Как человек воспринимает звуки

Если бы человека не интересовало, как он воспринимает звуки, то не было бы и такой науки, как психоакустика. Но на свете есть такая наука, которой определили место между психологией и физикой. Это именно она исследует, что ощущает человек, когда на его ухо воздействует звук, то есть физическое раздражение.

Поскольку психоакустика существует не первый год, то человечество располагает всевозможными данными о том, как реагирует человек на слуховые раздражения. Установлено, например, что каждый из нас ощущает, как изменилось звуковое давление, которое происходит с частотой 20-20 000 Гц.

Кстати, не существует в разговоре звуков, у которых частота ниже 40 Гц. Изредка их можно услышать только в музыке.

Особенно важно рассказать о частотных характеристиках слуховых ощущений человека. Область звуков, которые слышит человек в диапазоне 20-20 000 Гц, имеет ограничения по интенсивности. Эти ограничения называют порогами. Снизу – это порог слышимости. Сверху – это порог болевых ощущений.

Порог слышимости оценивают минимальным давлением или, как считают некоторые эксперты, минимальным приращением давления относительно границы. Он чувствителен к частотам 1000-5000 Гц. Здесь порог слышимости самый низкий, поскольку звуковое давление составляет примерно 2-10 Па (то есть паскаль).

В сторону низших и высших звуковых частот слух менее чувствителен. Верхняя граница восприятия звуковой энергии – это и есть порог болевых ощущений. Установлено, что он соответствует интенсивности звука примерно в 10 Вт/м или 130 дБ (для опорного сигнала с частотой 1000 Гц). Как только звуковое давление увеличивается, так сразу же увеличивается и интенсивность звука. При этом скачкообразно нарастает слуховое ощущение.

Эти скачки принято называть порогом различения интенсивности. На средних частотах количество таких скачков составляет примерно 250. На низких и высоких частотах оно меньше. В среднем оно по частотному диапазону составляет примерно 150.

Если исходить из того, что диапазон изменения интенсивностей составляет 130 дБ, то простейший скачок ощущений в среднем по диапазону амплитуд равен 0,8 дБ. Это соответствует изменению интенсивности звука в 1,2 раза. Если уровни слуха низкие, то эти скачки достигают 2-3 дБ. Если уровни слуха высокие, то они уменьшаются до 0,5 дБ.

Можно считать, что увеличение мощности усилительного тракта меньше чем в 1,44 раза ухом человека не фиксируется. Если звуковое давление, развиваемое громкоговорителем, более низкое, то даже при двукратном увеличении мощности выходного каскада ощутимого результата ожидать не стоит.