Cilvēka auss skaņas diapazons. Skaņas dzirdamo frekvenču diapazons un nosacītā iedalījuma terminoloģija

Par audio tēmu ir vērts runāt par cilvēka dzirdi nedaudz sīkāk. Cik subjektīva ir mūsu uztvere? Vai varat pārbaudīt savu dzirdi? Šodien jūs uzzināsit vienkāršāko veidu, kā noskaidrot, vai jūsu dzirde pilnībā atbilst tabulā norādītajām vērtībām.

Ir zināms, ka vidusmēra cilvēks spēj uztvert akustiskos viļņus diapazonā no 16 līdz 20 000 Hz (16 000 Hz atkarībā no avota). Šo diapazonu sauc par dzirdamo diapazonu.

20 Hz	Dūcošanās, ko var tikai sajust, bet ne dzirdēt. To atveido galvenokārt augstākās klases audio sistēmas, tāpēc klusuma gadījumā vainīga ir viņa
30 Hz	Ja jūs to nedzirdat, visticamāk, tā atkal ir atskaņošanas problēma.
40 Hz	Tas būs dzirdams budžeta un galvenajos skaļruņos. Bet ļoti kluss
50 Hz	hum elektriskā strāva. Jāuzklausa
60 Hz	Dzirdams (tāpat kā viss līdz 100 Hz, diezgan taustāms atstarošanas dēļ no dzirdes kanāla) pat caur lētākajām austiņām un skaļruņiem
100 Hz	Basa beigas. Tiešās dzirdes diapazona sākums
200 Hz	Vidējās frekvences
500 Hz
1 kHz
2 kHz
5 kHz	Augsto frekvenču diapazona sākums
10 kHz	Ja šī frekvence nav dzirdama, iespējams nopietnas problēmas ar dzirdi. Nepieciešama ārsta konsultācija
12 kHz	Nespēja dzirdēt šo frekvenci var norādīt uz dzirdes zuduma sākotnējo stadiju.
15 kHz	Skaņa, ko daži cilvēki, kas vecāki par 60 gadiem, nedzird
16 kHz	Atšķirībā no iepriekšējās, gandrīz visi cilvēki, kas vecāki par 60 gadiem, nedzird šo frekvenci.
17 kHz	Biežums daudziem ir problēma jau pusmūžā
18 kHz	Problēmas ar šīs frekvences dzirdamību – sākums ar vecumu saistītas izmaiņas dzirde. Tagad jūs esat pieaugušais. :)
19 kHz	Ierobežojiet vidējās dzirdes biežumu
20 kHz	Šo frekvenci dzird tikai bērni. Tā ir patiesība

»
Ar šo testu pietiek, lai veiktu aptuvenu novērtējumu, taču, ja nedzirdat skaņas virs 15 kHz, tad jākonsultējas ar ārstu.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka zemas frekvences dzirdamības problēma, visticamāk, ir saistīta ar.

Visbiežāk uzraksts uz kastes stilā "Reproducējams diapazons: 1–25 000 Hz" nav pat mārketings, bet gan klaji ražotāja meli.

Diemžēl uzņēmumiem nav jāsertificē ne visas audio sistēmas, tāpēc ir gandrīz neiespējami pierādīt, ka tie ir meli. Skaļruņi vai austiņas, iespējams, atveido robežfrekvences... Jautājums ir, kā un kādā skaļumā.

Spektra problēmas virs 15 kHz ir diezgan izplatīta vecuma parādība, ar kuru lietotāji var saskarties. Bet 20 kHz (tos, par kuriem tik ļoti cīnās audiofili) parasti dzird tikai bērni vecumā līdz 8-10 gadiem.

Pietiek klausīties visus failus secīgi. Lai iegūtu detalizētāku pētījumu, varat atskaņot paraugus, sākot ar minimālo skaļumu, pakāpeniski palielinot to. Tas ļaus iegūt pareizāku rezultātu, ja dzirde jau ir nedaudz bojāta (atgādiniet, ka dažu frekvenču uztverei ir nepieciešams pārsniegt noteiktu sliekšņa vērtību, kas it kā atveras un palīdz dzirdes aparātam dzirdēt tas).

Vai jūs dzirdat visu frekvenču diapazonu, kas ir spējīgs?

Psihoakustika – zinātnes nozare, kas robežojas starp fiziku un psiholoģiju, pēta datus par cilvēka dzirdes sajūtu, kad ausī iedarbojas fiziskais stimuls – skaņa. Ir uzkrāts liels datu apjoms par cilvēka reakciju uz dzirdes stimuliem. Bez šiem datiem ir grūti iegūt pareizu izpratni par audiofrekvenču signalizācijas sistēmu darbību. Apsveriet visvairāk svarīgas funkcijas cilvēka skaņas uztvere.
Cilvēks jūt skaņas spiediena izmaiņas, kas notiek ar frekvenci 20-20 000 Hz. Skaņas, kuru frekvence ir zemāka par 40 Hz, mūzikā ir salīdzinoši reti sastopama, un runātajā valodā tās neeksistē. Ļoti augstās frekvencēs pazūd muzikālā uztvere un rodas zināma nenoteikta skaņas sajūta atkarībā no klausītāja individualitātes, vecuma. Ar vecumu cilvēka dzirdes jutība samazinās, īpaši skaņas diapazona augšējās frekvencēs.
Taču būtu nepareizi, pamatojoties uz to, secināt, ka plašas frekvenču joslas pārraide ar skaņu reproducējošas iekārtas palīdzību vecākiem cilvēkiem nav svarīga. Eksperimenti ir parādījuši, ka cilvēki, pat tik tikko uztverot signālus virs 12 kHz, ļoti viegli atpazīst augstu frekvenču trūkumu mūzikas pārraidē.

Dzirdes sajūtu biežuma raksturlielumi

Cilvēka dzirdamo skaņu apgabals diapazonā no 20 līdz 20 000 Hz ir ierobežots ar sliekšņiem: no apakšas - dzirdamība un no augšas - sāpes.
Dzirdes slieksnis tiek novērtēts pēc minimālā spiediena, precīzāk, pēc minimālā spiediena pieauguma attiecībā pret robežu; tas ir jutīgs pret frekvencēm 1000-5000 Hz - šeit dzirdes slieksnis ir viszemākais (skaņas spiediens ir aptuveni 2 -10 Pa). Zemāku un augstāku skaņas frekvenču virzienā strauji pazeminās dzirdes jutība.
Sāpju slieksnis nosaka augšējā robeža skaņas enerģijas uztvere un atbilst aptuveni skaņas intensitātei 10 W/m vai 130 dB (atsauces signālam ar frekvenci 1000 Hz).
Palielinoties skaņas spiedienam, palielinās arī skaņas intensitāte, un lēcienā palielinās dzirdes sajūta, ko sauc par intensitātes diskriminācijas slieksni. Šo lēcienu skaits vidējās frekvencēs ir aptuveni 250, zemās un augstās frekvencēs tas samazinās un vidēji frekvenču diapazonā ir aptuveni 150.

Tā kā intensitātes variācijas diapazons ir 130 dB, tad elementārais sajūtu lēciens vidēji amplitūdas diapazonā ir 0,8 dB, kas atbilst skaņas intensitātes izmaiņām 1,2 reizes. Zemā dzirdes līmenī šie lēcieni sasniedz 2-3 dB, augstā līmenī tie samazinās līdz 0,5 dB (1,1 reizi). Pastiprināšanas ceļa jaudas palielināšanos par mazāk nekā 1,44 reizēm cilvēka auss praktiski nefiksē. Ar zemāku skaļruņa radīto skaņas spiedienu pat divkārša izejas posma jaudas palielināšana var nedot taustāmu rezultātu.

Skaņas subjektīvās īpašības

Skaņas pārraides kvalitāti novērtē, pamatojoties uz dzirdes uztveri. Tāpēc pareizi noteikt tehniskās prasības skaņas pārraides ceļam vai tā atsevišķām saitēm iespējams, tikai pētot modeļus, kas savieno subjektīvi uztverto skaņas sajūtu un skaņas objektīvās īpašības ir augstums, skaļums un tembrs.
Skaņas jēdziens ietver subjektīvu skaņas uztveres novērtējumu frekvenču diapazonā. Skaņu parasti raksturo nevis frekvence, bet gan skaņas augstums.
Tonis ir noteikta augstuma signāls, kam ir diskrēts spektrs (mūzikas skaņas, runas patskaņi). Signālu ar plašu nepārtrauktu spektru, kura visiem frekvenču komponentiem ir vienāda vidējā jauda, ​​sauc par balto troksni.

Pakāpeniska skaņas vibrāciju frekvences palielināšana no 20 līdz 20 000 Hz tiek uztverta kā pakāpeniska toņa maiņa no zemākā (basa) uz augstāko.
Precizitātes pakāpe, ar kādu cilvēks nosaka toņu pēc auss, ir atkarīga no viņa auss asuma, muzikalitātes un trenētības. Jāatzīmē, ka tonis zināmā mērā ir atkarīgs no skaņas intensitātes (augstos līmeņos lielākas intensitātes skaņas šķiet zemākas nekā vājākas.
Cilvēka auss labi spēj atšķirt divus toņus, kas ir tuvu toni. Piemēram, aptuveni 2000 Hz frekvenču diapazonā cilvēks var atšķirt divus toņus, kas viens no otra atšķiras pēc frekvences par 3-6 Hz.
Subjektīvā skaņas uztveres skala frekvences ziņā ir tuva logaritma likumam. Tāpēc svārstību frekvences dubultošanās (neatkarīgi no sākotnējās frekvences) vienmēr tiek uztverta kā vienāda augstuma maiņa. Skaņas intervālu, kas atbilst frekvences maiņai 2 reizes, sauc par oktāvu. Cilvēka uztvertais frekvenču diapazons ir 20-20 000 Hz, tas aptver aptuveni desmit oktāvas.
Oktāva ir diezgan liels toņu maiņas intervāls; cilvēks izšķir daudz mazākus intervālus. Tātad desmit oktāvās, ko uztver auss, var atšķirt vairāk nekā tūkstoš toņa gradāciju. Mūzika izmanto mazākus intervālus, ko sauc par pustoņiem, kas atbilst frekvences izmaiņām aptuveni 1,054 reizes.
Oktāva ir sadalīta pusoktāvās un trešdaļā oktāvas. Pēdējam ir standartizēts šāds frekvenču diapazons: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3; 3,15; 4; 5; 6,3:8; 10, kas ir vienas trešdaļas oktāvu robežas. Ja šīs frekvences ir novietotas vienādos attālumos gar frekvences asi, tad tiks iegūta logaritmiskā skala. Pamatojoties uz to, visi skaņas pārraides ierīču frekvences raksturlielumi ir veidoti pēc logaritmiskās skalas.
Raidīšanas skaļums ir atkarīgs ne tikai no skaņas intensitātes, bet arī no spektrālā sastāva, uztveres apstākļiem un ekspozīcijas ilguma. Tātad, divi skanīgi toņi vidus un zema frekvence ar vienādu intensitāti (vai vienādu skaņas spiedienu) cilvēks neuztver kā vienlīdz skaļus. Tāpēc tika ieviests jēdziens skaļuma līmenis fonos, lai apzīmētu tāda paša skaļuma skaņas. Skaņas spiediena līmenis decibelos tāda paša skaļuma tīra toņa ar frekvenci 1000 Hz tiek pieņemts kā skaņas skaļuma līmenis fonos, t.i., frekvencei 1000 Hz, skaļuma līmeņi fonos un decibelos ir vienādi. Citās frekvencēs ar tādu pašu skaņas spiedienu skaņas var šķist skaļākas vai klusākas.
Skaņu inženieru pieredze mūzikas darbu ierakstīšanā un montāžā liecina, ka, lai labāk atklātu skaņas defektus, kas var rasties darba laikā, kontrolklausīšanās laikā skaļuma līmenis jāsaglabā augsts, aptuveni atbilstošs skaļuma līmenim zālē.
Ilgstoši pakļaujoties intensīvai skaņai, dzirdes jutība pakāpeniski samazinās, un jo vairāk, jo lielāks ir skaņas skaļums. Nosakāmais jutības samazinājums ir saistīts ar dzirdes reakciju uz pārslodzi, t.i. ar tās dabisko adaptāciju, Pēc klausīšanās pārtraukuma dzirdes jutība tiek atjaunota. Tam gan jāpiebilst, ka dzirdes aparāts, uztverot augsta līmeņa signālus, ievieš savus, tā sauktos subjektīvos, kropļojumus (kas liecina par dzirdes nelinearitāti). Tādējādi pie 100 dB signāla līmeņa pirmā un otrā subjektīvā harmonika sasniedz 85 un 70 dB līmeni.
Ievērojams skaļuma līmenis un tā iedarbības ilgums izraisa neatgriezeniskas parādības dzirdes orgānā. Ir atzīmēts, ka jaunieši pēdējie gadi dzirdes slieksnis strauji palielinājās. Iemesls tam bija aizraušanās ar popmūziku, ko raksturo augsts skaņas līmenis.
Skaļuma līmeni mēra, izmantojot elektroakustisko ierīci - skaņas līmeņa mērītāju. Izmērīto skaņu vispirms mikrofons pārvērš elektriskās vibrācijās. Pēc pastiprināšanas ar īpašu sprieguma pastiprinātāju šīs svārstības mēra ar rādītāja ierīci, kas noregulēta decibelos. Lai nodrošinātu, ka ierīces rādījumi pēc iespējas atbilst subjektīvajai skaļuma uztverei, ierīce ir aprīkota ar īpašiem filtriem, kas maina tās jutību pret skaņas uztveri. dažādas frekvences atbilstoši dzirdes jutīguma pazīmei.
Svarīga skaņas īpašība ir tembrs. Dzirdes spēja to atšķirt ļauj uztvert signālus ar visdažādākajām nokrāsām. Katra instrumenta un balss skanējums tiem raksturīgo nokrāsu dēļ kļūst daudzkrāsains un labi atpazīstams.
Tembrim, būdams uztveramās skaņas sarežģītības subjektīvs atspoguļojums, nav kvantitatīvā vērtējuma, un to raksturo kvalitatīvas kārtības termini (skaista, maigs, sulīgs utt.). Kad signāls tiek pārraidīts pa elektroakustisko ceļu, radītie kropļojumi galvenokārt ietekmē reproducētās skaņas tembru. Stāvoklis pareiza pārraide mūzikas skaņu tembrs ir neizkropļota signāla spektra pārraide. Signāla spektrs ir sarežģītas skaņas sinusoidālu komponentu kopums.
Tā sauktajam tīrajam tonim ir visvienkāršākais spektrs, tajā ir tikai viena frekvence. Mūzikas instrumenta skaņa izrādās interesantāka: tā spektrs sastāv no pamatfrekvences un vairākām "piemaisījumu" frekvencēm, ko sauc par virstoņiem (augstākiem toņiem) Virstoni ir pamatfrekvences daudzkārtņi, un to amplitūda parasti ir mazāka.
Skaņas tembrs ir atkarīgs no intensitātes sadalījuma pa virstoņiem. Dažādu mūzikas instrumentu skaņas atšķiras tembrā.
Sarežģītāks ir mūzikas skaņu kombinācijas spektrs, ko sauc par akordu. Šādā spektrā ir vairākas pamatfrekvences kopā ar atbilstošajiem virstoņiem.
Tembri atšķirības galvenokārt dalās signāla zemās un vidējās frekvences komponentes, tāpēc ar signāliem, kas atrodas frekvenču diapazona apakšējā daļā, ir saistīta liela tembru dažādība. Signāli, kas saistīti ar tā augšējo daļu, pieaugot, arvien vairāk zaudē savu tembrālo krāsojumu, kas ir saistīts ar to harmonisko komponentu pakāpenisku aiziešanu ārpus dzirdamo frekvenču robežām. Tas izskaidrojams ar to, ka zemo skaņu tembra veidošanā aktīvi piedalās līdz 20 vai vairāk harmonikas, vidēji 8 - 10, augsti 2 - 3, jo pārējās ir vai nu vājas, vai arī izkrīt no skaņu apgabala. skaņas frekvences. Tāpēc augstās skaņas, kā likums, ir sliktākas tembrā.
Gandrīz visiem dabiskajiem skaņas avotiem, tostarp mūzikas skaņu avotiem, ir īpaša tembra atkarība no skaļuma līmeņa. Arī dzirde ir pielāgota šai atkarībai - ir dabiski, ka tā nosaka avota intensitāti pēc skaņas krāsas. Skaļas skaņas parasti ir skarbākas.

Mūzikas skaņas avoti

Vairāki faktori, kas raksturo primāros skaņu avotus, lielā mērā ietekmē elektroakustisko sistēmu skaņas kvalitāti.
Mūzikas avotu akustiskie parametri ir atkarīgi no izpildītāju sastāva (orķestra, ansambļa, grupas, solista un mūzikas veida: simfoniskā, folkmūzika, popmūzika utt.).

Katra mūzikas instrumenta skaņas izcelsmei un veidošanai ir sava specifika, kas saistīta ar skaņas veidošanās akustiskajām iezīmēm konkrētajā mūzikas instrumentā.
Svarīgs mūzikas skaņas elements ir uzbrukums. Tas ir īpašs pārejošs process, kura laikā tiek izveidoti stabili skaņas raksturlielumi: skaļums, tembrs, augstums. Jebkurš muzikāla skaņa iziet trīs posmus - sākumu, vidu un beigas, un gan sākuma, gan beigu posmiem ir noteikts ilgums. sākuma stadija sauc par uzbrukumu. Tas ilgst dažādi: plušajiem, sitamajiem un dažiem pūšamajiem instrumentiem 0-20 ms, fagotam 20-60 ms. Uzbrukums nav tikai skaņas skaļuma palielināšanās no nulles līdz noteiktai stabilai vērtībai, to var pavadīt tādas pašas skaņas augstuma un tembra izmaiņas. Turklāt instrumenta uzbrukuma īpašības nav vienādas dažādās tā diapazona daļās ar dažādiem spēles stiliem: vijole ir vispilnīgākais instruments iespējamo izteiksmīgo uzbrukuma metožu bagātības ziņā.
Viena no jebkura mūzikas instrumenta īpašībām ir skaņas frekvenču diapazons. Papildus pamatfrekvencēm katram instrumentam ir raksturīgi papildu augstas kvalitātes komponenti - virstoņi (vai, kā tas ir pieņemts elektroakustikā, augstākas harmonikas), kas nosaka tā specifisko tembru.
Ir zināms, ka skaņas enerģija ir nevienmērīgi sadalīta visā avota izstarotajā skaņas frekvenču spektrā.
Lielākajai daļai instrumentu ir raksturīgs pamatfrekvenču pastiprinājums, kā arī atsevišķi virstoņi noteiktās (vienā vai vairākās) relatīvi šaurās frekvenču joslās (formantos), kas katram instrumentam ir atšķirīgas. Formanta apgabala rezonanses frekvences (hercos) ir: trompete 100-200, mežrags 200-400, trombons 300-900, trompete 800-1750, saksofons 350-900, oboja 800-1500, fagots 900. 250-600 .
Vēl viena mūzikas instrumentu raksturīga īpašība ir to skaņas stiprums, ko nosaka lielāka vai mazāka to skanošā ķermeņa vai gaisa kolonnas amplitūda (laidums) (lielāka amplitūda atbilst spēcīgākai skaņai un otrādi). Maksimālo akustisko jaudu vērtība (vatos) ir: lielajam orķestrim 70, basa bungas 25, timpāni 20, šņorbungas 12, trombons 6, klavieres 0,4, trompete un saksofons 0,3, trompete 0,2, kontrabass 0.( 6, piccolo 0,08, klarnete, mežrags un trīsstūris 0,05.
Skaņas jaudas, kas iegūta no instrumenta, izpildot "fortissimo", attiecību pret skaņas jaudu, izpildot "pianissimo", parasti sauc par mūzikas instrumentu skaņas dinamisko diapazonu.
Mūzikas skaņas avota dinamiskais diapazons ir atkarīgs no izpildītājgrupas veida un izpildījuma rakstura.
Apsveriet atsevišķu skaņas avotu dinamisko diapazonu. Atsevišķu mūzikas instrumentu un ansambļu (dažāda sastāva orķestru un koru), kā arī balsu dinamiskajā diapazonā mēs saprotam dotā avota radītā maksimālā skaņas spiediena attiecību pret minimālo, kas izteikts decibelos.
Praksē, nosakot skaņas avota dinamisko diapazonu, parasti tiek operēts tikai ar skaņas spiediena līmeņiem, aprēķinot vai mērot tiem atbilstošo starpību. Piemēram, ja orķestra maksimālais skaņas līmenis ir 90 un minimālais ir 50 dB, tad dinamiskais diapazons tiek uzskatīts par 90 - 50 = = 40 dB. Šajā gadījumā 90 un 50 dB ir skaņas spiediena līmeņi attiecībā pret nulles akustisko līmeni.
Dinamiskais diapazons konkrētam skaņas avotam nav nemainīgs. Tas ir atkarīgs no veiktā darba rakstura un telpas, kurā notiek izpildījums, akustiskajiem apstākļiem. Reverb paplašina dinamisko diapazonu, kas parasti sasniedz maksimālo vērtību telpās ar lielu skaļumu un minimālu skaņas absorbciju. Gandrīz visiem instrumentiem un cilvēku balsīm ir nevienmērīgs dinamiskais diapazons skaņu reģistros. Piemēram, vokālista "forte" zemākās skaņas skaļuma līmenis ir vienāds ar "klavieru" augstākās skaņas līmeni.

Muzikālās programmas dinamiskais diapazons tiek izteikts tāpat kā atsevišķiem skaņas avotiem, taču maksimālais skaņas spiediens tiek atzīmēts ar dinamisku ff (fortissimo) toni, bet minimālais ar pp (pianissimo).

Lielākais skaļums, kas norādīts notīs fff (forte, fortissimo), atbilst akustiskā skaņas spiediena līmenim aptuveni 110 dB, bet zemākajam skaļumam, kas norādīts notīs prr (piano-pianissimo), aptuveni 40 dB.
Jāpiebilst, ka dinamiskās izpildījuma nokrāsas mūzikā ir relatīvas un to saistība ar atbilstošajiem skaņas spiediena līmeņiem zināmā mērā ir nosacīta. Konkrētas muzikālās programmas dinamiskais diapazons ir atkarīgs no skaņdarba rakstura. Tādējādi Haidna, Mocarta, Vivaldi klasisko darbu dinamiskais diapazons reti pārsniedz 30-35 dB. Varietē mūzikas dinamiskais diapazons parasti nepārsniedz 40 dB, savukārt dejas un džeza - tikai aptuveni 20 dB. Lielākajai daļai darbu krievu tautas instrumentu orķestrim ir arī neliels dinamiskais diapazons (25-30 dB). Tas attiecas arī uz pūtēju orķestri. Tomēr pūtēju orķestra maksimālais skaņas līmenis telpā var sasniegt diezgan augstu līmeni (līdz 110 dB).

maskēšanas efekts

Skaļuma subjektīvais novērtējums ir atkarīgs no apstākļiem, kādos klausītājs uztver skaņu. Reālos apstākļos akustiskais signāls nepastāv absolūtā klusumā. Tajā pašā laikā svešs troksnis ietekmē dzirdi, apgrūtinot skaņas uztveri, zināmā mērā maskējot galveno signālu. Tīra sinusoidāla toņa maskēšanas efekts ar svešu troksni tiek novērtēts ar vērtību, kas norāda. par cik decibeliem maskētā signāla dzirdamības slieksnis paceļas virs tā uztveres sliekšņa klusumā.
Eksperimenti, lai noteiktu viena skaņas signāla maskēšanas pakāpi ar citu, liecina, ka jebkuras frekvences tonis tiek maskēts ar zemākiem toņiem daudz efektīvāk nekā ar augstākiem. Piemēram, ja divas kamertonis (1200 un 440 Hz) izstaro vienādas intensitātes skaņas, tad pirmo signālu mēs pārstājam dzirdēt, to maskē otrais (nodzēsis otrās kamertonis vibrāciju, mēs dzirdēsim atkal pirmais).
Ja vienlaikus ir divi sarežģīti audio signāli, kas sastāv no noteiktiem audio frekvenču spektriem, tad rodas savstarpējas maskēšanas efekts. Turklāt, ja abu signālu galvenā enerģija atrodas vienā un tajā pašā audio frekvenču diapazona apgabalā, tad maskēšanas efekts būs visspēcīgākais, līdz ar to, pārraidot orķestra skaņdarbu, maskēšanas ar pavadījumu dēļ solista partija var pasliktināties. salasāms, neskaidrs.
Panākt skaidrību vai, kā mēdz teikt, skaņas "caurspīdīgumu" orķestru vai estrādes ansambļu skaņu pārraidē, kļūst ļoti grūti, ja orķestra instruments vai atsevišķas instrumentu grupas vienlaikus spēlē vienādos vai tuvos reģistros.
Ierakstot orķestri, režisoram jāņem vērā maskēšanās īpatnības. Mēģinājumos ar diriģenta palīdzību viņš uzstāda līdzsvaru starp vienas grupas instrumentu skaņas jaudu, kā arī starp visa orķestra grupām. Galveno melodisko līniju un atsevišķo mūzikas daļu skaidrība šajos gadījumos tiek panākta ar mikrofonu tuvu izvietošanu izpildītājiem, skaņu inženiera apzinātu svarīgāko instrumentu darbu atlasi konkrētajā vietā un citus. īpaši triki skaņas inženierija.
Maskēšanās fenomenam pretojas dzirdes orgānu psihofizioloģiskā spēja no kopējās masas izdalīt vienu vai vairākas skaņas, kas nes svarīgāko informāciju. Piemēram, orķestrim spēlējot, diriģents pamana mazākās neprecizitātes partijas izpildījumā uz jebkura instrumenta.
Maskēšana var būtiski ietekmēt signāla pārraides kvalitāti. Skaidra uztvertās skaņas uztvere ir iespējama, ja tās intensitāte ievērojami pārsniedz to traucējumu komponentu līmeni, kas atrodas tajā pašā joslā ar uztverto skaņu. Ar vienmērīgiem traucējumiem signāla pārsniegumam jābūt 10-15 dB. Šī dzirdes uztveres iezīme ir praktiska izmantošana, piemēram, novērtējot nesēju elektroakustiskās īpašības. Tātad, ja analogā ieraksta signāla un trokšņa attiecība ir 60 dB, tad ierakstītās programmas dinamiskais diapazons nedrīkst būt lielāks par 45–48 dB.

Dzirdes uztveres temporālās īpašības

Dzirdes aparāts, tāpat kā jebkura cita oscilācijas sistēma, ir inerciāla. Kad skaņa pazūd, dzirdes sajūta nepazūd uzreiz, bet pakāpeniski, samazinoties līdz nullei. Laiku, kurā sajūta skaļuma izteiksmē samazinās par 8-10 phon, sauc par dzirdes laika konstanti. Šī konstante ir atkarīga no vairākiem apstākļiem, kā arī no uztveramās skaņas parametriem. Ja pie klausītāja nonāk divi īsi skaņas impulsi ar vienādu frekvenču sastāvu un līmeni, bet viens no tiem ir aizkavējies, tad tie tiks uztverti kopā ar aizturi, kas nepārsniedz 50 ms. Lieliem aizkaves intervāliem abi impulsi tiek uztverti atsevišķi, rodas atbalss.
Šī dzirdes īpašība tiek ņemta vērā, projektējot dažas signālu apstrādes ierīces, piemēram, elektroniskās aizkaves līnijas, reverbs utt.
Jāņem vērā, ka dzirdes īpašās īpašības dēļ īslaicīga skaņas impulsa skaļuma uztvere ir atkarīga ne tikai no tā līmeņa, bet arī no impulsa ietekmes ilguma uz ausi. Tātad īslaicīgu skaņu, kas ilgst tikai 10-12 ms, auss uztver klusāk nekā tāda paša līmeņa skaņu, bet ietekmē ausi, piemēram, 150-400 ms. Tāpēc, klausoties pārraidi, skaļums ir skaņas viļņa enerģijas vidējās noteikšanas rezultāts noteiktā intervālā. Turklāt cilvēka dzirdei ir inerce, jo īpaši, uztverot nelineārus kropļojumus, viņš to nejūt, ja skaņas impulsa ilgums ir mazāks par 10-20 ms. Tāpēc skaņu ierakstošo sadzīves radioelektronisko iekārtu līmeņa indikatoros momentānās signāla vērtības tiek aprēķinātas vidēji laika posmā, kas izvēlēts atbilstoši dzirdes orgānu laika īpašībām.

Skaņas telpiskais attēlojums

Viena no svarīgām cilvēka spējām ir spēja noteikt skaņas avota virzienu. Šo spēju sauc par binaurālo efektu un izskaidro ar to, ka cilvēkam ir divas ausis. Eksperimentālie dati parāda, no kurienes nāk skaņa: viens augstfrekvences toņiem, otrs zemfrekvences toņiem.

Uz ausi, kas vērsta pret avotu, skaņa virzās īsāku ceļu nekā uz otro ausi. Tā rezultātā skaņas viļņu spiediens auss kanālos atšķiras pēc fāzes un amplitūdas. Amplitūdas atšķirības ir būtiskas tikai augstās frekvencēs, kad skaņas viļņa garums kļūst salīdzināms ar galvas izmēru. Kad amplitūdas starpība pārsniedz 1 dB slieksni, šķiet, ka skaņas avots atrodas tajā pusē, kur amplitūda ir lielāka. Skaņas avota novirzes leņķis no centra līnijas (simetrijas līnijas) ir aptuveni proporcionāls amplitūdas attiecības logaritmam.
Lai noteiktu skaņas avota virzienu ar frekvencēm zem 1500-2000 Hz, fāzu atšķirības ir būtiskas. Cilvēkam šķiet, ka skaņa nāk no tās puses, no kuras vilnis, kas fāzē ir priekšā, sasniedz ausi. Skaņas novirzes leņķis no viduslīnijas ir proporcionāls starpībai laikā, kad skaņas viļņi nonāk abās ausīs. Apmācīta persona var pamanīt fāzes atšķirību ar laika starpību 100 ms.
Spēja noteikt skaņas virzienu vertikālajā plaknē ir daudz mazāk attīstīta (apmēram 10 reizes). Šī fizioloģijas iezīme ir saistīta ar dzirdes orgānu orientāciju horizontālā plaknē.
Cilvēka skaņas telpiskās uztveres īpatnība izpaužas tajā, ka dzirdes orgāni spēj sajust totālo, integrālo lokalizāciju, kas izveidota ar mākslīgu ietekmes līdzekļu palīdzību. Piemēram, divi skaļruņi ir uzstādīti telpā gar priekšpusi 2-3 m attālumā viens no otra. Vienādā attālumā no savienojošās sistēmas ass klausītājs atrodas stingri centrā. Telpā caur skaļruņiem tiek izvadītas divas vienādas fāzes, frekvences un intensitātes skaņas. Dzirdes orgānā nonākošo skaņu identitātes rezultātā cilvēks nevar tās atdalīt, viņa sajūtas sniedz priekšstatu par vienu, šķietamu (virtuālu) skaņas avotu, kas atrodas stingri ass centrā. no simetrijas.
Ja tagad samazināsim viena skaļruņa skaļumu, tad šķietamais avots virzīsies uz skaļāko skaļruni. Skaņas avota kustības ilūziju var iegūt ne tikai mainot signāla līmeni, bet arī mākslīgi aizkavējot vienu skaņu attiecībā pret otru; šajā gadījumā šķietamais avots pārvietosies uz skaļruni, kas izstaro signālu pirms laika.
Sniegsim piemēru, lai ilustrētu integrālo lokalizāciju. Attālums starp skaļruņiem ir 2m, attālums no priekšējās līnijas līdz klausītājam ir 2m; lai avots pārvietotos it kā par 40 cm pa kreisi vai pa labi, nepieciešams pielietot divus signālus ar intensitātes līmeņa starpību 5 dB vai ar laika aizkavi 0,3 ms. Ar 10 dB līmeņa starpību vai 0,6 ms laika aizkavi avots "pārvietosies" 70 cm no centra.
Tādējādi, ja maināt skaļruņu radīto skaņas spiedienu, rodas ilūzija par skaņas avota pārvietošanu. Šo parādību sauc par kopējo lokalizāciju. Lai izveidotu kopējo lokalizāciju, tiek izmantota divu kanālu stereofoniskā skaņas pārraides sistēma.
Primārajā telpā ir uzstādīti divi mikrofoni, no kuriem katrs darbojas savā kanālā. Sekundārajā - divi skaļruņi. Mikrofoni atrodas noteiktā attālumā viens no otra pa līniju, kas ir paralēla skaņas izstarotāja novietojumam. Kad skaņas izstarotājs tiek pārvietots, uz mikrofonu iedarbosies atšķirīgs skaņas spiediens un skaņas viļņa ierašanās laiks būs atšķirīgs nevienāda attāluma dēļ starp skaņas emitētāju un mikrofoniem. Šī atšķirība rada kopējās lokalizācijas efektu sekundārajā telpā, kā rezultātā šķietamais avots tiek lokalizēts noteiktā telpas punktā, kas atrodas starp diviem skaļruņiem.
Jāsaka par binourālo skaņas pārraides sistēmu. Izmantojot šo sistēmu, ko sauc par "mākslīgās galvas" sistēmu, primārajā telpā tiek novietoti divi atsevišķi mikrofoni, kas atrodas attālumā viens no otra, kas vienāds ar attālumu starp cilvēka ausīm. Katram no mikrofoniem ir neatkarīgs skaņas pārraides kanāls, pie kura izejas sekundārajā telpā tiek ieslēgti telefoni kreisajai un labai ausij. Ar identiskiem skaņas pārraides kanāliem šāda sistēma precīzi atveido binaurālo efektu, kas izveidots pie "mākslīgās galvas" ausīm primārajā telpā. Austiņu klātbūtne un nepieciešamība tos ilgstoši lietot ir trūkums.
Dzirdes orgāns nosaka attālumu līdz skaņas avotam pēc vairākām netiešām pazīmēm un ar dažām kļūdām. Atkarībā no tā, vai attālums līdz signāla avotam ir mazs vai liels, tā subjektīvais vērtējums dažādu faktoru ietekmē mainās. Tika konstatēts, ka, ja noteiktie attālumi ir nelieli (līdz 3 m), tad to subjektīvais vērtējums ir gandrīz lineāri saistīts ar skaņas avota skaļuma izmaiņām, kas pārvietojas pa dziļumu. Papildu faktors sarežģītam signālam ir tā tembrs, kas kļūst arvien "smagāks", avotam tuvojoties klausītājam. Tas ir saistīts ar pieaugošo zemā reģistra virstoņu pieaugumu, salīdzinot ar augstā reģistra virstoņiem, ko izraisa. rezultātā pieaugot skaļuma līmenim.
Vidējiem attālumiem no 3 līdz 10 m avota noņemšana no klausītāja tiks saistīta ar proporcionālu skaļuma samazināšanos, un šīs izmaiņas vienādi attieksies uz pamata frekvenci un harmonikas komponentiem. Rezultātā notiek spektra augstfrekvences daļas relatīvs pastiprinājums un tembrs kļūst gaišāks.
Palielinoties attālumam, enerģijas zudumi gaisā palielināsies proporcionāli frekvences kvadrātam. Palielināts augsta reģistra virstoņu zudums izraisīs tembra spilgtuma samazināšanos. Tādējādi attālumu subjektīvais novērtējums ir saistīts ar tā apjoma un tembra izmaiņām.
Slēgtas telpas apstākļos pirmo atspulgu signālus, kas aizkavējas par 20–40 ms attiecībā pret tiešo, auss uztver kā no dažādiem virzieniem nākošus signālus. Tajā pašā laikā to pieaugošā kavēšanās rada iespaidu par ievērojamu attālumu no punktiem, no kuriem šie atspīdumi rodas. Tādējādi pēc aizkaves laika var spriest par sekundāro avotu relatīvo attālumu vai, kas ir tas pats, telpas lielumu.

Dažas stereopārraides subjektīvās uztveres pazīmes.

Stereofoniskajai skaņas pārraides sistēmai ir vairākas nozīmīgas iezīmes salīdzinājumā ar parasto monofonisko sistēmu.
Kvalitāte, kas atšķir stereofonisko skaņu, telpisko skaņu, t.i. dabisko akustisko perspektīvu var novērtēt, izmantojot dažus papildu rādītājus, kuriem nav jēgas monofoniskās skaņas pārraides tehnikai. Šie papildu rādītāji ietver: dzirdes leņķi, t.i. leņķis, kādā klausītājs uztver skaņas stereo attēlu; stereo izšķirtspēja, t.i. subjektīvi noteikta atsevišķu skaņas attēla elementu lokalizācija noteiktos telpas punktos dzirdamības leņķa ietvaros; akustiskā atmosfēra, t.i. efekts, kas liek klausītājam justies esošajam primārajā telpā, kur notiek pārraidītā skaņas notikums.

Par telpu akustikas lomu

Skaņas spožums tiek panākts ne tikai ar skaņas reproducēšanas iekārtu palīdzību. Pat ar pietiekami labu aprīkojumu skaņas kvalitāte var būt slikta, ja klausīšanās telpai nav noteiktu īpašību. Ir zināms, ka slēgtā telpā ir parādība, ko sauc par reverberāciju. Ietekmējot dzirdes orgānus, reverberācija (atkarībā no tās ilguma) var uzlabot vai pasliktināt skaņas kvalitāti.

Cilvēks telpā uztver ne tikai tiešos skaņas viļņus, ko rada tieši skaņas avots, bet arī viļņus, ko atstaro telpas griesti un sienas. Atspoguļotie viļņi vēl kādu laiku ir dzirdami pēc skaņas avota darbības pārtraukšanas.
Dažreiz tiek uzskatīts, ka atstarotie signāli spēlē tikai negatīva loma, traucējot galvenā signāla uztveri. Tomēr šis uzskats ir nepareizs. Noteikta sākotnējo atstaroto atbalss signālu enerģijas daļa, ar īsu kavēšanos sasniedzot cilvēka ausis, pastiprina galveno signālu un bagātina tā skaņu. Gluži pretēji, vēlāk atspoguļotas atbalsis. kuru aizkaves laiks pārsniedz noteiktu kritisko vērtību, veido skaņas fonu, kas apgrūtina galvenā signāla uztveršanu.
Klausīšanās telpai nevajadzētu būt ilgam reverberācijas laikam. Dzīvojamām istabām parasti ir zema atbalss to ierobežotā izmēra un skaņu absorbējošu virsmu, mīksto mēbeļu, paklāju, aizkaru utt. dēļ.
Dažāda rakstura un īpašību barjeras raksturo skaņas absorbcijas koeficients, kas ir absorbētās enerģijas attiecība pret kopējo krītošā skaņas viļņa enerģiju.

Lai palielinātu paklāja skaņu absorbējošās īpašības (un samazinātu troksni viesistabā), paklāju vēlams piekārt ne tuvu pie sienas, bet ar 30-50 mm atstarpi.

Iepazīstoties ar skaņas fizisko dabu, tagad redzēsim, kādā veidā tā tiek uztverta.

Lai uztvertu skaņu, cilvēkiem un dzīvniekiem ir īpašs orgāns - auss. Šis ir neparasti plāns aparāts. Mēs nezinām nevienu citu mehānismu, kas ar tik pārsteidzošu precizitāti reaģētu uz nenozīmīgām gaisa spiediena izmaiņām. Auss pārvērš skaņas viļņa svārstīgo kustību noteiktā sajūtā, ko mūsu apziņa uztver kā skaņu.

Jau ilgu laiku cilvēks ir interesējies par šī apbrīnojamā orgāna ierīci un darbību. Tomēr līdz šim ne viss šajā jomā ir noskaidrots. Cilvēka auss uzbūve parādīta 9. attēlā. Dzirdes orgāns ir sadalīts trīs daļās: ārējā, vidējā un iekšējā auss (sk. 9. attēlu).

Rīsi. 9. Cilvēka auss ierīces shēma

Ārējā auss jeb auss kauliņš dažādiem dzīvniekiem ir visvairāk dažādas formas un lielums. Lielākajā daļā no tām auss ir kustīga. Cilvēkiem šis īpašums ir gandrīz pilnībā zaudēts. Tiesa, ir cilvēki, kas spēj kustināt ausis, taču tas ir rets izņēmums, kas atgādina visas zemes dzīvības kopību.

No auss kaula nāk auss kanāls, kas beidzas ar bungādiņu. Tas kalpo kā robeža starp ārējo un vidējo ausi. Membrānai ir ovāla forma un nedaudz iegarena uz iekšu. Tā platība ir aptuveni 0,65 kvadrātcentimetri.

Lai bungu membrāna varētu brīvi svārstīties, gaisa spiedienam abās tās pusēs jābūt vienādam. Tad, pie mazākajām ārējā gaisa spiediena izmaiņām, membrāna, nesastopoties ar pretestību no otras puses, viegli nonāk svārstīgā kustībā.

Droši vien visi ir pamanījuši, ka pēc spēcīgas deguna pūšanas kādu laiku pārstājam dzirdēt vājas skaņas. Tas notiek tāpēc, ka vidusausī caur t.s eistāhija caurule gaiss ieplūst no nazofarneksa (pirmais šo pīpi aprakstīja itāliešu ārsts Bartolomeo Eustachius, kurš dzīvoja 14. gadsimtā). Šajā gadījumā caurules gals bieži ir aizsērējis ar gļotām, un tad gaiss no iekšpuses nospiež bungādiņu, un tā zaudē savu agrāko svārstību brīvību. Bet pietiek taču norīt siekalas, lai Eistāhija caurule atvērtos, izplūstu liekais gaiss (ausī jūtama viegla sprakšķēšana) un spiediens uz abām membrānas pusēm izlīdzinās. Atkal tiek atjaunota normāla dzirde. Ja kāda iemesla dēļ pēkšņi mainās apkārtējā gaisa spiediens, tad dzirdam troksni ausīs, kas atkal beidzas norijot siekalas.

Vidusausī ir vairāki īpaši kauli: āmurs, lakta un kāpslis. Šie kauli ieguva savus nosaukumus to ārējās līdzības dēļ ar atbilstošajiem objektiem. Tie ir ļoti maza izmēra un kopā sver aptuveni 0,05 gramus. Šie kauli atrodas tā, ka tie veido sviru, kas vienlaikus pārraida bungādiņas vibrācijas uz iekšējo ausi un pārvērš šīs vibrācijas vibrācijās ar mazāku mērogu, bet lielāku spiedienu. Āmurs, lakta un kāpslis nodod visu bungādiņas vibrācijas enerģiju uz ļoti mazo iekšējās auss ovālo lodziņu; tādējādi iekšējā auss saņem spiedienu, kas ir 50-60 reizes lielāks nekā bungādiņa.

Iekšējās auss struktūra ir ļoti sarežģīta. Šīs auss galvenais mērķis ir uztvert tikai tās vibrācijas, kuras sūta bungādiņa. Nekādi citi satricinājumi viņu nedrīkst ietekmēt. Tāpēc to ieskauj ļoti spēcīgi kauli. In iekšējā auss ir trīs pusloku kanāli (skat. 9. att.), kuriem nav nekāda sakara ar dzirdi. Tie ir līdzsvara orgāni. Reibonis, ko piedzīvojam, strauji apgriežoties, ir saistīts ar šķidruma kustību, kas piepilda šos kanālus. Dzirdes uztveres orgāns ir ietverts īpašā apvalkā. Apskatiet attēla labo pusi. Ko viņa tev atgādina? Visi uzreiz atbildēs, ka viņa izskatās pēc gliemeža. Viņu sauc par gliemezi. Gliemezim ir aptuveni 2 3/4 apgriezieni. Visā garumā tas ir sadalīts ar starpsienu un piepildīts ar īpašu želatīna šķidrumu. Auss gliemežnīcas iekšpusē ir membrāna - galvenā membrāna. Uz tā atrodas dzirdes nerva zari - 23,5 tūkstoši mazāko dzirdes kairinājuma vadītāju, kas pēc tam iet pa nervu stumbru uz smadzeņu garozu.

Procesi, kas notiek iekšējā ausī, ir ļoti sarežģīti, un daži no tiem joprojām nav precīzi izprasti.

2. Skaņu aritmētika

Skaņas viļņi, kas nonāk auss kanālā, vibrē bungādiņu. Caur vidusauss kaulu ķēdi membrānas svārstību kustība tiek pārnesta uz gliemežnīcas šķidrumu. Šī šķidruma viļņotā kustība savukārt tiek pārnesta uz apakšējo membrānu. Pēdējā kustība izraisa dzirdes nerva galu kairinājumu. Tas ir galvenais skaņas ceļš no tās avota līdz mūsu apziņai.

Tomēr šis ceļš nav vienīgais. Skaņas vibrācijas var pārraidīt arī tieši uz iekšējo ausi, apejot ārējo un vidējo. Kādā veidā? Paša galvaskausa kauli! Viņi ir labi skaņas vadītāji. Ja kamertoni pieved pie galvas vainaga vai mastoidālā procesa, kas atrodas aiz auss, vai pie zobiem, tad ir skaidri dzirdama skaņa, lai gan pa gaisu dzirdamas vibrācijas nav dzirdamas. Tas notiek tāpēc, ka galvaskausa kauli, saņēmuši vibrācijas no kamertonis, pārraida tās tieši uz iekšējo ausi, kurā notiek tie paši dzirdes nervu kairinājuma procesi, kā arī no vibrācijām, ko pārraida bungādiņa. Tāpēc dažreiz viņi "klausās" atsevišķu mašīnas daļu darbā, paņemot vienu nūjas galu zobos (skat. 14. lpp.).

Ir arī interesanti atzīmēt, ka dažreiz cilvēki, kuriem ir ķirurģiski izņemti bungādiņas un vidusauss kauli, spēj dzirdēt, lai gan ar ievērojamu vājināšanos. Un šajā gadījumā, acīmredzot, skaņas viļņa vibrācijas tiek pārraidītas tieši uz iekšējo ausi.

Ja bungādiņas vibrācijas ir lēnas – to skaits ir mazāks par sešpadsmit vienā sekundē –, tad galvenā membrāna nesaņems vibrācijas. Tāpēc mēs nedzirdam skaņu, kad ķermenis vibrē ar frekvenci, kas mazāka par sešpadsmit.

Svārstības, kuru frekvence pārsniedz divdesmit tūkstošus, kā jau teicām, mūsu dzirdes aparāts arī neuztver kā skaņu.

Bet ne visi cilvēki, pat ar normālu dzirdi, ir vienlīdz jutīgi pret dažādu frekvenču skaņām. Tātad bērni parasti bez spriedzes uztver skaņas ar frekvenci līdz 22 tūkstošiem. Lielākajai daļai pieaugušo auss jutība pret augstām skaņām jau ir samazināta līdz 16-18 tūkstošiem vibrāciju sekundē. Vecāka gadagājuma cilvēku ausu jutīgums ir ierobežots ar skaņām ar frekvenci 10-12 tūkstoši. Viņi bieži nedzird odu dziedāšanu, sienāža čivināšanu, kriketa un pat zvirbuļa čivināšanu.

Daudzi dzīvnieki ir īpaši jutīgi pret augstām skaņām. Suns, piemēram, uztver vibrācijas ar frekvenci līdz 38 000, tas ir, skaņas, kas nav dzirdamas cilvēkiem.

Un kā mūsu auss prot novērtēt viena un tā paša augstuma skaņu skaļumu? Izrādās, ka mūsu spējas šajā ziņā ir gandrīz līdzvērtīgas bērna vai pirmatnējā vīrieša matemātiskajai attīstībai. Tāpat kā bērns prot saskaitīt tikai līdz diviem, un, ja priekšmetu ir vairāk, viņš teiks, ka to ir daudz, tā arī mēs spējam novērtēt skaņas skaļuma izmaiņas tikai 2–3 reizes, un tad mēs ir ierobežoti līdz nenoteiktam: “daudz skaļāk” vai “ievērojami klusāk” .

Bet, ja mūsu apziņā joprojām ir kāds spriedums par skaļuma izmaiņām, tad viena skaļuma pievienošana un atņemšana no cita tai ir pilnīgi neatrisināms uzdevums. Taču nevajag domāt, ka cilvēks vispār nevar atšķirt skaļumā līdzīgas skaņas. Piemēram, mūziķi izmanto visu skaļuma skalu. Šajā skalā katrs nākamais skaļums ir divreiz lielāks par iepriekšējo, un visai skalai ir septiņi skaļuma līmeņi.

Lai gan mūsu dzirdes aparāts uztver ļoti nelielas gaisa spiediena izmaiņas, mēs joprojām nevaram dzirdēt ļoti vājas skaņas. Bet nav ko nožēlot. Iedomājieties, kas notiktu, ja mūsu auss būtu jutīgāka nekā tā ir. Galu galā gaiss sastāv no atsevišķām molekulām, kas pastāvīgi pārvietojas visos virzienos. Šīs kustības dēļ dažviet uz brīdi var rasties spiediena palielināšanās vai samazināšanās. Pēc lieluma šīs spiediena izmaiņas ir ļoti tuvas spiediena izmaiņām, kas notiek vājākā skaņas viļņa kondensācijas un retināšanas vietās. Un, ja auss uztvertu tik mazākās spiediena izmaiņas, tad šīs nejaušās gaisa svārstības radītu pastāvīga trokšņa sajūtu, un mēs nebūtu pazīstami ar klusumu! Daba it kā laikā apstājās pie noteikta mūsu jutīguma sliekšņa Dzirdes aparāts atstājot viņam iespēju atpūsties.

Parastā dzīvē ideāls klusums mūs nekad neapņem, un auss būtībā pilnībā neatpūšas. Taču nereti mēs radām sev mākslīgu klusumu – saņemtos skaņas uztveres uz laiku attālinām no savas apziņas. Šķiet, ka mēs garām dažām skaņām "garām ausīm". Tomēr, pat ja mēs tās “nedzirdam”, auss joprojām atzīmē šīs skaņas. Tādā pašā veidā, ja skaņām, kuras mēs "ejam garām ausīm", tiek pievienota skaņa, kas mūs interesē, mēs to uzreiz uztveram, pat ja tā ir klusāka par pārējām skaņām. Māte bieži var gulēt ar lielu troksni, bet viņa uzreiz pamostas pie pirmā bērna kliedziena. Vilciena laikā pasažieris var mierīgi gulēt, bet pamostas, kad tas apstājas.

3. Cik skaņas dzird cilvēks?

Ne visi cilvēki ar normālu dzirdi dzird vienādi. Daži spēj atšķirt skaņas, kas ir tuvu toņa augstumam un skaļumam, kā arī uztver atsevišķus mūzikas vai trokšņa toņus. Citi to nevar izdarīt. Cilvēkam ar smalku dzirdi skaņu ir vairāk nekā cilvēkam ar neattīstītu dzirdi.

Bet cik atšķirīgai vispār ir jābūt divu skaņu frekvencei, lai tās tiktu dzirdamas kā divi dažādi toņi? Vai ir iespējams, piemēram, atšķirt toņus vienu no otra, ja frekvenču starpība ir vienāda ar vienu svārstību sekundē? Izrādās, dažiem toņiem tas ir iespējams, bet citiem ne. Tātad toni ar frekvenci 435 augstumā var atšķirt no toņiem ar frekvencēm 434 un 436. Bet, ja ņemam augstākus toņus, tad atšķirība jau ir pie lielākas frekvenču starpības. Toņus ar vibrāciju skaitu 1000 un 1001 auss uztver kā vienādus un uztver skaņas atšķirību tikai starp frekvencēm 1000 un 1003. Augstākiem toņiem šī frekvenču atšķirība ir vēl lielāka. Piemēram, frekvencēm ap 3000 tas ir vienāds ar 9 svārstībām.

Tādā pašā veidā mūsu spēja atšķirt skaņas, kas ir tuvu skaļumam, nav vienādas. Ar frekvenci 32 ir dzirdamas tikai 3 dažāda skaļuma skaņas; frekvencē 125 jau ir 94 dažāda skaļuma skaņas, pie 1000 vibrācijām - 374, pie 8000 - atkal mazāk un, visbeidzot, pie frekvences 16 000 dzirdam tikai 16 skaņas. Kopumā skaņas, dažāda augstuma un skaļuma, mūsu auss var noķert vairāk nekā pusmiljonu! Tas ir tikai pusmiljons vienkāršas skaņas. Pievienojiet tam neskaitāmas divu vai vairāku toņu kombinācijas - līdzskaņu, un jūs iegūsit iespaidu par skaņu pasaules daudzveidību, kurā dzīvojam un kurā mūsu auss tik brīvi orientējas. Tāpēc auss kopā ar aci tiek uzskatīta par visjutīgāko maņu orgānu.

4. Vai nedzirdīgie dzird?

Auss, tāpat kā jebkurš cits orgāns, ir pakļauta dažādas slimības. Atkarībā no slimības veida dzirde var būt traucēta vai pilnībā zaudēta. Dažreiz cilvēki dzird skaņas tikai noteiktā augstumā. Ir slimības, kurās bungādiņas zaudē savu elastību un kļūst mazāk kustīgas; tad cilvēks pārstāj dzirdēt zemas skaņas. Gluži pretēji, iekšējās auss slimības sākuma periodā visbiežāk tiek zaudēta spēja uztvert augstus toņus. Vai arī var būt tā, ka cilvēks dzird viena auguma skaņas un nedzird cita augstuma skaņas. Tas notiek ar dzirdes nerva slimību.

Cilvēks tiek uzskatīts par nedaudz kurlu, ja viņam ir nepieciešams tūkstoškārtīgs skaņas viļņa spiediena pieaugums, salīdzinot ar spiedienu, kas nepieciešams normālai ausij. Kad spiediens ir vajadzīgs desmit tūkstošus reižu lielāks, tad cilvēks pieder pie kategorijas "vājdzirdīgs", viņš gandrīz nedzird sarunu. Ja tomēr skaņas uztverei ir nepieciešams palielināt spiedienu simts tūkstošus reižu, tad šādai ausij jau ir nepieciešamas īpašas skaņas pastiprinošas ierīces.

Cilvēks ir pilnīgi kurls, ja viņa auss prasa vairāk nekā miljonu reižu lielāku spiedienu. Normāla auss ar tādu skaņas viļņa spiedienu vairs nejūt skaņu, bet gan sāpes.

Vājināta un vēl jo vairāk pilnīgi zaudēta dzirde ir nopietna slimība, un zinātnieki jau sen ir strādājuši, lai atvieglotu cilvēku ar dzirdes traucējumiem ciešanas.

Gadījumos, kad dzirdi nav iespējams atjaunot ar ārstēšanas palīdzību, viņi cenšas to panākt, pastiprinot skaņas vilni. Šim nolūkam tiek izmantotas pastiprinošas protēzes. Iepriekš tie aprobežojās ar īpašu ragu, piltuvju, ragu un runāšanas caurulīšu izmantošanu. Tagad bieži tiek izmantoti elektriskie pastiprinātāji. Bieži vien šīs ierīces ir tik mazas, ka iederas pašā ausī, bungādiņas priekšā.

Pēdējā laikā ir mēģināts “mācīt” pilnīgi nedzirdīgos dzirdēt. Daudzi no jums droši vien ir sajutuši sāpes ausīs, klausoties ļoti skaļas skaņas. Šādas skaņas var būt taustāmas uz ādas virsmas, piemēram, pirksti ir pakļauti pret vilni. Galu galā mūsu ausi var uzskatīt par sava veida pieskāriena orgānu, ļoti smalki uzbūvētu. Jautājums, vai nedzirdīgajiem ir iespējams uzticēt auss darbu taustes orgānam? Nesen tika veikti līdzīgi pētījumi. Parastās skaņas tika uztvertas ar mikrofonu, pastiprinātas un vibrāciju veidā pārraidītas uz speciālo telefonu membrānām. Pieskaroties šīm membrānām ar pirkstiem, nedzirdīgie ar pieskārienu uztver vibrācijas frekvenci un stiprumu, tas ir, citiem vārdiem sakot, to, kas nosaka skaņas augstumu un skaļumu.

Pēc atbilstošas ​​apmācības nedzirdīgie sāk saprast ne tikai atsevišķas skaņas, bet arī runu!

Ārējā auss ietver auss kauliņu, auss kanālu un bungādiņu, kas aptver auss kanāla iekšējo galu. Auss kanālam ir neregulāra izliekta forma. Pieaugušam cilvēkam tas ir aptuveni 2,5 cm garš un aptuveni 8 mm diametrā. Auss kanāla virsma ir klāta ar matiņiem un satur dziedzerus, kas izdala ausu sēru, kas nepieciešams ādas mitruma uzturēšanai. Dzirdes atvere nodrošina arī bungu membrānas nemainīgu temperatūru un mitrumu.

• Vidusauss

Vidusauss ir ar gaisu piepildīts dobums aiz bungādiņas. Šis dobums savienojas ar nazofarneksu caur Eistāhija cauruli, šauru skrimšļa kanālu, kas parasti ir slēgts. Norijot, tiek atvērta Eistāhija caurule, kas ļauj gaisam iekļūt dobumā un izlīdzina spiedienu abās bungādiņas pusēs optimālai mobilitātei. Vidusausī ir trīs miniatūras dzirdes kauliņi: malleus, lakta un kāpslis. Viens malleus gals ir savienots ar bungādiņu, otrs ir savienots ar laktu, kas, savukārt, ir savienots ar kāpsli, un kāpslis ir savienots ar iekšējās auss gliemežnīcu. Bungplēvīte nepārtraukti svārstās auss uztverto skaņu ietekmē, un dzirdes kauliņi tās vibrācijas pārraida uz iekšējo ausi.

• iekšējā auss

Iekšējā auss satur vairākas struktūras, bet tikai gliemežnīca, kas savu nosaukumu ieguvusi no spirālveida formas, ir svarīga dzirdei. Auss gliemežnīca ir sadalīta trīs kanālos, kas piepildīti ar limfātiskajiem šķidrumiem. Šķidrums vidējā kanālā pēc sastāva atšķiras no šķidruma pārējos divos kanālos. Orgāns, kas ir tieši atbildīgs par dzirdi (Korti orgāns), atrodas vidējā kanālā. Korti orgāns satur aptuveni 30 000 matiņu šūnu, kas uztver kāpšļa kustības izraisītās šķidruma svārstības kanālā un rada elektriskus impulsus, kas tiek pārraidīti pa dzirdes nervu uz smadzeņu dzirdes garozu. Katra matu šūna reaģē uz noteiktu skaņas frekvenci, augstās frekvences uztver šūnas gliemežnīcas apakšējā daļā, un šūnas, kas noregulētas uz zemām frekvencēm, atrodas augšējā gliemežģī. Ja matu šūnas kāda iemesla dēļ mirst, cilvēks pārstāj uztvert atbilstošo frekvenču skaņas.

• dzirdes ceļi

Dzirdes ceļi ir nervu šķiedru kopums, kas vada nervu impulsus no gliemežnīcas uz smadzeņu garozas dzirdes centriem, kā rezultātā rodas dzirdes sajūta. Dzirdes centri atrodas smadzeņu temporālajās daivās. Laiks, kas nepieciešams, lai dzirdes signāls pārietu no ārējās auss uz smadzeņu dzirdes centriem, ir aptuveni 10 milisekundes.

Kā darbojas cilvēka auss (zīmējums ar Siemens atbalstu)

Skaņas uztvere

Auss secīgi pārvērš skaņas bungplēvītes un dzirdes kauliņu mehāniskās vibrācijās, pēc tam gliemežnīcas šķidruma vibrācijās un visbeidzot elektriskos impulsos, kas pa centrālās dzirdes sistēmas ceļiem tiek pārraidīti uz smadzeņu temporālajām daivām. atpazīšanai un apstrādei.
Smadzenes un dzirdes ceļu starpmezgli iegūst ne tikai informāciju par skaņas augstumu un skaļumu, bet arī citus skaņas raksturlielumus, piemēram, laika intervālu starp brīžiem, kad skaņu uztver pa labi un pa kreisi. ausis - tas ir pamats cilvēka spējai noteikt virzienu, kurā skaņa nāk. Tajā pašā laikā smadzenes izvērtē gan no katras auss saņemto informāciju atsevišķi, gan apvieno visu saņemto informāciju vienā sajūtā.

Mūsu smadzenes glabā apkārtējo skaņu modeļus — pazīstamas balsis, mūziku, bīstamas skaņas un tā tālāk. Tas palīdz smadzenēm, apstrādājot informāciju par skaņu, ātri atšķirt pazīstamas skaņas no nepazīstamām. Ar dzirdes zudumu smadzenes sāk saņemt izkropļotu informāciju (skaņas kļūst klusākas), kas izraisa kļūdas skaņu interpretācijā. No otras puses, smadzeņu bojājumus novecošanas, galvas traumu vai neiroloģisku slimību un traucējumu dēļ var pavadīt simptomi, kas līdzīgi dzirdes zudumam, piemēram, neuzmanība, atrautība no apkārtējās vides un nepietiekama reakcija. Lai pareizi dzirdētu un saprastu skaņas, nepieciešams koordinēts dzirdes analizatora un smadzeņu darbs. Tādējādi bez pārspīlējuma varam teikt, ka cilvēks dzird nevis ar ausīm, bet ar smadzenēm!

Ja jūs dzirdat skaņas, kuras citi cilvēki nedzird, tas nebūt nenozīmē, ka jums ir dzirdes halucinācijas un ir pienācis laiks vērsties pie psihiatra. Varbūt jūs piederat tā saukto āmuru kategorijai. Termins cēlies no angļu valodas vārda hum, kas nozīmē dūkti, buzz, buzz.

Dīvainas sūdzības

Pirmo reizi parādībai tika pievērsta uzmanība pagājušā gadsimta 50. gados: cilvēki, kas dzīvo dažādās planētas vietās, sūdzējās, ka pastāvīgi dzird noteiktu vienveidīgu buzzing skaņu. Visbiežāk par to runāja lauku iedzīvotāji. Viņi apgalvoja, ka nesaprotamā skaņa pastiprinās naktī (acīmredzot tāpēc, ka vispārējais skaņas fons šajā laikā samazinās). Tie, kas viņu dzirdēja, bieži novēroja un blakus efekti – galvassāpes, slikta dūša, reibonis, deguna asiņošana un bezmiegs.

1970. gadā 800 britu nekavējoties sūdzējās par noslēpumaino troksni. Līdzīgas epizodes notika arī Ņūmeksikā un Sidnejā.

2003. gadā akustikas speciālists Džefs Leventāls atklāja, ka tikai 2% no visiem Zemes iedzīvotājiem spēj dzirdēt dīvainas skaņas. Pārsvarā tie ir cilvēki vecumā no 55 līdz 70 gadiem. Vienā gadījumā āmurs pat izdarīja pašnāvību, jo nevarēja izturēt nemitīgo dūkoņu.

“Tā ir sava veida spīdzināšana, dažreiz gribas vienkārši kliegt,” savas jūtas raksturoja Keitija Žaka no Līdsas (Apvienotā Karaliste). - Ir grūti aizmigt, jo es nepārtraukti dzirdu šo pulsējošo skaņu. Jūs sākat mētāties un griezties un domāt par to vēl vairāk.

No kurienes ir troksnis?

Pētnieki jau ilgu laiku ir mēģinājuši atrast trokšņa avotu. Deviņdesmito gadu sākumā Ņūmeksikas universitātes Losalamosas Nacionālās laboratorijas pētnieki nonāca pie secinājuma, ka āmuri dzird skaņas, kas pavada satiksmi un ražošanas procesus rūpnīcās. Bet šī versija ir apstrīdama: galu galā, kā minēts iepriekš, lielākā daļa Hameru dzīvo lauku apvidos.

Saskaņā ar citu versiju, patiesībā nav dūkoņa: tā ir slimu smadzeņu radīta ilūzija. Visbeidzot, visinteresantākā hipotēze ir tāda, ka dažiem cilvēkiem ir paaugstināta jutība pret zemas frekvences elektromagnētisko starojumu vai seismisko aktivitāti. Tas ir, viņi dzird "Zemes dūkoņu", kam lielākā daļa cilvēku nepievērš uzmanību.

Dzirdes paradoksi

Fakts ir tāds, ka vidusmēra cilvēks spēj uztvert skaņas diapazonā no 16 herciem līdz 20 kiloherciem, ja skaņas vibrācijas tiek pārraidītas pa gaisu. Kad skaņa tiek pārraidīta caur galvaskausa kauliem, diapazons palielinās līdz 220 kiloherciem.

Piemēram, cilvēka balss vibrācijas var svārstīties no 300 līdz 4000 herciem. Mēs dzirdam skaņas, kas pārsniedz 20 000 hercu, jau sliktāk. Un svārstības zem 60 herciem mēs uztveram kā vibrācijas. Augstas frekvences sauc par ultraskaņu, zemas - par infraskaņu.

Ne visi cilvēki vienādi reaģē uz dažādām skaņas frekvencēm. Tas ir atkarīgs no daudziem individuāliem faktoriem: vecuma, dzimuma, iedzimtības, dzirdes patoloģiju klātbūtnes utt. Tātad, ir zināms, ka ir cilvēki, kas spēj uztvert augstas frekvences skaņas - līdz 22 kiloherciem un augstākas. Tajā pašā laikā dzīvnieki dažreiz var dzirdēt akustiskās vibrācijas cilvēkiem nepieejamā diapazonā: sikspārņi izmantojiet ultraskaņu eholokācijai lidojuma laikā, un vaļi un ziloņi it kā sazinās viens ar otru, izmantojot infraskaņas vibrācijas.

2011. gada sākumā Izraēlas zinātnieki atklāja, ka cilvēka smadzenes satur īpašas grupas neironi, kas ļauj novērtēt toņu līdz 0,1 tonim. Lielākajai daļai dzīvnieku sugu, izņemot sikspārņus, šādu "ierīču" nav. Ar vecumu, iekšējās auss izmaiņu dēļ, cilvēki sāk sliktāk uztvert augstās frekvences un attīstās sensorineirāls dzirdes zudums.

Bet acīmredzot ar mūsu smadzenēm ne viss ir tik vienkārši, jo gadu gaitā kāds pārstāj dzirdēt pat parastas skaņas, un kāds, gluži pretēji, sāk dzirdēt to, kas nav pieejams citu dzirdei.

Kā palīdzēt Hameriem, jo ​​viņi tik ļoti cieš no savas "dāvanas"? Vairāki eksperti uzskata, ka tā sauktā kognitīvi-uzvedības terapija varētu tos izārstēt. Bet tas var darboties tikai tad, ja problēma ir saistīta tikai ar garīgais stāvoklis persona.

Džefs Leventāls atzīmē, ka mūsdienās āmuru fenomens ir viens no noslēpumiem, kam risinājums vēl nav atrasts.