Sone

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Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig. Weitere Bedeutungen sind unter Sone (Begriffsklärung) aufgeführt.
Physikalische Einheit
Einheitenname Sone
Einheitenzeichen \mathrm{sone}
Physikalische Größe(n) subjektive Lautheit
Formelzeichen N
Dimension \mathsf{1}
In SI-Einheiten \mathrm{}

Das Sone [soʊn] ist die psychoakustische Maßeinheit für die subjektive Lautheit N eines Schallereignisses, die auf einen Vorschlag von Stanley Smith Stevens aus dem Jahr 1936 zurückgeht.[1]

Definition[Bearbeiten]

Zusammenhang zwischen Sone und Phon

Die Definition der Lautheit N in Sone beruht auf der Definition des Lautstärkepegels LN in Phon.

Einem Lautstärkepegel von 40 phon wird hierbei die Lautheit 1 sone zugeordnet. Eine Lautstärke von 40 phon ist definiert durch die Lautstärke eines Sinustons mit der Frequenz 1 kHz und einem Schalldruckpegel von 40 dBSPL. Ein doppelt so laut empfundener Schall hat dann eine Lautheit von 2 sone und ein vierfach so laut empfundener Schall hat die Lautheit 4 sone, ein halb so laut empfundener Schall erhält eine Lautheit von 0,5 sone.

Dabei gilt für Lautheiten größer 1 sone, also für Lautstärkepegel größer 40 phon, dass eine Zunahme des Lautstärkepegels um 10 phon zu einer Verdopplung des Lautheitswerts in Sone führt. Für Lautheiten kleiner 1 sone, das heißt, für Lautstärkepegel kleiner 40 phon gilt dieser Zusammenhang nicht, hier führen schon Vergrößerungen/Verkleinerungen des Lautstärkepegels um weniger als 10 phon zu einer Verdopplung/Halbierung des Lautheitseindrucks (siehe die Abbildung oben rechts).

Die Maßeinheit Sone ist somit skaliert auf den Lautheitseindruck eines Sinustons von 40 dB. Will man für andere Geräusche die Lautheit bestimmen, muss dieses entweder durch vergleichende Hörversuche erfolgen oder die Wahrnehmung der Lautheit durch den Menschen muss durch entsprechende mathematische Modelle nachvollzogen werden.

DIN 45631 und ISO 532 B beschreiben genormte Messverfahren zur Lautheitsmessung. Diese Messverfahren bestimmen wahlweise den Lautstärkepegel in Phon oder die Lautheit in Sone.

Für Lautstärkepegel oberhalb von 40 phon, d. h. für Lautheiten größer als 1 sone kann die Beziehung zwischen der Lautheit N in Sone und dem Lautstärkepegel LN in Phon auch gemäß der unten stehenden vereinfachten Formel bestimmt werden (ISO-Empfehlung ISO/R 131-1959, gestrichelte Kurve im Bild oben). Für Lautstärkepegel unterhalb von 40 phon bzw. Lautheiten kleiner als 1 sone beschreibt diese Formel die wahrgenommene Lautstärke nicht mehr korrekt.

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Lautheit N (für LN > 40 phon):


N = \left(10^{\frac{L_N-40}{10}}\right)^{0.30103} \approx 2^{\frac{L_N-40}{10}} \,

oder

Lautstärkepegel LN (für N > 1 sone):


L_N = 40 + \frac{10 \log_{10}(N)}{\log_{10}(2)} \,

Einflüsse auf die Lautstärkewahrnehmung[Bearbeiten]

Die Lautstärkewahrnehmung des Menschen und damit auch die Lautheit in Sone hängen vom Schalldruckpegel, dem Frequenzspektrum und der zeitlichen Struktur des Schalls ab. Schallsignale mit gleichem Schalldruckpegel aber unterschiedlichem Frequenzspektrum und Zeitverhalten können zu sehr unterschiedlichen Lautheiten in Sone führen.

Wesentlichen Einfluss auf die Lautheit hat die Umsetzung der Schallsignale in Nervenimpulse im Innenohr. Je nach Stärke der Erregung der Nervenzellen wird ein Geräusch lauter oder leiser beurteilt. Verfahren zur Lautheitsmessung modellieren deshalb das Verhalten des menschlichen Gehörs. Zu den Bekanntesten zählt das Verfahren von Zwicker, das auf der Modellierung von Maskierungseffekten beruht.

Eine Messung der Lautheit in Sone ist dann sinnvoll, wenn eine Schallimmission beurteilt werden soll. Mehrere Computerzeitschriften messen den von Computern und ihren Komponenten abgestrahlten und auf den Menschen einwirkenden Schall in Sone. Die Wirkung des Schalls auf den Menschen steht bei allen Messungen der Lärmstörung im Vordergrund.

Beispiele[Bearbeiten]

Vergleich Schalldruck in Pascal, unbewerteter Schalldruckpegel in dB und Lautheit in Sone (Schallimmissionswerte):

Situation
und
Schallquelle
Schalldruck p
 
Pascal
Schalldruck-
pegel Lp
dB re 20 µPa
Lautheit
 

sone

Schmerzschwelle 100 Pa 134 dB ≈676 sone
Gehörschäden bei
Kurzzeit-Einwirkung
20 Pa ab 120 dB ≈256 sone
Düsenflugzeug
100 m entfernt
6,3–200 Pa 110–140 dB ≈128–1024 sone
Presslufthammer,
1 m entfernt / Diskothek
2 Pa ~ 100 dB ≈64 sone
Gehörschäden bei
Langzeit-Einwirkung
0,36 Pa ab 85 dB ≈22 sone
Hauptverkehrsstraße,
10 m entfernt
0,2–0,63 Pa 80–90 dB ≈16–32 sone
Pkw, 10 m entfernt 0,02–0,2 Pa 60–80 dB ≈4–16 sone
Fernseher in 1 m
Zimmerlautstärke
0,02 Pa ca. 60 dB ≈4 sone
Normale Unterhaltung,
1 m entfernt
2 · 10-3–6,3 · 10-3 Pa 40–50 dB ≈1–2 sone
Sehr ruhiges Zimmer 2 · 10-4–6,3 · 10-4 Pa 20–30 dB ≈0,15–0,4 sone
Blätterrauschen,
ruhiges Atmen
6,3 · 10-5 Pa 10 dB ≈0,02 sone
Hörschwelle bei 2 kHz 2 · 10-5 Pa 0 dB 0 sone
sone 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024
phon 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Stanley Smith Stevens: A scale for the measurement of the psychological magnitude: loudness. In: APA Journals (Hrsg.): Psychological Review. 43, Nr. 5,, 1936, S. 405-416. Abgerufen am 8.4.2009.

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]