1.

1.1 Восприятие по частоте

Границы воспринимаемого слухом частотного диапазона довольно широки (20 – 20 000 Гц). Полосы пропускания резонаторов слухового анализатора составляют на частотах 250; 1000 и 4000 Гц около 35; 50 и 200 Гц соответственно. Эти полосы пропускания носят название критических полосок слуха. Человек запоминает во всем диапазоне частот не более 250 градаций частоты, причем их число резко уменьшается с уменьшением интенсивности звука и в среднем составляет около 150. Введено понятие высоты звука, под которой подразумевают субъективную оценку восприятия звука по частотному диапазону. Так как ширина критической полоски слуха на средних и высоких частотах примерно пропорциональна частоте, то субъективный масштаб восприятия по частоте близок к логарифмическому закону. Поэтому за объективную единицу высоты звука принята октава: двукратное отношение частот (1; 2; 4; 8; 16 и т. д.). Октаву делят на части: полуоктавы и третьоктавы.

2. Восприятие по амплитуде

По мере увеличения интенсивности звука расширяется зона возбуждения основной мембраны – начинают колебаться и соседние волокна, также возбуждающие нервные клетки одну за другой. Каждая из них будет посылать свои импульсы в слуховой центр. Слуховое ощущение при этом будет нарастать скачками по мере увеличения числа возбужденных клеток. Такие скачки называют порогом различения интенсивности. Число таких скачков на средних частотах не превышает 250, причем на низких и высоких частотах это число резко уменьшается и в среднем по частотному диапазону составляет около 150. При дальнейшем увеличении интенсивности появляется ощущение боли – наступает болевой порог (порог осязания). Наибольшая величина болевого порога наблюдается на частоте 800 Гц. В сторону низких и высоких частот он медленно снижается.

1.3 Порог слышимости

Порогом слышимости называют наименьшее значение раздражающей силы чистого тона, которое вызывает ощущение звука. Под раздражающей силой подразумевают интенсивность звука или звуковое давление. Порог слышимости зависит от частоты. В сторону низких частот порог слышимости резко повышается (начиная с частоты 500 Гц), т. е. для появления слухового ощущения на низких частотах необходима более высокая интенсивность, чем, скажем, на частоте 1000 Гц. Так, на частоте 100 Гц порог слышимости по интенсивности в 10⁴ раз выше, чем на 1000 Гц. В сторону высоких частот порог слышимости сначала снижается (чувствительность слуха повышается) в 8 – 10 раз по интенсивности (на частоте 2000 – 4000 Гц), а затем начинает повышаться так же, как и на низких частотах.

1.4 Уровень ощущения Закон Вебера-Фехнера

Суть закона Вебера заключается в том, что минимальное изменение интенсивности звука ∆I, которое различает человеческое ухо, не зависит от интенсивности слышимого звука и составляет приблизительно 10% от ее величины: . Исходя из закона Вебера, можно построить шкалу уровня ощущения звука, или шкалу громкости β, записав следующее отношение: где d β - прирост громкости, обусловленный приростом интенсивности; A - коэффициент, определяющий масштаб шкалы. Интегрируя,получаем . Чтобы вызвать звуковое ощущение, волна должна обладать некоторой минимальной интенсивностью I_пор и соответственно, некоторым минимальным звуковым давлением , которое называется порогом слышимости. Естественно, что при I=I_пор громкость β=0. Следовательно, . Чувствительность уха человека к звуку меняется, как логарифм интенсивности звука.