2.4. ВОСПРИЯТИЕ ПО АМПЛИТУДЕ

При увеличении интенсивности звука выше пороговой, пока амплитуда колебаний волокон не увеличится настолько, чтобы коснуться еще одной клетки, слуховое ощущение остается постоянным. Как только одно из волокон прикоснется к следующей клетке (см. III рис. 2.4), слуховое ощущение еще раз повысится скачком, так как и эта клетка будет посылать электрические импульсы в слуховой центр. По мере увеличения интенсивности звука расширяется зона возбуждения основной мембраны — начинают колебаться и соседние волокна, также возбуждающие нервные клетки одну за другой. Каждая из них будет посылать свои импульсы в слуховой центр. Слуховое ощущение при этом будет нарастать скачками по мере увеличения числа возбужденных клеток. Такие скачки называют порогом различения интенсивности. Число этих скачков на средних частотах не превышает 250, причем на низких и высоких частотах это число резко уменьшается и в среднем по частотному диапазону составляет около 150. Наконец, при дальнейшем увеличении интенсивности появляется ощущение боли — наступает болевой порог (порог осязания). Болевой порог соответствует очень большой интенсивности. Наибольшая величина болевого порога наблюдается на частоте 800 Гц (около ). В сторону низких и высоких частот он медленно снижается.

Таким образом, и по амплитуде имеет место дискретное восприятие звука. Учитывая дискретность по частоте и по амплитуде, насчитывают во всей области слухового восприятия около 22 000 элементарных градаций, что соответствует числу нервных окончаний.

Установлено, что для средних и высоких интенсивностей звука скачок получается при одинаковых

относительных изменениях интенсивности. Вебер и Фехнер так сформулировали этот закон: одинаковые относительные изменения раздражающей силы вызывают одинаковые абсолютные изменения слухового ощущения, т. е. слуховое ощущение пропорционально логарифму раздражающей силы

На пороге слышимости, т. е. при слуховое ощущение равно нулю, поэтому имеем

откуда получаем

Для оценки величины слухового ощущения была предложена единица под названием «бел» Эта единица соответствует десятикратному отношению интенсивностей, поэтому была введена еще и более мелкая единица — децибел равная 0,1 бела. В этом случае слуховое ощущение в децибелах

Так как диапазон изменения интенсивностей от минимального порога слышимости до максимального болевого порога составляет раз, т. е. слуховое ощущение изменяется на то величина элементарного скачка ощущения в среднем по диапазону амплитуд равна т. е. соответствует изменению интенсивности звука в 1,2 раза. На самом деле элементарные скачки ощущения для средних и высоких значений слуховых ощущений получаются при изменении интенсивности в 1,10 раза, т. е. скачки ощущения равны Для низкого слухового ощущения скачки получаются равными