис. 6.3. Свойства шумомера приближаются к свойствам человеческого уха (см. кривые равной громкости на рис. 6.4), для этого для разных диапазонов уровней громкости используются корректирующие электрические фильтры.

 





Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 949; Нарушение авторских прав?


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2020) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.003 сек.