Phon
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LoslegenSynonym: Fon
Englisch: phon
Definition
Das Phon bzw. phon ist die psychoakustische Maßeinheit des Lautstärkepegels. Sie beschreibt die subjektiv empfundene Lautstärke eines Schalls im Verhältnis zu einem Referenzton und berücksichtigt die frequenzabhängige Empfindlichkeit des menschlichen Gehörs.
Grundlagen
Der Schalldruckpegel wird in Dezibel (dB) gemessen und beschreibt eine rein physikalische Größe – den Wechseldruck einer Schallwelle. Er ist frequenzunabhängig und eignet sich daher nicht zur Abbildung der subjektiven Hörwahrnehmung.
Das Phon hingegen berücksichtigt, dass das menschliche Gehör bei verschiedenen Frequenzen unterschiedlich empfindlich ist: Es reagiert am empfindlichsten im Bereich von etwa 1.000 bis 4.000 Hertz (Hz). Tiefe und sehr hohe Frequenzen müssen bei gleicher subjektiver Lautstärke einen deutlich höheren Schalldruckpegel aufweisen.
Der Lautstärkepegel in Phon entspricht dem Schalldruckpegel (in dB SPL) eines Sinustons bei 1.000 Hz, der von einem Normalhörenden gleich laut empfunden wird wie der zu beurteilende Schall. Bei 1.000 Hz stimmt daher der Wert in Phon mit dem Wert in Dezibel überein.
Das Phon beschreibt den subjektiven Lautstärkepegel, jedoch nicht die Lautheit selbst. Die Lautheit wird mit der Einheit Sone angegeben. Dabei entspricht eine Lautheit von 1 Sone per Definition einem Lautstärkepegel von 40 phon bei 1.000 Hz. Eine Verdopplung der Lautheit entspricht näherungsweise einer Verdopplung des Sone-Werts.
Isophone
Die Abhängigkeit des Lautstärkeempfindens von der Frequenz wird durch Kurven gleicher Lautstärke, die sogenannte Isophone, dargestellt. Die heute gebräuchlichen Isophonen basieren auf der ISO-Norm 226, welche die frequenzabhängige Lautheitswahrnehmung normalhörender Personen beschreibt. Jede Kurve verbindet diejenigen Schalldruckpegel-Frequenz-Kombinationen, die vom Normalhörenden als gleich laut wahrgenommen werden.
Wichtige Merkmale der Isophone sind:
- Bei niedrigen Frequenzen (< 500 Hz) muss der Schalldruckpegel deutlich höher sein, um denselben Lautstärkeeindruck wie bei 1.000 Hz zu erzeugen.
- Im Bereich von 3.000–4.000 Hz ist das Gehör am empfindlichsten (Resonanz des äußeren Gehörgangs); hier ist weniger Schalldruck nötig.
- Die Form der Kurven verändert sich mit zunehmender Lautstärke: Bei hohen Lautstärkepegeln werden tiefe Töne relativ lauter wahrgenommen (verminderte Frequenzselektivität).
Beispiele
| Blätterrauschen | 10 Phon |
| Flüstern | 20 Phon |
| Umgangssprache | 50 Phon |
| starker Straßenlärm | 70 Phon |
| Presslufthammer (in der Nähe) | 90 Phon |
| Motorrad (in der Nähe) | 100 Phon |
| Flugzeugmotor (3 m entfernt) | 120 Phon |
Klinik
Audiologie
Das Phon-Konzept ist klinisch bedeutsam, da ein Hörverlust nicht nur die Hörschwelle anhebt, sondern auch die Form der Isophone verändert. Bei Personen mit sensorineuralem Hörverlust ist der vertikale Abstand zwischen den Isophonen verringert.[1]
Lärm
Bei der Beurteilung von Lärmbelastung und lärmbedingter Schwerhörigkeit spielt die frequenzgewichtete Schallpegelmessung (A-Bewertung) eine zentrale Rolle, die konzeptionell auf dem Phon-Prinzip basiert. Messungen in urbanen Musikveranstaltungen haben durchschnittliche äquivalente Dauerschallpegel von über 112 dB(A) ergeben – Werte, die weit über den Empfehlungen des National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) liegen und bereits bei kurzer Exposition zu lärmbedingtem Hörverlust führen können.[2]
Sprachtherapie
In der Phoniatrie und Logopädie werden Phon-Spektren genutzt, um die wahrgenommene Lautstärke der eigenen Stimme zu analysieren. Phon-Spektren ermöglichen eine differenzierte Bewertung der auditiven Rückkopplungskontrolle bei Sprechern.[3]
Abgrenzung
| Einheit | Beschreibung | Typ |
|---|---|---|
| Dezibel (dB SPL) | Physikalischer Schalldruckpegel, frequenzunabhängig | Physikalisch |
| Phon (phon) | Psychoakustischer Lautstärkepegel, frequenzgewichtet, bezogen auf 1.000 Hz | Psychoakustisch |
| Sone (sone) | Wahrgenommene Lautstärke auf einer linearen Verhältnisskala; 1 sone = 40 phon | Psychoakustisch |
| dB(A) | Frequenzbewerteter Schallpegel (A-Filter), Näherung an die Phon-Kurve bei ca. 40 phon | Physikalisch-gewichtet |
Quellen
- ↑ Rasetshwane DM et al. Categorical loudness scaling and equal-loudness contours in listeners with normal hearing and hearing loss. J Acoust Soc Am. 2015;137(4):1899-913.
- ↑ Tittman SM et al. No Shortage of Decibels in Music City: Evaluation of Noise Exposure in Urban Music Venues. Laryngoscope. 2021;131(1):25-27.
- ↑ Lee SH et al. Influence of Voice Focus on Auditory Feedback Control of Speech Using Long-Term Average Spectrum, Phon Spectrum, and Accelerometry. J Speech Lang Hear Res. 2024;67(12):4598-4613.