1、临床听力学声学知识临床听力学声学知识武汉大学人民医院武汉大学人民医院湖北省人民医院湖北省人民医院黄治物黄治物声音的物理量与听觉主观属性声音的物理量与听觉主观属性声音包括两种涵义，它在物理学上是声音包括两种涵义，它在物理学上是指声波，在生理学上则是指声波作用于指声波，在生理学上则是指声波作用于听觉器官引起的一种主观感觉。尽管这听觉器官引起的一种主观感觉。尽管这两个涵义有所不同，但它们之间有一定两个涵义有所不同，但它们之间有一定的内在联系。的内在联系。人类对物理量的响应通常与主观所人类对物理量的响应通常与主观所描述的物理单位大小不一致，因此，人描述的物理单位大小不一致，因此，人们通常把物理量和听觉
2、主观描述作如表们通常把物理量和听觉主观描述作如表1对应排列对应排列 声音物理量与听觉主观描述的对应关系声音物理量与听觉主观描述的对应关系物理量的描述物理量的描述 听听 觉觉 主主 观观 描述描述声声 压压 响度（响度（ loudness)频频 率率 音音 调调 （ pitch)频谱频谱 音音 质质 （ quality)音色（音色（ timbre)持持 续时间续时间 音音 长长 （ length)（ 1）响度及响度级）响度及响度级当一定强度声波作用于人耳后引起当一定强度声波作用于人耳后引起的一种认识声音强弱的感觉称为响度，的一种认识声音强弱的感觉称为响度，它是感觉声音强弱比例性的效果，值得它是感
3、觉声音强弱比例性的效果，值得注意的是：小信号的小变化和大信号的注意的是：小信号的小变化和大信号的大变化一样重要。即感觉的变化依赖于大变化一样重要。即感觉的变化依赖于原始刺激大小的刺激变化率的改变，它原始刺激大小的刺激变化率的改变，它不是一种线性感觉。因此，响度是主观不是一种线性感觉。因此，响度是主观的，它不仅决定于声音的物理强度，而的，它不仅决定于声音的物理强度，而且与声音的频率有关且与声音的频率有关1000 4000 Hz之间的频率，人耳听起之间的频率，人耳听起来最响。响度和强度并不成线性比例。响来最响。响度和强度并不成线性比例。响度的主观计量单位是度的主观计量单位是 “宋宋 ”（ sone
4、），）， 以以1000 Hz纯音纯音 40 dBHL时的响度为时的响度为 1宋，比宋，比它响它响 “1倍倍 ”即为即为 2宋。纯音的响度与声强级宋。纯音的响度与声强级的关系可以根据有关图表或计算方法得出的关系可以根据有关图表或计算方法得出。大体上说，声音增强。大体上说，声音增强 10 dB， 其响度约其响度约增加增加 1倍。在适当地调节声音的强度时，倍。在适当地调节声音的强度时，不同频率的纯音也可以得到相同的响度。不同频率的纯音也可以得到相同的响度。强度固定的声音信号，其响度在一定范围强度固定的声音信号，其响度在一定范围内随时程的增长而增大内随时程的增长而增大 响度级：采用声压级来描述声音特征
5、响度级：采用声压级来描述声音特征，它不能完全反映人耳的听觉特性，即，它不能完全反映人耳的听觉特性，即用声压级来判断它对人的听觉产生一个用声压级来判断它对人的听觉产生一个多响的感觉是不完善的。两个频率不同多响的感觉是不完善的。两个频率不同、声压级相同的声音听起来可能不一样、声压级相同的声音听起来可能不一样响，而频率和声压级不同的两个声音听响，而频率和声压级不同的两个声音听起来可能会一样响，根据听觉的这个特起来可能会一样响，根据听觉的这个特性，仿照声压级概念定义了声音响度级性，仿照声压级概念定义了声音响度级这个量，其单位是方（这个量，其单位是方（ phon)任何声音的响度级在数值上等于和此任何声音
6、的响度级在数值上等于和此声音同样响的声音同样响的 1 kHz纯音的声压级。纯音的声压级。例如某一声音（纯音或复合音）听起例如某一声音（纯音或复合音）听起来和声压级为来和声压级为 70 dB的的 1 kHz纯音同样响纯音同样响，那么该声音的响度级就是，那么该声音的响度级就是 70方。不同方。不同频率响度级与声压级之间的关系曲线为频率响度级与声压级之间的关系曲线为等响曲线等响曲线 (如下图如下图 )。此曲线已为国际标。此曲线已为国际标准化组织（准化组织（ ISO） 所推荐采用。图中每所推荐采用。图中每一条曲线上各点，不管它的频率和声压一条曲线上各点，不管它的频率和声压级是多少，听起来都一样响，即位
7、于同级是多少，听起来都一样响，即位于同一条曲线上的声音有相同的响度级一条曲线上的声音有相同的响度级（ 2）音）音 调调音调是频率的主观反映，频率的高低音调是频率的主观反映，频率的高低与音调的高低一致，但并不成简单的比例与音调的高低一致，但并不成简单的比例。频率不受声音强度的影响，音调可因强。频率不受声音强度的影响，音调可因强度不同而稍有差异。当声音在一般强度下度不同而稍有差异。当声音在一般强度下，频率与音调的关系互相一致，但当强度，频率与音调的关系互相一致，但当强度增加时，低频率音调显得更低而高频率音增加时，低频率音调显得更低而高频率音调显得更高。心理声学在音调的主观计量调显得更高。心理声学在
8、音调的主观计量时以时以 “美美 ”（ mel） 为单位，并规定为单位，并规定 1000 Hz纯音（纯音（ 40 dB SL时）的音调为时）的音调为 1000美美 （ 3a） 音音 质质演奏相同音符的两种不同乐器所发演奏相同音符的两种不同乐器所发出的连续声两者有区别（如：不相同的出的连续声两者有区别（如：不相同的音调，响度和持续时间）。在音乐上的音调，响度和持续时间）。在音乐上的不同称为音色（不同称为音色（ timbre），）， 但是在语言但是在语言上称为音质。音质的不同依赖于频谱，上称为音质。音质的不同依赖于频谱，各种乐器产生的声音是由若干频率和振各种乐器产生的声音是由若干频率和振幅不同的纯音组成。其中，频率最低而幅不同的纯音组成。其中，频率最低而振幅最大的称基音，其他的频率成分称振幅最大的称基音，其他的频率成分称泛音，按频率由低到高的顺序称为第一泛音，按频率由低到高的顺序称为第一泛音，第二泛音泛音，第二泛音
