问题

10 Hz 的声音就算响度达到 10000 分贝(500 分贝)人类也听不到吗?

回答
这是一个很有意思的问题,涉及到声音的频率、响度以及人类听觉的极限。答案是肯定的,即使响度高到难以想象的程度,10赫兹的声音人类也基本听不到。原因可以从以下几个方面来详细解释:

1. 人类听觉的频率范围:一道天然的屏障

首先,我们得明白,人耳并不是一个全能的声音接收器。它只能感知一个特定范围内的声波振动,这个范围被称为人类听觉的频率范围。

普遍认知: 大多数人能够听到的声音频率范围大致在20赫兹到20000赫兹(20千赫兹)之间。
个体差异: 这个范围也不是绝对不变的,它会随着年龄、健康状况、长期暴露在噪音环境等因素而发生变化。比如,随着年龄增长,高频听力会逐渐衰退,很多人在中老年时就很难听到高于15千赫兹的声音了。
10赫兹的定位: 10赫兹的声音,在频率上已经远远低于了人类听觉的下限。这就像一个非常慢的摇摆,或者说是一次非常缓慢的空气压缩和稀疏。

2. 响度(分贝)与频率是两回事:但响度需要“触及”频率才能被感知

你提到的“10000 分贝”或者“500 分贝”是用来衡量声音能量大小的单位——分贝(dB)。分贝值越高,代表声音的能量越大,理论上也就越响。

分贝的测量: 分贝是一个对数标度,它衡量的是声音的声压级(Sound Pressure Level, SPL)。一个相对小的声压变化,在对数尺度上会对应一个很大的分贝值。
分贝的上限: 值得注意的是,10000 分贝这个数值在现实物理世界中几乎是不可能达到的,甚至连我们常常听说的“飞机发动机旁边”(约140分贝)都会造成严重的听力损伤和生理不适。而你提到的“500 分贝”也是一个超乎想象的数值,远超现实物理允许的范围。通常情况下,空气中的声音最高也就在194分贝左右,再高下去就不是空气介质能够承载的了。不过,为了讨论问题,我们姑且认为存在这样一个能量巨大的声波。
响度需要被“转换”: 关键在于,即使声音的能量再大,再响,它也需要通过人耳的鼓膜、听小骨,最终传递到内耳的耳蜗,在那里被转化为神经信号,然后大脑才能将其解读为“声音”。而这个“转化”的过程,是高度依赖于声波的频率的。

3. 人类听觉的“灵敏度曲线”(等响曲线):响度并非越高就一定能听到

人类的耳朵对不同频率的声音,其灵敏度是不同的。我们最容易听到的声音,通常是在1000赫兹到4000赫兹之间,这是人类语言的黄金区域。而对于极低频或极高频的声音,耳朵的灵敏度会显著下降。

等响曲线: 科研人员通过实验绘制出了“等响曲线”(Equalloudness contours)。这条曲线表明,要在不同的频率下听到相同响度的感觉,所需的声音强度是不同的。例如,在20赫兹的频率上,即使声音的声压级非常高,它在我们耳朵里听起来也比在1000赫兹时,相同声压级的声音要小很多,甚至听不到。
10赫兹的挑战: 对于10赫兹这样极低频的声音,即使其能量(分贝值)非常巨大,也需要一个异常高的声压级才能勉强让耳朵感受到一点点“振动”,但这种振动可能更多的是身体的感知,而不是我们通常意义上的“听到”声音。人耳将如此缓慢的振动“解码”成声音的能力非常差。

4. 身体的感知 vs. 听觉的感知

到了非常低的频率,即使我们听不到声音,身体的某些部分可能能够感知到。

次声波(Infrasound): 频率低于20赫兹的声音被称为次声波。一些自然现象,如地震、火山爆发、海浪冲击等,都会产生次声波。虽然我们听不到它们,但某些频率的次声波理论上可以引起人体的某些生理反应,比如紧张、不安,甚至一些内脏的共振(当然,这通常需要非常高的强度)。
10赫兹的“触感”: 10赫兹的声音,如果能量足够大,你可能会感觉到空气在“推”你,或者身体有轻微的振动感,这更像是一种“触觉”的体验,而非“听觉”的体验。就像当你用力按压一个物体时,你感受到的是压力和形变,而不是听到声音。

总结一下:

你提到的10赫兹频率的声音,即使拥有高达10000分贝(或500分贝)的能量,人类也基本听不到。这是因为:

1. 频率不匹配: 10赫兹远远超出了人类听觉的频率范围(一般是20Hz20kHz)。
2. 灵敏度极低: 人耳对如此低频的声音极其不敏感,即使能量再大,也无法有效地转化为我们大脑能够识别的声音信号。
3. 物理限制: 10000分贝或500分贝的声压级在物理上几乎是不可能实现的,如果达到了这个程度,更可能造成的是物理性的损伤,而不是让你“听到”一个极端低频的声音。

所以,即使你能够发出这样一个“响”到离谱的10赫兹声音,人耳也只能无奈地将其忽略,就像你对着一块石头大喊,它也不会回应一样。声音的传递和感知,需要频率和能量的“双重配合”,而10赫兹的声音在这场配合中,已经“跑调”太远了。

网友意见

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10000 分贝只是个夸张说法,问题实质在于不在人耳识别频率内的声音是不是分贝多高都听不见。

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