我们是如何听到并理解声音的？

声音是由物体振动所产生，它具有三个基本物理参量，即频率、振幅和相位（图1）。

频率的单位是赫兹（Hz），1 Hz表示1秒内来回振动1次，人耳能感觉到20-20 000 Hz的声音。

振幅代表声音的强度，有物理量度和等级量度。物理量度有声强和声压。声强是指声波在单位时间内作用在与其传递方向垂直的单位面积上的能量，声压是指传递媒介（如空气、水、固体等）中心在有声波传播和无声波传播时的压强之差。由于人耳能听到的声音强度范围很大，最大值和最小值之间相差1012倍，且人耳感觉声音的大小与两个声强比值的对数成比例。因此，用对数尺度来表示声音强度的等级更加方便，其单位是贝尔（B）或者分贝尔（dB）。

相位是振动质点在特定的时刻处于振动周期中的位置，为质点是否在波峰、波谷或它们之间的某点的标度。通常以度（角度）作为单位，也称作相角。 当振动波形以周期的方式变化，波形循环一周即为360o ，各相位的质点的振幅不同。发声源传递的振动到达左右耳的相位不同，从而分别对左右耳产生不同的刺激，我们因此而定位声源。

图1. 声波的三个参量。

图2. 人听觉系统示意图。

听觉系统由外耳、中耳、内耳和听觉中枢组成（图2）。外耳包括耳廓、外耳道和鼓膜。耳廓的形状有利于声波能量的聚集、收集声音及声源位置的判断。外耳道是声波传导的通道，一端开口于耳廓中心，一端终止于鼓膜，长约25 mm，同时它也是一个有效的共鸣腔，能使较弱的声波振动得到加强，并引起鼓膜振动。人外耳道共振频率为3kHz-4kHz。由于空气和液体的特性差异，声波如果直接从空气直接传递到内耳淋巴液将会造成能量损失30-36dB。中耳内有三块起杠杆作用的听小骨（包括锤骨、砧骨和镫骨），增压1.3倍，鼓膜的面积是镫骨底板振动内耳淋巴液面积的18.6倍，二者总计增压27.6dB，基本消除了声波直接从空气接传递到内耳淋巴液造成的能量损失。内耳包括耳蜗和前庭，耳蜗的Corti氏器实现声-电转化过程，淋巴液的振动刺激Corti氏器的毛细胞，将机械振动能转化为变化的电信号，通过神经细胞及其纤维传递至听觉中枢（图3）。听觉中枢（大脑颞叶）对电信号进行精确分析，并赋予各种意义。

图3.从耳蜗到中枢的听觉传导通路。