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'''響度'''（英文：loudness），又稱'''音量'''，是量度聲音大小的知覺量，符號為 {{math|''N''}}，常用單位為[[(單位)|宋]]。與[[聲強]]不同，響度是受[[主觀]]知覺影響的物理量。在同等聲強下，不同[[頻率 (物理學)|頻率]]的聲音會造成不同的聽覺感知，因此量度響度時，須對不同頻率的聲音作出修正。研究聲音和聽覺感知的關係，屬[[心理聲學]]的範疇。響度的常用單位是[[宋(單位)|宋]]。另一個相關的物理量，是以[[對數尺度]]表示的'''響度級'''（loudness level），符號為 {{math|''L''<sub>N</sub>}}，常用單位為[[方(單位)|方]]。要注意，宋和方都不屬於[[國際單位制]]。

==等響曲線==
[[Image:Lindos1.svg|thumb|250px|right|等響度曲線。在 3 000 Hz 左右的頻率範圍，較低的聲壓級都能造成相同的響度，代表聽覺對該段頻率的聲音較為敏感。]]

對人類聽覺來說，愈高的[[聲壓]]或[[聲強]]<ref group="注">聲強級和聲壓級都是客觀的物理量，兩者單位都是[[分貝]]（分別記作 dB SIL 和 dB SPL）。在一般空氣[[聲阻抗]]為 400 rayl 時，兩者數值相等。</ref>，會造成愈大的聽覺感知。而在人類的可聽頻率範圍（20 Hz 到 20 000 Hz）中，由於聽覺對 3 000 Hz 左右的聲音較為敏感，該段頻率也能造成較大的聽覺感知。

首先對聲音頻率和聽覺感知進行量化研究的，是[[美國]]的物理學家[[哈維·福萊柴爾|哈維·弗萊徹]]。1933年，他和蒙森以[[純音]]作實驗，找出不同頻率和聲壓的組合，使得聲音能造成相同的聽覺感知。他們將結果畫成曲線，稱為'''弗萊徹－蒙森曲線'''（Fletcher–Munson curves）。1956年，又出現另一個版本，稱為'''羅賓遜－達森曲線'''（Robinson–Dadson curves ）。 2003年，在更加國際化的調查研究基礎之上，[[國際標準化組織]]發布了作為國際標準的ISO 226:2003，稱為'''等響曲線'''（equal-loudness curves）。

等響曲線的橫坐標為頻率，縱坐標為聲壓級。在同一條曲線之上，所有頻率和聲壓的組合，都有着一樣的響度。最下方的曲線表示人類能聽到的最小的聲音響度，即[[聽閾]]。等響曲線反映了響度聽覺的許多特點：

*聲壓級愈高，響度一般也愈高。
*響度頻率有關，相同聲壓級的純音，頻率不同，響度也不同。
*對於不同頻率的純音，提高聲壓級帶來的響度增長，也有所不同。

== 以方計算的響度級 ==

「[[方(單位)|方]]」（phon）是量度聲音響度級 {{math|''L''<sub>N</sub>}} 的常用單位，定義為一個 1 000 Hz [[純音]]，能帶來與該聲音相同響度時，所對應的[[聲壓]]級的數值（以 dB SPL 為單位）。舉例來說，一個 60 phon 的純音，和一個 1 000 Hz、60 dB SPL 的純音，有着相同的響度。

一個 60 phon 的純音，必定比一個 40 phon 的純音更為響。但是，我們不能說前者的為我們帶來的聽覺感知，是後者的 1.5 倍。以方計算的響度級是[[對數尺度]]，其數值和聽學感知並非[[線性關係]]。

== 以宋計算的響度 ==

從[[心理聲學]]研究中發現，在 40 phon 以上的區域，當[[聲強]]提高十倍時，人類的聽覺感知只會提升兩倍。這可能是因為在提升聲強時，聽覺細胞會出現飽和，使得給予大腦的信息不能按比例增加。聲強提高十倍時，聲強級則增加 10 dB SIL。對於一個 1 000 Hz 的純音，響度級也相應增加 10 phon。為了讓響度 {{math|''N''}} 和聽覺感知呈[[線性關係]]，心理學家{{link-en|斯坦利·史蒂文|Stanley Smith Stevens}}引入另一個響度單位「[[宋(單位)|宋]]」（sone）。對於一個純音，40 phon 被定義為等同於 1 sone；若聽覺感知提升兩倍，則對應於 2 sone；聽覺感知只有一半，則對應於 0.5 sone，如此類推。<ref>Stanley Smith Stevens: A scale for the measurement of the psychological magnitude: loudness. See: Psychological Review. 43, Nr. 5,APA Journals, 1936, pp. 405–416</ref>

方和宋的換算公式如下：

:<math>N=2^\frac{L_\mathrm{N}-40}{10}</math> ；

:<math>L_\mathrm{N}=10 \log_{2} \left( \frac{N}{0.0625} \right)</math> 。

這兩條公式適用於任何頻率的純音。

對於一個 1 000 Hz 的純音，聲強和響度如下表對應：

:{| class="wikitable" 
! 聲強 (W m<sup>-2</sup>)
! 聲強級 (dB)
! 響度級 (phon)
! 響度 (sone)
|-
| 10<sup>-10</sup> || 20 || 20 || 0.25
|-
| 10<sup>-9</sup> || 30 || 30 || 0.5
|-
| 10<sup>-8</sup> || 40 || 40 || 1
|-
| 10<sup>-7</sup> || 50 || 50 || 2
|-
| 10<sup>-6</sup> || 60 || 60 || 4
|-
| 10<sup>-5</sup> || 70 || 70 || 8
|-
| 10<sup>-4</sup> || 80 || 80 || 16
|-
|}

根據公式換算，[[聽閾]] {{math|''L''<sub>N</sub>}} = 0 phon 所對應的響度，就是 {{math|''N''<sub>0</sub>}} = 0.0625 sones 。換句話說， 0.0625 sone 是人類能察覺到的聲音的最小響度。但也有研究提出，在低於 40 phon 的情況下，以上換算關係可能失效，須另作修正。<ref>{{Cite book | author = Hugo Fastl & Eberhard Zwicker| title = ''Psychoacoustics: Facts and Models''| url = https://archive.org/details/psychoacousticsf0000fast| location = Germany| edition = (3rd edition) | publisher = Springer| date = 2007 |ISBN = 978-3-540-23159-2}}</ref>

== 響度與時長 ==

聽閾上的聲音如果頻率和聲強都不變、時長增加，它的響度也可能隨之增大。下圖中有三條等響度曲線，線上各點的響度分別相當於聲強級為20、50和80dB的1000Hz純音的響度，它們的時長是500[[毫秒|ms]]。隨著聲音時長的增加，所需的等響度的聲強級減少；在80ms之前變化最大，之後漸趨緩慢。
== 響度和語言 ==
在[[語言]]和[[言語]]中，可以改變音高、音長和/或音強等，從而改變某些音節或語音成分的響度，即為[[輕重音]]。不同的語言中，改變響度時所側重的要素不同。語言中，響度不僅跟音強有關，跟[[音高]]、[[音長]]的關係更加密切<ref>{{Cite book | author = 朱曉農| title = 語音學| location = 北京| publisher = 商務印書館| date = 2010 |ISBN = 9787100066815 }}</ref>{{rp|44}}。

[[漢語]][[普通話]]中的響度較小的[[輕聲]]，主要是靠縮短時長來實現的。 [[英語]]中的重音則主要靠提高音高。
==相關條目==
*[[聲強]]
*[[輕重音]]
*[[固有音響]]
== 註釋 ==
<references group="注"/>
== 參考書目 ==
{{reflist}}

{{Timbre}}
{{Suprasegmentals}}

[[分類:語音學]]
[[Category:语言学]]