Frekvens, ljudnivå, dB-skalan och vår uppfattning av ljud i örat
(Är osäker på om denna ska ligga här eller under fysik, men läser själv biologi och är mest intresserad av att förstå grundkoncepten för ljudvågor för att kunna förstå hörseln.)
1. Så som jag förstår det från grafen nedan, när det kommer till frekvensen av ett ljud så är vi olika känsliga för olika frekvenser, och därav krävs det olika ljudintensiteter för att vi ska uppfatta olika frekvenser. M.a.o., för att vi ska uppfatta två ljud av olika frekvenser som samma ljudnivå så krävs det olika ljudintensiteter (eller ljudnivåer) på det faktiska ljudet.
Det jag inte förstår är dock om den faktiska ljudintensiteten (och ljudnivån) i sig påverkas av frekvensen? För när jag googlar så verkar vissa sidor mena att frekvensen faktiskt påverkar, medan andra verkar mena att det inte påverkar och att sound pressure level är orelaterat till frekvensen (förutom gällande vår uppfattning). Så hur är det; är det enbart vår uppfattning av ljudnivån ("perceived loudness") som beror på frekvensen, eller beror den faktiska ljudintensiteten/trycket/nivån på ljudvågen av frekvensen (d.v.s. för att en lägre frekvens ska få samma ljudintensitet, så behöver den högre amplitud)?
2. Denna frågan hänger ihop med 1an. DeciBel definieras ju som logaritmen av en ratio mot ett referensvärde, och det referensvärdet verkar antingen kunna vara tryckamplitud (2 x 10-5 Pa) eller intensitet (10-12 W/m2). De här referensvärdena verkar dock vara mätta vid olika frekvenser - där tryckamplituden är mätt vid 2000 Hz och (som jag förstår) intensiteten vid 1000 Hz. Om det nu är så att frekvensen inte påverkar trycket/intensiteten (fråga 1), då undrar jag dels varför de ö.h.t. nämner frekvensen, och dels varför formeln för att då beräkna dB är olika; för tryck LP = 10 log(P/P0)2 och LI = 10 log(I/I0), mao - när ration för tryck används, verkar det som att den ska upphöjas till två. Jag tänkte ju först att den skillnaden var för att "kompensera" för att referensvärdena är mätta vid olika frekvenser, men om det nu är så att frekvensen ej påverkar deras värden så är det ju inte rätt... För det finns ju ett samband mellan intensitet och tryck, och om man tar referenstrycket och omvandlar det till intensitet får man 9.68 x 10-13 W/m2, d.v.s. nära referensintensiteten men ej samma. Om det är så att det varierar pga frekvensen så kan det ju förklara varför den siffran ej är samma som referensintensiteten (men då undrar jag varför man kan mäta vid olika frekvenser men ändå få samma skala), men om det inte påverkas av frekvens, så förstår jag inte varför formlerna är olika beroende på om man använder tryck eller intensiteten eftersom det handlar om en ratio?
3. Dessutom, om man tittar på grafen nedanför, så verkar det som att olika delar av basilarmembranet är olika känsliga för olika frekvenser, m.a.o. det verkar krävas olika mycket ljudnivå (intensitet) för att få resonans i den delen.
Men jag tycker ju det ser ut då också som att en viss del av membranet kan börja vibrera vid olika frekvenser, beroende på ljudnivån? D.v.s. en hög ljudnivå gör att många olika delar av membranet börjar vibrera (och frågan är då hur man vet vilken frekvens ljudet hade)? T.ex. C-delen, den verkar ha lättast att börja vibrera vid en frekvens på 1 kHz, men det verkar ju som att den kan börja vibrera vid andra frekvenser också, bara att det krävs högre ljudnivå på ljudet? Eller hur ska man tolka detta?
