声音剌激的物理参数和心理物理学参数

声音剌激的物理参数和心理物理学参数
物体振动引起空气中传播的声波，作用于人类听觉器官并转换为神经信息，传入脑内听觉中枢从而产生了听觉。

人类口、舌等发音器的振动产生了言语声波，传入听者耳中产生的言语感知觉，是人类交际的主要手段和社会关系赖以形成的基础。

物体振动与声波参数间的关系是物理声学的课题；声波参数与人类听觉之间的关系构成了心理声学或心理物理学的课题；听觉器官和听觉中枢怎样对各种声学参数进行编码与加工，则是听觉生理心理学的中心课题。

物理声学和心理声学的基本概念是探讨听觉生理心理
学问题的基础和前提；而听觉生理心理学研究又会加深对心理声学和物理声学问题的理解。

物体振动使周围的空气分子也随之发生压缩与宽松交替变换式的振动，这种振动以340米／秒的速度沿其振动方向向远处传播开来。

声波的物理参数主要有频率、波幅等。

频率就是单位时间（秒）内声波振动的次数，其度量单位是赫兹(Hz)，即1次／秒的振动。

声波的振动幅度称波幅，以其所具有的振动压强为度量单位，即每平方米面积上空气受到的压力变换值，其绝对单位是牛顿／米2 (N/m2)。

声压越高，声波振幅越高，则传播得越远。

人耳鼓膜所能觉察出来的最小声压大约为2×10-5牛顿／米2。

由于人耳所能感知声压的范围甚广，为了便于计算，物理声学常采用声压的对数单位——分贝(dB)作为声压水平的基本单位，计算分贝的公式为：L=20logP/P0，P0为绝对阈值(N/m2)，P为某一声压的绝对值
(N/m2)，例如P=2×10-2N/m2的声压水平为：L=20logP/P0=20log(2×10-2N/m2)/(2×10-5N/m2)=20×3=60分贝。

声压与绝对阈值相等的声压水平为0分贝。

心理声学将人耳感知不同声压水平时产生的主观感觉差异称为响度或音强(Loudness)，响度的度量单位是昉(Phon)，主观感觉响度（音强）与声压水平、声压和声波频率之间的关系。

等响度曲线表明，它与声压或声压水平（分贝）的数值间的关系并不是一条水平线，在频率为1000赫兹处，响度的昉值（右侧纵坐标值）与声压水平的分贝值（左侧纵坐标值）相同，但是4000赫兹处，较低的声压水平（分贝数）却产生了较高的响度感觉（阈值）。

正常成人耳对响度的感觉能力在4-130 昉之间。

130昉可引起鼓膜损伤，4昉是响度的感觉阚值。

由图可见声频为2000赫兹时4昉阈值相当于零分贝的声压水平。

以单一频率规律性振动的声波，称为纯音(Pure tone)，生活中几乎不存在单独的纯音，大多是含有多种频率振动的复合音。

对复合音进行傅里叶分析，可得到许多频率的纯音。

那些
振动频率成倍数变化的一系列纯音，称为谐振音如图2-10A。

一个复合音用傅里叶分析得到不同频率纯音的分布图称为声音的频谱图，人所能听到的频谱大约为20-16000赫兹的各种振动波，对400-1000赫兹的声波最敏感。

图2-9中心虚线以内为言语声波的频率和响度范围，可见1000赫兹60昉的声波为虚线以内的中心点，说明这是人耳最适宜的言语听觉声音参数。

心理声学将人耳所能分辨的不同频率波，称为音高(Pitch)。

在1000赫兹最适宜音高的附近，人们可以分辨出了赫兹的变化，称为频率鉴别阈限。

物理声学分析声音的频率、振幅或声压以及复合声的频谱；心理声学考虑到这些参数与人类主观听觉间的关系，则提出相应的参数是音高、音强（响度）和音色(Trembre)。

音色就是某一复合声的频谱，即构成该复合声的主要频率组成成分。

听觉生理心理学的核心课题在于阐明人脑感知音高、音强和音色的生理机制，分析内耳与脑听觉中枢如何对声波的心理声学参数进行编码和加工的。

为此，必须对内耳和听觉系统的结构与功能特点有所了解。