Mel ist die Maßeinheit für die psychoakustische Größe Tonheit mit dem Formelzeichen Z (oder z) und beschreibt die wahrgenommene Tonhöhe. Die Mel-Skala wurde 1937 von Stanley Smith Stevens, John Volkman und Edwin Newmann vorgeschlagen. Die Bezeichnung Mel leitet sich vom englischen Wort melody ab.

Basis für die Definition der Mel-Skala nach Stanley Smith Stevens ist der Ton mit der Frequenz f = 1000 Hertz, ihm wird die Tonheit Z = 1000 mel zugeordnet.

Ein Ton, der doppelt so hoch wahrgenommen wird, erhält den doppelten Tonheitswert, ein Ton, der als halb so hoch wahrgenommen wird, den halben Tonheitswert. Mit Hilfe psychoakustischer Versuche kann so die Tonheitsskala bestimmt werden.

Eberhard Zwicker definierte später eine Mel-Skala basierend auf der Bark-Skala mit dem musikalische Ton C als Basis. Diesem Ton mit der Frequenz f = 131 Hertz wird die Tonheit Z = 131 mel zugeordnet.

Der restliche Artikel bezieht sich auf die Skala nach Eberhard Zwicker.

Akustik_hz2mel.jpg Für den Zusammenhang zwischen Tonheit und Frequenz gilt:

• Für Frequenzen f kleiner als 500 Hz stimmen die Skalen von Tonheit und Frequenz überein. Eine Verdopplung der Frequenz von 100 Hz auf 200 Hz führt somit zu einer Verdopplung der Tonheit von 100 mel auf 200 mel. Ein musikalisches Intervall von einer Oktave entspricht hier einer Verdopplung der empfundenen Tonhöhe.
• Für Frequenzen f größer als 500 Hz stehen Frequenz und Tonheit in einem nichtlinearen Zusammenhang. So muss zum Beispiel die Frequenz eines Tons von 1500 Hz auf 10000 Hz erhöht werden, um eine Verdopplung der Tonheit von 1100 mel auf 2200 mel zu erreichen; es ist hier ein musikalisches Intervall von mehr als 3 Oktaven erforderlich, um eine Verdopplung der empfundenen Tonhöhe zu erzielen. Das heißt, in diesem Frequenzbereich werden Tonintervalle kleiner wahrgenommen als sie es musikalisch gesehen sind.

Akustik_Basilarlen2mel2hz.jpg

Es lassen sich 620 Empfindungsstufen der Tonheit mit einer konstanten Breite von 3,9 mel unterscheiden. Der gesamte Hörbereich von 16 Hz bis 19000 Hz umfasst 2400 mel.

Die Tonhöhenwahrnehmung und Innenohr-Mechanik stehen in einem engen Verhältnis zueinander. Zwischen der Tonheit und dem Ort maximaler Schwingungsamplitude der Basilarmembran des Innenohrs besteht ein linearer Zusammenhang; das heißt, gleichen Strecken auf der Basilarmembran entsprechen gleiche Tonheitsdifferenzen.

Ein weiteres Maß der Tonheit ist das Bark:
1 Bark = 100 mel oder 1 mel = 0,01 Bark

Siehe auch

Maßeinheit | Psychoakustik | Hören

Mel scale | Escala Mel