随着物理声学研究的深入和技术手段的完善,科学家发现人的主管听觉与声音的物理特性是有差异的,并由此发展出生理声学、心里声学和音乐声学
2.1响度级与响度
在前面介绍的声压与声强,他们表达了声音的客观参量。但是研究证明,声音信号在人的听觉系统中会被非线性“加工”。为了表达人的听觉系统对声音强弱的感受特点,需要引入听觉感受的半主观量“响度级”与主观量“响度”两个概念。这样,就把声音强弱的客观尺度与在此声音刺激下的主观感受的强弱联系起来
2.1.1 响度
响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念,它不仅取决于声音的强度(如声压级),还与它的频率以及波形有关。响度的单位为“宋”,1宋的定义:声压级为40dB,频率为1000Hz,且来自听者正前方的平面波形的强度。如果另一个声音听起来比1宋的声音大N倍,即该声音的响度为N宋
2.1.2 响度级
响度级是建立在两个声音主管比较的基础上,选择1000Hz的纯音作基准音,若某一噪音听起来与该纯音一样响,则该噪声的响度级在数值上就等于这个纯音的声压级(dB)。响度级用LN表示,单位是“方”。如果某噪声听起来与声压级为80dB、频率为1000Hz的纯音一样响,则该噪声的响度级就是80方
2.1.3 响度与响度级
根据大量实验表面,响度级每改变10方,响度加倍或减半。他们的关系可用数学式表示:
或
注意:响度级的合成不能直接相加,而响度可以相加。应先将各响度级换算成响度进行合成,再换算成响度级
2.2 频率与音高
人的听觉对声音频率的感觉为音调的高低,在音乐中简称“音高”。研究证明,当两个不同频率的声音进行比较时,具有决定意义的是他们的比值,而不是他们的差值。音高与声音频率大致上承对数关系。音阶频率对照表如下表所示
音阶频率(Hz)
唱名音名Octave0Octave1Octave2Octave3
DoC26252310472093
Db27755411092217
ReD29458711752349
Eb31162212452489
MiE33065913292639
FaF34969813972794
Gb37074014802960
SolG39278415683136
Ab415831166133