Garso ir sąlyginio skirstymo terminijos girdimas dažnių diapazonas. Įvairių dažnių ir amplitudių garso bangų suvokimas Kaip viena ausimi girdintis žmogus suvokia garsus

Žmogus garsą suvokia per ausį (pav.).

Kriauklė yra lauke išorinė ausis , einantis į klausos landą skersmens D 1 = 5 mm ir ilgis 3 cm.

Toliau – ausies būgnelis, kuris vibruoja veikiant garso bangai (rezonuoja). Membrana pritvirtinta prie kaulų vidurinė ausis perduodant vibraciją į kitą membraną ir toliau į vidinę ausį.

vidinė ausis turi susukto vamzdelio ("sraigės") su skysčiu formą. Šio vamzdžio skersmuo D 2 = 0,2 mm ilgio 3-4 cm ilgai.

Kadangi oro vibracijos garso bangoje yra pakankamai silpnos, kad tiesiogiai sužadintų skystį sraigėje, vidurinės ir vidinės ausies sistema kartu su jų membranomis atlieka hidraulinio stiprintuvo vaidmenį. Vidinės ausies būgninės membranos plotas yra mažesnis nei vidurinės ausies membranos plotas. Garso spaudimas ausų būgneliams yra atvirkščiai proporcingas sričiai:

.

Todėl vidinės ausies spaudimas žymiai padidėja:

.

Vidinėje ausyje per visą ilgį ištempta kita plėvelė (išilginė), kuri ausies pradžioje yra standi, o gale – minkšta. Kiekviena šios išilginės membranos dalis gali svyruoti savo dažniu. Aukšto dažnio svyravimai sužadinami kietojoje dalyje, o žemo dažnio – minkštojoje. Išilgai šios membranos yra vestibulokochlearinis nervas, kuris suvokia virpesius ir perduoda juos į smegenis.

Žemiausias garso šaltinio virpesių dažnis 16-20 Hz ausis suvokia kaip žemo dažnio garsą. Regionas jautriausia klausa fiksuoja dalį vidutinio dažnio ir dalį aukšto dažnio subdiapazonų ir atitinka dažnio intervalą nuo 500 Hz prieš 4-5 kHz . Žmogaus balsas ir daugumos mums svarbių gamtoje vykstančių procesų skleidžiami garsai turi dažnį tame pačiame intervale. Tuo pačiu metu garsai, kurių dažnis 2 kHz prieš 5 kHz pagauna už ausies skambant ar švilpiant. Kitaip tariant, svarbiausia informacija perduodama garso dažniais iki maždaug 4-5 kHz.

Pasąmoningai žmogus skirsto garsus į „teigiamus“, „neigiamus“ ir „neutralius“.

Neigiami garsai apima garsus, kurie anksčiau buvo nepažįstami, keisti ir nepaaiškinami. Jie sukelia baimę ir nerimą. Jie taip pat apima žemo dažnio garsus, tokius kaip žemas būgnas ar vilko kaukimas, nes jie sukelia baimę. Be to, baimė ir siaubas sužadina negirdimą žemo dažnio garsą (infragarsą). Pavyzdžiai:

XX amžiaus 30-aisiais didžiulis vargonų vamzdis buvo naudojamas kaip scenos efektas viename iš Londono teatrų. Nuo šio vamzdžio infragarso visas pastatas drebėjo, o žmonėse apsigyveno siaubas.

Nacionalinės fizikos laboratorijos Anglijoje darbuotojai atliko eksperimentą, įprastų akustinių klasikinės muzikos instrumentų garsą papildydami itin žemais (infragarsiniais) dažniais. Klausytojai jautėsi prastos nuotaikos ir išgyveno baimės jausmą.

Maskvos valstybinio universiteto Akustikos katedroje buvo atlikti roko ir pop muzikos įtakos žmogaus organizmui tyrimai. Paaiškėjo, kad pagrindinio kompozicijos „Deep People“ ritmo dažnis sukelia nevaldomą jaudulį, savęs kontrolės praradimą, agresyvumą aplinkiniams ar neigiamas emocijas sau. Kompozicija „The Beatles“, iš pirmo žvilgsnio harmoninga, pasirodė žalinga ir net pavojinga, nes jos bazinis ritmas yra apie 6,4 Hz. Šis dažnis rezonuoja su krūtinės, pilvo ertmės dažniais ir yra artimas natūraliam smegenų dažniui (7 Hz.). Todėl klausantis šios kompozicijos ima skaudėti ir pamažu griūva pilvo ir krūtinės audiniai.

Infragarsas sukelia vibracijas įvairiose žmogaus kūno sistemose, ypač širdies ir kraujagyslių sistemoje. Tai turi neigiamą poveikį ir gali sukelti, pavyzdžiui, hipertenziją. Virpesiai 12 Hz dažniu, jei jų intensyvumas viršija kritinę ribą, gali sukelti aukštesniųjų organizmų, įskaitant žmones, mirtį. Šis ir kiti infragarso dažniai yra pramoniniame triukšme, greitkelių triukšme ir kituose šaltiniuose.

komentuoti: Gyvūnams muzikinių ir jų pačių dažnių rezonansas gali sukelti smegenų funkcijos irimą. Kai skamba „metal rock“, karvės nustoja duoti pieno, o kiaulės, atvirkščiai, dievina metalinį roką.

Teigiami yra upelio garsai, jūros potvynis ar paukščių giedojimas; jie atneša palengvėjimą.

Be to, rokas ne visada yra blogas. Pavyzdžiui, bandža grojama kantri muzika padeda pasveikti, nors jau pačioje pradinėje ligos stadijoje blogai veikia sveikatą.

Teigiami garsai apima klasikines melodijas. Pavyzdžiui, amerikiečių mokslininkai neišnešiotus kūdikius įdėdavo į dėžes, kad galėtų klausytis Bacho, Mocarto muzikos, vaikai greitai atsigavo ir priaugo svorio.

Varpelių skambėjimas teigiamai veikia žmonių sveikatą.

Bet koks garso efektas sustiprėja prieblandoje ir tamsoje, nes sumažėja per akis patenkančios informacijos dalis.

Garso sugertis ore ir apgaubiančius paviršius

Oro garso sugertis

Bet kuriuo metu bet kuriame patalpos taške garso intensyvumas yra lygus tiesioginio garso, sklindančio tiesiai iš šaltinio, ir garso, atsispindinčio nuo patalpoje esančių paviršių, intensyvumo sumai:

Kai garsas sklinda atmosferos ore ir bet kurioje kitoje terpėje, atsiranda intensyvumo nuostoliai. Šie nuostoliai atsiranda dėl garso energijos sugerties ore ir apgaubiančių paviršių. Apsvarstykite galimybę naudoti garso sugertį bangų teorija .

Absorbcija garsas yra reiškinys, kai garso bangos energija negrįžtamai virsta kita energijos forma, pirmiausia į terpės dalelių šiluminio judėjimo energiją.. Garso sugertis vyksta tiek ore, tiek tada, kai garsas atsispindi nuo gaubiančių paviršių.

Oro garso sugertis kartu su garso slėgio sumažėjimu. Tegul garsas sklinda kryptimi r iš šaltinio. Tada priklausomai nuo atstumo r garso šaltinio atžvilgiu garso slėgio amplitudė mažėja eksponentinė teisė :

, (63)

kur p 0 yra pradinis garso slėgis ties r = 0

,

 – absorbcijos koeficientas garsas. Formulė (63) išreiškia garso sugerties dėsnis .

fizinę reikšmę koeficientas  yra tai, kad sugerties koeficientas skaitine prasme yra lygus atstumo, kuriam esant garso slėgis mažėja e = 2,71 kartą:

Matavimo vienetas SI:

.

Kadangi garso galia (intensyvumas) yra proporcinga garso slėgio kvadratui, tai tas pats garso sugerties dėsnis gali būti parašytas taip:

, (63*)

kur aš 0 - garso stiprumas (intensyvumas) šalia garso šaltinio, t.y r = 0 :

.

Priklausomybės sklypai p sv (r) ir aš(r) yra pateiktos fig. 16.

Iš formulės (63*) išplaukia, kad garso intensyvumo lygiui galioja ši lygtis:

.

. (64)

Todėl absorbcijos koeficiento SI vienetas yra: neper vienam metrui

,

Be to, galima apskaičiuoti baltų per metrą (B/m) arba decibelų už metrą (dB/m).

komentuoti: Galima apibūdinti garso sugertį nuostolių faktorius , kuris yra lygus

, (65)

kur  yra garso bangos ilgis, sandauga  – l silpninimo koeficientas garsas. Reikšmė, lygi nuostolio koeficiento atvirkštinei dydžiui

,

paskambino kokybės faktorius .

Kol kas nėra visos teorijos apie garso sugertį ore (atmosferoje). Daugybė empirinių įvertinimų suteikia skirtingas absorbcijos koeficiento vertes.

Pirmąją (klasikinę) garso sugerties teoriją sukūrė Stoksas ir ji remiasi klampumo (vidinės trinties tarp terpės sluoksnių) ir šilumos laidumo (temperatūros išlyginimo tarp terpės sluoksnių) įtaka. Supaprastinta Stokso formulė atrodo kaip:

, (66)

kur  – oro klampumas,  – Puasono koeficientas,  0 – oro tankis esant 0 0 C,  – garso greitis ore. Įprastomis sąlygomis ši formulė bus tokia:

. (66*)

Tačiau Stokso formulė (63) arba (63*) galioja tik monatominis dujos, kurių atomai turi tris transliacinius laisvės laipsnius, t.y., su  =1,67 .

Dėl dujos iš 2, 3 arba poliatominių molekulių prasmė  daug daugiau, nes garsas sužadina sukimosi ir vibracinius molekulių laisvės laipsnius. Tokioms dujoms (įskaitant orą) formulė tikslesnė

, (67)

kur T n = 273,15 tūkst. absoliuti tirpstančio ledo temperatūra („trigubas taškas“), p n = 1,013 . 10 5 Pa - normalus atmosferos slėgis, T ir p– tikroji (išmatuota) oro temperatūra ir atmosferos slėgis,  =1,33 dviatominėms dujoms,  =1,33 tri- ir daugiaatomėms dujoms.

Garso sugertis uždarant paviršius

Garso sugertis uždarant paviršius atsiranda, kai nuo jų atsispindi garsas. Tokiu atveju dalis garso bangos energijos atsispindi ir sukelia stovinčių garso bangų atsiradimą, o kita energija paverčiama barjero dalelių šiluminio judėjimo energija. Šie procesai pasižymi atspindžio koeficientu ir pastato atitvarų sugerties koeficientu.

Atspindžio koeficientas yra garsas iš užtvaros bematis dydis, lygus bangos energijos dalies santykiuiW neg , atsispindi nuo barjero, iki visos bangos energijosW padas krisdamas ant kliūties

.

Garso sugertis kliūtimi pasižymi absorbcijos koeficientas – bematis dydis, lygus bangos energijos dalies santykiuiW sugerti , absorbuojamas barjero(ir barjerą, kuris perėjo į vidinę medžiagos energiją), visai bangų energijaiW padas krisdamas ant kliūties

.

Vidutinis absorbcijos koeficientas visų gaubiančių paviršių garsas yra lygus

,

, (68*)

kur  i – medžiagos garso sugerties koeficientas i-toji kliūtis, S i - sritis i- barjeras, S yra bendras kliūčių plotas, n- įvairių kliūčių skaičius.

Iš šios išraiškos galime daryti išvadą, kad vidutinis sugerties koeficientas atitinka vieną medžiagą, kuri galėtų padengti visus kambario barjerų paviršius, išlaikant bendra garso sugertis (BET ), lygus

. (69)

Fizinė bendros garso sugerties reikšmė (A): skaičiais lygus 1 m 2 ploto atviros angos garso sugerties koeficientui.

.

Garso sugerties matavimo vienetas vadinamas sabin:

.

Asmuo blogėja ir laikui bėgant prarandame galimybę pasiimti tam tikrą dažnį.

Kanalo sukurtas vaizdo įrašas AsapSCIENCE, yra tam tikras su amžiumi susijęs klausos praradimo testas, kuris padės pažinti klausos ribas.

Vaizdo įraše skamba įvairūs garsai, pradedant nuo 8000 Hz, o tai reiškia, kad jūs neturite klausos sutrikimų.

Tada dažnis pakyla, o tai rodo jūsų klausos amžių, priklausomai nuo to, kada nustojate girdėti tam tikrą garsą.

Taigi, jei girdite dažnį:

12 000 Hz – esate jaunesnis nei 50 metų

15 000 Hz – esate jaunesnis nei 40 metų

16 000 Hz – esate jaunesnis nei 30 metų

17 000 – 18 000 – esate jaunesnis nei 24 metų

19 000 – esate jaunesnis nei 20 metų

Jei norite, kad testas būtų tikslesnis, nustatykite vaizdo kokybę į 720p arba geresnę 1080p ir klausytis su ausinėmis.

Klausos testas (vaizdo įrašas)

klausos praradimas

Jei girdėjote visus garsus, greičiausiai esate jaunesnis nei 20 metų. Rezultatai priklauso nuo juslinių receptorių ausyje, vadinamų plaukų ląstelės kurios laikui bėgant pažeidžiamos ir išsigimsta.

Šis klausos praradimo tipas vadinamas sensorineurinis klausos praradimas. Šį sutrikimą gali sukelti įvairios infekcijos, vaistai ir autoimuninės ligos. Išorinės plaukų ląstelės, kurios yra sureguliuotos taip, kad gautų aukštesnius dažnius, paprastai miršta pirmiausia, todėl atsiranda su amžiumi susijęs klausos praradimas, kaip parodyta šiame vaizdo įraše.

Žmogaus klausa: įdomūs faktai

1. Tarp sveikų žmonių dažnių diapazonas, kurį gali išgirsti žmogaus ausis svyruoja nuo 20 (žemesnė už žemiausią fortepijono natą) iki 20 000 hercų (didesnė nei aukščiausia mažos fleitos nata). Tačiau viršutinė šio diapazono riba nuolat mažėja su amžiumi.

2. Žmonės kalbėkite vienas su kitu 200–8000 Hz dažniu, o žmogaus ausis jautriausia 1000 – 3500 Hz dažniui

3. Garsai, viršijantys žmogaus klausos ribą, vadinami ultragarsu, ir žemiau esančius infragarsas.

4. Mūsų ausys nenustoja veikti net miegant ir toliau girdėdamas garsus. Tačiau mūsų smegenys jų nepaiso.

5. Garsas sklinda 344 metrų per sekundę greičiu. Garso bumas atsiranda, kai objektas įveikia garso greitį. Garso bangos priešais ir už objekto susiduria ir sukuria smūgį.

6. Ausys - savaime išsivalantis organas. Ausies kanalo poros išskiria ausų vašką, o smulkūs plaukeliai, vadinami blakstienomis, išstumia vašką iš ausies

7. Kūdikio verksmo garsas yra maždaug 115 dB ir tai garsiau nei automobilio garso signalas.

8. Afrikoje gyvena maabanų gentis, gyvenanti tokioje tyloje, kad net senatvėje. girdėti šnabždesius iki 300 metrų atstumu.

9. Lygis buldozerio garsas tuščiąja eiga yra apie 85 dB (decibelai), o tai gali pakenkti klausai jau po vienos 8 valandų darbo dienos.

10. Sėdi priekyje Roko koncerto pranešėjai, veikiate 120 dB, o tai jau po 7,5 minutės pradeda gadinti klausą.

Patikrinkite savo klausą per 5 minutes neišeidami iš namų!

Dažniai
​

Dažnis- fizikinis dydis, periodinio proceso charakteristika, lygus pasikartojimų arba įvykių (procesų) skaičiui per laiko vienetą.

Kaip žinome, žmogaus ausis girdi dažnius nuo 16 Hz iki 20 000 kHz. Bet tai labai vidutiniška.

Garsas atsiranda dėl įvairių priežasčių. Garsas yra banginis oro slėgis. Jei nebūtų oro, negirdėtume jokio garso. Erdvėje nėra garso.
Garsą girdime, nes mūsų ausys jautriai reaguoja į oro slėgio pokyčius – garso bangas. Paprasčiausia garso banga yra trumpas garso signalas – pavyzdžiui:

Garso bangos, patenkančios į ausies kanalą, vibruoja ausies būgnelį. Per vidurinės ausies kaulų grandinę membranos svyruojantis judėjimas perduodamas sraigės skysčiui. Šio skysčio banguotas judėjimas savo ruožtu perduodamas į apatinę membraną. Pastarojo judėjimas sukelia klausos nervo galūnių dirginimą. Tai pagrindinis garso kelias nuo jo šaltinio iki mūsų sąmonės. TYTS
​

Plakiant rankomis oras tarp delnų išstumiamas ir sukuriama garso banga. Dėl padidėjusio slėgio oro molekulės sklinda visomis kryptimis garso greičiu, kuris yra 340 m/s. Kai banga pasiekia ausį, ji sukelia ausies būgnelio vibraciją, iš kurios signalas perduodamas į smegenis ir pasigirsta spragtelėjimas.
Plojimas yra trumpas vienas svyravimas, kuris greitai suyra. Įprastos medvilnės garso vibracijų grafikas atrodo taip:

Kitas tipiškas paprastos garso bangos pavyzdys yra periodinis svyravimas. Pavyzdžiui, skambant varpui orą sukrečia periodiniai varpo sienelių virpesiai.

Taigi kokiu dažniu normali žmogaus ausis pradeda girdėti? Jis negirdės 1 Hz dažnio, bet gali jį matyti tik svyruojančios sistemos pavyzdžiu. Žmogaus ausis iš tikrųjų girdi iš 16 Hz dažnių. Tai yra, kai oro virpesiai mūsų ausį suvokia kaip tam tikrą garsą.

Kiek garsų girdi žmogus?

Ne visi normalią klausą turintys žmonės girdi vienodai. Kai kurie sugeba atskirti artimus garsus pagal aukštį ir garsumą ir atgauti atskirus muzikos ar triukšmo tonus. Kiti to padaryti negali. Žmogui, turinčiam puikią klausą, garsų yra daugiau nei žmogui, kurio klausa neišvystyta.

Tačiau kiek apskritai turėtų skirtis dviejų garsų dažnis, kad būtų girdimi kaip du skirtingi tonai? Ar galima, pavyzdžiui, atskirti tonus vieną nuo kito, jei dažnių skirtumas lygus vienam virpesiui per sekundę? Pasirodo, vieniems tonams tai įmanoma, kitiems – ne. Taigi, tonas, kurio dažnis yra 435, gali būti atskirtas aukštyje nuo tonų, kurių dažniai yra 434 ir 436. Bet jei paimsime aukštesnius tonus, tai skirtumas jau yra didesniame dažnių skirtume. Tonus, kurių virpesių skaičius yra 1000 ir 1001, ausis suvokia kaip vienodus ir garso skirtumą paima tik tarp 1000 ir 1003 dažnių. Aukštesnių tonų atveju šis dažnių skirtumas yra dar didesnis. Pavyzdžiui, maždaug 3000 dažniams tai yra lygus 9 virpesiams.

Taip pat mūsų gebėjimas atskirti artimus garsus nėra vienodas. Esant 32 dažniui, girdimi tik 3 skirtingo stiprumo garsai; 125 dažniu jau 94 skirtingo stiprumo garsai, 1000 virpesių - 374, 8000 - vėl mažiau ir galiausiai 16 000 dažniu girdime tik 16 garsų. Iš viso skirtingo aukščio ir garsumo garsai mūsų ausis gali sugauti daugiau nei pusę milijono! Tai tik pusė milijono paprastų garsų. Pridėkite daugybę dviejų ar daugiau tonų derinių – sąskambių, ir susidarysite įspūdį apie garso pasaulio, kuriame gyvename ir kuriame mūsų ausis taip laisvai orientuojasi, įvairovę. Štai kodėl ausis kartu su akimis laikoma jautriausiu jutimo organu.

Todėl, kad būtų lengviau suprasti garsą, naudojame neįprastą skalę su 1 kHz padalomis.

Ir logaritminis. Su išplėstiniu dažnio atvaizdavimu nuo 0 Hz iki 1000 Hz. Todėl dažnių spektras gali būti pavaizduotas kaip tokia diagrama nuo 16 iki 20 000 Hz.

Tačiau ne visi žmonės, net ir turintys normalią klausą, yra vienodai jautrūs skirtingų dažnių garsams. Taigi, vaikai dažniausiai be įtampos suvokia garsus, kurių dažnis siekia iki 22 tūkst. Daugumos suaugusiųjų ausies jautrumas aukštiems garsams jau sumažintas iki 16-18 tūkstančių virpesių per sekundę. Vyresnio amžiaus žmonių ausies jautrumas apsiriboja garsais, kurių dažnis siekia 10-12 tūkst. Jie dažnai negirdi uodų giedojimo, žiogo, svirplio ir net žvirblio čiulbėjimo. Taigi, iš idealaus garso (pav. aukščiau), sendamas žmogus jau girdi garsus siauresne perspektyva

Pateiksiu muzikos instrumentų dažnių diapazono pavyzdį

Dabar apie mūsų temą. Dinamika, kaip svyruojanti sistema, dėl daugelio savo savybių negali atkurti viso dažnių spektro su pastoviomis tiesinėmis charakteristikomis. Idealiu atveju tai būtų viso diapazono garsiakalbis, atkuriantis dažnių spektrą nuo 16 Hz iki 20 kHz vienu garsumo lygiu. Todėl automobilių garso sistemose tam tikriems dažniams atkurti naudojami kelių tipų garsiakalbiai.

Taip atrodo kol kas sąlyginai (trijų krypčių sistemai + žemųjų dažnių garsiakalbiui).

Žemųjų dažnių garsiakalbis nuo 16 Hz iki 60 Hz
Vidutinis žemasis dažnis nuo 60 Hz iki 600 Hz
Vidutinis diapazonas nuo 600 Hz iki 3000 Hz
Aukštų dažnių garsiakalbis nuo 3000 Hz iki 20000 Hz

Straipsnio turinys

KLAUSDA, gebėjimas suvokti garsus. Klausa priklauso nuo: 1) ausies – išorinės, vidurinės ir vidinės – kuri suvokia garso virpesius; 2) klausos nervas, kuris perduoda iš ausies gaunamus signalus; 3) tam tikros smegenų dalys (klausos centrai), kuriose klausos nervų perduodami impulsai sukelia pradinių garso signalų suvokimą.

Bet koks garso šaltinis – smuiko styga, ant kurios buvo nupieštas lankas, oro stulpelis, judantis vargonų vamzdžiu, ar kalbančio žmogaus balso stygos – sukelia vibracijas aplinkiniame ore: pirmiausia momentinį suspaudimą, paskui – momentinį retėjimą. Kitaip tariant, kiekvienas garso šaltinis skleidžia eilę kintamų aukšto ir žemo slėgio bangų, kurios greitai sklinda oru. Šis judantis bangų srautas formuoja garsą, kurį suvokia klausos organai.

Dauguma garsų, su kuriais susiduriame kiekvieną dieną, yra gana sudėtingi. Juos sukuria sudėtingi svyruojantys garso šaltinio judesiai, sukuriantys visą garso bangų kompleksą. Klausos eksperimentuose stengiamasi parinkti kuo paprastesnius garso signalus, kad būtų lengviau įvertinti rezultatus. Daug pastangų skiriama norint užtikrinti paprastus periodinius garso šaltinio svyravimus (kaip švytuoklę). Gautas vieno dažnio garso bangų srautas vadinamas grynuoju tonu; tai reguliarus, sklandus aukšto ir žemo slėgio keitimas.

Klausos suvokimo ribos.

Aprašytą „idealų“ garso šaltinį galima priversti svyruoti greitai arba lėtai. Tai leidžia išsiaiškinti vieną iš pagrindinių klausimų, kylančių tiriant klausą, būtent, koks yra minimalus ir maksimalus virpesių, kuriuos žmogaus ausis suvokia kaip garsą, dažnis. Eksperimentai parodė štai ką. Kai svyravimai labai lėti, mažiau nei 20 pilnų svyravimų per sekundę (20 Hz), kiekviena garso banga girdima atskirai ir nesudaro ištisinio tono. Didėjant vibracijos dažniui, žmogus pradeda girdėti nuolatinį žemą toną, panašų į žemiausio vargonų boso vamzdžio garsą. Toliau didėjant dažniui, suvokiamas tonas tampa vis aukštesnis; 1000 Hz dažniu primena soprano viršutinį C. Tačiau ši nata dar toli nuo viršutinės žmogaus klausos ribos. Tik kai dažnis artėja prie maždaug 20 000 Hz, normali žmogaus ausis palaipsniui nustoja girdėti.

Ausies jautrumas skirtingų dažnių garso virpesiams nėra vienodas. Jis ypač jautrus vidutinio dažnio svyravimams (nuo 1000 iki 4000 Hz). Čia jautrumas toks didelis, kad bet koks reikšmingas jo padidėjimas būtų nepalankus: tuo pačiu būtų juntamas nuolatinis atsitiktinio oro molekulių judėjimo foninis triukšmas. Kai dažnis mažėja arba didėja, palyginti su vidutiniu diapazonu, klausos aštrumas palaipsniui mažėja. Suvokiamo dažnių diapazono pakraščiuose garsas turi būti labai stiprus, kad būtų girdimas, toks stiprus, kad kartais prieš išgirsdamas pajuntamas fiziškai.

Garsas ir jo suvokimas.

Grynas tonas turi dvi nepriklausomas charakteristikas: 1) dažnį ir 2) stiprumą arba intensyvumą. Dažnis matuojamas hercais, t.y. nustatomas pagal pilnų virpesių ciklų skaičių per sekundę. Intensyvumas matuojamas garso bangų pulsuojančio slėgio dydžiu bet kuriame skaitiklio paviršiuje ir paprastai išreiškiamas santykiniais, logaritminiais vienetais – decibelais (dB). Reikia atsiminti, kad dažnio ir intensyvumo sąvokos taikomos tik garsui kaip išoriniam fiziniam dirgikliui; tai yra vadinamasis. garso akustines charakteristikas. Kai kalbame apie suvokimą, t.y. apie fiziologinį procesą, garsas vertinamas kaip aukštas arba žemas, o jo stiprumas suvokiamas kaip garsumas. Apskritai aukštis – subjektyvi garso charakteristika – yra glaudžiai susijęs su jo dažniu; aukšto dažnio garsai suvokiami kaip aukšti. Taip pat bendrai galima teigti, kad suvokiamas garsumas priklauso nuo garso stiprumo: intensyvesnius garsus girdime kaip stipresnius. Tačiau šie santykiai nėra fiksuoti ir absoliutūs, kaip dažnai manoma. Jaučiamą garso aukštį tam tikru mastu veikia jo stiprumas, o suvokiamas garsumas – jo dažnis. Taigi, keičiant garso dažnį, galima išvengti juntamo aukščio pasikeitimo atitinkamai keičiant jo stiprumą.

"Mažiausias pastebimas skirtumas."

Tiek praktiniu, tiek teoriniu požiūriu minimalaus ausimi juntamo garso dažnio ir stiprumo skirtumo nustatymas yra labai svarbi problema. Kaip reikėtų keisti garso signalų dažnį ir stiprumą, kad klausytojas tai pastebėtų? Paaiškėjo, kad mažiausią pastebimą skirtumą lemia santykinis garso charakteristikų pokytis, o ne absoliutūs pokyčiai. Tai taikoma ir garso dažniui, ir stiprumui.

Santykinis dažnio pokytis, būtinas diskriminacijai, yra skirtingas tiek skirtingų dažnių garsams, tiek to paties dažnio, bet skirtingo stiprumo garsams. Tačiau galima sakyti, kad plačiame dažnių diapazone nuo 1000 iki 12 000 Hz jis yra maždaug 0,5%. Šis procentas (vadinamasis diskriminacijos slenkstis) yra šiek tiek didesnis, kai dažnis yra aukštesnis, ir daug didesnis, kai dažnis yra žemesnis. Vadinasi, ausis mažiau jautri dažnio pokyčiams dažnių diapazono galuose nei vidutiniuose, ir tai dažnai pastebi visi fortepijonininkai; intervalas tarp dviejų labai aukštų arba labai žemų natų atrodo trumpesnis nei vidurinio diapazono natų.

Mažiausias pastebimas garso stiprumo skirtumas yra šiek tiek kitoks. Diskriminacijai reikalingas gana didelis garso bangų slėgio pokytis, apie 10 % (t. y. apie 1 dB), o ši vertė yra santykinai pastovi beveik bet kokio dažnio ir intensyvumo garsams. Tačiau kai dirgiklio intensyvumas mažas, minimalus juntamas skirtumas žymiai padidėja, ypač žemo dažnio tonams.

Obertonai ausyje.

Būdinga beveik bet kurio garso šaltinio savybė yra ta, kad jis ne tik sukuria paprastus periodinius virpesius (grynas tonas), bet ir atlieka sudėtingus svyruojančius judesius, kurie vienu metu suteikia kelis grynus tonus. Paprastai toks sudėtingas tonas susideda iš harmoninių eilučių (harmonikų), t.y. nuo žemiausio, pagrindinio, dažnio ir obertonų, kurių dažniai viršija pagrindinį sveikuoju skaičiumi kartų (2, 3, 4 ir tt). Taigi objektas, vibruojantis 500 Hz pagrindiniu dažniu, taip pat gali sukurti 1000, 1500, 2000 Hz ir tt obertonus. Žmogaus ausis į garso signalą reaguoja panašiai. Anatominės ausies ypatybės suteikia daug galimybių įeinančio gryno tono energiją bent iš dalies paversti obertonais. Taigi, net ir šaltiniui davus gryną toną, dėmesingas klausytojas gali išgirsti ne tik pagrindinį toną, bet ir vos juntamą vieną ar du obertonus.

Dviejų tonų sąveika.

Kai ausis vienu metu suvokia du grynus tonus, galima stebėti šiuos bendro veikimo variantus, priklausomai nuo pačių tonų pobūdžio. Jie gali užmaskuoti vienas kitą, abipusiai mažindami garsą. Dažniausiai tai atsitinka, kai tonų dažnis labai nesiskiria. Du tonai gali sujungti vienas su kitu. Tuo pačiu metu girdime garsus, atitinkančius dažnių skirtumą tarp jų arba jų dažnių sumą. Kai du tonai yra labai artimi dažniui, girdime vieną toną, kurio aukštis maždaug atitinka tą dažnį. Tačiau šis tonas tampa garsesnis ir tylesnis, nes du šiek tiek nesuderinami akustiniai signalai nuolat sąveikauja, sustiprindami ir panaikindami vienas kitą.

Tembras.

Objektyviai vertinant, tie patys kompleksiniai tonai gali skirtis sudėtingumo laipsniu, t.y. obertonų sudėtis ir intensyvumas. Subjektyvi suvokimo savybė, kuri apskritai atspindi garso savitumą, yra tembras. Taigi kompleksinio tono sukeliami pojūčiai pasižymi ne tik tam tikru aukščiu ir garsumu, bet ir tembru. Kai kurie garsai sodrūs ir pilni, kiti – ne. Visų pirma, dėl tembrų skirtumų tarp įvairių garsų atpažįstame įvairių instrumentų balsus. Fortepijonu grojamą A natą galima lengvai atskirti nuo tos pačios natos, grojamos ant rago. Tačiau jei pavyksta filtruoti ir prislopinti kiekvieno instrumento obertonus, šių natų atskirti nepavyks.

Garso lokalizacija.

Žmogaus ausis ne tik skiria garsus ir jų šaltinius; abi ausys, dirbdamos kartu, gali gana tiksliai nustatyti, iš kurios pusės sklinda garsas. Kadangi ausys yra priešingose ​​galvos pusėse, garso bangos iš garso šaltinio jų nepasiekia vienu metu ir veikia šiek tiek skirtingo stiprumo. Dėl minimalaus laiko ir stiprumo skirtumo smegenys gana tiksliai nustato garso šaltinio kryptį. Jei garso šaltinis yra griežtai priekyje, tada smegenys jį lokalizuoja išilgai horizontalios ašies kelių laipsnių tikslumu. Jei šaltinis perkeliamas į vieną pusę, lokalizacijos tikslumas yra šiek tiek mažesnis. Atskirti garsą iš užpakalio nuo garso priekyje, taip pat lokalizuoti jį išilgai vertikalios ašies yra šiek tiek sunkiau.

Triukšmas

dažnai apibūdinamas kaip atonalus garsas, t.y. susidedantis iš įvairių dažniai, nesusiję vienas su kitu, todėl tokio aukšto ir žemo slėgio bangų kaitaliojimosi pakankamai nuosekliai nepasikartoja, kad gautų kokį nors konkretų dažnį. Tačiau iš tikrųjų beveik bet koks „triukšmas“ turi savo aukštį, kurį nesunku pastebėti klausantis ir lyginant įprastus triukšmus. Kita vertus, bet koks „tonas“ turi grubumo elementų. Todėl šiais terminais sunku apibrėžti triukšmo ir tono skirtumus. Dabartinė tendencija yra triukšmą apibrėžti psichologiškai, o ne akustiškai, vadinant triukšmą tiesiog nepageidaujamu garsu. Triukšmo mažinimas šia prasme tapo aktualia šiuolaikine problema. Nors nuolatinis garsus triukšmas neabejotinai sukelia kurtumą, o darbas triukšmingomis sąlygomis sukelia laikiną įtampą, tačiau jis tikriausiai turi mažiau ilgalaikį ir stiprų poveikį, nei kartais jam priskiriama.

Nenormali klausa ir gyvūnų klausa.

Natūralus žmogaus ausies dirgiklis yra ore sklindantis garsas, tačiau ausį galima paveikti ir kitais būdais. Pavyzdžiui, visi puikiai žino, kad po vandeniu girdimas garsas. Taip pat, jei vibracijos šaltinis yra taikomas kaulinei galvos daliai, atsiranda garso pojūtis dėl kaulo laidumo. Šis reiškinys yra labai naudingas esant kai kurioms kurtumo formoms: mažas siųstuvas, pritvirtintas tiesiai prie mastoidinio audinio (kaukolės dalies, esančios už ausies), leidžia pacientui išgirsti garsus, kuriuos sustiprina siųstuvas per kaukolės kaulus. kaulų laidumui.

Žinoma, žmonės nėra vieninteliai, turintys klausą. Gebėjimas girdėti atsiranda evoliucijos pradžioje ir jau egzistuoja vabzdžiuose. Įvairių tipų gyvūnai suvokia skirtingo dažnio garsus. Kai kurie žmonės girdi mažesnį garsų diapazoną nei žmogus, kiti – didesnį. Puikus pavyzdys yra šuo, kurio ausis jautriai reaguoja į dažnius, kurių žmogus negirdi. Vienas iš panaudojimo būdų yra gaminti švilpukus, kurių žmonės negirdi, bet kurių pakanka šunims.

MEDICINOS ENCIKLOPEDIJA

FIZIOLOGIJA

Kaip ausis suvokia garsus?

Ausis yra organas, kuris garso bangas paverčia nerviniais impulsais, kuriuos smegenys gali suvokti. Sąveikaujant tarpusavyje, vidinės ausies elementai suteikia

gebėjimas atskirti garsus.

Anatomiškai padalintas į tris dalis:

□ Išorinė ausis – skirta nukreipti garso bangas į vidines ausies struktūras. Jį sudaro ausies kaklelis, kuris yra elastinga kremzlė, padengta oda su poodiniu audiniu, sujungta su kaukolės oda ir su išoriniu klausos kanalu - klausos vamzdeliu, padengta ausų siera. Šis vamzdelis baigiasi ties ausies būgneliu.

□ Vidurinė ausis yra ertmė, kurios viduje yra maži klausos kaulai (plaktukas, priekalas, balnakilpė) ir dviejų mažų raumenų sausgyslės. Balnakilpės padėtis leidžia atsitrenkti į ovalų langą, kuris yra įėjimas į sraigę.

□ Vidinę ausį sudaro:

■ iš kaulinio labirinto pusapvalių kanalų ir labirinto prieangio, kurie yra vestibiuliarinio aparato dalis;

■ iš sraigės – tikrojo klausos organo. Vidinės ausies sraigė labai panaši į gyvos sraigės kiautą. skersinis

sekcijoje matote, kad jis susideda iš trijų išilginių dalių: scala tympani, vestibuliarinės skalės ir kochlearinio kanalo. Visos trys konstrukcijos užpildytos skysčiu. Kochleariniame kanale yra spiralinis Corti organas. Jį sudaro 23 500 jautrių plaukuotų ląstelių, kurios iš tikrųjų paima garso bangas ir perduoda jas per klausos nervą į smegenis.

ausies anatomija

išorinė ausis

Susideda iš ausies kaušelio ir išorinio klausos kanalo.

Vidurinė ausis

Yra trys maži kaulai: plaktukas, priekalas ir balnakilpė.

vidinė ausis

Jame yra kaulinio labirinto pusapvaliai kanalai, labirinto prieangis ir sraigė.

< Наружная, видимая часть уха называется ушной раковиной. Она служит для передачи звуковых волн в слуховой канал, а оттуда в среднее и внутреннее ухо.

A Išorinė, vidurinė ir vidinė ausis atlieka svarbų vaidmenį praleidžiant ir perduodant garsą iš išorinės aplinkos į smegenis.

Kas yra garsas

Garsas sklinda per atmosferą, judėdamas iš aukšto slėgio srities į žemo slėgio sritį.

Garso banga

su aukštesniu dažniu (mėlyna) atitinka aukštą garsą. Žalia spalva rodo žemą garsą.

Dauguma garsų, kuriuos girdime, yra įvairaus dažnio ir amplitudės garso bangų derinys.

Garsas yra energijos forma; garso energija atmosferoje perduodama oro molekulių virpesių pavidalu. Nesant molekulinės terpės (oro ar kitos), garsas negali sklisti.

MOLEKULIŲ JUDĖJIMAS Atmosferoje, kurioje sklinda garsas, yra aukšto slėgio sritys, kuriose oro molekulės išsidėsčiusios arčiau viena kitos. Jie kaitaliojasi su žemo slėgio sritimis, kur oro molekulės yra nutolusios viena nuo kitos.

Kai kurios molekulės, susidūrusios su kaimyninėmis, perduoda joms savo energiją. Sukuriama banga, kuri gali sklisti dideliais atstumais.

Taigi perduodama garso energija.

Kai aukšto ir žemo slėgio bangos pasiskirsto tolygiai, sakoma, kad tonas yra aiškus. Kamtonas sukuria tokią garso bangą.

Kalbos atkūrimo metu atsirandančios garso bangos pasiskirsto netolygiai ir yra sujungtos.

AUGŠIS IR AMPLITUDA Garso aukštį lemia garso bangos dažnis. Jis matuojamas hercais (Hz) Kuo didesnis dažnis, tuo didesnis garsas. Garso garsumą lemia garso bangos virpesių amplitudė. Žmogaus ausis suvokia garsus, kurių dažnis yra nuo 20 iki 20 000 Hz.

< Полный диапазон слышимости человека составляет от 20 до 20 ООО Гц. Человеческое ухо может дифференцировать примерно 400 ООО различных звуков.

Šių dviejų jaučių dažnis yra vienodas, bet skiriasi a^vviy-du (šviesiai mėlyna spalva atitinka stipresnį garsą).