Žmogaus ausies garso diapazonas. Garso ir sąlyginio skirstymo terminijos girdimas dažnių diapazonas

Garso tema verta pakalbėti apie žmogaus klausą kiek plačiau. Kiek subjektyvus yra mūsų suvokimas? Ar galite pasitikrinti savo klausą? Šiandien sužinosite, kaip lengviausia sužinoti, ar jūsų klausa visiškai atitinka lentelėje pateiktas vertes.

Yra žinoma, kad vidutinis žmogus gali suvokti akustines bangas nuo 16 iki 20 000 Hz (16 000 Hz, priklausomai nuo šaltinio). Šis diapazonas vadinamas garso diapazonu.

20 Hz	Dumbimas, kurį galima tik jausti, bet negirdėti. Jį daugiausia atkuria aukščiausios klasės garso sistemos, todėl tylos atveju kalta ji
30 Hz	Jei to negirdite, greičiausiai vėl kilo atkūrimo problema.
40 Hz	Jis bus girdimas biudžetiniuose ir įprastuose garsiakalbiuose. Bet labai tyliai
50 Hz	hum elektros srovė. Turi būti išgirstas
60 Hz	Girdimi (kaip ir viskas iki 100 Hz, gana apčiuopiama dėl atspindžio iš klausos landos) net per pigiausias ausines ir garsiakalbius
100 Hz	Boso pabaiga. Tiesioginės klausos diapazono pradžia
200 Hz	Vidutiniai dažniai
500 Hz
1 kHz
2 kHz
5 kHz	Aukšto dažnio diapazono pradžia
10 kHz	Jei šis dažnis nėra girdimas, tikėtina rimtų problemų su klausa. Reikia gydytojo konsultacijos
12 kHz	Nesugebėjimas girdėti šio dažnio gali rodyti pradinį klausos praradimo etapą.
15 kHz	Garsas, kurio kai kurie vyresni nei 60 metų žmonės negirdi
16 kHz	Skirtingai nuo ankstesnio, beveik visi vyresni nei 60 metų žmonės šio dažnio negirdi.
17 kHz	Dažnis yra daugelio jau vidutinio amžiaus problema
18 kHz	Šio dažnio girdimumo problemos – pradžia su amžiumi susiję pokyčiai klausos. Dabar tu jau suaugęs. :)
19 kHz	Apriboti vidutinio klausos dažnį
20 kHz	Šį dažnį girdi tik vaikai. Ar tai tiesa

»
Šio testo pakanka apytikriam įvertinimui, tačiau jei negirdite didesnių nei 15 kHz garsų, turėtumėte pasikonsultuoti su gydytoju.

Atkreipkite dėmesį, kad žemo dažnio girdėjimo problema greičiausiai yra susijusi su.

Dažniausiai užrašas ant dėžutės stiliaus „Atkuriamas diapazonas: 1–25 000 Hz“ yra net ne rinkodara, o tiesioginis gamintojo melas.

Deja, įmonės neprivalo sertifikuoti ne visų garso sistemų, todėl įrodyti, kad tai melas, beveik neįmanoma. Galbūt garsiakalbiai ar ausinės atkuria ribinius dažnius... Klausimas, kaip ir kokiu garsu.

Spektro problemos, viršijančios 15 kHz, yra gana dažnas amžiaus reiškinys, su kuriuo vartotojai gali susidurti. Tačiau 20 kHz (tuos, dėl kurių taip kovoja audiofilai) dažniausiai girdi tik vaikai iki 8-10 metų.

Pakanka klausytis visų failų paeiliui. Norėdami atlikti išsamesnį tyrimą, galite žaisti pavyzdžius, pradedant nuo minimalaus garsumo, palaipsniui jį didinant. Tai leis gauti teisingesnį rezultatą, jei klausa jau yra šiek tiek pažeista (prisiminkime, kad kai kurių dažnių suvokimui būtina viršyti tam tikrą ribinę reikšmę, kuri tarsi atsidaro ir padeda klausos aparatui girdėti tai).

Ar girdi visą dažnių diapazoną, kurį gali?

Psichoakustika – mokslo sritis, besiribojanti tarp fizikos ir psichologijos, tiria duomenis apie žmogaus klausos pojūtį, kai ausį veikia fizinis dirgiklis – garsas. Sukaupta daug duomenų apie žmogaus reakcijas į klausos dirgiklius. Be šių duomenų sunku teisingai suprasti garso dažnio signalizacijos sistemų veikimą. Apsvarstykite labiausiai svarbias savybesžmogaus garso suvokimas.
Žmogus jaučia garso slėgio pokyčius, vykstančius 20-20 000 Hz dažniu. Garsai, mažesni nei 40 Hz, muzikoje yra gana reti, o šnekamojoje kalboje jų nėra. Esant labai aukštiems dažniams, dingsta muzikinis suvokimas ir atsiranda tam tikras neapibrėžtas garso pojūtis, priklausantis nuo klausytojo individualumo, jo amžiaus. Su amžiumi žmonių klausos jautrumas mažėja, ypač viršutiniuose garso diapazono dažniuose.
Tačiau būtų klaidinga remiantis tuo daryti išvadą, kad plačios dažnių juostos perdavimas garsą atkuriančia įranga vyresnio amžiaus žmonėms nėra svarbus. Eksperimentai parodė, kad žmonės, net vos suvokdami didesnius nei 12 kHz signalus, labai lengvai atpažįsta aukštų dažnių trūkumą muzikiniame perdavime.

Klausos pojūčių dažninės charakteristikos

Asmens girdimų garsų sritis 20–20 000 Hz diapazone yra ribojama slenksčiais: iš apačios - girdimumas ir iš viršaus - skausmas.
Klausos slenkstis apskaičiuojamas pagal minimalų slėgį, tiksliau, pagal minimalų slėgio padidėjimą ribos atžvilgiu; jis jautrus 1000-5000 Hz dažniams - čia klausos slenkstis yra žemiausias (garso slėgis yra apie 2 -10 Pa). Žemesnių ir aukštesnių garso dažnių kryptimi smarkiai krenta klausos jautrumas.
Skausmo slenkstis nustato viršutinė riba garso energijos suvokimą ir atitinka maždaug 10 W/m arba 130 dB garso intensyvumą (1000 Hz dažnio etaloniniam signalui).
Didėjant garso slėgiui, didėja ir garso intensyvumas, o klausos pojūtis didėja šuoliais, vadinamu intensyvumo diskriminacijos slenksčiu. Šių šuolių skaičius vidutiniais dažniais yra apie 250, žemuose ir aukštuose dažniuose jis mažėja ir vidutiniškai dažnių diapazone yra apie 150.

Kadangi intensyvumo kitimo diapazonas yra 130 dB, tai elementarus pojūčių šuolis vidutiniškai amplitudės diapazone yra 0,8 dB, o tai atitinka garso intensyvumo pokytį 1,2 karto. Esant žemam klausos lygiui, šie šuoliai pasiekia 2–3 dB, aukštuose – sumažėja iki 0,5 dB (1,1 karto). Stiprinimo kelio galios padidėjimas mažiau nei 1,44 karto žmogaus ausis praktiškai nefiksuojamas. Esant mažesniam garsiakalbio sukuriamam garso slėgiui, net dvigubai padidinus išvesties pakopos galią, apčiuopiamo rezultato gali neduoti.

Subjektyvios garso savybės

Garso perdavimo kokybė vertinama pagal klausos suvokimą. Todėl teisingai nustatyti garso perdavimo kelio ar atskirų jo grandžių techninius reikalavimus galima tik ištyrus dėsningumus, jungiančius subjektyviai suvokiamą garso pojūtį ir objektyvias garso charakteristikas – aukštį, garsumą ir tembrą.
Aukšto sąvoka reiškia subjektyvų garso suvokimo dažnių diapazone vertinimą. Garsas dažniausiai apibūdinamas ne dažniu, o tonu.
Tonas yra tam tikro aukščio signalas, turintis diskretišką spektrą (muzikos garsai, kalbos balsiai). Signalas, turintis platų nuolatinį spektrą, kurio visų dažnių komponentų vidutinė galia yra vienoda, vadinamas baltuoju triukšmu.

Laipsniškas garso virpesių dažnio didėjimas nuo 20 iki 20 000 Hz suvokiamas kaip laipsniškas tono pokytis nuo žemiausio (boso) iki aukščiausio.
Tikslumo laipsnis, kuriuo žmogus pagal ausį nustato aukštį, priklauso nuo jo ausies aštrumo, muzikalumo ir lavinimo. Reikėtų pažymėti, kad aukštis tam tikru mastu priklauso nuo garso intensyvumo (aukštame lygyje didesnio intensyvumo garsai atrodo mažesni nei silpnesni.
Žmogaus ausis gerai skiria du artimus tonus. Pavyzdžiui, maždaug 2000 Hz dažnių diapazone žmogus gali atskirti du tonus, kurie vienas nuo kito skiriasi 3-6 Hz dažniu.
Subjektyvi garso suvokimo skalė pagal dažnį artima logaritminiam dėsniui. Todėl virpesių dažnio padvigubėjimas (nepriklausomai nuo pradinio dažnio) visada suvokiamas kaip toks pat aukščio pokytis. Tono intervalas, atitinkantis dažnio pokytį 2 kartus, vadinamas oktava. Žmogaus suvokiamas dažnių diapazonas yra 20-20 000 Hz, jis apima maždaug dešimt oktavų.
Oktava yra gana didelis tono keitimo intervalas; žmogus skiria daug mažesnius intervalus. Taigi dešimtyje oktavų, kurias suvokia ausys, galima išskirti daugiau nei tūkstantį aukščio gradacijų. Muzika naudoja mažesnius intervalus, vadinamus pustoniais, kurie atitinka maždaug 1,054 karto dažnio pokytį.
Oktava yra padalinta į pusę oktavos ir trečdalį oktavos. Pastariesiems standartizuotas toks dažnių diapazonas: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3; 3,15; 4; 5; 6,3:8; 10, kurios yra trečdalio oktavų ribos. Jei šie dažniai yra išdėstyti vienodais atstumais išilgai dažnio ašies, bus gauta logaritminė skalė. Remiantis tuo, visos garso perdavimo įrenginių dažninės charakteristikos yra sukurtos logaritminėje skalėje.
Perdavimo garsumas priklauso ne tik nuo garso intensyvumo, bet ir nuo spektrinės kompozicijos, suvokimo sąlygų bei ekspozicijos trukmės. Taigi, du skambantys vidurio ir žemo dažnio vienodo intensyvumo (arba vienodo garso slėgio) žmogus nesuvokia vienodai garsiai. Todėl garsumo lygio fonuose sąvoka buvo įvesta, norint žymėti tokio paties garsumo garsus. Gryno tono, kurio dažnis 1000 Hz, to paties garsumo garso slėgio lygis decibelais laikomas garso garsumo lygiu fonuose, t.y. 1000 Hz dažniui garsumo lygiai fonais ir decibelais yra vienodi. Kitais dažniais, esant tokiam pačiam garso slėgiui, garsai gali pasirodyti garsesni arba tylesni.
Garso inžinierių patirtis įrašant ir montuojant muzikos kūrinius rodo, kad norint geriau aptikti garso defektus, kurie gali atsirasti darbo metu, kontrolinio klausymo metu reikia išlaikyti aukštą garsumo lygį, maždaug atitinkantį salėje esantį garsumo lygį.
Ilgai veikiant intensyvų garsą, klausos jautrumas palaipsniui mažėja, o kuo daugiau, tuo didesnis garso stiprumas. Pastebimas jautrumo sumažėjimas yra susijęs su klausos reakcija į perkrovą, t.y. su natūraliu prisitaikymu, Po klausymo pertraukos klausos jautrumas atkuriamas. Prie to reikia pridurti, kad klausos aparatas, suvokdamas aukšto lygio signalus, įveda savų, taip vadinamų subjektyvių, iškraipymų (tai rodo klausos netiesiškumą). Taigi, esant 100 dB signalo lygiui, pirmoji ir antroji subjektyvioji harmonika pasiekia 85 ir 70 dB lygius.
Didelis garsumo lygis ir jo poveikio trukmė sukelia negrįžtamus reiškinius klausos organe. Pastebėta, kad jaunimas pastaraisiais metais klausos slenksčiai smarkiai padidėjo. To priežastis buvo aistra pop muzikai, kuriai būdingas aukštas garso lygis.
Garsumo lygis matuojamas naudojant elektroakustinį prietaisą – garso lygio matuoklį. Išmatuotas garsas mikrofonas pirmiausia paverčiamas elektrinėmis vibracijomis. Po sustiprinimo specialiu įtampos stiprintuvu šie svyravimai matuojami rodyklės įtaisu, reguliuojamu decibelais. Siekiant užtikrinti, kad prietaiso rodmenys kuo labiau atitiktų subjektyvų garsumo suvokimą, įrenginyje sumontuoti specialūs filtrai, kurie keičia jo jautrumą garso suvokimui. skirtingus dažnius pagal klausos jautrumo požymį.
Svarbi garso savybė yra tembras. Klausos gebėjimas ją atskirti leidžia suvokti įvairiausių atspalvių signalus. Kiekvieno instrumento ir balso skambesys dėl jiems būdingų atspalvių tampa įvairiaspalvis ir gerai atpažįstamas.
Tembras, būdamas subjektyvus suvokiamo garso sudėtingumo atspindys, neturi kiekybinio vertinimo ir pasižymi kokybinės tvarkos terminais (gražus, švelnus, sultingas ir pan.). Kai signalas perduodamas elektroakustiniu keliu, atsirandantys iškraipymai pirmiausia paveikia atkuriamo garso tembrą. Būklė teisingas perdavimas muzikos garsų tembras yra neiškraipytas signalo spektro perdavimas. Signalo spektras yra kompleksinio garso sinusinių komponentų rinkinys.
Vadinamasis grynasis tonas turi paprasčiausią spektrą, jame yra tik vienas dažnis. Muzikos instrumento garsas pasirodo įdomesnis: jo spektras susideda iš pagrindinio dažnio ir keleto „priemaišų“ dažnių, vadinamų obertonais (aukštesniais tonais).Overtonai yra pagrindinio dažnio kartotiniai ir dažniausiai yra mažesnės amplitudės.
Garso tembras priklauso nuo intensyvumo pasiskirstymo per obertonus. Įvairių muzikos instrumentų garsai skiriasi tembru.
Sudėtingesnis yra muzikos garsų derinio spektras, vadinamas akordu. Tokiame spektre yra keli pagrindiniai dažniai kartu su atitinkamais obertonais.
Tembrų skirtumus daugiausia dalijasi žemo ir vidutinio dažnio signalo komponentai, todėl su apatinėje dažnių diapazono dalyje esančiais signalais siejama didelė tembrų įvairovė. Signalai, susiję su jo viršutine dalimi, didėjant, vis labiau praranda savo tembrinį atspalvį, o tai lemia laipsniškas jų harmoninių komponentų išėjimas už garsinių dažnių ribų. Tai galima paaiškinti tuo, kad iki 20 ar daugiau harmonikų aktyviai dalyvauja formuojant žemų garsų, vidutinių 8–10, aukštų 2–3, tembrą, nes likusios yra silpnos arba iškrenta iš garso dažniai. Todėl aukšti garsai, kaip taisyklė, yra prastesnio tembro.
Beveik visi natūralūs garso šaltiniai, įskaitant muzikos garsų šaltinius, turi specifinę tembro priklausomybę nuo garsumo lygio. Šiai priklausomybei pritaikyta ir klausa – natūralu, kad pagal garso spalvą ji nustato šaltinio intensyvumą. Garsūs garsai paprastai būna atšiauresni.

Muzikos garso šaltiniai

Daugybė veiksnių, apibūdinančių pirminius garsų šaltinius, turi didelę įtaką elektroakustinių sistemų garso kokybei.
Muzikos šaltinių akustiniai parametrai priklauso nuo atlikėjų sudėties (orkestras, ansamblis, grupė, solistas ir muzikos rūšis: simfoninė, liaudies, pop ir kt.).

Kiekvieno muzikos instrumento garso kilmė ir formavimas turi savo specifiką, susijusią su konkretaus muzikos instrumento garso formavimo akustinėmis ypatybėmis.
Svarbus muzikinio garso elementas yra puolimas. Tai specifinis pereinamasis procesas, kurio metu nustatomos stabilios garso charakteristikos: garsumas, tembras, aukštis. Bet koks muzikinis garsas praeina tris etapus – pradžią, vidurį ir pabaigą, o tiek pradinė, tiek baigiamoji stadijos turi tam tikrą trukmę. Pradinis etapas vadinamas išpuoliu. Jis trunka skirtingai: plėšiamiesiems, mušamiesiems ir kai kuriems pučiamiesiems instrumentams 0-20 ms, fagotui 20-60 ms. Ataka nėra tik garso stiprumo padidėjimas nuo nulio iki tam tikros pastovios vertės, jį gali lydėti tas pats aukščio ir tembro pokytis. Be to, instrumento puolimo ypatybės skirtingose ​​jo diapazono dalyse su skirtingais grojimo stiliais nėra vienodos: smuikas yra tobuliausias instrumentas pagal galimų išraiškingų puolimo metodų gausą.
Viena iš bet kurio muzikos instrumento savybių yra garso dažnių diapazonas. Be pagrindinių dažnių, kiekvienas instrumentas pasižymi papildomais kokybiškais komponentais – obertonais (arba, kaip įprasta elektroakustikoje, aukštesnėmis harmonikomis), kurie lemia specifinį jo tembrą.
Yra žinoma, kad garso energija netolygiai pasiskirsto visame šaltinio skleidžiamo garso dažnių spektre.
Daugumai instrumentų būdingas pagrindinių dažnių stiprinimas, taip pat atskiri obertonai tam tikrose (vienoje ar keliose) santykinai siaurose dažnių juostose (formantuose), kurios kiekvienam instrumentui skiriasi. Formanto srities rezonansiniai dažniai (hercais) yra: trimitui 100-200, ragui 200-400, trombonui 300-900, trimitui 800-1750, saksofonui 350-900, obojui 800-1500, fagotui 800-1500, fagotui 900 250-600 .
Kita būdinga muzikos instrumentų savybė – jų garso stiprumas, kurį lemia didesnė ar mažesnė jų skambančio kūno ar oro stulpelio amplitudė (tarpatramis) (didesnė amplitudė atitinka stipresnį garsą ir atvirkščiai). Didžiausių akustinių galių vertė (vatais) yra: dideliam orkestrui 70, bosui 25, timpanui 20, būgneliui 12, trombonui 6, fortepijonui 0,4, trimitui ir saksofonui 0,3, trimitui 0,2, kontrabosui 0.( 6, piccolo 0,08, klarnetas, ragas ir trikampis 0,05.
Garso galios, išgaunamos iš instrumento atliekant „fortissimo“, santykis su garso galia atliekant „pianissimo“ paprastai vadinamas muzikos instrumentų skambesio dinamine diapazonu.
Muzikinio garso šaltinio dinaminis diapazonas priklauso nuo atliekančios grupės tipo ir atlikimo pobūdžio.
Apsvarstykite atskirų garso šaltinių dinaminį diapazoną. Pagal atskirų muzikos instrumentų ir ansamblių (įvairios sudėties orkestrų ir chorų), taip pat balsų dinaminį diapazoną suprantame didžiausio tam tikro šaltinio sukuriamo garso slėgio ir mažiausio, išreikšto decibelais, santykį.
Praktikoje, nustatant garso šaltinio dinaminį diapazoną, dažniausiai operuojama tik garso slėgio lygiais, skaičiuojant arba matuojant atitinkamą jų skirtumą. Pavyzdžiui, jei didžiausias orkestro garso lygis yra 90, o minimalus – 50 dB, tada dinaminis diapazonas yra 90 - 50 = = 40 dB. Šiuo atveju 90 ir 50 dB yra garso slėgio lygiai, palyginti su nuliniu akustiniu lygiu.
Tam tikro garso šaltinio dinaminis diapazonas nėra pastovus. Tai priklauso nuo atliekamo darbo pobūdžio ir nuo patalpos, kurioje vyksta spektaklis, akustinių sąlygų. Reverb išplečia dinaminį diapazoną, kuris dažniausiai pasiekia maksimalią vertę patalpose, kuriose yra didelis garsumas ir minimali garso sugertis. Beveik visų instrumentų ir žmonių balsų dinaminis diapazonas yra netolygus garso registruose. Pavyzdžiui, žemiausio garso lygis vokalisto „forte“ yra lygus aukščiausio „fortepijono“ garso lygiui.

Muzikinės programos dinaminis diapazonas išreiškiamas taip pat, kaip ir atskirų garso šaltinių, tačiau didžiausias garso slėgis pažymimas dinaminiu ff (fortissimo) atspalviu, o minimalus – pp (pianissimo).

Didžiausias garsumas, nurodytas natose fff (forte, fortissimo), atitinka maždaug 110 dB akustinio garso slėgio lygį, o mažiausias garsumas, nurodytas natose prr (piano-pianissimo), maždaug 40 dB.
Pažymėtina, kad dinamiški atlikimo atspalviai muzikoje yra santykiniai ir jų ryšys su atitinkamais garso slėgio lygiais tam tikru mastu yra sąlyginis. Konkrečios muzikinės programos dinaminis diapazonas priklauso nuo kompozicijos pobūdžio. Taigi klasikinių Haydno, Mocarto, Vivaldi kūrinių dinaminis diapazonas retai viršija 30-35 dB. Varjetinės muzikos dinaminis diapazonas paprastai neviršija 40 dB, o šokių ir džiazo – tik apie 20 dB. Dauguma kūrinių rusų liaudies instrumentų orkestrui taip pat turi nedidelį dinaminį diapazoną (25-30 dB). Tai pasakytina ir apie pučiamųjų orkestrą. Tačiau maksimalus pučiamųjų orkestro garso lygis patalpoje gali siekti gana aukštą lygį (iki 110 dB).

maskavimo efektas

Subjektyvus garsumo vertinimas priklauso nuo sąlygų, kuriomis garsą suvokia klausytojas. Realiomis sąlygomis akustinis signalas neegzistuoja visiškoje tyloje. Tuo pačiu metu pašalinis triukšmas veikia klausą, apsunkina garso suvokimą, tam tikru mastu užmaskuodamas pagrindinį signalą. Gryno sinusinio tono maskavimo pašaliniu triukšmu poveikis įvertinamas pagal reikšmę, nurodančią. kiek decibelų užmaskuoto signalo girdimumo slenkstis pakyla virš jo suvokimo tyloje slenksčio.
Eksperimentai, kuriais siekiama nustatyti vieno garso signalo maskavimo kitu laipsnį, rodo, kad bet kokio dažnio tonas žemesniais tonais užmaskuojamas daug efektyviau nei aukštesniais. Pavyzdžiui, jei dvi kamertonas (1200 ir 440 Hz) skleidžia vienodo intensyvumo garsus, tada mes nustojame girdėti pirmąjį toną, jį užmaskuoja antrasis (užgesinus antrosios kamertono vibraciją, išgirsime vėl pirmas).
Jei vienu metu yra du sudėtingi garso signalai, susidedantys iš tam tikrų garso dažnių spektrų, atsiranda abipusio maskavimo efektas. Be to, jei abiejų signalų pagrindinė energija yra tame pačiame garso dažnių diapazono regione, tada maskavimo efektas bus stipriausias, todėl perduodant orkestrinį kūrinį, dėl akompanimento maskavimo, solisto partija gali susilpnėti. įskaitomas, neryškus.
Pasiekti aiškumą arba, kaip sakoma, garso „skaidrumą“ perduodant orkestrų ar estradinių ansamblių garsą, tampa labai sunku, jei instrumentas ar atskiros orkestro instrumentų grupės groja tuose pačiuose arba artimuose registruose vienu metu.
Įrašinėdamas orkestrą direktorius turi atsižvelgti į maskavimo ypatumus. Repeticijose, padedamas dirigento, jis nustato balansą tarp vienos grupės instrumentų garso galios, taip pat tarp viso orkestro grupių. Pagrindinių melodinių eilučių ir atskirų muzikinių dalių aiškumas šiais atvejais pasiekiamas dėl artimo mikrofonų išdėstymo atlikėjams, garso inžinieriaus sąmoningai pasirinkus svarbiausius instrumentų kūrinius tam tikroje vietoje ir kt. specialius triukus garso inžinerija.
Maskavimo fenomenui priešinasi psichofiziologinis klausos organų gebėjimas išskirti vieną ar kelis garsus iš bendros masės, nešančius svarbiausią informaciją. Pavyzdžiui, grojant orkestrui dirigentas pastebi menkiausius partijos atlikimo netikslumus kokiu nors instrumentu.
Maskavimas gali labai paveikti signalo perdavimo kokybę. Aiškiai suvokti gaunamą garsą galima, jei jo intensyvumas gerokai viršija trukdžių komponentų, esančių toje pačioje juostoje, kaip ir gaunamas garsas, lygį. Esant vienodiems trukdžiams, signalo perteklius turėtų būti 10-15 dB. Ši klausos suvokimo ypatybė yra praktinis naudojimas, pavyzdžiui, vertinant nešėjų elektroakustines charakteristikas. Taigi, jei analoginio įrašo signalo ir triukšmo santykis yra 60 dB, tai įrašytos programos dinaminis diapazonas gali būti ne didesnis kaip 45-48 dB.

Laikinosios klausos suvokimo ypatybės

Klausos aparatas, kaip ir bet kuri kita virpesių sistema, yra inercinė. Kai garsas išnyksta, klausos pojūtis išnyksta ne iš karto, o palaipsniui, mažėja iki nulio. Laikas, per kurį pojūtis pagal garsumą sumažėja 8-10 fonų, vadinamas klausos laiko konstanta. Ši konstanta priklauso nuo daugelio aplinkybių, taip pat nuo suvokiamo garso parametrų. Jei klausytoją pasiekia du trumpi garso impulsai su vienoda dažnio sudėtimi ir lygiu, tačiau vienas iš jų vėluoja, tada jie bus suvokiami kartu su ne didesniu kaip 50 ms vėlavimu. Esant dideliems vėlavimo intervalams, abu impulsai suvokiami atskirai, atsiranda aidas.
Į šią klausos savybę atsižvelgiama kuriant kai kuriuos signalų apdorojimo įrenginius, pavyzdžiui, elektronines vėlinimo linijas, aidėjimus ir kt.
Pažymėtina, kad dėl ypatingos klausos savybės trumpalaikio garso impulso garsumo suvokimas priklauso ne tik nuo jo lygio, bet ir nuo impulso poveikio ausiai trukmės. Taigi trumpalaikį garsą, trunkantį tik 10–12 ms, ausis suvokia tyliau nei to paties lygio, bet paveikiantį ausį, pavyzdžiui, 150–400 ms. Todėl, klausantis perdavimo, garsumas yra garso bangos energijos vidurkio per tam tikrą intervalą rezultatas. Be to, žmogaus klausa turi inerciją, ypač suvokdamas netiesinius iškraipymus, jis tokios nesijaučia, jei garso impulso trukmė yra mažesnė nei 10-20 ms. Štai kodėl garsą įrašančios buitinės radioelektroninės įrangos lygio rodikliuose momentinės signalo reikšmės apskaičiuojamos per laikotarpį, parinktą pagal klausos organų laikines charakteristikas.

Erdvinis garso vaizdavimas

Vienas iš svarbių žmogaus gebėjimų yra gebėjimas nustatyti garso šaltinio kryptį. Šis gebėjimas vadinamas binauraliniu efektu ir paaiškinamas tuo, kad žmogus turi dvi ausis. Eksperimentiniai duomenys rodo, iš kur sklinda garsas: vienas aukšto dažnio tonų, kitas žemo dažnio.

Garsas keliauja trumpesniu keliu į ausį, nukreiptą į šaltinį, nei į antrąją. Dėl to garso bangų slėgis ausies kanaluose skiriasi faze ir amplitudė. Amplitudės skirtumai reikšmingi tik esant aukštiems dažniams, kai garso bangos ilgis tampa panašus į galvos dydį. Kai amplitudės skirtumas viršija 1 dB slenkstį, atrodo, kad garso šaltinis yra toje pusėje, kur amplitudė yra didesnė. Garso šaltinio nukrypimo nuo vidurio linijos (simetrijos linijos) kampas yra maždaug proporcingas amplitudės santykio logaritmui.
Norint nustatyti garso šaltinio kryptį, kai dažniai mažesni nei 1500-2000 Hz, fazių skirtumai yra reikšmingi. Žmogui atrodo, kad garsas sklinda iš tos pusės, iš kurios fazėje priekyje esanti banga pasiekia ausį. Garso nuokrypio nuo vidurio linijos kampas yra proporcingas garso bangų atvykimo į abi ausis laiko skirtumui. Apmokytas asmuo gali pastebėti fazių skirtumą su 100 ms laiko skirtumu.
Gebėjimas nustatyti garso kryptį vertikalioje plokštumoje yra daug mažiau išvystytas (apie 10 kartų). Ši fiziologijos ypatybė yra susijusi su klausos organų orientacija horizontalioje plokštumoje.
Specifinis žmogaus erdvinio garso suvokimo bruožas pasireiškia tuo, kad klausos organai geba pajusti visuminę, vientisą lokalizaciją, sukurtą dirbtinių poveikio priemonių pagalba. Pavyzdžiui, du garsiakalbiai įrengiami patalpoje išilgai priekio 2-3 m atstumu vienas nuo kito. Tuo pačiu atstumu nuo jungiamosios sistemos ašies klausytojas yra griežtai centre. Patalpoje per garsiakalbius sklinda du tos pačios fazės, dažnio ir intensyvumo garsai. Dėl garsų, patenkančių į klausos organą tapatumo, žmogus negali jų atskirti, jo pojūčiai leidžia įsivaizduoti vieną tariamą (virtualų) garso šaltinį, esantį griežtai centre ant ašies. simetrijos.
Jei dabar sumažinsime vieno garsiakalbio garsumą, matomas šaltinis judės garsesnio garsiakalbio link. Garso šaltinio judėjimo iliuziją galima gauti ne tik pakeitus signalo lygį, bet ir dirbtinai atitolinant vieną garsą kito atžvilgiu; šiuo atveju matomas šaltinis pasislinks link garsiakalbio, kuris skleidžia signalą anksčiau laiko.
Pateikiame pavyzdį integraliajai lokalizacijai iliustruoti. Atstumas tarp garsiakalbių 2m, atstumas nuo priekinės linijos iki klausytojo 2m; kad šaltinis pasislinktų tarsi 40 cm į kairę arba į dešinę, reikia taikyti du signalus, kurių intensyvumo lygis skiriasi 5 dB arba su 0,3 ms laiko uždelsimu. Esant 10 dB lygių skirtumui arba 0,6 ms laiko uždelsimui, šaltinis „pajudės“ 70 cm nuo centro.
Taigi, jei pakeičiate garsiakalbių generuojamą garso slėgį, atsiranda garso šaltinio judinimo iliuzija. Šis reiškinys vadinamas totaline lokalizacija. Norint sukurti bendrą lokalizaciją, naudojama dviejų kanalų stereofoninė garso perdavimo sistema.
Pirminėje patalpoje sumontuoti du mikrofonai, kurių kiekvienas veikia savo kanalu. Antrinėje – du garsiakalbiai. Mikrofonai yra tam tikru atstumu vienas nuo kito išilgai linijos, lygiagrečios garso skleidėjo vietai. Pajudinus garso skleidėją, mikrofoną veiks skirtingas garso slėgis, o garso bangos atvykimo laikas skirsis dėl nevienodo atstumo tarp garso skleidėjo ir mikrofonų. Šis skirtumas sukuria visiškos lokalizacijos antrinėje patalpoje efektą, dėl ko tariamasis šaltinis lokalizuojamas tam tikrame erdvės taške, esančiame tarp dviejų garsiakalbių.
Reikėtų pasakyti apie binouralinę garso perdavimo sistemą. Naudojant šią sistemą, vadinamą „dirbtinės galvos“ sistema, pirminėje patalpoje yra du atskiri mikrofonai, išdėstyti vienas nuo kito tokiu atstumu, kaip atstumas tarp žmogaus ausų. Kiekvienas iš mikrofonų turi nepriklausomą garso perdavimo kanalą, kurio išvestyje antrinėje patalpoje įjungiami telefonai kairiajai ir dešinei ausiai. Turėdama vienodus garso perdavimo kanalus, tokia sistema tiksliai atkuria binauralinį efektą, sukuriamą prie „dirbtinės galvos“ ausų pirminėje patalpoje. Ausinių buvimas ir būtinybė jas naudoti ilgą laiką yra trūkumas.
Klausos organas atstumą iki garso šaltinio nustato pagal daugybę netiesioginių požymių ir su tam tikromis klaidomis. Priklausomai nuo to, ar atstumas iki signalo šaltinio mažas ar didelis, jo subjektyvus vertinimas kinta veikiant įvairiems veiksniams. Nustatyta, kad jei nustatyti atstumai yra maži (iki 3 m), tai jų subjektyvus vertinimas beveik tiesiškai susijęs su garso šaltinio, judančio gyliu, garsumo pokyčiu. Papildomas veiksnys sudėtingam signalui yra jo tembras, kuris tampa vis „sunkesnis“ šaltiniui artėjant prie klausytojo. Taip yra dėl didėjančio žemo registro obertonų padidėjimo, palyginti su aukšto registro obertonais. dėl to padidėjus garsumo lygiui.
Esant vidutiniams 3–10 m atstumams, šaltinio pašalinimas iš klausytojo proporcingai sumažės garsumu, o šis pokytis vienodai bus taikomas ir pagrindiniam dažniui, ir harmoniniams komponentams. Dėl to santykinis aukšto dažnio spektro dalies sustiprinimas ir tembras tampa ryškesnis.
Didėjant atstumui, energijos nuostoliai ore didės proporcingai dažnio kvadratui. Padidėjus aukšto registro obertonų praradimui, sumažės tembro ryškumas. Taigi subjektyvus atstumų vertinimas siejamas su jo apimties ir tembro pasikeitimu.
Uždaros erdvės sąlygomis pirmųjų atspindžių signalai, kurie uždelsta 20–40 ms, palyginti su tiesioginiu, ausimi suvokiami kaip iš skirtingų krypčių. Tuo pačiu metu didėjantis jų vėlavimas sukuria reikšmingo atstumo įspūdį nuo taškų, iš kurių kyla šie atspindžiai. Taigi pagal vėlavimo laiką galima spręsti apie santykinį antrinių šaltinių atokumą arba, kas yra tas pats, patalpos dydį.

Kai kurios subjektyvaus stereo transliacijų suvokimo ypatybės.

Stereofoninė garso perdavimo sistema turi daug reikšmingų savybių, palyginti su įprasta monofonine.
Kokybė, kuri išskiria stereofoninį garsą, erdvinį, t.y. natūralią akustinę perspektyvą galima įvertinti naudojant kai kuriuos papildomus rodiklius, kurie nėra prasmingi naudojant monofoninio garso perdavimo techniką. Šie papildomi rodikliai apima: klausos kampą, t.y. kampas, kuriuo klausytojas suvokia garso stereovaizdą; stereo raiška, t.y. subjektyviai nustatyta atskirų garso vaizdo elementų lokalizacija tam tikruose erdvės taškuose girdėjimo kampo ribose; akustinė atmosfera, t.y. efektas, priverčiantis klausytoją jaustis esantis pirminėje patalpoje, kurioje vyksta perduodamas garso įvykis.

Apie kambario akustikos vaidmenį

Garso spindesys pasiekiamas ne tik garso atkūrimo įrangos pagalba. Net ir turint pakankamai gerą įrangą, garso kokybė gali būti prasta, jei klausymosi kambarys neturi tam tikrų savybių. Yra žinoma, kad uždaroje patalpoje yra per didelio garsumo reiškinys, vadinamas aidėjimu. Paveikdamas klausos organus, aidėjimas (priklausomai nuo jo trukmės) gali pagerinti arba pabloginti garso kokybę.

Žmogus kambaryje suvokia ne tik tiesiogines garso bangas, kurias sukuria tiesiogiai garso šaltinis, bet ir bangas, atsispindinčias nuo kambario lubų bei sienų. Atsispindinčios bangos dar kurį laiką girdimos po garso šaltinio nutraukimo.
Kartais manoma, kad groja tik atspindėti signalai neigiamas vaidmuo, trukdantis suvokti pagrindinį signalą. Tačiau šis požiūris yra neteisingas. Tam tikra pradinių atsispindėjusių aido signalų energijos dalis, su trumpais vėlavimais pasiekianti žmogaus ausis, sustiprina pagrindinį signalą ir praturtina jo garsą. Priešingai, vėliau atsispindi aidai. kurių delsos laikas viršija tam tikrą kritinę reikšmę, sudaro garso foną, kuris apsunkina pagrindinio signalo suvokimą.
Klausymosi kambarys neturėtų turėti ilgo aidėjimo laiko. Gyvenamosiose patalpose aidėjimas paprastai būna mažas dėl riboto dydžio ir garsą sugeriančių paviršių, minkštų baldų, kilimų, užuolaidų ir kt.
Skirtingo pobūdžio ir savybių barjerai apibūdinami garso sugerties koeficientu, kuris yra sugertos energijos ir visos krentančios garso bangos energijos santykis.

Norint padidinti kilimo garsą sugeriančias savybes (ir sumažinti triukšmą svetainėje), kilimą patartina kabinti ne prie sienos, o su 30-50 mm tarpu.

Susipažinę su fizine garso prigimtimi, pažiūrėkime, kaip jis suvokiamas.

Garsui užfiksuoti žmonės ir gyvūnai turi specialų organą – ausį. Tai neįprastai plonas aparatas. Mes nežinome jokio kito mechanizmo, kuris tokiu nuostabiu tikslumu reaguotų į nežymius oro slėgio pokyčius. Ausis garso bangos svyruojantį judesį paverčia tam tikru pojūčiu, kurį mūsų sąmonė suvokia kaip garsą.

Ilgą laiką žmogus domėjosi šio nuostabaus organo prietaisu ir darbu. Tačiau iki šiol toli gražu ne viskas šioje srityje išsiaiškinta. Žmogaus ausies sandara parodyta 9 paveiksle. Klausos organas skirstomas į tris dalis: išorinę, vidurinę ir vidinę (žr. 9 pav.).

Ryžiai. 9. Žmogaus ausies prietaiso schema

Įvairių gyvūnų išorinė ausis arba ausies kaklelis yra labiausiai įvairių formų ir dydis. Daugumoje jų ausies kaklelis yra kilnojamas. Žmonėms ši savybė beveik visiškai prarandama. Tiesa, yra žmonių, kurie sugeba pajudinti ausis, tačiau tai reta išimtis, primenanti visos gyvybės žemėje bendrumą.

Iš ausies kaušelio išeina ausies kanalas, kuris baigiasi ausies būgneliu. Jis tarnauja kaip riba tarp išorinės ir vidurinės ausies. Membrana yra ovalo formos ir šiek tiek pailginta į vidų. Jo plotas apie 0,65 kvadratinio centimetro.

Kad būgninė membrana laisvai svyruotų, oro slėgis abiejose jos pusėse turi būti vienodas. Tada, esant menkiausiam lauko oro slėgio pokyčiui, membrana, nesusidurdama su priešingumu iš kitos pusės, lengvai pradeda svyruoti.

Tikriausiai visi pastebėjo, kad po stipraus nosies pūtimo kurį laiką nustojame girdėti silpnus garsus. Taip atsitinka todėl, kad vidurinėje ausyje per vadinamąją Eustachijaus vamzdis oras patenka iš nosiaryklės (pirmasis šį vamzdį aprašė italų gydytojas Bartolomeo Eustachijus, gyvenęs XIV a.). Tokiu atveju vamzdelio galas dažnai užsikemša gleivėmis, tada oras iš vidaus spaudžia ausies būgnelį, ir jis praranda savo buvusią svyravimo laisvę. Tačiau pakanka nuryti seiles, kad atsidarytų Eustachijaus vamzdelis, išbėgtų oro perteklius (ausyje juntamas lengvas traškėjimas) ir spaudimas abiejose membranos pusėse išsilygintų. Vėl atkuriama normali klausa. Jei dėl kokių nors priežasčių staiga pasikeičia aplinkinio oro slėgis, tada girdime triukšmą ausyse, kuris vėl nustoja ryjant seiles.

Vidurinėje ausyje yra keletas specialių kaulų: plaktukas, priekalas ir balnakilpės. Šie kaulai gavo savo pavadinimus dėl išorinio panašumo į atitinkamus objektus. Jie yra labai mažo dydžio ir kartu sveria apie 0,05 gramo. Šie kaulai išsidėstę taip, kad suformuoja svirtį, kuri vienu metu perduoda būgnelio virpesius į vidinę ausį ir paverčia šiuos virpesius mažesnio masto, bet didesnio slėgio vibracijomis. Plaktukas, priekalas ir balnakilpės visą būgninės membranos vibracijos energiją perduoda labai mažam ovaliniam vidinės ausies langeliui; taigi, vidinė ausis patiria 50-60 kartų didesnį spaudimą, nei patiria ausies būgnelis.

Vidinės ausies struktūra yra labai sudėtinga. Pagrindinė šios ausies paskirtis – suvokti tik tuos virpesius, kuriuos siunčia ausies būgnelis. Jokie kiti sukrėtimai jam neturėtų turėti įtakos. Todėl jį supa labai stiprūs kaulai. Į vidinė ausis yra trys pusapvaliai kanalai (žr. 9 pav.), kurie neturi nieko bendra su klausa. Tai yra pusiausvyros organai. Galvos svaigimas, kurį patiriame greitai apsisukdami, atsiranda dėl skysčio, užpildančio šiuos kanalus, judėjimo. Klausos suvokimo organas yra uždarytas specialiu apvalkalu. Pažiūrėkite į dešinę paveikslėlio pusę. Ką ji tau primena? Visi iškart atsakys, kad ji atrodo kaip sraigė. Ji vadinama sraigė. Sraigė turi maždaug 2 3/4 apsisukimų. Per visą ilgį padalintas pertvara ir pripildytas specialiu želatininiu skysčiu. Sraigės viduje yra membrana – pagrindinė membrana. Ant jo yra klausos nervo šakos – 23,5 tūkst. mažiausių klausos dirginimo laidininkų, kurie vėliau eina palei nervinį kamieną į smegenų žievę.

Vidinėje ausyje vykstantys procesai yra labai sudėtingi, o kai kurie iš jų vis dar nėra tiksliai suprantami.

2. Garsų aritmetika

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.

Tačiau šis kelias – ne vienintelis. Garso virpesiai taip pat gali būti perduodami tiesiai į vidinę ausį, apeinant išorinę ir vidurinę. Kokiu būdu? Pačios kaukolės kaulai! Jie yra geri garso laidininkai. Jei kamertonas yra privestas prie galvos vainiko arba prie mastoidinio ataugos, gulinčio už ausies, arba prie dantų, tuomet girdimas garsas, nors per orą nesigirdi jokių garsinių virpesių. Taip atsitinka todėl, kad kaukolės kaulai, gavę vibracijas iš kamertono, perduoda jas tiesiai į vidinę ausį, kurioje vyksta tie patys klausos nervų dirginimo procesai, taip pat nuo vibracijų, perduodamų būgnelio. Todėl kartais jie „klauso“ atskirų mašinos dalių darbo, vieną pagaliuko galą paimdami į dantis (žr. 14 psl.).

Taip pat įdomu pastebėti, kad kartais žmonės, kuriems chirurginiu būdu pašalinami ausies būgnelio ir vidurinės ausies kaulai, girdi, nors ir gerokai susilpnėjus. Ir šiuo atveju, matyt, garso bangos virpesiai perduodami tiesiai į vidinę ausį.

Jei būgnelio virpesiai yra lėti – jų skaičius yra mažesnis nei šešiolika per vieną sekundę – tada pagrindinė membrana vibracijų negaus. Štai kodėl mes negirdime garso, kai kūnas vibruoja mažesniu nei šešiolikos dažniu.

Virpesių, kurių dažnis didesnis nei dvidešimt tūkstančių, kaip jau minėjome, mūsų klausos aparatas taip pat nesuvokia kaip garso.

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.

Daugelis gyvūnų yra ypač jautrūs aukštiems garsams. Pavyzdžiui, šuo paima iki 38 000 dažnio vibracijas, tai yra žmonėms negirdimus garsus.

O kaip mūsų ausis moka įvertinti vienodo aukščio garsų stiprumą? Pasirodo, mūsų gebėjimai šiuo atžvilgiu beveik prilygsta matematiniam vaiko ar primityvaus žmogaus išsivystymui. Kaip vaikas gali suskaičiuoti tik iki dviejų, o jei daiktų bus daugiau, sakys, kad jų daug, taip ir garso stiprumo pokytį galime įvertinti vos 2–3 kartus, o tada apsiriboja neapibrėžtumu: „daug garsiau“ arba „žymiai tyliau“ .

Bet jei mūsų sąmonė vis dar turi tam tikrą sprendimą dėl garsumo pasikeitimo, tada pridėti ir atimti vieną garsumą iš kito yra visiškai neišsprendžiama užduotis. Tačiau nereikėtų manyti, kad žmogus apskritai negali atskirti garsų, kurių garsumas yra panašus. Pavyzdžiui, muzikantai naudoja visą garsumo skalę. Šioje skalėje kiekvienas paskesnis tūris yra dvigubai didesnis už ankstesnį, o visa skalė turi septynis garsumo lygius.

Nors mūsų klausos aparatas fiksuoja labai mažus oro slėgio pokyčius, mes vis tiek negalime girdėti labai silpnų garsų. Tačiau gailėtis neverta. Įsivaizduokite, kas nutiktų, jei mūsų ausis būtų jautresnė nei yra. Juk oras susideda iš atskirų molekulių, nuolat judančių visomis kryptimis. Dėl šio judėjimo kai kuriose vietose akimirksniu gali padidėti arba sumažėti slėgis. Pagal dydį šie slėgio pokyčiai yra labai artimi slėgio pokyčiams, kurie atsiranda kondensacijos ir silpniausios garso bangos retėjimo vietose. Ir jei ausis suvoktų tokius menkiausius slėgio pokyčius, tada šie atsitiktiniai oro svyravimai sukurtų nuolatinio triukšmo pojūtį, o tyla mums nebūtų pažįstama! Gamta tarsi sustojo laiku ties tam tikru mūsų jautrumo slenksčiu klausos aparatas palikdamas jam galimybę pailsėti.

Įprastame gyvenime tobula tyla mūsų niekada nesupa, o ausis iš esmės neturi visiško poilsio. Bet dažnai patys susikuriame dirbtinę tylą – gautus garso suvokimus kuriam laikui nukeliame nuo sąmonės. Atrodo, kad pasigendame kai kurių garsų „už ausis“. Tačiau net jei mes jų „negirdime“, ausis vis tiek pastebi šiuos garsus. Lygiai taip pat, kai prie garsų, kuriuos „praeiname pro ausis“, pridedamas mus dominantis garsas, mes iškart jį pagauname, net jei jis tylesnis už kitus garsus. Mama dažnai gali miegoti su dideliu triukšmu, tačiau iškart pabunda išgirdus pirmąjį vaiko verksmą. Keleivis gali ramiai miegoti traukinio metu, bet pabunda jam sustojus.

3. 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 paprasti garsai. 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.

4. Ar kurtieji girdi?

Ausis, kaip ir bet kuris kitas organas, yra pavaldi įvairios ligos. Priklausomai nuo ligos tipo, klausa gali būti sutrikusi arba visiškai prarasta. Kartais žmonės girdi tik tam tikro aukščio garsus. Yra ligų, kai ausies būgneliai praranda lankstumą ir tampa mažiau judrūs; tada žmogus nustoja girdėti žemo tono garsus. Priešingai, pradiniu vidinės ausies ligos periodu dažniausiai prarandamas gebėjimas suvokti aukštus tonus. Arba gali būti, kad žmogus girdi vieno ūgio garsus, o negirdi kito aukščio garsų. Tai atsitinka su klausos nervo liga.

Žmogus laikomas šiek tiek kurčiu, jei jam reikia tūkstantį kartų padidinti garso bangos slėgį, palyginti su slėgiu, reikalingu normaliai ausiai. Kai reikalingas dešimt tūkstančių kartų didesnis spaudimas, tada žmogus priklauso „prigirdinčiųjų“ kategorijai, jis sunkiai girdi pokalbį. Jei vis dėlto garso suvokimui slėgį reikia padidinti šimtą tūkstančių kartų, tai tokiai ausiai jau reikia specialių garsą stiprinančių prietaisų.

Žmogus visiškai kurčia, kai jo ausiai reikia daugiau nei milijoną kartų didesnio spaudimo. Normali ausis su tokiu garso bangos spaudimu jaučia nebe garsą, o skausmą.

Susilpnėjusi, o juo labiau visiškai prarasta klausa yra rimta liga, o mokslininkai jau seniai stengiasi palengvinti klausos negalią turinčių žmonių kančias.

Tais atvejais, kai klausos atkurti neįmanoma gydant, jie bando tai pasiekti sustiprindami garso bangą. Tam naudojami sutvirtinantys protezai. Anksčiau jie apsiribojo specialių ragų, piltuvėlių, ragų ir kalbėjimo vamzdelių naudojimu. Dabar dažnai naudojami elektriniai stiprintuvai. Dažnai šie prietaisai būna tokie maži, kad telpa pačioje ausyje, priešais būgnelį.

Pastaruoju metu visiškai kurčiuosius bandoma „išmokyti“ girdėti. Daugelis iš jūsų tikriausiai yra patyrę skausmą ausyse, kai klausotės labai garsių garsų. Tokie garsai gali būti apčiuopiami odos paviršiuje, pavyzdžiui, pirštais atsitrenkus į bangą. Juk mūsų ausį galima laikyti savotišku lytėjimo organu, labai smulkiai pastatytu. Kyla klausimas, ar kurtieji gali patikėti ausies darbą lytėjimo organui? Neseniai buvo atlikti panašūs tyrimai. Įprasti garsai buvo priimti mikrofonu, sustiprinti ir vibracijų pavidalu perduodami į specialių telefonų membranas. Liesdami šias membranas pirštais, kurtieji prisilietimu suvokia vibracijos dažnį ir stiprumą, tai yra, kitaip tariant, tai, kas lemia garso aukštį ir garsumą.

Po atitinkamo mokymo kurtieji pradeda suprasti ne tik atskirus garsus, bet ir kalbą!

Išorinėje ausyje yra ausies kaklelis, ausies kanalas ir būgninė membrana, dengianti vidinį ausies kanalo galą. Ausies kanalas yra netaisyklingos išlenktos formos. Suaugusiam žmogui jis yra apie 2,5 cm ilgio ir apie 8 mm skersmens. Ausies landos paviršius padengtas plaukeliais, jame yra liaukų, išskiriančių ausų sierą, reikalingą odos drėgmei palaikyti. Klausos ertmė taip pat užtikrina pastovią ausinės membranos temperatūrą ir drėgmę.

• Vidurinė ausis

Vidurinė ausis yra oro užpildyta ertmė už ausies būgnelio. Ši ertmė jungiasi su nosiarykle per Eustachijaus vamzdelį – siaurą kremzlinį kanalą, kuris dažniausiai būna uždaras. Nurijus atidaromas Eustachijaus vamzdelis, kuris leidžia orui patekti į ertmę ir išlygina slėgį abiejose ausies būgnelio pusėse, kad būtų užtikrintas optimalus mobilumas. Vidurinėje ausyje yra trys miniatiūriniai klausos kaulai: plaktukas, priekalas ir balnakilpė. Vienas plaktuko galas yra prijungtas prie būgnelio, kitas jo galas yra prijungtas prie priekalo, kuris, savo ruožtu, yra prijungtas prie sraigės, o sraigė - prie vidinės ausies sraigės. Būgninė membrana nuolat svyruoja veikiama ausies gaudomų garsų, o klausos kaulai perduoda jos virpesius į vidinę ausį.

• vidinė ausis

Vidinėje ausyje yra keletas struktūrų, tačiau klausai svarbi tik sraigė, kuri savo pavadinimą gavo iš spiralės formos. Sraigė yra padalinta į tris kanalus, užpildytus limfos skysčiais. Viduriniame kanale esantis skystis savo sudėtimi skiriasi nuo skysčio kituose dviejuose kanaluose. Organas, tiesiogiai atsakingas už klausą (Corti organas), yra viduriniame kanale. Corti organe yra apie 30 000 plaukų ląstelių, kurios fiksuoja skysčio kanale svyravimus, atsirandančius dėl balnakilpės judėjimo, ir generuoja elektrinius impulsus, kurie klausos nervu perduodami į galvos smegenų klausos žievę. Kiekviena plauko ląstelė reaguoja į tam tikrą garso dažnį, o aukštus dažnius fiksuoja apatinės sraigės ląstelės, o žemo dažnio ląstelės yra viršutinėje sraigės dalyje. Jei plaukų ląstelės dėl kokių nors priežasčių miršta, žmogus nustoja suvokti atitinkamų dažnių garsus.

• klausos takai

Klausos takai yra nervinių skaidulų rinkinys, kuris perduoda nervinius impulsus iš sraigės į smegenų žievės klausos centrus, todėl atsiranda klausos pojūtis. Klausos centrai yra laikinosiose smegenų skiltyse. Laikas, per kurį klausos signalas nukeliauja iš išorinės ausies į smegenų klausos centrus, yra apie 10 milisekundžių.

Kaip veikia žmogaus ausis (piešinys „Siemens“ sutikimu)

Garso suvokimas

Ausis nuosekliai paverčia garsus į mechaninius būgninės membranos ir klausos kauliukų virpesius, po to į skysčio virpesius sraigėje ir galiausiai į elektrinius impulsus, kurie centrinės klausos sistemos keliais perduodami į laikinąsias smegenų skilteles. atpažinimui ir apdorojimui.
Smegenys ir tarpiniai klausos takų mazgai išgauna ne tik informaciją apie garso aukštį ir garsumą, bet ir kitas garso charakteristikas, pavyzdžiui, laiko intervalą tarp momentų, kai garsas paimamas dešine ir kaire. ausys - tai yra pagrindas žmogaus gebėjimui nustatyti garso kryptį. Tuo pačiu metu smegenys vertina tiek iš kiekvienos ausies gautą informaciją atskirai, tiek visą gautą informaciją sujungia į vieną pojūtį.

Mūsų smegenys saugo mus supančių garsų modelius – pažįstamus balsus, muziką, pavojingus garsus ir pan. Tai padeda smegenims apdoroti informaciją apie garsą greitai atskirti pažįstamus garsus nuo nepažįstamų. Sumažėjus klausai, smegenys pradeda gauti iškreiptą informaciją (garsai tampa tylesni), todėl atsiranda garsų interpretavimo klaidų. Kita vertus, smegenų pažeidimą dėl senėjimo, galvos traumos ar neurologinių ligų ir sutrikimų gali lydėti simptomai, panašūs į klausos praradimą, pavyzdžiui, nedėmesingumas, atitrūkimas nuo aplinkos ir neadekvatus atsakas. Norint teisingai išgirsti ir suprasti garsus, būtinas koordinuotas klausos analizatoriaus ir smegenų darbas. Taigi neperdėdami galime teigti, kad žmogus girdi ne ausimis, o smegenimis!

Jei girdite garsus, kurių kiti žmonės negirdi, tai visiškai nereiškia, kad turite klausos haliucinacijų ir laikas kreiptis į psichiatrą. Galbūt jūs priklausote vadinamųjų plaktukų kategorijai. Terminas kilęs iš anglų kalbos žodžio hum, reiškiančio dūzgimą, zvimbimą, zvimbimą.

Keisti skundai

Pirmą kartą į reiškinį buvo atkreiptas dėmesys praėjusio amžiaus 50-aisiais: skirtingose ​​planetos vietose gyvenantys žmonės skundėsi nuolat girdėdami tam tikrą vienodą zvimbimo garsą. Dažniausiai apie tai kalbėjo kaimo vietovių gyventojai. Jie tvirtino, kad naktį nesuprantamas garsas sustiprėja (matyt, todėl, kad šiuo metu sumažėja bendras garso fonas). Jį girdėjusieji dažnai stebėdavo ir šalutiniai poveikiai – galvos skausmas, pykinimas, galvos svaigimas, kraujavimas iš nosies ir nemiga.

1970 metais 800 britų iškart pasiskundė paslaptingu triukšmu. Panašūs epizodai taip pat įvyko Naujojoje Meksikoje ir Sidnėjuje.

2003 metais akustikos specialistas Jeffas Leventhalas išsiaiškino, kad tik 2% visų Žemės gyventojų gali girdėti keistus garsus. Dažniausiai tai yra 55–70 metų žmonės. Vienu atveju plaktukas net nusižudė, nes negalėjo pakęsti nenutrūkstamo dūzgimo.

„Tai savotiškas kankinimas, kartais norisi tiesiog rėkti“, – savo jausmus apibūdino Katie Jacques iš Lidso (JK). – Sunku užmigti, nes nuolat girdžiu šį pulsuojantį garsą. Pradedi mėtytis, suktis ir dar labiau apie tai galvoti.

Iš kur triukšmas?

Tyrėjai ilgą laiką bandė surasti triukšmo šaltinį. Dešimtojo dešimtmečio pradžioje Naujosios Meksikos universiteto Los Alamos nacionalinės laboratorijos mokslininkai padarė išvadą, kad plaktukai girdi garsus, kurie lydi eismą ir gamybos procesus gamyklose. Tačiau ši versija yra ginčytina: juk, kaip minėta aukščiau, dauguma Hamerų gyvena kaimo vietovėse.

Remiantis kita versija, iš tikrųjų nėra dūzgimo: tai iliuzija, kurią sukuria sergančios smegenys. Galiausiai įdomiausia hipotezė yra ta, kad kai kurie žmonės turi padidėjusį jautrumą žemo dažnio elektromagnetinei spinduliuotei ar seisminiam aktyvumui. Tai yra, jie girdi „Žemės ūžesį“, į kurį dauguma žmonių nekreipia dėmesio.

Klausos paradoksai

Faktas yra tas, kad vidutinis žmogus gali suvokti garsus nuo 16 hercų iki 20 kilohercų, jei garso virpesiai perduodami oru. Kai garsas perduodamas per kaukolės kaulus, diapazonas padidėja iki 220 kilohercų.

Pavyzdžiui, žmogaus balso vibracijos gali svyruoti tarp 300-4000 hercų. Garsus, kurių dažnis viršija 20 000 hercų, girdime jau blogiau. O svyravimus žemiau 60 hercų mes suvokiame kaip vibracijas. Aukšti dažniai vadinami ultragarsu, žemi – infragarsu.

Ne visi žmonės vienodai reaguoja į skirtingus garso dažnius. Tai priklauso nuo daugelio individualių veiksnių: amžiaus, lyties, paveldimumo, klausos patologijų buvimo ir kt. Taigi, žinoma, kad yra žmonių, kurie sugeba suvokti aukšto dažnio garsus – iki 22 kilohercų ir aukštesnius. Tuo pačiu metu gyvūnai kartais gali išgirsti žmonėms nepasiekiamus akustinius virpesius: šikšnosparniai skrydžio metu naudoja ultragarsą echolokacijai, o banginiai ir drambliai tariamai bendrauja tarpusavyje naudodami infragarso virpesius.

2011 m. pradžioje Izraelio mokslininkai nustatė, kad žmogaus smegenyse yra specialios grupės neuronai, leidžiantys įvertinti aukštį iki 0,1 tono. Dauguma gyvūnų rūšių, išskyrus šikšnosparnius, tokių „prietaisų“ neturi. Su amžiumi dėl vidinės ausies pakitimų žmonės pradeda blogiau suvokti aukštus dažnius, išsivysto sensorineurinis klausos praradimas.

Bet, matyt, su mūsų smegenimis ne viskas taip paprasta, nes bėgant metams kažkas nustoja girdėti net įprastus garsus, o kažkas, atvirkščiai, pradeda girdėti tai, kas neprieinama kitų girdėjimui.

Kaip galite padėti Hameriams, nes jie labai kenčia nuo savo „dovanos“? Nemažai ekspertų mano, kad vadinamoji kognityvinė-elgesio terapija galėtų juos išgydyti. Tačiau tai gali veikti tik tuo atveju, jei problema yra susijusi tik su psichinė būsena asmuo.

Jeffas Leventhalas pažymi, kad šiandien plaktukų fenomenas yra viena iš paslapčių, kurios sprendimas dar nerastas.