人耳对声音感觉的三要素

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所属分类:声学基础
摘要

音响技术所指的声音主要是指频率范围在20Hz-20kHz;人的耳朵可听见的可闻声,其三要素是响度、音调、色度。

声音是一种由物体振动而产生的波。当物体振动时,使周围的空气不断地压缩和放松,并向四周扩散,这就是声波。当声波的压力传到人的耳朵时,人耳朵便可听到物体振动的声音。音响技术所指的声音主要是指频率范围在20Hz-20kHz;人的耳朵可听见的可闻声,其三要素是响度、音调、色度。

人耳对声音感觉的三要素

音强(响度)

音强(响度)是人耳对声音强弱的感觉程度。虽然响度与衡量声音强弱的声压有一定关系,但与声压的大小并不完全一致。也就是说,在某些频率上的声压很大时,但人耳的感觉却不一定很响。因此人耳听到声音的响度与声音的频率有关。描述响度、声压以及声音频率之间的的关系曲线称之为等响度曲线。也就是著名的弗莱彻—蒙森等响曲线。由此而引出的弗莱彻—蒙森效应将会在录音实践中遇到。

响度的单位用“宋”(sone)来表示。而响度级的单位用“方”(phone)来表示(1 sone=40phone)。

人耳可听到的最微弱的声音响度称之为可闻阈。人耳在听到引起耳膜疼痛的声音响度称之为痛阈。它们的量值常用声压级表示。

音调

音调是人耳对声音高低的感觉。它与声音的频率有关,但并不成正比例关系,而是与频率的对数值有关。因此,常用频率的倍数或对数关系来表示音调,频率越高,人耳感觉的音调随之提高。声音的频率如提高了一倍(一个倍频程),在音乐上称之为提高了一个八度。

音调在音乐范畴内也称为音高。

音色

音色又称音品。不同的乐器在演奏同一个音调时,尽管基频大致相同,但在泛音的多少和泛音的幅度方面还是有区别的。所以音色是指泛音的存在和它们相对强度决定了某件乐器的特征。也就是说,音色主要决定于声音的频谱结构。如果改变泛音的数量及其它们的幅度,也即改变了声音的频谱结构以后,那么乐器声音的性质会随着改变。

结论:音强(响度)与声源振动的幅度有关;音调与声源振动的基波频率有关;音色与声源所发出声音中的泛音数量及其幅度,也即声源的频谱结构(波形)有关。

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