5 Frekvenční spektrum houslí
Pod pojmem zabarvení tónu se rozumí ta jeho vlastnost, podle které se dají rozeznat dva tóny stejné výšky a intenzity, avšak zahrané na různých hudebních nástrojích. Příčinou této rozličnosti je nestejný časový průběh kmitání v periodě ve stejném smyslu jako je to u složených tónů - nestejné zastoupení vyšších harmonických tónů ve složeném tóně, přičemž podle zkušeností rozhoduje pouze jejich frekvence a amplituda, nikoli však jejich fázová konstanta. Tato okolnost umožňuje vyjádřit složený hudební tón jeho tzv. frekvenčním spektrem, ve kterém délky akustických spektrálních čar vyjadřují amplitudy harmonických složek složeného tónu. Obr. 5 představuje frekvenční spektrum houslí.

Hudební zvuky, ve kterých je mnoho vyšších harmonických tónů, avšak s intenzitami, které se zmenšují s jejich pořadovým číslem, vnímáme jako plné. Tyto zvuky je možné vytvořit například zahráním nerozložených akordů na hudebních nástrojích. Když jsou z vyšších harmonických tónů silné jen některé, zvuk nabývá pronikavosti a lesku, jako například zvuk houslí. Zvuk, ve kterém jsou zastoupené jen harmonické tóny s menšími frekvencemi, se jeví jako dutý.

Subjektivní dojem výšky tónu závisí kromě jeho frekvence i na jeho intenzitě a zabarvení. Pro tuto příčinu se v hudební akustice výška tónu určuje jeho subjektivním porovnáním s jednoduchým tónem, jehož hladina intenzity se nazývá mel.

Obsah

Hladina intenzity a hlasitosti zvuku
Zvuky vnímáme jako silné nebo slabé. Za objektivní fyzikální míru síly zvuku byla zvolena střední hodnota intenzity příslušného zvukového vlnění, která má význam energie vlnivého pohybu, procházejícího za jednotku času skrz plošnou jednotku, kolmou na směr postupu vlnění.

V důsledku toho, že sluch je nestejně citlivý pro tóny různých výšek, může být subjektivní síla zvuku neboli hladina jeho hlasitosti různá i u dvou zvuků se stejnou intenzitou. Mimo to platí, že subjektivní síla zvuku neroste úměrně s jeho fyzikální intenzitou, ale zhruba podle Weberova a Fechnerova fyziologického zákona: roste-li fyzikální intenzita tónu i dané frekvence geometricky, jeho subjektivní účinek h se zvětšuje přibližně jen aritmeticky (se stejným přírůstkem). Přibližné správné matematické vyjádření závislosti intenzity tónu k hladině jeho hlasitosti má tedy tvar:


Konstanty k a a v tomto vzorci mohou být určeny volbou intenzity tónu, jehož hladina hlasitosti se má například rovnat nule, a volbou její jednotky.

Jestliže ucho nemůže vnímat zvuk libovolně malé intenzity, je přirozené označit nulou hladinu hlasitosti zvuku určitého složení, které lidské ucho právě už nevnímá. Jeho intenzita se nazývá prahová intenzita a označuje se i0.