Phon ist eine Maßeinheit der psychoakustischen Größe für den
Lautstärkepegel. Neben der Lautheit in sone wird der Lautstärkepegel in
phon dazu benutzt, die empfundene Lautstärke, mit der ein Mensch ein
Schallereignis wahrnimmt, zu beschreiben.

Der Wert in phon gibt an, welchen Schalldruckpegel ein Sinuston mit einer
Frequenz von 1000 Hz besitzt, der gleich laut wie das Schallereignis
empfunden wird. Durch diesen Vergleich der empfundenen Lautstärke
eines beliebigen Schallsignals mit der Lautstärke eines Referenzsignals
(Sinuston 1 kHz) ist es möglich, die Hörempfindung zu beschreiben,
nämlich mit dem Abstand des Pegelwerts zum Referenzsignal.
Die untere Hörschwelle liegt bei etwa 3 phon. Dieses ergibt sich aus dem
Sachverhalt, dass die Hörschwelle bei einer Frequenz von 1 kHz gerade
3 dB beträgt, d. h., der Schalldruckpegel des 1 kHz-Referenzsignals an der
Hörschwelle beträgt 3 dB. Die Schmerzschwelle liegt bei etwa 130 phon.
Lautere Geräusche werden als Schmerz wahrgenommen und können selbst
bei kurzzeitiger Einwirkung zu Hörschäden führen.
Mit Hörgrenze wird die hohe obere (rechte) Frequenzgrenze um 19 kHz und
die tiefe untere (linke) Frequenzgrenze um 20 Hz des Hörbereichs bzw. der
der Hörfläche bezeichnet.

Zusammenhang zwischen Lautstärke und Lautheit

Die Größe des Lautstärkepegels in phon dient in der Praxis hauptsächlich
der Erkennung gleicher Lautstärken über die sogenannten Isophone der
Kurven gleicher Lautstärke. Ein quantitativer Vergleich unterschiedlicher
Lautstärken ist über die Phon-Skala dagegen nur eingeschränkt möglich.
Dieses kommt daher, dass z. B. eine Verdopplung des Schalldruckpegels
des 1 kHz Referenzsignals nicht auch zu einer Verdopplung der
wahrgenommenen Lautstärke führt. Daraus ergibt sich, dass ein doppelter
Phon-Wert nicht der auditiven Wahrnehmung einer doppelt so großen
Lautstärke entspricht. Was immer auch doppelt so laut hier bedeuten soll.
Insofern ist noch eine weitere Größe zur psychoakustischen Beurteilung der
Lautstärke notwendig, die einen solchen linearen Zusammenhang zwischen
objektivem Zahlenwert und psychoakustischem Effekt besitzt. Dieses wird
von der psychoakustischen Größe Lautheit mit ihrer Einheit sone geleistet:
Einem Geräusch, das den Lautstärkepegel 40 phon besitzt, wird die
Lautheit "1 sone" zugewiesen. Ein Geräusch, das "doppelt so laut"
empfunden wird, erhält die doppelte Lautheit (also 2 sone), usw. Oberhalb
von 40 phon besteht ein linearer Zusammenhang zwischen sone und phon
(siehe obige Abbildung). Eine Zunahme des Lautstärkepegels um 10 phon
entspricht hier einer Verdopplung der empfundenen Lautstärke. Z. B. soll
ein Geräusch der Lautstärke 100 phon 64-mal (?) so laut wahrgenommen
werden, wie ein Geräusch mit 40 phon. Anmerkung: Ist so etwas überhaupt
vorstellbar? Was ist eigentlich 64-mal so laut? Ist diese Angabe einer
gehörten Empfindung nicht Unsinn?

Die Behauptung, dass die Sone-Messung mehr "menschliche Daten" zur
Lautheitsbestimmung bewertet, als nur den Schalldruckpegel, ist falsch.

Ziemliche "Ungenauigkeit" auf: http://www.code-knacker.de/sone.htm

"Im Unterschied zu anderen Messmethoden, wie etwa beim dB (Dezibel),
das den physikalischen Schalldruck beschreibt, aber nicht das eher einem
Rauschen oder Pfeifen ähnelnde Frequenzspektrum (Computerfestplatte,
Prozessor-Lüfter, Netzteilbrummen, Elektrorasierer), berücksichtigt eine
sone-Messung auch, wie sehr ein Geräusch den Menschen auf Dauer nervt,
es wird sozusagen der Nerv-Faktor mitgemessen." Anm.: Das ist Unsinn.

Diese Antwort ist nicht richtig. Die Phon-Messung (Lautstärkepegel) hat gegenüber der
Sone-Messung (Lautheit) nur eine andere Skala. Es gibt kein Ohrkurven-Bewertungsfilter.
Dabei wird kein Nervfaktor und keine Dauer des Geräuschs mitgemessen.

Das physiologische Empfinden wird bei Sonemessungen eben nicht
berücksichtigt, wie hier zu finden ist:
http://de.shuttle.com/de/desktopdefault.aspx/tabid-40/857_read-13132/

"Lautheit: Einheit Sone - Da die meisten menschenbestimmte
Frequenzbereiche als störender empfinden als andere Geräusche, hat man
ein Messverfahren zur Ermittlung der "Lautheit" entwickelt, die in Sone
gemessen wird. Hier wird das physiologische Empfinden berücksichtigt."

Antwort: Die Phon- bzw. die dB-Messung bei einem Sinuston von 1 kHz hat gegenüber
Sone nur eine andere Skala. Es gibt kein Ohrkurven-Bewertungsfilter. Dabei wird kein
physiologisches Empfinden berücksichtigt. Die Messung beschreibt nicht wie angenehm
oder störend ein Ton ist. Ein Sinuston wird von vielen Menschen sicher angenehmer
empfunden als das Geräusch eines Zahnarztbohrers gleicher Lautheit.

Behauptung: "Die Sone-Skala entspricht eher dem menschlichen Hören;
hier bedeutet eine Verdoppelung des Werts ungefähr einer subjektiv
wahrgenommene Verdoppelung der Lautstärke."

Antwort: Dass 4 sone die meisten Menschen angeblich als doppelt so laut empfinden, wie
2 sone, ist doch keine Erklärung dafür, dass die Messung in Sone der Messung in Phon
überlegen sei. Die Definition der Lautheit N in Sone beruht doch auf der Definition des
Lautstärkepegels L_N in Phon.

Ist 10 dB oder 6 dB Schallpegeländerung eine Verdopplung oder Halbierung der Lautstärke?
Über den Zusammenhang zwischen Schallpegel und Lautheit gibt es verschiedene Theorien. Weit
verbreitet ist immer noch die Theorie des Psychoakustik-Pioniers Stanley Smith Stevens, der angibt,
dass die doppelte oder die halbe Lautheitsempfindung einer Pegeldifferenz von 10 dB entspricht.
Neuere Untersuchungen von Richard M. Warren führen dagegen zu einer Pegeldifferenz von 6 dB. *)
Das heißt, dass doppelter Schalldruck einer doppelten Lautheit entspricht. Der Psychologe
John G. Neuhoff fand heraus, dass das Gehör für ansteigende Pegel empfindlicher ist als für abfallende
Pegel. Bei gleicher Pegeldifferenz ist die Lautheitsänderung von leise nach laut stärker als von laut nach
leise.
Die derzeitige Skala der Sone Lautheit stellt damit keine grundlegende Beziehung zwischen Reiz und
Empfindung dar.
Die Lautheit N in sone ist eine physiologische Größe zum subjektiven Vergleich von Schallquellen.
Eine Verdopplung der Lautheit N soll in etwa einer Änderung des Lautstärkepegels L_N von 6 bis 10 phon
entsprechen.
Formel nach Stevens N = 2^{0,1(LN – 40)} sone. Hierbei wurde willkürlich festgelegt, dass die Lautheit
N = 1 sone der Lautstärke L_N = 40 phon eines 1 kHz-Tons entsprechen soll.
*) Richard M. Warren, "Elimination of Biases in Loudness Judgments for Tones"

Hieraus folgt, dass die Bestimmung der doppelten Lautstärke (Lautheit) nicht wie bisher so
dogmatisch festgelegt werden sollte. Wirklichkeitsnäher ist die Angabe: