Как известно, согласно закону Вебера-Фехнера .основному закону психофизики, зависимость интенсивности ощушений от силы раздражителя описывается следующей
формулой: S = k lg I + с ,
где S - интенсивность ощущения, I - сила раздражителя, к и с - константы.
Следует,однако, отметить, что этот закон соблюдается лишь в области средних значений силы раздражителя (В.И.Лупандин, 1989), то время, как в области низких и высоких значений функция имеет не линейный, а S-образный вид в полулогарифмических координатах. Вследствие этого более популярен в психофизике последних десятилетий закон Стивенса,который устанавливает степенную связь между силой ощущения и интенсивностью раздражителя и в простейшей форме может быть выражен уравнением следующего вида :
R = к х Sn,
гдеR - сила ощущения, S - интенсивность раздражителя, к -коэффициент, n - показатель степени.
Следует признать, что вопрос о том, какое описание реальной зависимости между силой стимула и возникающими Ощущенияминаиболее адекватно, до настоящего времени окончательноне решен. Некоторые авторы считают логарифмическую и степенную функции частными случаями болееуниверсального психофизического закона, предлагая для его описания различные математические • выражения (Ю.М.Забродин,А.Н.Лебедев, 1977, И.А.Рыбин, 1982, В.И.Лупандин, 1989). В частности, исследования дифференциальной чувствительности по частоте показали, что пороги монотонно увеличиваются при росте частоты, однако обнаруживаются отклонения на частотах между 200 и 400 Гц (они не возрастают или даже несколько снижаются) и пики на кривых в частотной области около 800 Гц. Лишь для звуков выше 2000 Гц величина порога возрастает пропорционально росту частоты. При снижении интенсивности звука ниже 30 дБ величина дифференциального частотного порога резко возрастает (С.Д.Гельфанд, 1984).
При построении частотно-пороговых кривых используется длительное предъявление звуков. Это связано с тем, что для возникновения слуховых ощущений звук должен иметь некоторую пороговую длительность. Временной порог чувствительности слухового анализатора, т.е. длительность звукового раздражителя, необходимая для возникновения слухового ощущения, не является величиной постоянной. С увеличением как интенсивности, так и частоты звука он сокращается. При достаточно высокой интенсивности (30 дБ и более) порог длительности для восприятия тональности звука снижается от 60 мс (при частоте звука 50 Гц) приблизительно до 15 мс (500 Гц). На частотах свыше 1000 Гц временной порог практически не меняется и составляет около 10 мс, Однако при снижении интенсивности звука той же частоты до 10 дБ временной порог увеличивается до 50 мс. При действии звуков пороговой интенсивности длительностью 200-300 мс десятикратное изменение длительности звука соответствует изменению его интенсивности примерно на 10 дБ. Другими словами, сокращение длительности воздействия звука с пороговой интенсивностью от 200 до 20 мс снижает чувствительность до степени, когда чтобы вновь достичь порога интенсивность должна быть увеличена на 10 дБ. Наоборот, пороговая интенсивность уменьшается на 10 дБ, когда длительность воздействия тона увеличивается от 20 до 200 мс. Длительность воздействия более 200-300 мс воспринимается человеком как бесконечно длинная, т.е. увеличение длительности звучания свыше 200-300 мс не изменяет порога слуховой чувствительности. Этот феномен известен как феномен временной интеграцией. Он свидетельствует о том, что слуховой анализатор функционирует как детектор энергии. Она может бытьполучена при высокой интенсивности звука за короткое время, апри низкой - за более длительное.
При действии звука средней или высокой интенсивности (до 130 дБ), который длится секунды и более, наблюдается повышение порогов слышимости, что называется слуховой адаптацией. Сдвиг порога слуховой чувствительности связан с изменениями в волосковых клетках кортиева органа в результате утомляющего воздействия звукового сигнала. Чрезмерное и (или) длительное воздействие звука вызывает постоянный сдвиг порога Слуховой чувствительности, отражающий патологический процесс или деструкцию волосковых клеток и связанных с ними структур. С практической точки зрения временной порог слуховой чувствительности, вызванный определенным утомляющим стимулом, можно использовать для предсказания индивидуальной уязвимости в отношении постоянного сдвига порога (риск повреждения). Однако, такой подход не бесспорен. Величина сдвига слухового порога возрастает не только в связи с ростом интенсивности, но и при увеличении частоты сигнала. Однаково всех случаях скорость, с которой увеличивается порог, пропорциональна времени воздействия звука. При этом, при воздействии прерывистых звуков сдвиг порога меньше, чем постоянных при одинаковом суммарном времени воздействия (СЛ.Гельфанд, 1984).
Нормализация слуховой чувствительности после окончаниядействия утомляющего звука характеризуется тем, что временной сдвиг порога по прошествии первых двух минут начинает снижаться со скоростью, пропорциональной логарифму Времени,прошедшего после звучания.