Quelltext der Seite Sone

{{Begriffsklärungshinweis}}
{{Infobox Physikalische Einheit
| Name             = Sone
| Einheitenzeichen = <math>\mathrm{sone}</math>
| PhysGröße        = subjektive [[Lautheit]]
| Formelzeichen    = <math>N</math>
| Dimension        = <math>\mathsf{1}</math>
| SI               = <math>1</math>
| CGS              = 
| BenanntNach      = 
| SieheAuch        = 
}}

Das '''Sone''' [{{IPA|soʊn}}] ist die [[Psychoakustik|psychoakustische]] [[Maßeinheit]] für die subjektive [[Lautheit]]&nbsp;''N'' eines [[Schallereignis]]ses, die auf einen Vorschlag von [[Stanley Smith Stevens]] aus dem Jahr 1936 zurückgeht.<ref>{{cite journal
  | last = Stevens
  | first = Stanley Smith
  | title = A scale for the measurement of the psychological magnitude: loudness
  | journal = Psychological Review
  | volume = Band 43
  | issue = 5
  | pages = 405–416
  | publisher = APA Journals
  | location = 
  | date = 1936
  | url = http://psycnet.apa.org/journals/rev/43/5/405/
  | doi = 
  | id = {{ISSN|0033-295X}}
  | accessdate = 2009-04-08}}</ref> Das Sone ist keine [[Internationales Einheitensystem|SI-Einheit]] bzw. gesetzliche Einheit in der EU, wird aber durch die [[ISO 532]] definiert und in der Rechtsprechung als Standard verwendet.

== Definition ==
[[Datei:Akustik phon2sone3.jpg|mini|hochkant=1.4|Zusammenhang zwischen Sone und Phon]]
Die Definition der Lautheit&nbsp;''N'' in Sone beruht auf der Definition des [[Lautstärkepegel]]s ''L''<sub>N</sub> in [[Phon (Einheit)|Phon]]:

Einem Lautstärkepegel von 40&nbsp;phon wird die Lautheit 1&nbsp;sone zugeordnet.<ref>[https://www.spektrum.de/lexikon/physik/sone/13438 Sone] – ''Lexikon der Physik'', Spektrum Akademischer Verlag, 1998</ref> (Eine Lautstärke von 40&nbsp;phon ist definiert als Lautstärke eines [[Sinuston]]s mit der [[Frequenz]] 1&nbsp;kHz und einem [[Schalldruckpegel]] von 40&nbsp;[[Dezibel|dB]]&nbsp;SPL.) Ein doppelt so laut [[Hörereignis|empfundener]] Schall hat dann eine Lautheit von 2&nbsp;sone, ein viermal so laut empfundener Schall eine von 4&nbsp;sone und ein halb so laut empfundener Schall eine von 0,5&nbsp;sone.

=== Lautheit > 1 sone ===
Für Lautheiten größer 1&nbsp;sone, also für Lautstärkepegel über 40&nbsp;phon, führt jede Zunahme des Lautstärkepegels um 10&nbsp;phon zu einer Verdopplung des Lautheitswerts in Sone (siehe Abbildung).

{{Belege fehlen}}
In diesem Bereich kann die Beziehung zwischen der Lautheit&nbsp;''N'' in Sone und dem Lautstärkepegel&nbsp;''L''<sub>N</sub> in Phon auch gemäß folgender vereinfachter Formel bestimmt werden (ISO-Empfehlung ISO/R&nbsp;131-1959, gestrichelte Kurve im Bild oben):

: <math>N = \left(10^{\frac{L_N-40}{10}}\right)^{0.30103} \approx 2^{\frac{L_N-40}{10}}</math>
:<math>\begin{align}
\Leftrightarrow L_N & \approx 40 + 10 \cdot \frac{\log_{10}(N)}{\log_{10}(2)}\\
& = 10 \cdot (4 + \log_2(N))
\end{align}</math>

=== Lautheit < 1 sone ===
Für Lautstärkepegel unterhalb von 40&nbsp;phon bzw. Lautheiten kleiner als 1&nbsp;sone beschreibt die o.&nbsp;g. Formel die wahrgenommene Lautstärke nicht mehr korrekt, hier führen schon Vergrößerungen/Verkleinerungen des Lautstärkepegels um weniger als 10&nbsp;phon zu einer Verdopplung/Halbierung des Lautheitseindrucks.

=== Ermittlung ===
Will man die Lautheit für andere Geräusche als Sinustöne bestimmen, so muss dies entweder durch vergleichende [[Hörversuch]]e erfolgen oder die Wahrnehmung der Lautheit durch den Menschen muss durch entsprechende mathematische Modelle nachvollzogen werden.

Genormte Messverfahren zur Lautheitsmessung werden beschrieben in DIN&nbsp;45631 und ISO&nbsp;532&nbsp;B. Diese Messverfahren bestimmen wahlweise die Lautheit in Sone oder den Lautstärkepegel in Phon.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.akustik-messen.de/index.php/de/grundlagen/grundlagen-der-psycho-akustik/grundlagen-psychoakustik-lautheit-sone |titel=Grundlagen der Psychoakustik: Lautheit in Sone |sprache=de |abruf=2024-02-18}}</ref>

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

Wesentlichen Einfluss auf die Lautheit hat die Umsetzung der Schallsignale in Nervenimpulse im [[Innenohr]]. Je nach Stärke der Erregung der [[Nervenzelle]]n wird ein Geräusch lauter oder leiser beurteilt. Verfahren zur Lautheitsmessung [[modell]]ieren deshalb das Verhalten des menschlichen [[Auditive Wahrnehmung|Gehörs]]. Zu den bekanntesten zählt das Verfahren von [[Eberhard Zwicker]], das auf der Modellierung von [[Maskierungseffekt]]en beruht.

Eine Messung der Lautheit in Sone ist dann sinnvoll, wenn eine [[Schallimmission]] beurteilt werden soll. Mehrere [[Computerzeitschrift]]en 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.

Oft laufende Geräte wie PCs, Kühlschränke in Volllast sollten hier im Bereich von Wohnen und Arbeit unterhalb von 0,4 Sone und dazu noch besser im Leerlauf oder Teillast unterhalb 0,1 Sone liegen, um störende Dauerbelastungen zu vermeiden. Lautstärken über 1 Sone werden oft schon als störend und belastend empfunden.

== Beispiele ==
{{Überarbeiten|grund=Die Sone-Angaben stimmen nur sehr grob, da sie hier in der Tabelle aus dem unbewerteten Schalldruckpegel berechnet wurden, sich in Wirklichkeit aber auf den Lautstärkepegel in Phon beziehen, der zahlenmäßig um 10-20 dB bzw. phon vom unbewerteten Schalldruckpegel abweichen kann. Außerdem ist es Wikipedia-Standard, typische Größenordnungen in den Artikel zur Größe (hier: [[Lautheit]]) zu packen und nicht in den Artikel zur Maßeinheit.}}

Vergleich [[Schalldruck]] in [[Pascal (Einheit)|Pascal]], unbewerteter Schalldruckpegel in [[Dezibel]] (dB) und Lautheit in Sone ([[Schallimmission]]swerte):

{| class="wikitable"
|- class="hintergrundfarbe6"
! Situation<br />und<br />Schallquelle !! Schalldruck ''p''<br /> <br /> Pascal !! Schalldruck-<br /> pegel ''L''<sub>p</sub><br />dB re 20 µPa !!width="120px"| Lautheit<br /> <br /> sone
|-
| [[Schmerzschwelle]] ||style="text-align:right"| 100 Pa ||style="text-align:right"| 134 dB ||style="text-align:right"| '''≈676 sone'''
|-
| Gehörschäden bei<br />Kurzzeit-Einwirkung ||style="text-align:right"| 20 Pa ||style="text-align:right"| ab 120 dB ||style="text-align:right"| '''≈256 sone'''
|-
| [[Düsenflugzeug]]<br /> 100 m entfernt ||style="text-align:right"| 6,3–200 Pa ||style="text-align:right"| 110–140 dB ||style="text-align:right"| '''≈128–1024 sone'''
|-
| [[Presslufthammer]],<br />1 m entfernt / Diskothek ||style="text-align:right"| 2 Pa ||style="text-align:right"| ~ 100 dB ||style="text-align:right"| '''≈64 sone'''
|-
| Gehörschäden bei<br />Langzeit-Einwirkung ||style="text-align:right"| 0,36 Pa ||style="text-align:right"| ab 85 dB ||style="text-align:right"| '''≈22 sone'''
|-
| Hauptverkehrsstraße,<br />10 m entfernt ||style="text-align:right"| 0,2–0,63 Pa ||style="text-align:right"| 80–90 dB ||style="text-align:right"| '''≈16–32 sone'''
|-
| [[Pkw]], 10 m entfernt ||style="text-align:right"| 0,02–0,2 Pa ||style="text-align:right"| 60–80 dB ||style="text-align:right"| '''≈4–16 sone'''
|-
| [[Fernseher]] in 1 m<br />[[Zimmerlautstärke]] ||style="text-align:right"| 0,02 Pa ||style="text-align:right"| ca. 60 dB ||style="text-align:right"| '''≈4 sone'''
|-
| Normale Unterhaltung,<br />1 m entfernt ||style="text-align:right"| 2 · 10<sup>−3</sup>–6,3 · 10<sup>−3</sup> Pa ||style="text-align:right"| 40–50 dB ||style="text-align:right"| '''≈1–2 sone'''
|-
| Sehr ruhiges Zimmer ||style="text-align:right"| 2 · 10<sup>−4</sup>–6,3 · 10<sup>−4</sup> Pa ||style="text-align:right"| 20–30 dB ||style="text-align:right"| '''≈0,15–0,4 sone'''
|-
| Blätterrauschen,<br />ruhiges Atmen ||style="text-align:right"| 6,3 · 10<sup>−5</sup> Pa ||style="text-align:right"| 10 dB ||style="text-align:right"| '''≈0,02 sone'''
|-
| [[Hörschwelle]] bei 2 kHz ||style="text-align:right"| 2 · 10<sup>−5</sup> Pa ||style="text-align:right"| 0 dB ||style="text-align:right"| '''0 sone'''
|}

{| class="wikitable"
|- class="hintergrundfarbe6"
! ''sone''
| 1 || 2 || 4 || 8 || 16 || 32 || 64 || 128 || 256 || 512 || 1024
|-
! ''phon''
| 40 || 50 || 60 || 70 || 80 || 90 || 100 || 110 || 120 || 130 || 140
|}

== Siehe auch ==
* [[bewerteter Schalldruckpegel]]

== Literatur ==
* Ville Pulkki, [[Matti Antero Karjalainen|Matti Karjalainen]]: ''Communication Acoustics: An Introduction to Speech, Audio and Psychoacoustics.'' John Wiley & Sons, 2015, ISBN 978-1-118-86654-2.

== Weblinks ==
{{Wiktionary}}
* [http://www.sengpielaudio.com/RechnerSonephon.htm Umrechnung von Lautheit N (sone) in Lautstärkepegel L (phon) und Lautstärkepegel L (phon) in Lautheit N (sone)]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Hören]]
[[Kategorie:Maßeinheit (Medizin)]]
[[Kategorie:Psychoakustik]]