विभिन्न आवृत्तियों और आयामों की ध्वनि तरंगों की अनुभूति। मनुष्य का कान कितने डेसिबल की ध्वनि सहन कर सकता है? कान से ज्ञात होता है

साइकोएकॉस्टिक्स, भौतिकी और मनोविज्ञान के बीच का विज्ञान का क्षेत्र, किसी व्यक्ति की श्रवण संवेदना पर डेटा का अध्ययन करता है जब एक शारीरिक उत्तेजना-ध्वनि-कान पर लागू होती है। श्रवण उत्तेजनाओं के प्रति मानवीय प्रतिक्रियाओं पर बड़ी मात्रा में डेटा जमा किया गया है। इस डेटा के बिना, ऑडियो ट्रांसमिशन सिस्टम के संचालन की सही समझ प्राप्त करना मुश्किल है। आइए ध्वनि की मानवीय धारणा की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं पर विचार करें।
एक व्यक्ति 20-20,000 हर्ट्ज की आवृत्ति पर होने वाले ध्वनि दबाव में बदलाव महसूस करता है। 40 हर्ट्ज़ से कम आवृत्ति वाली ध्वनियाँ संगीत में अपेक्षाकृत दुर्लभ हैं और मौखिक भाषा में मौजूद नहीं हैं। बहुत उच्च आवृत्तियों पर, संगीत की धारणा गायब हो जाती है और एक निश्चित अस्पष्ट ध्वनि संवेदना प्रकट होती है, जो श्रोता की व्यक्तित्व और उसकी उम्र पर निर्भर करती है। उम्र के साथ, किसी व्यक्ति की सुनने की संवेदनशीलता कम हो जाती है, मुख्य रूप से ध्वनि सीमा की ऊपरी आवृत्तियों में।
लेकिन इस आधार पर यह निष्कर्ष निकालना गलत होगा कि ध्वनि-पुनरुत्पादन संस्थापन द्वारा विस्तृत आवृत्ति बैंड का प्रसारण वृद्ध लोगों के लिए महत्वहीन है। प्रयोगों से पता चला है कि लोग, भले ही वे 12 किलोहर्ट्ज़ से ऊपर के संकेतों को मुश्किल से ही समझ पाते हों, संगीत प्रसारण में उच्च आवृत्तियों की कमी को बहुत आसानी से पहचान लेते हैं।

श्रवण संवेदनाओं की आवृत्ति विशेषताएँ

20-20,000 हर्ट्ज की सीमा में मनुष्यों के लिए श्रव्य ध्वनियों की सीमा थ्रेसहोल्ड द्वारा तीव्रता में सीमित है: नीचे - श्रव्यता और ऊपर - दर्द।
श्रवण सीमा का अनुमान न्यूनतम दबाव से लगाया जाता है, या अधिक सटीक रूप से, सीमा के सापेक्ष दबाव की न्यूनतम वृद्धि 1000-5000 हर्ट्ज की आवृत्तियों के प्रति संवेदनशील होती है - यहां श्रवण सीमा सबसे कम है (ध्वनि दबाव लगभग 2-10 Pa)। निम्न और उच्च ध्वनि आवृत्तियों की ओर, श्रवण संवेदनशीलता तेजी से कम हो जाती है।
दर्द की सीमा ध्वनि ऊर्जा की धारणा की ऊपरी सीमा निर्धारित करती है और लगभग 10 W/m या 130 dB (1000 हर्ट्ज की आवृत्ति वाले संदर्भ संकेत के लिए) की ध्वनि तीव्रता से मेल खाती है।
जैसे-जैसे ध्वनि का दबाव बढ़ता है, ध्वनि की तीव्रता भी बढ़ती है, और श्रवण संवेदना छलाँगों में बढ़ जाती है, जिसे तीव्रता भेदभाव सीमा कहा जाता है। मध्यम आवृत्तियों पर इन छलाँगों की संख्या लगभग 250 है, निम्न और उच्च आवृत्तियों पर यह घट जाती है और आवृत्ति सीमा पर औसतन लगभग 150 होती है।

चूँकि तीव्रता में परिवर्तन की सीमा 130 डीबी है, आयाम सीमा पर औसतन संवेदनाओं में प्राथमिक छलांग 0.8 डीबी है, जो ध्वनि की तीव्रता में 1.2 गुना परिवर्तन से मेल खाती है। कम श्रवण स्तर पर ये छलांग 2-3 डीबी तक पहुंच जाती है, उच्च स्तर पर ये घटकर 0.5 डीबी (1.1 गुना) हो जाती है। मानव कान द्वारा प्रवर्धन पथ की शक्ति में 1.44 गुना से कम की वृद्धि का व्यावहारिक रूप से पता नहीं लगाया जाता है। लाउडस्पीकर द्वारा विकसित कम ध्वनि दबाव के साथ, आउटपुट चरण की शक्ति को दोगुना करने पर भी ध्यान देने योग्य परिणाम नहीं मिल सकता है।

व्यक्तिपरक ध्वनि विशेषताएँ

ध्वनि संचरण की गुणवत्ता का मूल्यांकन श्रवण धारणा के आधार पर किया जाता है। इसलिए, ध्वनि की व्यक्तिपरक रूप से कथित संवेदना और ध्वनि की वस्तुनिष्ठ विशेषताओं - ऊंचाई, मात्रा और समय को जोड़ने वाले पैटर्न का अध्ययन करके ही ध्वनि संचरण पथ या उसके व्यक्तिगत लिंक के लिए तकनीकी आवश्यकताओं को सही ढंग से निर्धारित करना संभव है।
पिच की अवधारणा का तात्पर्य आवृत्ति रेंज में ध्वनि की धारणा के व्यक्तिपरक मूल्यांकन से है। ध्वनि को आमतौर पर आवृत्ति से नहीं, बल्कि पिच से पहचाना जाता है।
टोन एक निश्चित पिच का संकेत है जिसमें एक अलग स्पेक्ट्रम होता है (संगीतमय ध्वनियाँ, भाषण की स्वर ध्वनियाँ)। एक सिग्नल जिसमें एक विस्तृत निरंतर स्पेक्ट्रम होता है, जिसके सभी आवृत्ति घटकों की औसत शक्ति समान होती है, सफेद शोर कहलाता है।

ध्वनि कंपन की आवृत्ति में 20 से 20,000 हर्ट्ज तक की क्रमिक वृद्धि को निम्नतम (बास) से उच्चतम तक स्वर में क्रमिक परिवर्तन के रूप में माना जाता है।
कोई व्यक्ति कान से ध्वनि की पिच कितनी सटीकता से निर्धारित करता है, यह उसके कान की तीक्ष्णता, संगीतात्मकता और प्रशिक्षण पर निर्भर करता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ध्वनि की पिच कुछ हद तक ध्वनि की तीव्रता पर निर्भर करती है (उच्च स्तर पर, अधिक तीव्रता की ध्वनियाँ कमजोर की तुलना में कम दिखाई देती हैं।
मानव कान स्पष्ट रूप से दो स्वरों को अलग कर सकता है जो पिच में समान हों। उदाहरण के लिए, लगभग 2000 हर्ट्ज की आवृत्ति रेंज में, एक व्यक्ति दो टोन के बीच अंतर कर सकता है जो आवृत्ति में 3-6 हर्ट्ज से भिन्न होते हैं।
आवृत्ति में ध्वनि धारणा का व्यक्तिपरक पैमाना लघुगणकीय नियम के करीब है। इसलिए, कंपन आवृत्ति को दोगुना करना (प्रारंभिक आवृत्ति की परवाह किए बिना) हमेशा पिच में समान परिवर्तन के रूप में माना जाता है। आवृत्ति में दो गुना परिवर्तन के अनुरूप ऊँचाई अंतराल को सप्तक कहा जाता है। मनुष्यों द्वारा देखी गई आवृत्तियों की सीमा 20-20,000 हर्ट्ज है, जो लगभग दस सप्तक को कवर करती है।
एक सप्तक पिच में परिवर्तन का एक काफी बड़ा अंतराल है; एक व्यक्ति काफी छोटे अंतरालों में अंतर करता है। इस प्रकार, कान द्वारा समझे जाने वाले दस सप्तक में, पिच के एक हजार से अधिक ग्रेडेशन को प्रतिष्ठित किया जा सकता है। संगीत सेमीटोन नामक छोटे अंतराल का उपयोग करता है, जो लगभग 1.054 बार आवृत्ति में परिवर्तन के अनुरूप होता है।
एक सप्तक को आधे सप्तक और एक सप्तक के एक तिहाई भाग में विभाजित किया गया है। उत्तरार्द्ध के लिए, आवृत्तियों की निम्नलिखित सीमा मानकीकृत है: 1; 1.25; 1.6; 2; 2.5; 3; 3.15; 4; 5; 6.3:8; 10, जो एक तिहाई सप्तक की सीमाएँ हैं। यदि इन आवृत्तियों को आवृत्ति अक्ष के साथ समान दूरी पर रखा जाता है, तो आपको एक लघुगणकीय पैमाना मिलता है। इसके आधार पर, ध्वनि संचरण उपकरणों की सभी आवृत्ति विशेषताओं को लघुगणकीय पैमाने पर प्लॉट किया जाता है।
संचरण की तीव्रता न केवल ध्वनि की तीव्रता पर निर्भर करती है, बल्कि वर्णक्रमीय संरचना, धारणा की स्थितियों और एक्सपोज़र की अवधि पर भी निर्भर करती है। इस प्रकार, समान तीव्रता (या समान ध्वनि दबाव) वाले मध्यम और निम्न आवृत्ति के दो ध्वनि स्वर, किसी व्यक्ति द्वारा समान रूप से ऊंचे नहीं माने जाते हैं। इसलिए, पृष्ठभूमि में ध्वनि स्तर की अवधारणा को समान तीव्रता की ध्वनियों को निर्दिष्ट करने के लिए पेश किया गया था। पृष्ठभूमि में ध्वनि की मात्रा का स्तर 1000 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ शुद्ध टोन की समान मात्रा के डेसीबल में ध्वनि दबाव स्तर के रूप में लिया जाता है, यानी 1000 हर्ट्ज की आवृत्ति के लिए पृष्ठभूमि और डेसीबल में वॉल्यूम स्तर समान होते हैं। अन्य आवृत्तियों पर, समान ध्वनि दबाव पर ध्वनियाँ तेज़ या शांत दिखाई दे सकती हैं।
संगीत कार्यों की रिकॉर्डिंग और संपादन में ध्वनि इंजीनियरों के अनुभव से पता चलता है कि काम के दौरान उत्पन्न होने वाले ध्वनि दोषों का बेहतर पता लगाने के लिए, नियंत्रण सुनने के दौरान वॉल्यूम स्तर को उच्च बनाए रखा जाना चाहिए, जो लगभग हॉल में वॉल्यूम स्तर के अनुरूप है।
तीव्र ध्वनि के लंबे समय तक संपर्क में रहने से, सुनने की संवेदनशीलता धीरे-धीरे कम हो जाती है, और जितनी अधिक होगी, ध्वनि की मात्रा उतनी ही अधिक होगी। संवेदनशीलता में पाई गई कमी सुनने की अधिकता की प्रतिक्रिया से जुड़ी है, यानी। अपने प्राकृतिक अनुकूलन के साथ। सुनने में कुछ अंतराल के बाद, सुनने की संवेदनशीलता बहाल हो जाती है। इसमें यह जोड़ा जाना चाहिए कि श्रवण सहायता, जब उच्च-स्तरीय संकेतों को समझती है, तो अपने स्वयं के, तथाकथित व्यक्तिपरक, विकृतियों का परिचय देती है (जो सुनने की गैर-रैखिकता को इंगित करती है)। इस प्रकार, 100 डीबी के सिग्नल स्तर पर, पहला और दूसरा व्यक्तिपरक हार्मोनिक्स 85 और 70 डीबी के स्तर तक पहुंच जाता है।
मात्रा का एक महत्वपूर्ण स्तर और इसके संपर्क की अवधि श्रवण अंग में अपरिवर्तनीय घटना का कारण बनती है। यह देखा गया है कि हाल के वर्षों में युवाओं की सुनने की क्षमता तेजी से बढ़ी है। इसका कारण पॉप संगीत के प्रति जुनून था, जिसकी विशेषता उच्च ध्वनि मात्रा स्तर थी।
वॉल्यूम स्तर को एक इलेक्ट्रोकॉस्टिक डिवाइस - एक ध्वनि स्तर मीटर का उपयोग करके मापा जाता है। मापी जा रही ध्वनि को सबसे पहले माइक्रोफ़ोन द्वारा विद्युत कंपन में परिवर्तित किया जाता है। एक विशेष वोल्टेज एम्पलीफायर द्वारा प्रवर्धन के बाद, इन दोलनों को डेसीबल में समायोजित एक सूचक उपकरण से मापा जाता है। डिवाइस की रीडिंग को यथासंभव सटीक रूप से जोर की व्यक्तिपरक धारणा के अनुरूप बनाने के लिए, डिवाइस विशेष फिल्टर से लैस है जो श्रवण संवेदनशीलता की विशेषताओं के अनुसार विभिन्न आवृत्तियों की ध्वनि की धारणा के प्रति इसकी संवेदनशीलता को बदलता है।
ध्वनि का एक महत्वपूर्ण गुण है समय। इसे अलग करने की सुनने की क्षमता आपको विभिन्न प्रकार के रंगों के साथ संकेतों को समझने की अनुमति देती है। प्रत्येक वाद्ययंत्र और आवाज की ध्वनि, उनके विशिष्ट रंगों के कारण, बहुरंगी और अच्छी तरह से पहचानने योग्य हो जाती है।
टिम्ब्रे, कथित ध्वनि की जटिलता का एक व्यक्तिपरक प्रतिबिंब होने के कारण, इसका कोई मात्रात्मक मूल्यांकन नहीं होता है और यह गुणात्मक शब्दों (सुंदर, नरम, रसदार, आदि) द्वारा विशेषता है। इलेक्ट्रोकॉस्टिक पथ के साथ सिग्नल संचारित करते समय, परिणामी विकृतियां मुख्य रूप से पुनरुत्पादित ध्वनि के समय को प्रभावित करती हैं। संगीतमय ध्वनियों के समय के सही संचरण के लिए शर्त सिग्नल स्पेक्ट्रम का विकृत संचरण है। सिग्नल स्पेक्ट्रम एक जटिल ध्वनि के साइनसॉइडल घटकों का संग्रह है।
सबसे सरल स्पेक्ट्रम तथाकथित शुद्ध स्वर है; इसमें केवल एक आवृत्ति होती है। एक संगीत वाद्ययंत्र की ध्वनि अधिक दिलचस्प होती है: इसके स्पेक्ट्रम में मौलिक स्वर की आवृत्ति और कई "अशुद्धता" आवृत्तियां होती हैं जिन्हें ओवरटोन (उच्च स्वर) कहा जाता है। ओवरटोन मौलिक स्वर की आवृत्ति के गुणक होते हैं और आमतौर पर आयाम में छोटे होते हैं .
ध्वनि का समय ओवरटोन पर तीव्रता के वितरण पर निर्भर करता है। विभिन्न संगीत वाद्ययंत्रों की ध्वनि के समय में भिन्नता होती है।
संगीतमय ध्वनियों के संयोजन का स्पेक्ट्रम अधिक जटिल है जिसे कॉर्ड कहा जाता है। ऐसे स्पेक्ट्रम में संगत ओवरटोन के साथ-साथ कई मूलभूत आवृत्तियाँ भी होती हैं
समय में अंतर मुख्य रूप से सिग्नल के निम्न-मध्य आवृत्ति घटकों के कारण होता है, इसलिए, आवृत्ति रेंज के निचले हिस्से में स्थित संकेतों के साथ समय की एक बड़ी विविधता जुड़ी होती है। इसके ऊपरी भाग से संबंधित सिग्नल, जैसे-जैसे बढ़ते हैं, तेजी से अपना समय रंग खो देते हैं, जो श्रव्य आवृत्तियों की सीमा से परे उनके हार्मोनिक घटकों के क्रमिक प्रस्थान के कारण होता है। इसे इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि 20 या अधिक हार्मोनिक्स कम ध्वनियों के समय के निर्माण में सक्रिय रूप से शामिल होते हैं, मध्यम 8 - 10, उच्च 2 - 3, क्योंकि बाकी या तो कमजोर हैं या श्रव्य सीमा से बाहर हैं। आवृत्तियाँ। इसलिए, उच्च ध्वनियाँ, एक नियम के रूप में, समय में ख़राब होती हैं।
संगीतमय ध्वनियों के स्रोतों सहित लगभग सभी प्राकृतिक ध्वनि स्रोतों में ध्वनि स्तर पर समय की एक विशिष्ट निर्भरता होती है। श्रवण भी इस निर्भरता के अनुकूल होता है - ध्वनि के रंग से स्रोत की तीव्रता निर्धारित करना उसके लिए स्वाभाविक है। तेज़ आवाज़ें आमतौर पर अधिक कठोर होती हैं।

संगीतमय ध्वनि स्रोत

प्राथमिक ध्वनि स्रोतों की विशेषता बताने वाले कई कारक इलेक्ट्रोकॉस्टिक प्रणालियों की ध्वनि गुणवत्ता पर बहुत प्रभाव डालते हैं।
संगीत स्रोतों के ध्वनिक पैरामीटर कलाकारों की संरचना (ऑर्केस्ट्रा, पहनावा, समूह, एकल कलाकार और संगीत के प्रकार: सिम्फोनिक, लोक, पॉप, आदि) पर निर्भर करते हैं।

प्रत्येक संगीत वाद्ययंत्र पर ध्वनि की उत्पत्ति और गठन की अपनी विशिष्टताएं होती हैं जो किसी विशेष संगीत वाद्ययंत्र में ध्वनि उत्पादन की ध्वनिक विशेषताओं से जुड़ी होती हैं।
संगीतमय ध्वनि का एक महत्वपूर्ण तत्व आक्रमण है। यह एक विशिष्ट संक्रमण प्रक्रिया है जिसके दौरान स्थिर ध्वनि विशेषताएँ स्थापित की जाती हैं: मात्रा, समय, पिच। कोई भी संगीत ध्वनि तीन चरणों से गुजरती है - आरंभ, मध्य और अंत, और प्रारंभिक और अंतिम दोनों चरणों की एक निश्चित अवधि होती है। प्रारंभिक चरण को आक्रमण कहा जाता है। यह अलग ढंग से चलता है: प्लक किए गए वाद्य यंत्रों, परकशन और कुछ पवन उपकरणों के लिए यह 0-20 एमएस तक रहता है, बैसून के लिए यह 20-60 एमएस तक रहता है। हमला केवल ध्वनि की मात्रा को शून्य से कुछ स्थिर मान तक बढ़ाना नहीं है; इसके साथ ध्वनि की पिच और उसके समय में समान परिवर्तन भी हो सकता है। इसके अलावा, अलग-अलग वादन शैलियों के साथ इसकी सीमा के विभिन्न हिस्सों में वाद्ययंत्र की आक्रमण विशेषताएँ समान नहीं होती हैं: हमले के संभावित अभिव्यंजक तरीकों की समृद्धि के मामले में वायलिन सबसे उत्तम वाद्ययंत्र है।
किसी भी संगीत वाद्ययंत्र की एक विशेषता उसकी आवृत्ति सीमा होती है। मौलिक आवृत्तियों के अलावा, प्रत्येक उपकरण को अतिरिक्त उच्च-गुणवत्ता वाले घटकों की विशेषता होती है - ओवरटोन (या, जैसा कि इलेक्ट्रोकॉस्टिक्स में प्रथागत है, उच्च हार्मोनिक्स), जो इसके विशिष्ट समय को निर्धारित करते हैं।
यह ज्ञात है कि ध्वनि ऊर्जा किसी स्रोत द्वारा उत्सर्जित ध्वनि आवृत्तियों के पूरे स्पेक्ट्रम में असमान रूप से वितरित होती है।
अधिकांश उपकरणों को मौलिक आवृत्तियों के प्रवर्धन के साथ-साथ प्रत्येक उपकरण के लिए अलग-अलग (एक या अधिक) अपेक्षाकृत संकीर्ण आवृत्ति बैंड (फॉर्मेंट) में अलग-अलग ओवरटोन की विशेषता होती है। फॉर्मेंट क्षेत्र की गुंजयमान आवृत्तियाँ (हर्ट्ज़ में) हैं: तुरही के लिए 100-200, हॉर्न 200-400, ट्रॉम्बोन 300-900, तुरही 800-1750, सैक्सोफोन 350-900, ओबो 800-1500, बैसून 300-900, शहनाई 250 -600 .
संगीत वाद्ययंत्रों का एक अन्य विशिष्ट गुण उनकी ध्वनि की ताकत है, जो उनके बजने वाले शरीर या वायु स्तंभ के अधिक या कम आयाम (विस्तार) से निर्धारित होता है (एक बड़ा आयाम एक मजबूत ध्वनि से मेल खाता है और इसके विपरीत)। चरम ध्वनिक शक्ति मान (वाट में) हैं: बड़े ऑर्केस्ट्रा के लिए 70, बास ड्रम 25, टिमपनी 20, स्नेयर ड्रम 12, ट्रॉम्बोन 6, पियानो 0.4, ट्रम्पेट और सैक्सोफोन 0.3, ट्रम्पेट 0.2, डबल बास 0.( 6, छोटी बांसुरी 0.08, शहनाई, सींग और त्रिकोण 0.05।
"फोर्टिसिमो" बजाए जाने पर किसी उपकरण से निकाली गई ध्वनि शक्ति और "पियानिसिमो" बजाए जाने पर ध्वनि की शक्ति के अनुपात को आमतौर पर संगीत वाद्ययंत्रों की ध्वनि की गतिशील रेंज कहा जाता है।
संगीत ध्वनि स्रोत की गतिशील रेंज प्रदर्शन करने वाले समूह के प्रकार और प्रदर्शन की प्रकृति पर निर्भर करती है।
आइए व्यक्तिगत ध्वनि स्रोतों की गतिशील रेंज पर विचार करें। व्यक्तिगत संगीत वाद्ययंत्रों और समूहों (ऑर्केस्ट्रा और विभिन्न रचनाओं के गायक मंडल) की गतिशील रेंज, साथ ही आवाज़ों को, किसी दिए गए स्रोत द्वारा बनाए गए अधिकतम ध्वनि दबाव के न्यूनतम से अनुपात के रूप में समझा जाता है, जिसे डेसिबल में व्यक्त किया जाता है।
व्यवहार में, किसी ध्वनि स्रोत की गतिशील सीमा का निर्धारण करते समय, कोई आमतौर पर केवल ध्वनि दबाव स्तरों पर काम करता है, उनके संबंधित अंतर की गणना या माप करता है। उदाहरण के लिए, यदि किसी ऑर्केस्ट्रा का अधिकतम ध्वनि स्तर 90 और न्यूनतम 50 डीबी है, तो गतिशील रेंज 90 - 50 = 40 डीबी कहा जाता है। इस मामले में, 90 और 50 डीबी शून्य ध्वनिक स्तर के सापेक्ष ध्वनि दबाव स्तर हैं।
किसी दिए गए ध्वनि स्रोत के लिए गतिशील रेंज एक स्थिर मान नहीं है। यह प्रदर्शन किए जा रहे कार्य की प्रकृति और उस कमरे की ध्वनिक स्थितियों पर निर्भर करता है जिसमें प्रदर्शन होता है। प्रतिध्वनि गतिशील रेंज का विस्तार करती है, जो आम तौर पर बड़ी मात्रा और न्यूनतम ध्वनि अवशोषण वाले कमरों में अपने अधिकतम तक पहुंचती है। लगभग सभी उपकरणों और मानव आवाज़ों में ध्वनि रजिस्टरों में एक असमान गतिशील सीमा होती है। उदाहरण के लिए, एक गायक के लिए फ़ोरटे पर सबसे कम ध्वनि का वॉल्यूम स्तर एक पियानो पर उच्चतम ध्वनि के स्तर के बराबर होता है।

किसी विशेष संगीत कार्यक्रम की गतिशील रेंज उसी तरह व्यक्त की जाती है जैसे व्यक्तिगत ध्वनि स्रोतों के लिए, लेकिन अधिकतम ध्वनि दबाव एक गतिशील एफएफ (फोर्टिसिमो) टोन के साथ नोट किया जाता है, और न्यूनतम एक पीपी (पियानिसिमो) के साथ नोट किया जाता है।

नोट्स एफएफएफ (फोर्ट, फोर्टिसिमो) में इंगित उच्चतम मात्रा, लगभग 110 डीबी के ध्वनिक ध्वनि दबाव स्तर से मेल खाती है, और सबसे कम वॉल्यूम, नोट्स पीपीआर (पियानो-पियानिसिमो) में इंगित, लगभग 40 डीबी से मेल खाती है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि संगीत में प्रदर्शन की गतिशील बारीकियाँ सापेक्ष हैं और संबंधित ध्वनि दबाव स्तरों के साथ उनका संबंध कुछ हद तक सशर्त है। किसी विशेष संगीत कार्यक्रम की गतिशील रेंज रचना की प्रकृति पर निर्भर करती है। इस प्रकार, हेडन, मोजार्ट, विवाल्डी के शास्त्रीय कार्यों की गतिशील सीमा शायद ही कभी 30-35 डीबी से अधिक हो। पॉप संगीत की गतिशील रेंज आमतौर पर 40 डीबी से अधिक नहीं होती है, जबकि नृत्य और जैज़ संगीत की गतिशील रेंज केवल 20 डीबी होती है। रूसी लोक वाद्ययंत्रों के ऑर्केस्ट्रा के अधिकांश कार्यों में एक छोटी गतिशील रेंज (25-30 डीबी) भी होती है। यह ब्रास बैंड के लिए भी सत्य है। हालाँकि, एक कमरे में ब्रास बैंड का अधिकतम ध्वनि स्तर काफी उच्च स्तर (110 डीबी तक) तक पहुँच सकता है।

मास्किंग प्रभाव

तीव्रता का व्यक्तिपरक मूल्यांकन उन स्थितियों पर निर्भर करता है जिनमें श्रोता द्वारा ध्वनि का अनुभव किया जाता है। वास्तविक परिस्थितियों में, एक ध्वनिक संकेत पूर्ण मौन में मौजूद नहीं होता है। उसी समय, बाहरी शोर श्रवण को प्रभावित करता है, ध्वनि धारणा को जटिल बनाता है, कुछ हद तक मुख्य संकेत को छुपाता है। बाहरी शोर द्वारा शुद्ध साइन तरंग को छिपाने के प्रभाव को संकेतित मूल्य द्वारा मापा जाता है। मौन में इसकी धारणा की सीमा से कितने डेसिबल तक नकाबपोश सिग्नल की श्रव्यता की सीमा बढ़ जाती है।
एक ध्वनि संकेत को दूसरे द्वारा छिपाने की डिग्री निर्धारित करने के प्रयोगों से पता चलता है कि किसी भी आवृत्ति के स्वर को उच्च स्वरों की तुलना में निचले स्वरों द्वारा अधिक प्रभावी ढंग से छुपाया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि दो ट्यूनिंग कांटे (1200 और 440 हर्ट्ज) समान तीव्रता के साथ ध्वनि उत्सर्जित करते हैं, तो हम पहले स्वर को सुनना बंद कर देते हैं, इसे दूसरे द्वारा छिपा दिया जाता है (दूसरे ट्यूनिंग कांटे के कंपन को बुझाकर, हम पहले स्वर को सुनेंगे) दोबारा)।
यदि कुछ निश्चित ध्वनि आवृत्ति स्पेक्ट्रा से युक्त दो जटिल ध्वनि संकेत एक साथ मौजूद होते हैं, तो एक पारस्परिक मास्किंग प्रभाव होता है। इसके अलावा, यदि दोनों संकेतों की मुख्य ऊर्जा ऑडियो फ़्रीक्वेंसी रेंज के एक ही क्षेत्र में है, तो मास्किंग प्रभाव सबसे मजबूत होगा। इस प्रकार, एक ऑर्केस्ट्रा टुकड़ा प्रसारित करते समय, संगत द्वारा मास्किंग के कारण, एकल कलाकार का हिस्सा खराब हो सकता है बोधगम्य और अस्पष्ट.
स्पष्टता प्राप्त करना या, जैसा कि वे कहते हैं, ऑर्केस्ट्रा या पॉप कलाकारों की टुकड़ी के ध्वनि प्रसारण में ध्वनि की "पारदर्शिता" बहुत मुश्किल हो जाती है यदि एक उपकरण या ऑर्केस्ट्रा उपकरणों के अलग-अलग समूह एक ही समय में एक या समान रजिस्टरों में बजते हैं।
ऑर्केस्ट्रा रिकॉर्ड करते समय निर्देशक को छलावरण की विशेषताओं को ध्यान में रखना चाहिए। रिहर्सल में, कंडक्टर की मदद से, वह एक समूह के उपकरणों की ध्वनि की ताकत के साथ-साथ पूरे ऑर्केस्ट्रा के समूहों के बीच संतुलन स्थापित करता है। मुख्य मधुर पंक्तियों और व्यक्तिगत संगीत भागों की स्पष्टता इन मामलों में कलाकारों के लिए माइक्रोफोन के करीबी प्लेसमेंट, काम के किसी दिए गए स्थान पर सबसे महत्वपूर्ण उपकरणों के ध्वनि इंजीनियर द्वारा जानबूझकर चयन और अन्य विशेष ध्वनि द्वारा प्राप्त की जाती है। इंजीनियरिंग तकनीक.
मास्किंग की घटना का श्रवण अंगों की साइकोफिजियोलॉजिकल क्षमता द्वारा सामान्य ध्वनि द्रव्यमान से एक या अधिक ध्वनियों को अलग करने की क्षमता द्वारा विरोध किया जाता है जो सबसे महत्वपूर्ण जानकारी ले जाती हैं। उदाहरण के लिए, जब कोई ऑर्केस्ट्रा बज रहा होता है, तो कंडक्टर को किसी भी वाद्ययंत्र के एक भाग के प्रदर्शन में थोड़ी सी भी अशुद्धियाँ नज़र आती हैं।
मास्किंग सिग्नल ट्रांसमिशन की गुणवत्ता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकता है। प्राप्त ध्वनि की स्पष्ट धारणा संभव है यदि इसकी तीव्रता प्राप्त ध्वनि के समान बैंड में स्थित हस्तक्षेप घटकों के स्तर से काफी अधिक हो। समान हस्तक्षेप के साथ, सिग्नल की अधिकता 10-15 डीबी होनी चाहिए। श्रवण धारणा की यह विशेषता व्यावहारिक अनुप्रयोग पाती है, उदाहरण के लिए, मीडिया की इलेक्ट्रोकॉस्टिक विशेषताओं का आकलन करने में। इसलिए, यदि किसी एनालॉग रिकॉर्ड का सिग्नल-टू-शोर अनुपात 60 डीबी है, तो रिकॉर्ड किए गए प्रोग्राम की गतिशील रेंज 45-48 डीबी से अधिक नहीं हो सकती है।

श्रवण धारणा की अस्थायी विशेषताएं

श्रवण यंत्र, किसी भी अन्य दोलन प्रणाली की तरह, जड़त्वीय है। जब ध्वनि गायब हो जाती है, तो श्रवण संवेदना तुरंत गायब नहीं होती है, बल्कि धीरे-धीरे शून्य हो जाती है। वह समय जिसके दौरान शोर का स्तर 8-10 पृष्ठभूमि तक कम हो जाता है, श्रवण समय स्थिरांक कहलाता है। यह स्थिरांक कई परिस्थितियों के साथ-साथ कथित ध्वनि के मापदंडों पर भी निर्भर करता है। यदि दो छोटी ध्वनि दालें श्रोता तक पहुंचती हैं, जो आवृत्ति संरचना और स्तर में समान हैं, लेकिन उनमें से एक में देरी हो रही है, तो उन्हें 50 एमएस से अधिक की देरी के साथ एक साथ माना जाएगा। बड़े विलंब अंतराल पर, दोनों आवेगों को अलग-अलग माना जाता है, और एक प्रतिध्वनि उत्पन्न होती है।
कुछ सिग्नल प्रोसेसिंग उपकरणों को डिजाइन करते समय सुनने की इस विशेषता को ध्यान में रखा जाता है, उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनिक विलंब लाइनें, प्रतिध्वनि आदि।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि, श्रवण की विशेष संपत्ति के कारण, अल्पकालिक ध्वनि नाड़ी की मात्रा की अनुभूति न केवल उसके स्तर पर निर्भर करती है, बल्कि नाड़ी के कान पर प्रभाव की अवधि पर भी निर्भर करती है। इस प्रकार, एक अल्पकालिक ध्वनि, जो केवल 10-12 एमएस तक चलती है, कान द्वारा समान स्तर की ध्वनि की तुलना में अधिक शांत मानी जाती है, लेकिन सुनवाई को प्रभावित करती है, उदाहरण के लिए, 150-400 एमएस। इसलिए, किसी प्रसारण को सुनते समय, ज़ोर एक निश्चित अंतराल पर ध्वनि तरंग की ऊर्जा के औसत का परिणाम होता है। इसके अलावा, मानव श्रवण में जड़ता होती है, विशेष रूप से, गैर-रेखीय विकृतियों को समझते समय, यदि ध्वनि नाड़ी की अवधि 10-20 एमएस से कम हो तो वह उन्हें महसूस नहीं करता है। यही कारण है कि ध्वनि रिकॉर्डिंग घरेलू रेडियो-इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के स्तर संकेतकों में, तात्कालिक सिग्नल मान श्रवण अंगों की अस्थायी विशेषताओं के अनुसार चयनित अवधि में औसत होते हैं।

ध्वनि का स्थानिक प्रतिनिधित्व

महत्वपूर्ण मानवीय क्षमताओं में से एक ध्वनि स्रोत की दिशा निर्धारित करने की क्षमता है। इस क्षमता को बाइन्यूरल प्रभाव कहा जाता है और इसे इस तथ्य से समझाया जाता है कि एक व्यक्ति के दो कान होते हैं। प्रायोगिक डेटा से पता चलता है कि ध्वनि कहाँ से आती है: एक उच्च-आवृत्ति टोन के लिए, एक कम-आवृत्ति टोन के लिए।

ध्वनि दूसरे कान की तुलना में स्रोत की ओर वाले कान तक कम दूरी तय करती है। परिणामस्वरूप, कान नहरों में ध्वनि तरंगों का दबाव चरण और आयाम में भिन्न होता है। आयाम अंतर केवल उच्च आवृत्तियों पर महत्वपूर्ण होते हैं, जब ध्वनि तरंग दैर्ध्य सिर के आकार के बराबर हो जाती है। जब आयाम में अंतर 1 डीबी के थ्रेशोल्ड मान से अधिक हो जाता है, तो ध्वनि स्रोत उस तरफ दिखाई देता है जहां आयाम अधिक होता है। केंद्र रेखा (समरूपता की रेखा) से ध्वनि स्रोत के विचलन का कोण लगभग आयाम अनुपात के लघुगणक के समानुपाती होता है।
1500-2000 हर्ट्ज से कम आवृत्तियों वाले ध्वनि स्रोत की दिशा निर्धारित करने के लिए, चरण अंतर महत्वपूर्ण हैं। व्यक्ति को ऐसा प्रतीत होता है कि ध्वनि उस ओर से आती है जिस ओर से तरंग, जो चरण में आगे होती है, कान तक पहुँचती है। मध्य रेखा से ध्वनि के विचलन का कोण दोनों कानों में ध्वनि तरंगों के आगमन के समय के अंतर के समानुपाती होता है। एक प्रशिक्षित व्यक्ति 100 एमएस के समय अंतर के साथ एक चरण अंतर देख सकता है।
ऊर्ध्वाधर तल में ध्वनि की दिशा निर्धारित करने की क्षमता बहुत कम विकसित (लगभग 10 गुना) है। यह शारीरिक विशेषता क्षैतिज तल में श्रवण अंगों के उन्मुखीकरण से जुड़ी है।
किसी व्यक्ति द्वारा ध्वनि की स्थानिक धारणा की एक विशिष्ट विशेषता इस तथ्य में प्रकट होती है कि श्रवण अंग प्रभाव के कृत्रिम साधनों की सहायता से निर्मित कुल, अभिन्न स्थानीयकरण को महसूस करने में सक्षम हैं। उदाहरण के लिए, एक कमरे में सामने की ओर दो स्पीकर एक दूसरे से 2-3 मीटर की दूरी पर लगाए जाते हैं। श्रोता कनेक्टिंग सिस्टम के अक्ष से समान दूरी पर, सख्ती से केंद्र में स्थित है। एक कमरे में, स्पीकर के माध्यम से समान चरण, आवृत्ति और तीव्रता की दो ध्वनियाँ उत्सर्जित होती हैं। श्रवण के अंग में गुजरने वाली ध्वनियों की पहचान के परिणामस्वरूप, कोई व्यक्ति उन्हें अलग नहीं कर सकता है; उसकी संवेदनाएं एक एकल, स्पष्ट (आभासी) ध्वनि स्रोत के बारे में विचार देती हैं, जो समरूपता की धुरी पर केंद्र में सख्ती से स्थित है।
यदि हम अब एक स्पीकर की आवाज़ कम कर दें, तो स्पष्ट स्रोत तेज़ स्पीकर की ओर चला जाएगा। ध्वनि स्रोत के हिलने का भ्रम न केवल सिग्नल स्तर को बदलकर प्राप्त किया जा सकता है, बल्कि एक ध्वनि को दूसरे के सापेक्ष कृत्रिम रूप से विलंबित करके भी प्राप्त किया जा सकता है; इस मामले में, स्पष्ट स्रोत पहले से सिग्नल उत्सर्जित करने वाले स्पीकर की ओर स्थानांतरित हो जाएगा।
अभिन्न स्थानीयकरण को स्पष्ट करने के लिए, हम एक उदाहरण देते हैं। वक्ताओं के बीच की दूरी 2 मीटर है, सामने की पंक्ति से श्रोता की दूरी 2 मीटर है; स्रोत को 40 सेमी बाएँ या दाएँ स्थानांतरित करने के लिए, 5 डीबी के तीव्रता स्तर के अंतर या 0.3 एमएस के समय विलंब के साथ दो सिग्नल प्रस्तुत करना आवश्यक है। 10 डीबी के स्तर अंतर या 0.6 एमएस की समय देरी के साथ, स्रोत केंद्र से 70 सेमी "स्थानांतरित" हो जाएगा।
इस प्रकार, यदि आप स्पीकर द्वारा बनाए गए ध्वनि दबाव को बदलते हैं, तो ध्वनि स्रोत के हिलने का भ्रम पैदा होता है। इस घटना को सारांश स्थानीयकरण कहा जाता है। सारांश स्थानीयकरण बनाने के लिए, दो-चैनल स्टीरियोफोनिक ध्वनि संचरण प्रणाली का उपयोग किया जाता है।
प्राइमरी रूम में दो माइक्रोफोन लगाए गए हैं, जिनमें से प्रत्येक अपने-अपने चैनल पर काम करता है। सेकेंडरी में दो लाउडस्पीकर हैं। माइक्रोफ़ोन ध्वनि उत्सर्जक के स्थान के समानांतर एक रेखा के साथ एक दूसरे से एक निश्चित दूरी पर स्थित होते हैं। ध्वनि उत्सर्जक को हिलाने पर, माइक्रोफ़ोन पर अलग-अलग ध्वनि दबाव कार्य करेगा और ध्वनि उत्सर्जक और माइक्रोफ़ोन के बीच असमान दूरी के कारण ध्वनि तरंग के आगमन का समय अलग-अलग होगा। यह अंतर द्वितीयक कक्ष में कुल स्थानीयकरण प्रभाव पैदा करता है, जिसके परिणामस्वरूप स्पष्ट स्रोत दो लाउडस्पीकरों के बीच स्थित स्थान में एक निश्चित बिंदु पर स्थानीयकृत होता है।
यह द्विअक्षीय ध्वनि संचरण प्रणाली के बारे में कहा जाना चाहिए। इस प्रणाली के साथ, जिसे कृत्रिम हेड सिस्टम कहा जाता है, प्राथमिक कक्ष में दो अलग-अलग माइक्रोफोन रखे जाते हैं, जो एक व्यक्ति के कानों के बीच की दूरी के बराबर दूरी पर एक दूसरे से दूरी पर रखे जाते हैं। प्रत्येक माइक्रोफोन में एक स्वतंत्र ध्वनि संचरण चैनल होता है, जिसके आउटपुट में द्वितीयक कक्ष में बाएँ और दाएँ कानों के लिए टेलीफोन शामिल होते हैं। यदि ध्वनि संचरण चैनल समान हैं, तो ऐसी प्रणाली प्राथमिक कक्ष में "कृत्रिम सिर" के कान के पास बनाए गए द्विकर्णीय प्रभाव को सटीक रूप से बताती है। हेडफ़ोन रखना और उन्हें लंबे समय तक इस्तेमाल करना एक नुकसान है।
सुनने का अंग कई अप्रत्यक्ष संकेतों का उपयोग करके और कुछ त्रुटियों के साथ ध्वनि स्रोत से दूरी निर्धारित करता है। सिग्नल स्रोत की दूरी छोटी है या बड़ी, इसके आधार पर विभिन्न कारकों के प्रभाव में इसका व्यक्तिपरक मूल्यांकन बदल जाता है। यह पाया गया कि यदि निर्धारित दूरियाँ छोटी (3 मीटर तक) हैं, तो उनका व्यक्तिपरक मूल्यांकन गहराई के साथ चलने वाले ध्वनि स्रोत की मात्रा में परिवर्तन से लगभग रैखिक रूप से संबंधित होता है। एक जटिल सिग्नल के लिए एक अतिरिक्त कारक इसका समय है, जो स्रोत श्रोता के पास पहुंचने पर तेजी से "भारी" हो जाता है। यह उच्च ओवरटोन की तुलना में कम ओवरटोन के बढ़ते प्रवर्धन के कारण होता है, जिसके परिणामस्वरूप वॉल्यूम स्तर में वृद्धि होती है।
3-10 मीटर की औसत दूरी के लिए, स्रोत को श्रोता से दूर ले जाने से आयतन में आनुपातिक कमी होगी, और यह परिवर्तन मौलिक आवृत्ति और हार्मोनिक घटकों पर समान रूप से लागू होगा। परिणामस्वरूप, स्पेक्ट्रम के उच्च-आवृत्ति वाले हिस्से में सापेक्षिक मजबूती आती है और समय उज्जवल हो जाता है।
जैसे-जैसे दूरी बढ़ती है, हवा में ऊर्जा हानि आवृत्ति के वर्ग के अनुपात में बढ़ जाएगी। उच्च रजिस्टर ओवरटोन के बढ़ते नुकसान के परिणामस्वरूप टिमब्रल चमक में कमी आएगी। इस प्रकार, दूरियों का व्यक्तिपरक मूल्यांकन इसकी मात्रा और समय में परिवर्तन से जुड़ा है।
एक बंद कमरे में, पहले प्रतिबिंब के संकेत, प्रत्यक्ष प्रतिबिंब के सापेक्ष 20-40 एमएस तक विलंबित, श्रवण अंग द्वारा विभिन्न दिशाओं से आते हुए माने जाते हैं। साथ ही, उनकी बढ़ती देरी उन बिंदुओं से एक महत्वपूर्ण दूरी का आभास पैदा करती है जहां से ये प्रतिबिंब घटित होते हैं। इस प्रकार, देरी के समय से कोई द्वितीयक स्रोतों की सापेक्ष दूरी या, जो समान है, कमरे के आकार का अनुमान लगा सकता है।

स्टीरियोफोनिक प्रसारण की व्यक्तिपरक धारणा की कुछ विशेषताएं।

पारंपरिक मोनोफोनिक की तुलना में एक स्टीरियोफोनिक ध्वनि संचरण प्रणाली में कई महत्वपूर्ण विशेषताएं होती हैं।
वह गुणवत्ता जो स्टीरियोफोनिक ध्वनि, वॉल्यूम, यानी को अलग करती है। प्राकृतिक ध्वनिक परिप्रेक्ष्य का मूल्यांकन कुछ अतिरिक्त संकेतकों का उपयोग करके किया जा सकता है जो मोनोफोनिक ध्वनि संचरण तकनीक से कोई मतलब नहीं रखते हैं। ऐसे अतिरिक्त संकेतकों में शामिल हैं: श्रवण कोण, यानी। वह कोण जिस पर श्रोता स्टीरियोफोनिक ध्वनि चित्र को देखता है; स्टीरियो रिज़ॉल्यूशन, यानी श्रव्यता कोण के भीतर अंतरिक्ष में कुछ बिंदुओं पर ध्वनि छवि के व्यक्तिगत तत्वों का व्यक्तिपरक रूप से निर्धारित स्थानीयकरण; ध्वनिक वातावरण, अर्थात् श्रोता को प्राथमिक कक्ष में उपस्थिति का एहसास दिलाने का प्रभाव जहां संचारित ध्वनि घटना होती है।

कक्ष ध्वनिकी की भूमिका पर

रंगीन ध्वनि न केवल ध्वनि प्रजनन उपकरण की सहायता से प्राप्त की जाती है। यहां तक ​​​​कि काफी अच्छे उपकरणों के साथ भी, यदि श्रवण कक्ष में कुछ गुण नहीं हैं तो ध्वनि की गुणवत्ता खराब हो सकती है। यह ज्ञात है कि बंद कमरे में अनुनासिक ध्वनि की एक घटना घटित होती है जिसे प्रतिध्वनि कहते हैं। श्रवण के अंगों को प्रभावित करके, प्रतिध्वनि (इसकी अवधि के आधार पर) ध्वनि की गुणवत्ता में सुधार या गिरावट कर सकती है।

एक कमरे में रहने वाला व्यक्ति न केवल सीधे ध्वनि स्रोत द्वारा निर्मित प्रत्यक्ष ध्वनि तरंगों को समझता है, बल्कि कमरे की छत और दीवारों से परावर्तित तरंगों को भी समझता है। ध्वनि स्रोत बंद होने के बाद कुछ समय तक परावर्तित तरंगें सुनाई देती हैं।
कभी-कभी यह माना जाता है कि परावर्तित सिग्नल केवल नकारात्मक भूमिका निभाते हैं, मुख्य सिग्नल की धारणा में हस्तक्षेप करते हैं। हालाँकि, यह विचार गलत है। प्रारंभिक परावर्तित प्रतिध्वनि संकेतों की ऊर्जा का एक निश्चित भाग, थोड़े विलंब से मानव कानों तक पहुँचकर, मुख्य संकेत को बढ़ाता है और उसकी ध्वनि को समृद्ध करता है। इसके विपरीत, बाद में प्रतिध्वनियाँ परिलक्षित हुईं। जिसका विलंब समय एक निश्चित महत्वपूर्ण मान से अधिक हो जाता है, एक ध्वनि पृष्ठभूमि बनाता है जिससे मुख्य सिग्नल को समझना मुश्किल हो जाता है।
श्रवण कक्ष में लम्बे समय तक अनुध्वनि नहीं होनी चाहिए। एक नियम के रूप में, लिविंग रूम में उनके सीमित आकार और ध्वनि-अवशोषित सतहों, असबाबवाला फर्नीचर, कालीन, पर्दे आदि की उपस्थिति के कारण बहुत कम गूंज होती है।
विभिन्न प्रकृति और गुणों की बाधाओं को ध्वनि अवशोषण गुणांक द्वारा चित्रित किया जाता है, जो कि घटना ध्वनि तरंग की कुल ऊर्जा के लिए अवशोषित ऊर्जा का अनुपात है।

कालीन के ध्वनि-अवशोषित गुणों को बढ़ाने (और लिविंग रूम में शोर को कम करने) के लिए, कालीन को दीवार के करीब नहीं, बल्कि 30-50 मिमी के अंतराल के साथ लटकाने की सलाह दी जाती है।

मनुष्य वास्तव में ग्रह पर रहने वाले जानवरों में सबसे बुद्धिमान है। हालाँकि, हमारा दिमाग अक्सर हमें गंध, श्रवण और अन्य संवेदी संवेदनाओं के माध्यम से अपने परिवेश को समझने जैसी बेहतर क्षमताओं से वंचित कर देता है।

इस प्रकार, जब उनकी श्रवण सीमा की बात आती है तो अधिकांश जानवर हमसे बहुत आगे हैं। मानव श्रवण सीमा आवृत्तियों की वह सीमा है जिसे मानव कान अनुभव कर सकता है। आइए यह समझने की कोशिश करें कि मानव कान ध्वनि धारणा के संबंध में कैसे काम करता है।

सामान्य परिस्थितियों में मानव श्रवण सीमा

औसतन, मानव कान 20 हर्ट्ज से 20 किलोहर्ट्ज़ (20,000 हर्ट्ज) की सीमा में ध्वनि तरंगों का पता लगा सकता है और उन्हें अलग कर सकता है। हालाँकि, जैसे-जैसे व्यक्ति की उम्र बढ़ती है, व्यक्ति की श्रवण सीमा कम हो जाती है, विशेष रूप से, इसकी ऊपरी सीमा कम हो जाती है। वृद्ध लोगों में यह आमतौर पर युवा लोगों की तुलना में बहुत कम होता है, शिशुओं और बच्चों में सुनने की क्षमता सबसे अधिक होती है। उच्च आवृत्तियों की श्रवण धारणा आठ साल की उम्र से ख़राब होने लगती है।

आदर्श परिस्थितियों में मानव श्रवण

प्रयोगशाला में, एक व्यक्ति की सुनने की सीमा एक ऑडियोमीटर का उपयोग करके निर्धारित की जाती है, जो विभिन्न आवृत्तियों की ध्वनि तरंगों का उत्सर्जन करता है, और हेडफ़ोन को तदनुसार ट्यून किया जाता है। ऐसी आदर्श परिस्थितियों में, मानव कान 12 हर्ट्ज से 20 किलोहर्ट्ज़ की सीमा में आवृत्तियों का पता लगा सकता है।

पुरुषों और महिलाओं में श्रवण सीमा

पुरुषों और महिलाओं की सुनने की क्षमता में काफी अंतर होता है। यह पाया गया है कि पुरुषों की तुलना में महिलाएं उच्च आवृत्तियों के प्रति अधिक संवेदनशील होती हैं। कम आवृत्तियों की धारणा पुरुषों और महिलाओं में कमोबेश समान स्तर पर होती है।

श्रवण सीमा को इंगित करने के लिए विभिन्न पैमाने

हालाँकि आवृत्ति पैमाना मानव श्रवण सीमा को मापने के लिए सबसे आम पैमाना है, इसे अक्सर पास्कल (पीए) और डेसिबल (डीबी) में भी मापा जाता है। हालाँकि, पास्कल में मापना असुविधाजनक माना जाता है, क्योंकि इस इकाई में बहुत बड़ी संख्याओं के साथ काम करना शामिल है। एक माइक्रोपास्कल कंपन के दौरान ध्वनि तरंग द्वारा तय की गई दूरी है, जो हाइड्रोजन परमाणु के व्यास के दसवें हिस्से के बराबर है। ध्वनि तरंगें मानव कान में बहुत अधिक दूरी तय करती हैं, जिससे पास्कल में मानव श्रवण की सीमा को इंगित करना मुश्किल हो जाता है।

मानव कान द्वारा पहचानी जा सकने वाली सबसे धीमी ध्वनि लगभग 20 µPa है। डेसीबल पैमाने का उपयोग करना आसान है क्योंकि यह एक लघुगणकीय पैमाना है जो सीधे Pa पैमाने को संदर्भित करता है। यह संदर्भ बिंदु के रूप में 0 डीबी (20 µPa) लेता है और फिर इस दबाव पैमाने को संपीड़ित करना जारी रखता है। इस प्रकार, 20 मिलियन μPa केवल 120 dB के बराबर है। यह पता चला है कि मानव कान की सीमा 0-120 डीबी है।

सुनने की सीमा व्यक्ति-दर-व्यक्ति में काफी भिन्न होती है। इसलिए, श्रवण हानि का पता लगाने के लिए, पारंपरिक मानकीकृत पैमाने के बजाय संदर्भ पैमाने के संबंध में श्रव्य ध्वनियों की सीमा को मापना सबसे अच्छा है। परिष्कृत श्रवण निदान उपकरणों का उपयोग करके परीक्षण किए जा सकते हैं जो श्रवण हानि की सीमा को सटीक रूप से निर्धारित कर सकते हैं और कारणों का निदान कर सकते हैं।

यह एक जटिल विशेष अंग है जिसमें तीन खंड होते हैं: बाहरी, मध्य और आंतरिक कान।

बाहरी कान एक ध्वनि-संग्रहीत यंत्र है। ध्वनि कंपन को कानों द्वारा उठाया जाता है और बाहरी श्रवण नहर के माध्यम से ईयरड्रम तक प्रेषित किया जाता है, जो बाहरी कान को मध्य कान से अलग करता है। ध्वनि की दिशा निर्धारित करने के लिए ध्वनि की धारणा और दो कानों से सुनने की पूरी प्रक्रिया, तथाकथित द्विकर्ण श्रवण, महत्वपूर्ण है। बगल से आने वाले ध्वनि कंपन दूसरे की तुलना में एक सेकंड (0.0006 सेकेंड) के कुछ दशमलव अंश पहले निकटतम कान तक पहुंचते हैं। दोनों कानों तक ध्वनि के पहुँचने के समय में यह अत्यंत छोटा अंतर उसकी दिशा निर्धारित करने के लिए पर्याप्त है।

मध्य कान एक वायु गुहा है जो यूस्टेशियन ट्यूब के माध्यम से नासोफरीनक्स से जुड़ता है। कान के परदे से मध्य कान के माध्यम से कंपन एक दूसरे से जुड़े 3 श्रवण अस्थि-पंजरों - हथौड़ा, इनकस और स्टेप्स द्वारा प्रेषित होते हैं, और बाद वाला, अंडाकार खिड़की की झिल्ली के माध्यम से, इन कंपनों को आंतरिक कान में स्थित द्रव तक पहुंचाता है - पेरिलिम्फ. श्रवण ossicles के लिए धन्यवाद, कंपन का आयाम कम हो जाता है और उनकी ताकत बढ़ जाती है, जो आंतरिक कान में द्रव के स्तंभ को स्थानांतरित करने की अनुमति देता है। मध्य कान में ध्वनि की तीव्रता में परिवर्तन को अनुकूलित करने के लिए एक विशेष तंत्र होता है। तेज़ आवाज़ के साथ, विशेष मांसपेशियाँ कान के परदे का तनाव बढ़ाती हैं और स्टेप्स की गतिशीलता को कम करती हैं। यह कंपन के आयाम को कम करता है और आंतरिक कान को क्षति से बचाता है।

भीतरी कान जिसमें कोक्लीअ स्थित होता है, टेम्पोरल हड्डी के पिरामिड में स्थित होता है। मानव कोक्लीअ 2.5 सर्पिल मोड़ बनाता है। कॉकलियर नहर को दो विभाजनों (मुख्य झिल्ली और वेस्टिबुलर झिल्ली) द्वारा 3 संकीर्ण मार्गों में विभाजित किया गया है: ऊपरी (स्कैला वेस्टिब्यूलरिस), मध्य (झिल्लीदार नहर) और निचला (स्काला टिम्पनी)। कोक्लीअ के शीर्ष पर एक छिद्र होता है जो ऊपरी और निचली नहरों को एक में जोड़ता है, अंडाकार खिड़की से कोक्लीअ के शीर्ष तक और फिर गोल खिड़की तक जाता है। उनकी गुहा एक तरल - पेरिलिम्फ से भरी होती है, और मध्य झिल्लीदार नहर की गुहा एक अलग संरचना के तरल - एंडोलिम्फ से भरी होती है। मध्य चैनल में एक ध्वनि प्राप्त करने वाला उपकरण है - कॉर्टी का अंग, जिसमें ध्वनि कंपन के लिए रिसेप्टर्स हैं - बाल कोशिकाएं।

ध्वनि धारणा का तंत्र. ध्वनि धारणा का शारीरिक तंत्र कोक्लीअ में होने वाली दो प्रक्रियाओं पर आधारित है: 1) कोक्लीअ की मुख्य झिल्ली पर उनके सबसे बड़े प्रभाव के स्थान पर विभिन्न आवृत्तियों की ध्वनियों को अलग करना और 2) रिसेप्टर द्वारा यांत्रिक कंपन को तंत्रिका उत्तेजना में परिवर्तित करना कोशिकाएं. अंडाकार खिड़की के माध्यम से आंतरिक कान में प्रवेश करने वाले ध्वनि कंपन पेरिल्मफ में संचारित होते हैं, और इस द्रव के कंपन से मुख्य झिल्ली का विस्थापन होता है। कंपनशील द्रव के स्तंभ की ऊंचाई और, तदनुसार, मुख्य झिल्ली के सबसे बड़े विस्थापन का स्थान ध्वनि की ऊंचाई पर निर्भर करता है। इस प्रकार, विभिन्न स्वरों की आवाज़ के साथ, विभिन्न बाल कोशिकाएं और विभिन्न तंत्रिका तंतु उत्तेजित होते हैं। ध्वनि की तीव्रता में वृद्धि से उत्तेजित बाल कोशिकाओं और तंत्रिका तंतुओं की संख्या में वृद्धि होती है, जिससे ध्वनि कंपन की तीव्रता में अंतर करना संभव हो जाता है।
उत्तेजना की प्रक्रिया में कंपन का परिवर्तन विशेष रिसेप्टर्स - बाल कोशिकाओं द्वारा किया जाता है। इन कोशिकाओं के बाल अध्यावरण झिल्ली में डूबे रहते हैं। ध्वनि के प्रभाव में यांत्रिक कंपन से रिसेप्टर कोशिकाओं के सापेक्ष पूर्णांक झिल्ली का विस्थापन होता है और बाल झुक जाते हैं। रिसेप्टर कोशिकाओं में, बालों का यांत्रिक विस्थापन उत्तेजना प्रक्रिया का कारण बनता है।

ध्वनि चालकता. वायु और अस्थि संचालन हैं। सामान्य परिस्थितियों में, मनुष्यों में वायु चालन प्रबल होता है: ध्वनि तरंगें बाहरी कान द्वारा पकड़ी जाती हैं, और वायु कंपन बाहरी श्रवण नहर के माध्यम से मध्य और आंतरिक कान तक प्रेषित होते हैं। हड्डी चालन के मामले में, ध्वनि कंपन खोपड़ी की हड्डियों के माध्यम से सीधे कोक्लीअ तक प्रेषित होते हैं। जब कोई व्यक्ति पानी के नीचे गोता लगाता है तो ध्वनि कंपन संचारित करने का यह तंत्र महत्वपूर्ण होता है।
एक व्यक्ति आमतौर पर 15 से 20,000 हर्ट्ज (10-11 सप्तक की सीमा में) की आवृत्ति वाली ध्वनियों को मानता है। बच्चों में, ऊपरी सीमा 22,000 हर्ट्ज़ तक पहुँच जाती है; उम्र के साथ यह घटती जाती है। उच्चतम संवेदनशीलता 1000 से 3000 हर्ट्ज़ की आवृत्ति रेंज में पाई गई। यह क्षेत्र मानव भाषण और संगीत की सबसे सामान्य आवृत्तियों से मेल खाता है।

ध्वनि, एक संकेत के रूप में, अनंत संख्या में कंपन होती है और उतनी ही अनंत मात्रा में जानकारी ले जा सकती है। इसकी धारणा की डिग्री इस मामले में मनोवैज्ञानिक कारकों को छोड़कर, कान की शारीरिक क्षमताओं के आधार पर अलग-अलग होगी। शोर के प्रकार, उसकी आवृत्ति और दबाव के आधार पर व्यक्ति उसका प्रभाव महसूस करता है।

मानव कान की संवेदनशीलता सीमा डेसिबल में

एक व्यक्ति 16 से 20,000 हर्ट्ज तक ध्वनि आवृत्तियों का अनुभव करता है। कान के पर्दे ध्वनि कंपन के दबाव के प्रति संवेदनशील होते हैं, जिसका स्तर डेसीबल (डीबी) में मापा जाता है। इष्टतम स्तर 35 से 60 डीबी तक है, 60-70 डीबी का शोर मानसिक कार्य में सुधार करता है, 80 डीबी से अधिक, इसके विपरीत, ध्यान को कमजोर करता है और सोचने की प्रक्रिया को ख़राब करता है, और 80 डीबी से अधिक ध्वनि की दीर्घकालिक धारणा उत्तेजित कर सकती है बहरापन।

10-15 हर्ट्ज तक की आवृत्तियाँ इन्फ्रासाउंड होती हैं, श्रवण अंग द्वारा नहीं मानी जाती हैं, जो गुंजयमान कंपन का कारण बनती हैं। ध्वनि द्वारा उत्पन्न कंपन को नियंत्रित करने की क्षमता सामूहिक विनाश का एक शक्तिशाली हथियार है। कान के लिए अश्रव्य, इन्फ्रासाउंड लंबी दूरी की यात्रा करने में सक्षम है, ऐसे आदेश प्रसारित करता है जो लोगों को एक निश्चित परिदृश्य के अनुसार कार्य करने के लिए मजबूर करता है, घबराहट और आतंक पैदा करता है, और उन्हें उन सभी चीजों को भूलने के लिए मजबूर करता है जिनका छिपने की इच्छा से कोई लेना-देना नहीं है। इस डर से बचो. और आवृत्ति और ध्वनि दबाव के एक निश्चित अनुपात पर, ऐसा उपकरण न केवल इच्छाशक्ति को दबाने में सक्षम है, बल्कि मानव ऊतकों को मारने, घायल करने में भी सक्षम है।

डेसिबल में मानव कान की पूर्ण संवेदनशीलता सीमा

7 से 13 हर्ट्ज तक की सीमा प्राकृतिक आपदाओं से उत्सर्जित होती है: ज्वालामुखी, भूकंप, आंधी और घबराहट और भय की भावना पैदा करती है। चूंकि मानव शरीर में भी दोलन आवृत्ति होती है जो 8 से 15 हर्ट्ज तक होती है, ऐसे इन्फ्रासाउंड की मदद से किसी व्यक्ति को आत्महत्या के लिए प्रेरित करने या आंतरिक अंगों को नुकसान पहुंचाने के लिए प्रतिध्वनि पैदा करने और आयाम को दसियों गुना बढ़ाने में कुछ भी खर्च नहीं होता है।

कम आवृत्तियों और उच्च दबाव पर, मतली और पेट दर्द प्रकट होता है, जो जल्दी से गंभीर गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल विकारों में बदल जाता है, और 150 डीबी तक दबाव में वृद्धि से शारीरिक क्षति होती है। कम आवृत्तियों पर आंतरिक अंगों की प्रतिध्वनि रक्तस्राव और ऐंठन का कारण बनती है, मध्यम आवृत्तियों पर - तंत्रिका उत्तेजना और आंतरिक अंगों पर चोट, उच्च आवृत्तियों पर - 30 हर्ट्ज तक - ऊतक जलता है।

आधुनिक दुनिया में, ध्वनि हथियारों का विकास सक्रिय रूप से चल रहा है और, जाहिर है, यह व्यर्थ नहीं था कि जर्मन माइक्रोबायोलॉजिस्ट रॉबर्ट कोच ने भविष्यवाणी की थी कि प्लेग या हैजा की तरह शोर के खिलाफ "टीकाकरण" की तलाश करना आवश्यक होगा। .

हम अक्सर ध्वनि की गुणवत्ता का मूल्यांकन करते हैं। माइक्रोफ़ोन, ऑडियो प्रोसेसिंग सॉफ़्टवेयर, या ऑडियो फ़ाइल रिकॉर्डिंग प्रारूप चुनते समय, सबसे महत्वपूर्ण प्रश्नों में से एक यह है कि यह कितना अच्छा लगेगा। लेकिन मापी जा सकने वाली ध्वनि और सुनी जा सकने वाली ध्वनि की विशेषताओं में अंतर होता है।

स्वर, समय, सप्तक।

मस्तिष्क कुछ आवृत्तियों की ध्वनियाँ ग्रहण करता है। यह आंतरिक कान के तंत्र की ख़ासियत के कारण है। आंतरिक कान की मुख्य झिल्ली पर स्थित रिसेप्टर्स ध्वनि कंपन को विद्युत क्षमता में परिवर्तित करते हैं जो श्रवण तंत्रिका तंतुओं को उत्तेजित करते हैं। मुख्य झिल्ली के विभिन्न स्थानों में स्थित कोर्टी अंग की कोशिकाओं की उत्तेजना के कारण श्रवण तंत्रिका के तंतुओं में आवृत्ति चयनात्मकता होती है: उच्च आवृत्तियों को अंडाकार खिड़की के पास माना जाता है, कम आवृत्तियों को सर्पिल के शीर्ष पर माना जाता है।

ध्वनि की भौतिक विशेषता, आवृत्ति, हमारे द्वारा अनुभव की जाने वाली पिच से निकटता से संबंधित है। आवृत्ति को एक सेकंड (हर्ट्ज़, हर्ट्ज) में साइन तरंग के पूर्ण चक्रों की संख्या के रूप में मापा जाता है। आवृत्ति की यह परिभाषा इस तथ्य पर आधारित है कि साइन तरंग का तरंगरूप बिल्कुल समान होता है। वास्तविक जीवन में, बहुत कम ध्वनियों में यह गुण होता है। हालाँकि, किसी भी ध्वनि को साइनसॉइडल दोलनों के एक सेट के रूप में दर्शाया जा सकता है। हम आमतौर पर इस सेट को टोन कहते हैं। अर्थात्, टोन एक निश्चित ऊँचाई का संकेत है जिसमें एक अलग स्पेक्ट्रम (संगीत ध्वनियाँ, भाषण की स्वर ध्वनियाँ) होता है, जिसमें साइन तरंग की आवृत्ति को हाइलाइट किया जाता है, जिसका इस सेट में अधिकतम आयाम होता है। एक विस्तृत निरंतर स्पेक्ट्रम वाला सिग्नल, जिसके सभी आवृत्ति घटकों की औसत तीव्रता समान होती है, सफेद शोर कहलाता है।

ध्वनि कंपन की आवृत्ति में क्रमिक वृद्धि को निम्नतम (बास) से उच्चतम तक स्वर में क्रमिक परिवर्तन के रूप में माना जाता है।

कोई व्यक्ति कान से ध्वनि की पिच कितनी सटीकता से निर्धारित करता है, यह उसकी सुनने की तीक्ष्णता और प्रशिक्षण पर निर्भर करता है। मानव कान स्पष्ट रूप से दो स्वरों को अलग कर सकता है जो पिच में समान हों। उदाहरण के लिए, लगभग 2000 हर्ट्ज की आवृत्ति रेंज में, एक व्यक्ति दो टोन के बीच अंतर कर सकता है जो आवृत्ति में एक दूसरे से 3-6 हर्ट्ज या उससे भी कम भिन्न होते हैं।

किसी संगीत वाद्ययंत्र या आवाज के आवृत्ति स्पेक्ट्रम में समान रूप से दूरी वाली चोटियों - हार्मोनिक्स का एक क्रम होता है। वे उन आवृत्तियों के अनुरूप होते हैं जो एक निश्चित आधार आवृत्ति के गुणक होते हैं, जो ध्वनि बनाने वाली साइन तरंगों में सबसे तीव्र होती हैं।

एक संगीत वाद्ययंत्र (आवाज) की विशेष ध्वनि (समय) विभिन्न हार्मोनिक्स के सापेक्ष आयाम से जुड़ी होती है, और किसी व्यक्ति द्वारा महसूस की जाने वाली पिच आधार आवृत्ति को सबसे सटीक रूप से बताती है। टिम्ब्रे, कथित ध्वनि का व्यक्तिपरक प्रतिबिंब होने के कारण, इसका कोई मात्रात्मक मूल्यांकन नहीं होता है और इसे केवल गुणात्मक रूप से चित्रित किया जाता है।

"शुद्ध" स्वर में केवल एक ही आवृत्ति होती है। आमतौर पर, कथित ध्वनि में मुख्य स्वर की आवृत्ति और कई "अशुद्धता" आवृत्तियां शामिल होती हैं, जिन्हें ओवरटोन कहा जाता है। ओवरटोन मुख्य स्वर की आवृत्ति के गुणक होते हैं और आयाम में छोटे होते हैं। ध्वनि का समय तीव्रता के वितरण पर निर्भर करता है ओवरटोन के बीच। संगीतमय ध्वनियों के संयोजन का स्पेक्ट्रम, जिसे कॉर्ड कहा जाता है, ओवरटोन के बीच तीव्रता के वितरण पर निर्भर करता है। इस तरह के स्पेक्ट्रम में ओवरटोन के साथ कई मौलिक आवृत्तियाँ शामिल होती हैं।

यदि एक ध्वनि की आवृत्ति दूसरी ध्वनि की आवृत्ति से ठीक दोगुनी है, तो ध्वनि तरंग एक दूसरे में "फिट" हो जाती है। ऐसी ध्वनियों के बीच की आवृत्ति दूरी को सप्तक कहा जाता है। मनुष्यों द्वारा देखी गई आवृत्तियों की सीमा, 16-20,000 हर्ट्ज, लगभग दस से ग्यारह सप्तक को कवर करती है।

ध्वनि कंपन और आयतन का आयाम.

ध्वनि रेंज के श्रव्य भाग को निम्न-आवृत्ति ध्वनियों में विभाजित किया गया है - 500 हर्ट्ज तक, मध्य-आवृत्ति - 500-10,000 हर्ट्ज और उच्च-आवृत्ति - 10,000 हर्ट्ज से अधिक। कान 1000 से 4000 हर्ट्ज़ तक की मध्य-आवृत्ति ध्वनियों की अपेक्षाकृत संकीर्ण सीमा के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील होता है। अर्थात्, मध्य-आवृत्ति रेंज में समान शक्ति की ध्वनियाँ तेज़ मानी जा सकती हैं, लेकिन कम-आवृत्ति या उच्च-आवृत्ति रेंज में उन्हें शांत माना जा सकता है या बिल्कुल भी नहीं सुना जा सकता है। ध्वनि धारणा की यह विशेषता इस तथ्य के कारण है कि मानव अस्तित्व के लिए आवश्यक ध्वनि जानकारी - भाषण या प्रकृति की ध्वनियाँ - मुख्य रूप से मध्य-आवृत्ति रेंज में प्रसारित होती हैं। इस प्रकार, ज़ोर एक भौतिक पैरामीटर नहीं है, बल्कि श्रवण संवेदना की तीव्रता है, जो हमारी धारणा की विशेषताओं से जुड़ी ध्वनि की एक व्यक्तिपरक विशेषता है।

श्रवण विश्लेषक आंतरिक कान की मुख्य झिल्ली के कंपन के आयाम में वृद्धि और उच्च आवृत्ति पर विद्युत आवेगों के संचरण के साथ बाल कोशिकाओं की बढ़ती संख्या की उत्तेजना के कारण ध्वनि तरंग के आयाम में वृद्धि का अनुभव करता है। बड़ी संख्या में तंत्रिका तंतुओं के साथ।

हमारा कान हल्की फुसफुसाहट से लेकर सबसे तेज़ शोर तक ध्वनि की तीव्रता को अलग कर सकता है, जो मुख्य झिल्ली की गति के आयाम में लगभग 1 मिलियन गुना वृद्धि के अनुरूप है। हालाँकि, कान ध्वनि आयाम में इस भारी अंतर को लगभग 10,000 गुना परिवर्तन के रूप में व्याख्या करता है। अर्थात्, श्रवण विश्लेषक के ध्वनि धारणा तंत्र द्वारा तीव्रता का पैमाना दृढ़ता से "संपीड़ित" होता है। यह किसी व्यक्ति को अत्यंत व्यापक दायरे में ध्वनि की तीव्रता में अंतर की व्याख्या करने की अनुमति देता है।

ध्वनि की तीव्रता डेसीबल (डीबी) में मापी जाती है (1 बेल आयाम के दस गुना के बराबर है)। आयतन में परिवर्तन निर्धारित करने के लिए उसी प्रणाली का उपयोग किया जाता है।

तुलना के लिए, हम विभिन्न ध्वनियों की तीव्रता का अनुमानित स्तर दे सकते हैं: बमुश्किल श्रव्य ध्वनि (श्रव्यता सीमा) 0 डीबी; कान के पास फुसफुसाहट 25-30 डीबी; औसत भाषण मात्रा 60-70 डीबी; बहुत तेज़ भाषण (चिल्लाना) 90 डीबी; हॉल के केंद्र में रॉक और पॉप संगीत समारोहों में 105-110 डीबी; 120 डीबी उड़ान भरने वाले एक विमान के बगल में।

कथित ध्वनि की मात्रा में वृद्धि के परिमाण में एक भेदभाव सीमा होती है। मध्यम आवृत्तियों पर प्रतिष्ठित ध्वनि ग्रेडेशन की संख्या 250 से अधिक नहीं होती है; कम और उच्च आवृत्तियों पर यह तेजी से घट जाती है और औसतन लगभग 150 होती है।