Primele sunete sunt de 2,5-3 luni. Fredonat: a-aa, g-u, sh-i, boo-u, hei, etc. 4 luni. Conductă: al-le-e-ly, aty-ay etc. 7-8,5 luni. Babbles, pronunță silabele: baba, yes-da-da etc. 8,5–9,5 luni. Bâlbâială modulată: repetă silabe cu o varietate de intonații.9,5–1 an 6 luni. Cuvinte: mama,

Înainte de a trece la familiarizarea cu designul receptoarelor radio, amplificatoarelor și a altor dispozitive utilizate în radiodifuziunea și comunicațiile radio, este necesar să înțelegeți ce este sunetul, cum apare și se răspândește, cum sunt proiectate și funcționează microfoanele și să vă familiarizați. cu structura și funcționarea difuzoarelor.

Vibrații sonore și unde. Dacă loviți o coardă a oricărui instrument muzical (de exemplu, o chitară, o balalaica), acesta va începe să vibreze, adică se va deplasa într-o direcție sau alta din poziția sa inițială (poziția de repaus). Astfel de vibrații mecanice care provoacă senzația de sunet se numesc vibrații sonore.

Cea mai mare distanță cu care coarda se abate de la poziția sa de repaus în timpul oscilației se numește amplitudinea oscilației.

Transmiterea sunetului de la o coardă care vibrează la urechea noastră are loc după cum urmează. În momentul în care partea din mijloc a firului se deplasează spre partea în care ne aflăm, aceasta „presează” particulele de aer situate în apropierea ei pe această parte și astfel creează o „condensare” a acestor particule, adică o zonă de aer crescut. presiunea apare lângă sfoară. Această presiune crescută într-un anumit volum de aer este transmisă straturilor învecinate; Ca rezultat, zona de aer „condensat” se răspândește în spațiul înconjurător. În următorul moment în timp, când partea de mijloc a coardei se mișcă în direcția opusă, în apropierea acestuia apare o „rarefacție” a aerului (o regiune de presiune scăzută), care se răspândește urmând regiunea aerului „condensat”.

„Rarefacția” aerului este urmată din nou de „condensare” (deoarece partea din mijloc a coardei se va deplasa din nou în direcția noastră), etc. Astfel, cu fiecare oscilație (mișcare înainte și înapoi) a coardei, o zonă de ​​​​presiunea ridicată și o zonă de presiune scăzută vor apărea în presiunea aerului care se îndepărtează de coardă.

În mod similar, undele sonore sunt create atunci când funcționează un difuzor.

Undele sonore transportă energia primită de la coarda sau conul vibrant (con de hârtie) al difuzorului și călătoresc prin aer cu o viteză de aproximativ 340 m/sec. Când undele sonore ajung la ureche, ele vibrează timpanul. În momentul în care zona de „condensare” a undei sonore ajunge la ureche, timpanul se îndoaie ușor spre interior. Când regiunea de „rarefacție” a undei sonore ajunge la ea, timpanul se îndoaie ușor spre exterior. Deoarece condensările și rarefacțiile undele sonore se succed tot timpul, timpanul fie se îndoaie spre interior, fie se îndoaie spre exterior, adică vibrează. Aceste vibrații sunt transmise prin sistemul complex al urechii medii și interne de-a lungul nervului auditiv către creier și, ca urmare, experimentăm sunet.

Cu cât amplitudinea de vibrație a coardei este mai mare și cu cât urechea este mai aproape de aceasta, cu atât sunetul este perceput mai puternic.

Interval dinamic. Când există o presiune foarte mare asupra timpanului, adică atunci când există sunete foarte puternice (de exemplu, o lovitură de tun), durerea se simte în urechi. La frecvențe medii ale sunetului (vezi mai jos), durerea apare atunci când presiunea sonoră atinge aproximativ 1 g/cm2, sau 1.000 bar *. O creștere a senzației de volum cu creșterea în continuare a presiunii sonore nu se mai simte.

*Bar este o unitate folosită pentru măsurarea presiunii sonore.

Presiunea sonoră foarte slabă pe timpan nu provoacă senzația de sunet. Cea mai scăzută presiune sonoră la care urechea noastră începe să audă se numește pragul de sensibilitate a urechii. La frecvențele medii (vezi mai jos) pragul de sensibilitate a urechii este de aproximativ 0,0002 bar.

Astfel, zona de senzație normală a sunetului se află între două granițe: cea inferioară - pragul de sensibilitate și cea superioară, la care apare durerea în urechi. Această zonă se numește intervalul dinamic al auzului.

Rețineți că o creștere a presiunii sonore nu produce o creștere proporțională a volumului sunetului. Senzația de zgomot crește mult mai lent decât presiunea sonoră.

Decibeli. În intervalul dinamic, urechea poate simți o creștere sau scădere a volumului unui sunet monofonic simplu (când îl ascultă în liniște completă) dacă presiunea sonoră la frecvențele medii crește sau scade corespunzător cu aproximativ 12%, adică de 1,12 ori. Pe baza acestui fapt, întreaga gamă dinamică a auzului este împărțită în 120 de niveluri de volum, la fel cum scara unui termometru între punctele de topire a gheții și punctul de fierbere al apei este împărțită la 100 de grade. Nivelurile de sonoritate pe această scară sunt măsurate în unități speciale - decibeli (abreviat ca dB).

În orice parte a acestei scale, o modificare a nivelului de volum de 1 dB corespunde unei modificări a presiunii sonore de 1,12 ori. Zero decibel (nivelul de volum „zero”) corespunde pragului de sensibilitate al urechii, adică o presiune sonoră de 0,0002 bar. La niveluri de peste 120 dB, durerea apare în urechi.

De exemplu, să subliniem că în timpul unei conversații liniștite la o distanță de 1 m de difuzor, nivelul volumului este de aproximativ 40-50 dB, ceea ce corespunde unei presiuni sonore efective de 0,02-0,06 bar; Cel mai înalt nivel de sunet al unei orchestre simfonice este de 90-95 dB (presiunea sonoră 7-12 bar).

La utilizarea receptoarelor radio, ascultătorii radio, în funcție de dimensiunea camerelor lor, reglează sunetul difuzorului astfel încât la cele mai puternice sunete la o distanță de 1 m de difuzor să se obțină un nivel de volum de 75-85 dB (corespunzător , presiunile sonore sunt de aproximativ 1-3,5 bar). În zonele rurale, este suficient să aveți un nivel maxim al volumului de transmisie radio de cel mult 80 dB (presiune sonoră 2 bar).
Scala de decibeli este, de asemenea, utilizată pe scară largă în ingineria radio pentru a compara nivelurile de volum. Pentru a afla de câte ori o presiune acustică este mai mare decât alta, când se cunoaște diferența dintre nivelurile de volum corespunzătoare în decibeli, trebuie să înmulțiți numărul cu 1,12 de câte ori avem decibeli. Astfel, o modificare a nivelului de volum cu 2 (56 corespunde unei modificări a presiunii sonore de 1.12.1.12, adică de aproximativ 1,25 ori; o modificare a nivelului cu 3 dB are loc cu o modificare a presiunii sonore de 1,12-1,12.. .1.12, adică de aproximativ 1,4 ori. Într-un mod similar, se poate determina că 6 dB corespunde unei modificări a presiunii sonore de aproximativ 2 ori, 10 dB - aproximativ<в 3 раза, 20 дб — в 10 раз, 40 дб — в 100 раз и т. д.

Perioada și frecvența oscilațiilor. Vibrațiile sonore se caracterizează nu numai prin amplitudine, ci și prin perioadă și frecvență. Perioada de oscilație este timpul în care coarda (sau orice alt corp care creează sunet, cum ar fi un difuzor de difuzor) se mișcă dintr-o poziție extremă în alta și înapoi, adică face o oscilație completă.

Frecvența vibrațiilor sonore este numărul de vibrații ale unui corp de sunet care apar în decurs de 1 secundă. Se măsoară în herți (abreviat ca Hz).

Dacă de exemplu, în 1 sec. (au loc 440 de perioade de oscilație a coardei (această frecvență corespunde notei muzicale A), apoi se spune că aceasta oscilează cu o frecvență de 440 Hz. Frecvența și perioada de oscilație sunt cantități inverse una față de cealaltă, de exemplu, cu o frecvență de oscilație de 440 Hz, perioada de oscilație este de 1/440 sec.; dacă perioada de oscilație este de 1/1.000 sec., atunci frecvența acestor oscilații este de 1000 Hz.

Banda de frecvență audio. Înălțimea sunetului sau a tonului depinde de frecvența vibrației. Cu cât frecvența de vibrație este mai mare, cu atât sunetul (tonul) este mai mare și cu cât frecvența de vibrație este mai mică, cu atât este mai scăzută. Cel mai mic sunet pe care îl poate auzi o persoană are o frecvență de aproximativ 20 Hz, iar cel mai înalt este de aproximativ 16.000-20.000 Hz. În aceste limite, sau, după cum se spune, în această bandă de frecvență, se află vibrațiile sonore create de vocile umane și instrumentele muzicale.

Rețineți că vorbirea și muzica, precum și diferitele tipuri de zgomot, sunt vibrații sonore cu o combinație foarte complexă de frecvențe diferite (tonuri de înălțimi diferite), care se schimbă continuu în timpul unei conversații sau al unei spectacole muzicale.

Armonice. Un sunet perceput de ureche ca un ton al unei anumite înălțimi (de exemplu, sunetul corzilor unui instrument muzical, fluierul unei locomotive cu abur) constă de fapt din multe tonuri diferite, ale căror frecvențe sunt legate între ele ca numere întregi (unu la doi, unu la trei etc.) .d.). Deci, de exemplu, un ton cu o frecvență de 440 Hz (nota A) este însoțit simultan de tonuri suplimentare cu frecvențe de 440. 2 = 880 Hz, 440 -3 = 1.320 Hz, etc. Aceste frecvențe suplimentare se numesc armonice (sau tonuri). Numărul care arată de câte ori este mai mare frecvența unei armonici date decât frecvența fundamentală se numește număr armonic. De exemplu, pentru o frecvență fundamentală de 440 Hz, 880 Hz va fi a doua armonică, 1320 Hz va fi a treia, etc. Armonicile sună întotdeauna mai slab decât fundamentala.

Prezența armonicilor și raportul amplitudinilor diferitelor armonici determină timbrul sunetului, adică „culoarea” acestuia, care distinge un sunet dat de un alt sunet cu aceeași frecvență fundamentală. Deci, dacă a treia armonică este cea mai puternică, sunetul capătă un singur timbru. Dacă orice altă armonică este cea mai puternică, sunetul va avea un timbru diferit. Modificarea puterii sunetului a diferitelor armonici duce la o schimbare sau o distorsiune a timbrului sunetului.

V. N. DOGADIN și R. M. MALININ
CARTEA UNUI RADIO RURAL AMATORI

Cu siguranță toată lumea a văzut valuri pe suprafața unui iaz sau a unui lac, adică pe apă, și cum se lovesc de mal.

Sunet - este acelasi val, doar că nu o vedem, pentru că se „undă” în aer. Și ne ajunge direct în urechi. În interiorul urechii există o membrană numită timpan. Unda sonoră lovește timpan(în interiorul urechii este conectat la trei oase mici prin malleus, etrier și incus). Timpanul se îndoaie și revine din nou la poziția sa, iar creierul nostru inteligent prinde aceste modificări și recunoaște sunetul.

Dar urechea umană nu aude toate sunetele.

Dacă o undă sonoră lovește prea des timpanul, timpanul nu are timp să se îndoaie și să se îndrepte la fel de repede și nu auzim sunetul. Acest sunet se numește ultrasunete (sau frecvență înaltă). Așa „vorbesc” delfinii și liliecii, câinii și pisicile și chiar și furnicile. Ultrasunetele sunt produse de fluturi, lăcuste și lăcuste.

Proprietățile ultrasunetelor sunt folosite de oameni pentru a respinge rozătoarele. Șoarecii, șobolanii, alunițele și scorpii îl aud bine, îl consideră un semnal de pericol și fug.

Dacă o undă sonoră lovește membrana foarte rar, nici noi nu o auzim. Astfel de sunete sunt numite infrasunete (sau frecventa joasa). Așa „vorbesc” elefanții. Tigrii emit infrasunete pentru a-i intimida.

Infrasunetele apar în timpul cutremurelor, erupțiilor vulcanice, furtunilor, uraganelor și furtunilor. Infrasunetele pot parcurge distanțe lungi (are o absorbție scăzută în apă, sol și aer).

Această proprietate a infrasunetelor este folosită de oameni pentru a prezice tsunami și uragane. Multe animale aud infrasunetele și aleargă sau se ascund cu mult înainte de un cutremur sau un uragan. Meduzele aud bine furtuna care se apropie și înoată până în adâncuri în avans (cu 20 de ore înainte).

Infrasunetele au un efect negativ asupra oamenilor.
Dacă o persoană se află într-o zonă de infrasunete puternice, poate experimenta frică nerezonabilă, amețeli, oboseală severă, leșin și pierde temporar vederea. Infrasunetele pot provoca dureri severe în urechi și chiar ucide (ruperea vaselor de sânge și a inimii).

Informații suplimentare

Oamenii și animalele aud cu urechile lor. Cum altfel pot auzi ființele vii?

Peștii aud cu trupurile lor. Peștele are o linie laterală pe fiecare parte. Și peștii au și organe auditive în interiorul capului lor.

Păsările aud bine, au urechi. Dacă mișcăm penele pe părțile laterale ale capului, vom vedea o mică gaură pe fiecare parte - acestea sunt urechile.

Broaștele aud cu urechile lor. Deschiderile lor pentru urechi sunt situate pe părțile laterale ale capului.

Albinele au, de asemenea, „urechi” pe labe (labele au membrane întinse peste ele)

Vispii și bondarii au, de asemenea, fire de păr pe cap, între ochi, pe care le aud.

Cicadele au membrane ale urechilor situate în abdomen.

Este păcat că urechile noastre nu pot auzi aceste sunete inaudibile. Dar oamenii au învățat să transforme sunetele inaudibile în cele audibile. Și acum putem pătrunde în secretele naturii. Putem asculta balenele cântând

Și cum vorbesc delfinii.

Raspunde mai jos

Cohleea este un sistem hidromecanic complex. Acesta este un tub osos conic, cu pereți subțiri, răsucit într-o spirală. Cavitatea tubului este umplută cu lichid și este împărțită pe toată lungimea sa printr-o partiție specială multistrat. Unul dintre straturile acestui sept este așa-numita membrană bazilară, pe care se află însuși aparatul receptor - organul lui Corti. În celulele de păr receptor (suprafața lor este acoperită cu mici excrescențe protoplasmatice sub formă de fire de păr) are loc un proces uimitor, încă neînțeles pe deplin, de transformare a energiei fizice a vibrațiilor sonore în excitarea acestor celule. Informații suplimentare despre sunet sub formă de impulsuri nervoase de-a lungul fibrelor nervului auditiv, ale căror terminații sensibile se apropie de celulele părului, sunt transmise centrilor auditivi ai creierului.

Există un alt mod prin care sunetul, ocolind urechea exterioară și medie, ajunge la cohlee - direct prin oasele craniului. Dar intensitatea sunetului perceput în acest caz este semnificativ mai mică decât în ​​cazul transmisiei sunetului aerian (acest lucru se datorează parțial faptului că atunci când trece prin oasele craniului, energia vibrațiilor sonore se atenuează). Prin urmare, valoarea conducerii sunetului osos la o persoană sănătoasă este relativ mică.

Cu toate acestea, capacitatea de a percepe sunetele într-un mod dublu este utilizată în diagnosticul deficienței de auz: dacă în timpul examinării se dovedește că percepția sunetelor prin conducerea sunetului aerian este afectată, dar conducția sunetului osoasă este complet păstrată, medicul poate concluziona că numai aparatul conducător de sunet al urechii medii a fost deteriorat, dar aparatul de percepere a sunetului melcul nu este deteriorat. În acest caz, conducția osoasă a sunetului se dovedește a fi un fel de „salvator de viață”: pacientul poate folosi un aparat auditiv, de la care vibrațiile sonore sunt transmise direct prin oasele craniului către organul lui Corti.

Cohleea nu numai că percepe sunetul și îl transformă în energie de excitație a celulelor receptore, dar, la fel de important, realizează etapele inițiale ale analizei vibrațiilor sonore, în special analiza frecvenței.

De-a lungul canalului cohleei, în direcția de la fereastra ovală până la vârful său, lățimea septului crește treptat și rigiditatea acestuia scade.De aceea, diferite părți ale septului rezonează la sunete de diferite frecvențe: atunci când sunt expuse la frecvență înaltă. sunete, amplitudinea maximă a vibrațiilor se observă la baza cohleei, lângă fereastra ovală, iar sunetele de joasă frecvență corespund unei zone de rezonanță maximă la vârf.Sunetele de o anumită frecvență au reprezentarea lor predominantă într-o anumită parte. a septului cohlear și, prin urmare, afectează numai acele fibre nervoase care sunt asociate cu celulele părului din regiunea excitată a organului Corti. Prin urmare, fiecare fibră nervoasă răspunde la un interval de frecvență limitat; această metodă de analiză se numește spațială, sau bazat pe principiul locului.

Pe lângă spațial, există și temporală, când frecvența sunetului este reprodusă atât în ​​reacția celulelor receptore, cât și la o anumită limită în reacția fibrelor nervoase auditive. S-a dovedit că celulele părului au proprietățile unui microfon: transformă energia vibrațiilor sonore în vibrații electrice de aceeași frecvență (așa-numitul efect de microfon cohlea). Se presupune că există două moduri de a transmite excitația de la celula părului la fibra nervoasă. Primul este electric, când curentul electric rezultat din efectul microfonului provoacă direct excitarea fibrei nervoase. Și al doilea, chimic, atunci când excitația celulei părului este transmisă fibrei folosind o substanță transmițătoare, adică un mediator. Metodele de analiză temporală și spațială împreună oferă o bună discriminare a sunetelor în funcție de frecvență.

Glasul mamei, ciripitul păsărilor, foșnetul frunzelor, zgomotul mașinilor, bubuitul tunetelor, muzică... O persoană este cufundată într-un ocean de sunete literalmente încă din primele minute de viață. Sunetele ne fac să ne îngrijorăm, să ne bucurăm, să ne îngrijorăm, ne umple de calm sau de frică. Dar toate acestea nu sunt altceva decât vibrații ale aerului, unde sonore, care, intrând în timpan prin canalul auditiv extern, îl fac să vibreze. Prin sistemul de oscicule auditive situate în urechea medie (ciocan, incus și stape), vibrațiile sonore sunt transmise mai departe către urechea internă, care are forma unei cochilii de melc.

Cohleea este un sistem hidromecanic complex. Acesta este un tub osos conic, cu pereți subțiri, răsucit într-o spirală. Cavitatea tubului este umplută cu lichid și este împărțită pe toată lungimea sa printr-o partiție specială multistrat. Unul dintre straturile acestui sept este așa-numita membrană bazilară, pe care se află însuși aparatul receptor - organul lui Corti. În celulele de păr receptor (suprafața lor este acoperită cu mici excrescențe protoplasmatice sub formă de fire de păr) are loc un proces uimitor, încă neînțeles pe deplin, de transformare a energiei fizice a vibrațiilor sonore în excitarea acestor celule. Informații suplimentare despre sunet sub formă de impulsuri nervoase de-a lungul fibrelor nervului auditiv, ale căror terminații sensibile se apropie de celulele părului, sunt transmise centrilor auditivi ai creierului.

Există un alt mod prin care sunetul, ocolind urechea exterioară și medie, ajunge la cohlee - direct prin oasele craniului. Dar intensitatea sunetului perceput în acest caz este semnificativ mai mică decât în ​​cazul transmisiei sunetului aerian (acest lucru se datorează parțial faptului că atunci când trece prin oasele craniului, energia vibrațiilor sonore se atenuează). Prin urmare, valoarea conducerii sunetului osos la o persoană sănătoasă este relativ mică.

Cu toate acestea, capacitatea de a percepe sunetele într-un mod dublu este utilizată în diagnosticul deficienței de auz: dacă în timpul examinării se dovedește că percepția sunetelor prin conducerea sunetului aerian este afectată, dar conducția sunetului osoasă este complet păstrată, medicul poate concluziona că numai aparatul conducător de sunet al urechii medii a fost deteriorat, dar aparatul de percepere a sunetului melcul nu este deteriorat. În acest caz, conducția osoasă a sunetului se dovedește a fi un fel de „salvator de viață”: pacientul poate folosi un aparat auditiv, de la care vibrațiile sonore sunt transmise direct prin oasele craniului către organul lui Corti.

Cohleea nu numai că percepe sunetul și îl transformă în energie de excitație a celulelor receptore, dar, la fel de important, realizează etapele inițiale ale analizei vibrațiilor sonore, în special analiza frecvenței.

O astfel de analiză poate fi efectuată folosind instrumente tehnice - analizoare de frecvență. Melcul face acest lucru mult mai repede și, desigur, pe o „bază tehnică” diferită.

De-a lungul canalului cohleei, în direcția de la fereastra ovală până la vârful său, lățimea septului crește treptat și rigiditatea acestuia scade.De aceea, diferite părți ale septului rezonează la sunete de diferite frecvențe: atunci când sunt expuse la frecvență înaltă. sunete, amplitudinea maximă a vibrațiilor se observă la baza cohleei, lângă fereastra ovală, iar sunetele de joasă frecvență corespund unei zone de rezonanță maximă la vârf.Sunetele de o anumită frecvență au reprezentarea lor predominantă într-o anumită parte. a septului cohlear și, prin urmare, afectează numai acele fibre nervoase care sunt asociate cu celulele părului din regiunea excitată a organului Corti. Prin urmare, fiecare fibră nervoasă răspunde la un interval de frecvență limitat; această metodă de analiză se numește spațială, sau bazat pe principiul locului.

Pe lângă spațial, există și temporală, când frecvența sunetului este reprodusă atât în ​​reacția celulelor receptore, cât și la o anumită limită în reacția fibrelor nervoase auditive. S-a dovedit că celulele părului au proprietățile unui microfon: transformă energia vibrațiilor sonore în vibrații electrice de aceeași frecvență (așa-numitul efect de microfon cohlea). Se presupune că există două moduri de a transmite excitația de la celula părului la fibra nervoasă. Primul este electric, când curentul electric rezultat din efectul microfonului provoacă direct excitarea fibrei nervoase. Și al doilea, chimic, atunci când excitația celulei părului este transmisă fibrei folosind o substanță transmițătoare, adică un mediator. Metodele de analiză temporală și spațială împreună oferă o bună discriminare a sunetelor în funcție de frecvență.

Deci, informațiile despre sunet sunt transmise fibrei nervoase auditive, dar nu ajung imediat la centrul auditiv superior situat în lobul temporal al cortexului cerebral. Partea centrală a sistemului auditiv, situată în creier, este formată din mai mulți centri, fiecare având sute de mii și milioane de neuroni. Există un fel de ierarhie în acești centri, iar atunci când se deplasează de la jos la sus, răspunsul neuronilor la sunet se modifică.

La nivelurile inferioare ale părții centrale a sistemului auditiv, în centrii auditivi ai medulei oblongate, răspunsul la impuls al neuronilor la sunet reflectă bine proprietățile sale fizice: durata reacției corespunde exact cu durata semnalului; cu cât intensitatea sunetului este mai mare, cu atât este mai mare (până la o anumită limită) numărul și frecvența impulsurilor și numărul de neuroni implicați în reacție etc.

La trecerea de la centrii auditivi inferiori la cei superiori, activitatea de impuls a neuronilor scade treptat, dar constant. Se pare că neuronii din vârful ierarhiei lucrează mult mai puțin decât neuronii din centrii inferiori.

Și într-adevăr, dacă analizorul auditiv superior este îndepărtat de la un animal de experiment, nu este afectată nici sensibilitatea auditivă absolută, adică capacitatea de a detecta sunete extrem de slabe, nici capacitatea de a distinge sunete după frecvență, intensitate și durată.

Care este, deci, rolul centrilor superiori ai sistemului auditiv?

Se dovedește că neuronii centrilor auditivi superiori, spre deosebire de cei inferiori, funcționează pe principiul selectivității, adică răspund doar la sunete cu anumite proprietăți. Este caracteristic că pot răspunde numai la sunete complexe, de exemplu, la sunete care se modifică în frecvență în timp, la sunete în mișcare sau numai la cuvinte individuale și sunete de vorbire. Aceste fapte dau motive să vorbim despre o reacție selectivă specializată a neuronilor centrilor auditivi superiori la semnale sonore complexe.

Și acest lucru este foarte important. La urma urmei, reacția selectivă a acestor neuroni se manifestă în raport cu sunete care sunt valoroase din punct de vedere biologic. Pentru oameni, acestea sunt în primul rând sunete de vorbire. Un sunet important din punct de vedere biologic este, parcă, extras dintr-o avalanșă de sunete din jur și este detectat de neuroni specializați chiar și la intensitate foarte scăzută și pe linia interferenței sunetului. Datorită acestui fapt, putem discerne, de exemplu, în vuietul unui atelier de laminare a oțelului, cuvintele rostite de interlocutor.

Neuronii specializați își detectează sunetul chiar dacă proprietățile fizice ale acestuia se modifică. Orice cuvânt rostit de un bărbat, de o femeie sau de un copil, tare sau liniștit, repede sau încet, este perceput întotdeauna ca același cuvânt.

Oamenii de știință au fost interesați de întrebarea cât de mare se obține selectivitatea neuronilor în centrele superioare. Se știe că neuronii sunt capabili să răspundă la stimulare nu numai prin excitare, adică un flux de impulsuri nervoase, ci și prin inhibiție - suprimarea capacității de a genera impulsuri. Datorită procesului de inhibiție, gama de semnale la care neuronul dă un răspuns de excitație este limitată. Este caracteristic că procesele inhibitorii sunt deosebit de bine exprimate în centrii superiori ai sistemului auditiv. După cum se știe, procesele de inhibiție și excitare necesită consum de energie. Prin urmare, nu se poate presupune că neuronii centrilor superiori sunt inactivi; lucrează intens, doar munca lor este diferită de cea a neuronilor centrilor auditivi inferiori.

Ce se întâmplă cu fluxul de impulsuri nervoase care vin din centrii auditivi inferiori? Cum sunt folosite aceste informații dacă centrele superioare le resping?

În primul rând, ei nu resping toate informațiile, ci doar o parte din acestea. În al doilea rând, impulsurile din centrii inferiori merg nu numai către cei superiori, ci și către centrii motori ai creierului și către așa-numitele sisteme nespecifice, care sunt direct legate de organizarea diferitelor elemente ale comportamentului (postură, mișcare). , atenție) și stări emoționale (contact, agresivitate). Aceste sisteme cerebrale își desfășoară activitățile pe baza integrării informațiilor despre lumea exterioară care le ajunge prin diferite canale senzoriale.

Aceasta este, în termeni generali, o imagine complexă și departe de a fi pe deplin înțeleasă a funcționării sistemului auditiv. Astăzi, se cunosc multe despre procesele care au loc în timpul percepției sunetelor și, după cum puteți vedea, experții pot răspunde în mare măsură la întrebarea pusă în titlu: „Cum auzim?” Dar este încă imposibil de explicat de ce unele sunete ne sunt plăcute, iar altele sunt neplăcute, de ce unei persoane îi place aceeași muzică și nu alteia, de ce unele proprietăți fizice ale sunetelor vorbirii sunt percepute de noi ca intonații prietenoase, iar altele ca nepoliticoase. Acestea și alte probleme sunt rezolvate de cercetători într-una dintre cele mai interesante domenii ale fiziologiei.

Înainte de a trece la familiarizarea cu designul receptoarelor radio, amplificatoarelor și a altor dispozitive utilizate în radiodifuziunea și comunicațiile radio, este necesar să înțelegeți ce este sunetul, cum apare și se răspândește, cum sunt proiectate și funcționează microfoanele și să vă familiarizați. cu structura și funcționarea difuzoarelor.

Vibrații sonore și unde. Dacă loviți o coardă a oricărui instrument muzical (de exemplu, o chitară, o balalaica), acesta va începe să vibreze, adică se va deplasa într-o direcție sau alta din poziția sa inițială (poziția de repaus). Astfel de vibrații mecanice care provoacă senzația de sunet se numesc vibrații sonore.

Cea mai mare distanță cu care coarda se abate de la poziția sa de repaus în timpul oscilației se numește amplitudinea oscilației.

Transmiterea sunetului de la o coardă care vibrează la urechea noastră are loc după cum urmează. În momentul în care partea din mijloc a firului se deplasează spre partea în care ne aflăm, aceasta „presează” particulele de aer situate în apropierea ei pe această parte și astfel creează o „condensare” a acestor particule, adică o zonă de aer crescut. presiunea apare lângă sfoară. Această presiune crescută într-un anumit volum de aer este transmisă straturilor învecinate; Ca rezultat, zona de aer „condensat” se răspândește în spațiul înconjurător. În următorul moment în timp, când partea de mijloc a coardei se mișcă în direcția opusă, în apropierea acestuia apare o „rarefacție” a aerului (o regiune de presiune scăzută), care se răspândește urmând regiunea aerului „condensat”.

„Rarefacția” aerului este urmată din nou de „condensare” (deoarece partea din mijloc a coardei se va deplasa din nou în direcția noastră), etc. Astfel, cu fiecare oscilație (mișcare înainte și înapoi) a coardei, o zonă de ​​​​presiunea ridicată și o zonă de presiune scăzută vor apărea în presiunea aerului care se îndepărtează de coardă.

În mod similar, undele sonore sunt create atunci când funcționează un difuzor.

Undele sonore transportă energia primită de la coarda sau conul vibrant (con de hârtie) al difuzorului și călătoresc prin aer cu o viteză de aproximativ 340 m/sec. Când undele sonore ajung la ureche, ele vibrează timpanul. În momentul în care zona de „condensare” a undei sonore ajunge la ureche, timpanul se îndoaie ușor spre interior. Când regiunea de „rarefacție” a undei sonore ajunge la ea, timpanul se îndoaie ușor spre exterior. Deoarece condensările și rarefacțiile undele sonore se succed tot timpul, timpanul fie se îndoaie spre interior, fie se îndoaie spre exterior, adică vibrează. Aceste vibrații sunt transmise prin sistemul complex al urechii medii și interne de-a lungul nervului auditiv către creier și, ca urmare, experimentăm sunet.

Cu cât amplitudinea de vibrație a coardei este mai mare și cu cât urechea este mai aproape de aceasta, cu atât sunetul este perceput mai puternic.

Interval dinamic. Când există o presiune foarte mare asupra timpanului, adică atunci când există sunete foarte puternice (de exemplu, o lovitură de tun), durerea se simte în urechi. La frecvențe medii ale sunetului (vezi mai jos), durerea apare atunci când presiunea sonoră atinge aproximativ 1 g/cm2, sau 1.000 bar *. O creștere a senzației de volum cu creșterea în continuare a presiunii sonore nu se mai simte.

*Bar este o unitate folosită pentru măsurarea presiunii sonore.

Presiunea sonoră foarte slabă pe timpan nu provoacă senzația de sunet. Cea mai scăzută presiune sonoră la care urechea noastră începe să audă se numește pragul de sensibilitate a urechii.La frecvențe medii (vezi mai jos), pragul de sensibilitate a urechii este de aproximativ 0,0002 bar.

Astfel, zona de senzație normală a sunetului se află între două granițe: cea inferioară - pragul de sensibilitate și cea superioară, la care apare durerea în urechi. Această zonă se numește intervalul dinamic al auzului.

Rețineți că o creștere a presiunii sonore nu produce o creștere proporțională a volumului sunetului. Senzația de zgomot crește mult mai lent decât presiunea sonoră.

Decibeli. În intervalul dinamic, urechea poate simți o creștere sau scădere a volumului unui sunet monofonic simplu (când îl ascultă în liniște completă) dacă presiunea sonoră la frecvențele medii crește sau scade corespunzător cu aproximativ 12%, adică de 1,12 ori. Pe baza acestui fapt, întreaga gamă dinamică a auzului este împărțită în 120 de niveluri de volum, la fel cum scara unui termometru între punctele de topire a gheții și punctul de fierbere al apei este împărțită la 100 de grade. Nivelurile de sonoritate pe această scară sunt măsurate în unități speciale - decibeli (abreviat ca dB).

În orice parte a acestei scale, o modificare a nivelului de volum de 1 dB corespunde unei modificări a presiunii sonore de 1,12 ori. Zero decibel (nivelul de volum „zero”) corespunde pragului de sensibilitate al urechii, adică o presiune sonoră de 0,0002 bar. La niveluri de peste 120 dB, durerea apare în urechi.

De exemplu, să subliniem că în timpul unei conversații liniștite la o distanță de 1 m de difuzor, nivelul volumului este de aproximativ 40-50 dB, ceea ce corespunde unei presiuni sonore efective de 0,02-0,06 bar; Cel mai înalt nivel de sunet al unei orchestre simfonice este de 90-95 dB (presiunea sonoră 7-12 bar).

La utilizarea receptoarelor radio, ascultătorii radio, în funcție de dimensiunea camerelor lor, reglează sunetul difuzorului astfel încât la cele mai puternice sunete la o distanță de 1 m de difuzor să se obțină un nivel de volum de 75-85 dB (corespunzător , presiunile sonore sunt de aproximativ 1-3,5 bar). În zonele rurale, este suficient să aveți un nivel maxim al volumului de transmisie radio de cel mult 80 dB (presiune sonoră 2 bar).
Scala de decibeli este, de asemenea, utilizată pe scară largă în ingineria radio pentru a compara nivelurile de volum. Pentru a afla de câte ori o presiune acustică este mai mare decât alta, când se cunoaște diferența dintre nivelurile de volum corespunzătoare în decibeli, trebuie să înmulțiți numărul cu 1,12 de câte ori avem decibeli. Astfel, o modificare a nivelului de volum cu 2 (56 corespunde unei modificări a presiunii sonore de 1.12.1.12, adică de aproximativ 1,25 ori; o modificare a nivelului cu 3 dB are loc cu o modificare a presiunii sonore de 1,12-1,12.. .1.12, adică de aproximativ 1,4 ori. Într-un mod similar, se poate determina că 6 dB corespunde unei modificări a presiunii sonore de aproximativ 2 ori, 10 dB - aproximativ<в 3 раза, 20 дб — в 10 раз, 40 дб — в 100 раз и т. д.

Perioada și frecvența oscilațiilor. Vibrațiile sonore se caracterizează nu numai prin amplitudine, ci și prin perioadă și frecvență. Perioada de oscilație este timpul în care coarda (sau orice alt corp care creează sunet, cum ar fi un difuzor de difuzor) se mișcă dintr-o poziție extremă în alta și înapoi, adică face o oscilație completă.

Frecvența vibrațiilor sonore este numărul de vibrații ale unui corp de sunet care apar în decurs de 1 secundă. Se măsoară în herți (abreviat ca Hz).

Dacă de exemplu, în 1 sec. (au loc 440 de perioade de oscilație a coardei (această frecvență corespunde notei muzicale A), apoi se spune că aceasta oscilează cu o frecvență de 440 Hz. Frecvența și perioada de oscilație sunt cantități inverse una față de cealaltă, de exemplu, cu o frecvență de oscilație de 440 Hz, perioada de oscilație este de 1/440 sec.; dacă perioada de oscilație este de 1/1.000 sec., atunci frecvența acestor oscilații este de 1000 Hz.

Banda de frecvență audio. Înălțimea sunetului sau a tonului depinde de frecvența vibrației. Cu cât frecvența de vibrație este mai mare, cu atât sunetul (tonul) este mai mare și cu cât frecvența de vibrație este mai mică, cu atât este mai scăzută. Cel mai mic sunet pe care îl poate auzi o persoană are o frecvență de aproximativ 20 Hz, iar cel mai înalt este de aproximativ 16.000-20.000 Hz. În aceste limite, sau, după cum se spune, în această bandă de frecvență, se află vibrațiile sonore create de vocile umane și instrumentele muzicale.

Rețineți că vorbirea și muzica, precum și diferitele tipuri de zgomot, sunt vibrații sonore cu o combinație foarte complexă de frecvențe diferite (tonuri de înălțimi diferite), care se schimbă continuu în timpul unei conversații sau al unei spectacole muzicale.

Armonice. Un sunet perceput de ureche ca un ton al unei anumite înălțimi (de exemplu, sunetul corzilor unui instrument muzical, fluierul unei locomotive cu abur) constă de fapt din multe tonuri diferite, ale căror frecvențe sunt legate între ele ca numere întregi (unu la doi, unu la trei etc.) .d.). Deci, de exemplu, un ton cu o frecvență de 440 Hz (nota A) este însoțit simultan de tonuri suplimentare cu frecvențe de 440. 2 = 880 Hz, 440 -3 = 1.320 Hz, etc. Aceste frecvențe suplimentare se numesc armonice (sau tonuri). Numărul care arată de câte ori este mai mare frecvența unei armonici date decât frecvența fundamentală se numește număr armonic. De exemplu, pentru o frecvență fundamentală de 440 Hz, 880 Hz va fi a doua armonică, 1320 Hz va fi a treia, etc. Armonicile sună întotdeauna mai slab decât fundamentala.

Prezența armonicilor și raportul amplitudinilor diferitelor armonici determină timbrul sunetului, adică „culoarea” acestuia, care distinge un sunet dat de un alt sunet cu aceeași frecvență fundamentală. Deci, dacă a treia armonică este cea mai puternică, sunetul capătă un singur timbru. Dacă orice altă armonică este cea mai puternică, sunetul va avea un timbru diferit. Modificarea puterii sunetului a diferitelor armonici duce la o schimbare sau o distorsiune a timbrului sunetului.