intervalul dinamic al auzului. Pierderea auzului și auzul perfect

Auzul este capacitatea corpului de a percepe și de a distinge vibrațiile sonore. Această capacitate este realizată de analizatorul auditiv (de sunet). Acea. Auzul este procesul prin care urechea convertește vibrațiile sonore din mediul extern în impulsuri nervoase care sunt transmise creierului, unde sunt interpretate ca sunete. Sunetele sunt generate din diferite vibrații, de exemplu, dacă trageți o coardă de chitară, vor exista impulsuri de presiune vibrațională a moleculelor de aer, mai bine cunoscute sub numele de unde sonore.

Urechea poate distinge diferite aspecte subiective ale unui sunet, cum ar fi volumul și înălțimea acestuia, prin detectarea și analiza diferitelor caracteristici fizice ale undelor.

Urechea exterioară direcționează undele sonore din mediul extern către timpan. Auriculul, partea vizibilă a urechii externe, colectează undele sonore în canalul urechii. Pentru ca sunetul să fie transmis către sistemul nervos central, energia sonoră suferă trei transformări. În primul rând, vibrațiile aerului sunt transformate în vibrații ale membranei timpanice și ale osiculelor urechii medii. Acestea, la rândul lor, transmit vibrații fluidului din interiorul cohleei. În cele din urmă, vibrațiile fluide creează valuri de călătorie de-a lungul membranei bazilare care stimulează celulele capilare din organul lui Corti. Aceste celule transformă vibrațiile sonore în impulsuri nervoase în fibrele nervului cohlear (auditiv), care le transmite creierului, de la care sunt transmise după o procesare semnificativă către cortexul auditiv primar, centrul auditiv final al creierului. Numai când impulsurile nervoase ajung în această zonă, persoana aude sunetul.

Când timpanul absoarbe undele sonore, partea centrală a timpanului vibrează ca un con rigid care se curbează înăuntru și în afară. Cu cât puterea undelor sonore este mai mare, cu atât deviația membranei este mai mare și sunetul este mai puternic. Cu cât frecvența sunetului este mai mare, cu atât membrana vibrează mai repede și înălțimea sunetului este mai mare.

Gama de sunete cu o frecvență de oscilații de la 16 la 20.000 Hz este disponibilă pentru auzul uman. Intensitatea minimă a sunetului care poate provoca o senzație abia perceptibilă a unui sunet audibil se numește pragul senzației auditive. Sensibilitatea auditivă, sau acuitatea auditivă, este determinată de valoarea pragului de senzație auditivă: cu cât valoarea pragului este mai mică, cu atât acuitatea auditivă este mai mare. Pe măsură ce intensitatea sunetului crește, senzația de volum al sunetului crește, dar când intensitatea sunetului atinge o anumită valoare, creșterea volumului se oprește și apare o senzație de presiune sau chiar durere în ureche. Puterea sunetului la care apar aceste senzații neplăcute se numește pragul durerii, sau pragul disconfortului. Sensibilitatea auditivă este caracterizată nu numai de mărimea pragului de senzație auditivă, ci și de mărimea diferenței sau a pragului diferențial, adică abilitatea de a distinge sunetele după putere și înălțime (frecvență).

Când este expus la sunete, acuitatea auzului se modifică. Acțiunea sunetelor puternice duce la pierderea auzului; in conditii de tacere, sensibilitatea auditiva se reface rapid (dupa 10-15 secunde). Această adaptare fiziologică a analizorului auditiv la efectele unui stimul sonor se numește adaptare auditivă. Adaptarea trebuie distinsă de cea auditivă, care apare la expunerea prelungită la sunete intense și se caracterizează printr-o scădere temporară a sensibilității auditive cu o perioadă mai lungă de restabilire a auzului normal (câteva minute sau chiar ore). Iritația frecventă și prelungită a organului auditiv cu sunete puternice (de exemplu, în industriile zgomotoase) poate duce la pierderea ireversibilă a auzului. Pentru a preveni afectarea permanentă a auzului, lucrătorii din atelierele zgomotoase trebuie să folosească dopuri speciale - (vezi).

Prezența unui organ auditiv pereche la oameni și animale oferă capacitatea de a localiza sursa unui sunet. Această abilitate se numește auz binaural sau ototopică. Cu o hipoacuzie unilaterală, ototopicul este brusc perturbat.

O caracteristică specifică a auzului uman este capacitatea de a percepe sunetele vorbirii nu numai ca fenomene fizice, ci și ca unități semnificative - foneme. Această abilitate este asigurată de prezența unui centru de vorbire auditiv la o persoană, situat în lobul temporal stâng al creierului. Când acest centru este dezactivat, percepția tonurilor și zgomotelor care alcătuiesc vorbirea este păstrată, dar deosebirea lor ca sunete de vorbire, adică înțelegerea vorbirii, devine imposibilă (vezi Aphasia, Alalia).

Pentru studiul auzului sunt folosite diferite metode. Cel mai simplu și mai accesibil este cercetarea folosind vorbirea. Un indicator al acuității auzului este distanța la care diferă anumite elemente ale vorbirii. În practică, auzul este considerat normal dacă șoapta diferă la o distanță de 6-7 m.

Pentru a obține date mai precise despre starea auzului, se utilizează un studiu folosind diapazon (vezi) și un audiometru (vezi).

Omul este cu adevărat cel mai inteligent dintre animalele care locuiesc pe planetă. Cu toate acestea, mintea noastră ne fură adesea superioritatea în abilități precum percepția mediului prin miros, auz și alte senzații senzoriale. Astfel, majoritatea animalelor sunt cu mult înaintea noastră când vine vorba de intervalul auditiv. Intervalul de auz uman este intervalul de frecvențe pe care urechea umană le poate percepe. Să încercăm să înțelegem cum funcționează urechea umană în raport cu percepția sunetului.

Interval de auz uman în condiții normale

Urechea umană medie poate capta și distinge undele sonore în intervalul de la 20 Hz la 20 kHz (20.000 Hz). Cu toate acestea, pe măsură ce o persoană îmbătrânește, intervalul auditiv al unei persoane scade, în special, limita sa superioară scade. La persoanele în vârstă, este de obicei mult mai mică decât la persoanele mai tinere, în timp ce sugarii și copiii au cele mai înalte abilități de auz. Percepția auditivă a frecvențelor înalte începe să se deterioreze de la vârsta de opt ani.

Auzul uman în condiții ideale

În laborator, raza de auz al unei persoane este determinată folosind un audiometru care emite unde sonore de diferite frecvențe și căști reglate corespunzător. În aceste condiții ideale, urechea umană poate recunoaște frecvențe în intervalul de la 12 Hz la 20 kHz.

Gama de auz pentru bărbați și femei

Există o diferență semnificativă între intervalul de auz al bărbaților și al femeilor. S-a constatat că femeile sunt mai sensibile la frecvențele înalte decât bărbații. Percepția frecvențelor joase este mai mult sau mai puțin aceeași la bărbați și la femei.

Diverse scale pentru a indica raza de auz

Deși scara de frecvență este cea mai comună scară pentru măsurarea intervalului de auz uman, este adesea măsurată în pascali (Pa) și decibeli (dB). Cu toate acestea, măsurarea în pascali este considerată incomod, deoarece această unitate implică lucrul cu numere foarte mari. Un µPa este distanța parcursă de o undă sonoră în timpul vibrației, care este egală cu o zecime din diametrul unui atom de hidrogen. Undele sonore din urechea umană parcurg o distanță mult mai mare, ceea ce face dificilă oferirea unui interval de auz uman în pascali.

Cel mai blând sunet care poate fi recunoscut de urechea umană este de aproximativ 20 µPa. Scala decibeli este mai ușor de utilizat deoarece este o scară logaritmică care face referire directă la scara Pa. Este nevoie de 0 dB (20 µPa) ca punct de referință și continuă să comprime această scară de presiune. Astfel, 20 de milioane µPa înseamnă doar 120 dB. Deci, se dovedește că intervalul urechii umane este de 0-120 dB.

Intervalul de auz variază considerabil de la persoană la persoană. Prin urmare, pentru a detecta pierderea auzului, cel mai bine este să măsurați gama de sunete audibile în raport cu o scară de referință și nu în raport cu scara standardizată obișnuită. Testele pot fi efectuate folosind instrumente sofisticate de diagnosticare a auzului care pot determina cu exactitate amploarea și diagnostica cauzele pierderii auzului.

La transmiterea vibrațiilor prin aer și până la 220 kHz la transmiterea sunetului prin oasele craniului. Aceste unde au o semnificație biologică importantă, de exemplu, undele sonore în intervalul 300-4000 Hz corespund vocii umane. Sunetele peste 20.000 Hz au o valoare practică mică, deoarece sunt decelerate rapid; vibrațiile sub 60 Hz sunt percepute prin simțul vibrațional. Gama de frecvențe pe care oamenii le pot auzi se numește auditive sau gama de sunet; frecvențele mai înalte sunt numite ultrasunete, în timp ce frecvențele inferioare sunt numite infrasunete.

Fiziologia auzului

Capacitatea de a distinge frecvențele sonore depinde în mare măsură de o anumită persoană: vârsta, sexul, susceptibilitatea la boli auditive, antrenament și oboseală auditivă. Persoanele fizice sunt capabile să perceapă sunet de până la 22 kHz și, posibil, chiar mai mare.

Unele animale pot auzi sunete care nu sunt audibile de oameni (ultrasunete sau infrasunete). Liliecii folosesc ultrasunetele pentru ecolocație în timpul zborului. Câinii sunt capabili să audă ultrasunetele, care stă la baza muncii fluierelor tăcute. Există dovezi că balenele și elefanții pot folosi infrasunetele pentru a comunica.

O persoană poate distinge mai multe sunete în același timp datorită faptului că pot exista mai multe unde staționare în cohlee în același timp.

A explica în mod satisfăcător fenomenul auzului s-a dovedit a fi o sarcină extraordinar de dificilă. O persoană care a venit cu o teorie care să explice percepția înălțimii și a volumului sunetului și-ar garanta aproape sigur un premiu Nobel.

text original(Engleză)

Explicarea adecvată a auzului s-a dovedit a fi o sarcină deosebit de dificilă. Aproape că s-ar asigura un premiu Nobel prezentând o teorie care să explice satisfăcător nu mai mult decât percepția înălțimii și a sonorității.

- Reber, Arthur S., Reber (Roberts), Emily S. Dicționarul Penguin de psihologie. - editia a 3-a. - Londra: Penguin Books Ltd, . - 880 p. - ISBN 0-14-051451-1, ISBN 978-0-14-051451-3

La începutul anului 2011, un scurt raport despre activitatea comună a celor două institute israeliene a fost publicat în medii științifice separate. În creierul uman, au fost izolați neuroni specializați care permit estimarea înălțimii unui sunet, până la 0,1 ton. Alte animale decât liliecii nu posedă un astfel de dispozitiv, iar pentru diferite specii precizia este limitată de la 1/2 la 1/3 octave. (Atenție! Aceste informații necesită clarificări!)

Psihofiziologia auzului

Proiecția senzațiilor auditive

Indiferent cum apar senzațiile auditive, de obicei le referim la lumea exterioară și, prin urmare, căutăm întotdeauna motivul excitării auzului nostru în vibrații primite din exterior de la o distanță sau alta. Această trăsătură este mult mai puțin pronunțată în sfera auzului decât în ​​sfera senzațiilor vizuale, care se disting prin obiectivitatea și localizarea spațială strictă și sunt, probabil, dobândite și prin experiență îndelungată și controlul altor simțuri. Cu senzațiile auditive, capacitatea de proiectare, obiectivare și localizare spațială nu poate atinge grade atât de înalte ca în cazul senzațiilor vizuale. Acest lucru se datorează unor astfel de caracteristici ale structurii aparatului auditiv, cum ar fi, de exemplu, lipsa mecanismelor musculare, privându-l de posibilitatea unor determinări spațiale precise. Cunoaștem semnificația enormă pe care o are sentimentul muscular în toate definițiile spațiale.

Judecăți despre distanța și direcția sunetelor

Judecățile noastre cu privire la distanța la care sunt emise sunetele sunt foarte inexacte, mai ales dacă persoana are ochii închiși și nu vede sursa sunetelor și obiectele din jur, după care se poate judeca „acustica mediului” pe baza experiența de viață sau acustica mediului sunt atipice: așa că, de exemplu, într-o cameră acustică anecoică, vocea unei persoane care se află la doar un metru distanță de ascultător i se pare acestuia din urmă de multe ori și chiar de zeci de ori mai îndepărtată. . De asemenea, sunetele familiare par mai apropiate de noi cu cât sunt mai puternice și invers. Experiența arată că ne înșelim mai puțin în determinarea distanței zgomotelor decât a tonurilor muzicale. Capacitatea unei persoane de a judeca direcția sunetelor este foarte limitată: neavând auriculare mobile și convenabile pentru colectarea sunetelor, în cazuri de îndoială, el recurge la mișcări ale capului și îl pune într-o poziție în care sunetele diferă în cel mai bun mod, adică sunetul este localizat de o persoană în acea direcție, din care se aude mai puternic și mai „clar”.

Sunt cunoscute trei mecanisme prin care se poate distinge direcția sunetului:

• Diferența de amplitudine medie (din punct de vedere istoric primul principiu descoperit): Pentru frecvențele de peste 1 kHz, adică cele cu o lungime de undă mai mică decât dimensiunea capului ascultătorului, sunetul care ajunge la urechea apropiată are o intensitate mai mare.
• Diferența de fază: neuronii ramificați sunt capabili să distingă schimbări de fază de până la 10-15 grade între sosirea undelor sonore în urechea dreaptă și stângă pentru frecvențe în intervalul aproximativ de 1 până la 4 kHz (corespunzând unei precizii de 10 µs în ora sosirii).
• Diferența de spectru: pliurile auriculare, capul și chiar umerii introduc mici distorsiuni de frecvență în sunetul perceput, absorbind diferite armonici în moduri diferite, ceea ce este interpretat de creier ca informații suplimentare despre localizarea orizontală și verticală a sunetul.

Capacitatea creierului de a percepe diferențele descrise în sunetul auzit de urechea dreaptă și stângă a condus la crearea tehnologiei de înregistrare binaurală.

Mecanismele descrise nu funcționează în apă: determinarea direcției prin diferența de sunet și spectru este imposibilă, deoarece sunetul din apă trece aproape fără pierdere direct la cap și, prin urmare, la ambele urechi, motiv pentru care volumul și spectrul. de sunet în ambele urechi în orice locație a sunetului sursă cu înaltă fidelitate sunt aceleași; determinarea direcției sursei de sunet prin defazare este imposibilă, deoarece datorită vitezei mult mai mari a sunetului în apă, lungimea de undă crește de câteva ori, ceea ce înseamnă că defazarea scade de multe ori.

Din descrierea mecanismelor de mai sus, motivul imposibilității determinării locației surselor de sunet de joasă frecvență este, de asemenea, clar.

Studiul auzului

Auzul este testat folosind un dispozitiv special sau un program de calculator numit „audiometru”.

Sunt determinate și caracteristicile de frecvență ale auzului, ceea ce este important atunci când se pune în scenă vorbirea la copiii cu deficiențe de auz.

Normă

Percepția intervalului de frecvență 16 Hz - 22 kHz se modifică odată cu vârsta - frecvențele înalte nu mai sunt percepute. O scădere a intervalului de frecvențe audibile este asociată cu modificări ale urechii interne (cohlee) și cu dezvoltarea hipoacuziei senzorineurale odată cu vârsta.

pragul de auz

pragul de auz- presiunea sonoră minimă la care sunetul unei anumite frecvențe este perceput de urechea umană. Pragul de auz este exprimat în decibeli. Presiunea sonoră de 2 10 −5 Pa la o frecvență de 1 kHz a fost luată ca nivel zero. Pragul de auz pentru o anumită persoană depinde de proprietățile individuale, de vârstă și de starea fiziologică.

Pragul durerii

pragul durerii auditive- valoarea presiunii sonore la care apare durerea în organul auditiv (care este asociată, în special, cu atingerea limitei de extensibilitate a membranei timpanice). Depășirea acestui prag are ca rezultat o traumă acustică. Senzația de durere definește limita intervalului dinamic al audibilității umane, care este în medie de 140 dB pentru un semnal de ton și 120 dB pentru zgomotul cu un spectru continuu.

Patologie

Vezi si

• halucinații auditive
• Nerv auditiv

Literatură

Dicţionar enciclopedic fizic / Ch. ed. A. M. Prohorov. Ed. colegiul D. M. Alekseev, A. M. Bonch-Bruevich, A. S. Borovik-Romanov și alții - M .: Sov. Encicl., 1983. - 928 p., p. 579

Legături

• Preluare video Percepția auditivă

Sistemele de organe umane

Sistemul cardiovascular (inima, vase de sânge) Sistemul limfatic Sistemul digestiv Sistemul endocrin Sistemul imunitar Sistemul senzorial (sistemul somatosenzorial, sistemul vizual, sistemul senzorial olfactiv, sistemul senzorial auditiv, sistemul senzorial gustativ) Sistemul tegumentar Sistemul nervos (central, periferic) Sistemul musculo-scheletic (scheletic) sistem, sistem muscular) sistem genito-urinar (sistem reproductor, sistem urinar) Aparat respirator

Fundația Wikimedia. 2010 .

Sinonime:

Vedeți ce înseamnă „Auzirea” în alte dicționare:

auz- auzul și... Dicționar de ortografie rusă

auz- auz / ... Dicționar de ortografie morfemică

Exist., m., folosi. adesea Morfologie: (nu) ce? auzul și auzul, ce? auzind, (văzând) ce? ce auzi? auzind despre ce? despre auz; pl. Ce? zvonuri, (nu) ce? zvonuri pentru ce? zvonuri, (vezi) ce? zvonuri ce? zvonuri despre ce? despre percepția zvonurilor de către organe ...... Dicționarul lui Dmitriev

soț. unul dintre cele cinci simțuri prin care sunetele sunt recunoscute; instrumentul este urechea lui. Auzul plictisitor, slab. La animalele surde și surde, auzul este înlocuit de un sentiment de comoție cerebrală. Merge după ureche, caută după ureche. | O ureche muzicală, un sentiment interior care înțelege reciproc. ... Dicţionarul explicativ al lui Dahl

Auz, m. 1. numai unitati. Unul dintre cele cinci simțuri externe, dând capacitatea de a percepe sunete, capacitatea de a auzi. Urechea este organul auzului. Auzul acut. Un strigăt răgușit îi ajunse la urechi. Turgheniev. „Îmi doresc slavă, pentru ca auzul tău să fie uimit de numele meu... Dicționar explicativ al lui Ushakov

Evaluăm adesea calitatea sunetului. Când alegeți un microfon, un program de procesare audio sau un format de înregistrare a fișierelor audio, una dintre cele mai importante întrebări este cât de bine va suna. Există însă diferențe între caracteristicile sunetului care pot fi măsurate și cele care pot fi auzite.

Ton, timbru, octava.

Creierul percepe sunete de anumite frecvențe. Acest lucru se datorează particularităților mecanismului urechii interne. Receptorii localizați pe membrana principală a urechii interne transformă vibrațiile sonore în potențiale electrice care excită fibrele nervului auditiv. Fibrele nervului auditiv au selectivitate în frecvență datorită excitației celulelor organului Corti situat în diferite locuri ale membranei principale: frecvențele înalte sunt percepute în apropierea ferestrei ovale, frecvențele joase - în vârful spiralei.

Strâns legat de caracteristica fizică a sunetului, frecvența, este înălțimea pe care o simțim. Frecvența este măsurată ca numărul de cicluri complete ale unei unde sinusoidale într-o secundă (herți, Hz). Această definiție a frecvenței se bazează pe faptul că o undă sinusoidală are exact aceeași formă de undă. În viața reală, foarte puține sunete au această proprietate. Cu toate acestea, orice sunet poate fi reprezentat printr-un set de oscilații sinusoidale. De obicei numim un astfel de set un ton. Adică un ton este un semnal de o anumită înălțime, având un spectru discret (sunete muzicale, sunete vocale ale vorbirii), în care se distinge frecvența unei unde sinusoidale, care are amplitudinea maximă în acest set. Un semnal care are un spectru larg continuu, ale cărui componente de frecvență au aceeași intensitate medie, se numește zgomot alb.

O creștere treptată a frecvenței vibrațiilor sonore este percepută ca o schimbare treptată a tonului de la cel mai scăzut (bas) la cel mai înalt.

Gradul de precizie cu care o persoană determină înălțimea unui sunet după ureche depinde de claritatea și antrenamentul urechii sale. Urechea umană este bună să distingă două tonuri apropiate în ton. De exemplu, în regiunea de frecvență de aproximativ 2000 Hz, o persoană poate distinge între două tonuri care diferă unul de celălalt ca frecvență cu 3-6 Hz sau chiar mai puțin.

Spectrul de frecvență al unui instrument muzical sau al unei voci conține o secvență de vârfuri uniform distanțate - armonici. Ele corespund unor frecvențe care sunt multipli ai unei frecvențe de bază, cea mai intensă dintre undele sinusoidale care alcătuiesc sunetul.

Sunetul (timbrul) special al unui instrument muzical (voce) este asociat cu amplitudinea relativă a diferitelor armonici, iar înălțimea percepută de o persoană transmite cel mai precis frecvența de bază. Timbre, fiind o reflectare subiectivă a sunetului perceput, nu are o evaluare cantitativă și se caracterizează doar calitativ.

Într-un ton „pur”, există o singură frecvență. De regulă, sunetul perceput constă din frecvența tonului fundamental și mai multe frecvențe „impurate”, numite hartonisuri.Harmonicele sunt un multiplu al frecvenței tonului fundamental și mai mici decât amplitudinea acestuia.Timbrul sunetului depinde de intensitate. distribuția peste tonuri.Spectrul combinației de sunete muzicale, numită acord, se dovedește a fi mai complex.Într-un astfel de spectru, există mai multe frecvențe fundamentale împreună cu tonurile însoțitoare.

Dacă frecvența unui sunet este exact de două ori mai mare decât frecvența altuia, unda sonoră „se potrivește” una în cealaltă. Distanța de frecvență dintre astfel de sunete se numește octavă. Gama de frecvență percepută de o persoană, 16-20.000 Hz, acoperă aproximativ zece până la unsprezece octave.

Amplitudinea vibrațiilor sonore și volumul.

Partea audibilă a gamei de sunete este împărțită în sunete cu frecvență joasă - până la 500 Hz, sunete cu frecvență medie - 500-10.000 Hz și sunete cu frecvență înaltă - peste 10.000 herți. Urechea este cea mai sensibilă la o gamă relativ îngustă de sunete cu frecvență medie, de la 1000 la 4000 Hz. Adică, sunetele de aceeași putere în intervalul de frecvență medie pot fi percepute ca puternice, iar în intervalul de frecvență joasă sau înaltă - ca silențioase sau nu pot fi auzite deloc. Această caracteristică a percepției sunetului se datorează faptului că informațiile sonore necesare existenței unei persoane - vorbirea sau sunetele naturii - sunt transmise în principal în intervalul de frecvență medie. Astfel, zgomotul nu este un parametru fizic, ci intensitatea unei senzații auditive, o caracteristică subiectivă a sunetului asociată cu particularitățile percepției noastre.

Analizatorul auditiv percepe o creștere a amplitudinii unei unde sonore datorită creșterii amplitudinii vibrației membranei principale a urechii interne și stimulării unui număr tot mai mare de celule capilare cu transmiterea impulsurilor electrice la o frecvență mai mare și de-a lungul unui număr mai mare de fibre nervoase.

Urechea noastră poate distinge intensitatea sunetului în intervalul de la cea mai slabă șoaptă la cel mai puternic zgomot, care corespunde aproximativ unei creșteri de 1 milion de ori a amplitudinii mișcării membranei principale. Cu toate acestea, urechea interpretează această diferență uriașă în amplitudinea sunetului ca fiind de aproximativ 10.000 de ori modificarea. Adică scala de intensitate este puternic „comprimată” de mecanismul de percepție a sunetului a analizorului auditiv. Acest lucru permite unei persoane să interpreteze diferențele de intensitate a sunetului într-un interval extrem de larg.

Intensitatea sunetului este măsurată în decibeli (dB) (1 bel este egal cu de zece ori amplitudinea). Același sistem este utilizat pentru a determina modificarea volumului.

Pentru comparație, putem da un nivel aproximativ de intensitate a diferitelor sunete: un sunet abia audibil (pragul de auz) 0 dB; șoaptă lângă ureche 25-30 dB; vorbire de volum mediu 60-70 dB; vorbire foarte tare (strigăte) 90 dB; la concerte de muzică rock și pop în centrul sălii 105-110 dB; lângă un avion de linie care decolează 120 dB.

Mărimea creșterii volumului sunetului perceput are un prag de discriminare. Numărul de gradații de sonoritate distinse la frecvențe medii nu depășește 250, la frecvențe joase și înalte scade brusc și are o medie de aproximativ 150.

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

Funcțiile sistemului auditiv sunt caracterizate de următorii indicatori:

1. gama de frecvențe audibile;
2. Sensibilitate absolută la frecvență;
3. Sensibilitate diferențială în frecvență și intensitate;
4. Rezoluția spațială și temporală a auzului.

Gama de frecvente

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

gama de frecvente, perceput de un adult, acoperă aproximativ 10 octave ale scalei muzicale - de la 16-20 Hz la 16-20 kHz.

Acest interval, care este tipic pentru persoanele sub 25 de ani, scade treptat de la an la an datorită reducerii părții sale de înaltă frecvență. După 40 de ani, frecvența superioară a sunetelor audibile scade cu 80 Hz la fiecare șase luni ulterioare.

Sensibilitate absolută la frecvență

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

Cea mai mare sensibilitate auditivă apare la frecvențe de la 1 la 4 kHz. În acest interval de frecvență, sensibilitatea auzului uman este apropiată de nivelul zgomotului brownian - 2 x 10 -5 Pa.

Judecând după audiogramă, i.e. funcțiile dependenței pragului de auz de frecvența sunetului, sensibilitatea la tonuri sub 500 Hz scade constant: la o frecvență de 200 Hz - cu 35 dB și la o frecvență de 100 Hz - cu 60 dB.

O astfel de scădere a sensibilității auzului, la prima vedere, pare ciudată, deoarece afectează exact domeniul de frecvență în care se află majoritatea sunetelor vorbirii și ale instrumentelor muzicale. Cu toate acestea, s-a estimat că în zona percepției auditive, o persoană simte aproximativ 300.000 de sunete de diferite forțe și înălțimi.

Sensibilitatea scăzută a auzului la sunetul intervalului de frecvență joasă protejează o persoană de a simți în mod constant vibrațiile de joasă frecvență și zgomotele propriului său corp (mișcări ale mușchilor, articulațiilor, zgomotul de sânge în vase).

Sensibilitate diferențială în frecvență și intensitate

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

Sensibilitatea diferențială a auzului uman caracterizează capacitatea de a distinge între modificări minime ale parametrilor sunetului (intensitate, frecvență, durată etc.).

În zona nivelurilor de intensitate medie (aproximativ 40-50 dB peste pragul de auz) și frecvențe de 500-2000 Hz, pragul diferențial pentru intensitate este de doar 0,5-1,0 dB, pentru frecvență 1%. Diferențele de durată a semnalelor, care sunt percepute de sistemul auditiv, sunt mai mici de 10%, iar modificarea unghiului sursei de ton de înaltă frecvență este estimată cu o precizie de 1-3°.

Rezoluția spațială și temporală a auzului

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

Auzul spațial nu numai că vă permite să stabiliți locația sursei obiectului care sună, gradul de îndepărtare a acestuia și direcția mișcării sale, dar crește și claritatea percepției. O simplă comparație între ascultarea mono și stereo la o înregistrare stereo oferă o imagine completă a beneficiilor percepției spațiale.

Sincronizare auzul spațial se bazează pe combinarea datelor primite de la două urechi (auz binaural).

auzul binaural definiți două condiții principale.

1. Pentru frecvențele joase, principalul factor este diferența de timp în care sunetul ajunge la urechea stângă și dreaptă,
2. pentru frecvenţe înalte – diferenţe de intensitate.

Sunetul ajunge mai întâi la urechea cea mai apropiată de sursă. La frecvențe joase, undele sonore „încercuiesc” capul datorită lungimii lor mari. Sunetul în aer are o viteză de 330 m/s. Prin urmare, parcurge 1 cm în 30 µs. Deoarece distanța dintre urechile unei persoane este de 17-18 cm, iar capul poate fi considerat ca o minge cu o rază de 9 cm, diferența dintre sunetul care intră în diferite urechi este de 9π ​​x 30=840 µs, unde 9π (sau 28 cm (π=3,14)) este calea suplimentară pe care sunetul trebuie să o parcurgă în jurul capului pentru a ajunge la cealaltă ureche.

Desigur, această diferență depinde de locația sursei.- daca este pe linia de mijloc in fata (sau in spate), atunci sunetul ajunge la ambele urechi in acelasi timp. Cea mai mică deplasare la dreapta sau la stânga a liniei mediane (chiar mai puțin de 3°) este deja percepută de persoană. Și asta înseamnă că diferența dintre sosirea sunetului în urechea dreaptă și stângă, care este semnificativă pentru analiza creierului, este mai mică de 30 μs.

În consecință, dimensiunea spațială fizică este percepută datorită abilităților unice ale sistemului auditiv ca analizor de timp.

Pentru a putea observa o diferență atât de mică în timp, sunt necesare mecanisme de comparație foarte subtile și precise. O astfel de comparație este efectuată de sistemul nervos central în locurile în care impulsurile din urechea dreaptă și stângă converg către aceeași structură (celula nervoasă).

Locuri ca acesta, așa-numiteleprincipalele niveluri de convergenţă, în sistemul auditiv clasic, cel puțin trei sunt complexul olivar superior, coliculul inferior și cortexul auditiv. În fiecare nivel se găsesc locuri de convergență suplimentare, cum ar fi conexiunile inter-deal și inter-emisferice.

Faza undei sonore asociate cu diferențe în momentul sosirii sunetului în urechea dreaptă și stângă. Sunetul „mai târziu” este defazat cu sunetul anterior, „anterior”. Acest întârziere este important în percepția frecvențelor relativ joase ale sunetelor. Acestea sunt frecvențe cu o lungime de undă de cel puțin 840 µs, adică frecvențe nu mai mult de 1300 Hz.

La frecvențe înalte, când dimensiunea capului este mult mai mare decât lungimea undei sonore, aceasta din urmă nu poate „ocoli” acest obstacol. De exemplu, dacă sunetul are o frecvență de 100 Hz, atunci lungimea sa de undă este de 33 m, la o frecvență a sunetului de 1000 Hz - 33 cm și la o frecvență de 10.000 Hz - 3,3 cm. Din figurile de mai sus rezultă că la frecvențe înalte sunetul este reflectat de cap. Ca urmare, există o diferență în intensitatea sunetelor care vin în urechea dreaptă și stângă. La om, pragul diferențial de intensitate la o frecvență de 1000 Hz este de aproximativ 1 dB, astfel încât locația unei surse de sunet de înaltă frecvență se bazează pe diferențele de intensitate a sunetului care intră în urechea dreaptă și stângă.

Rezoluția în timp a auzului este caracterizată de doi indicatori.

in primul rand, Acest însumarea timpului. Caracteristici de însumare a timpului -

• timpul în care durata stimulului afectează pragul pentru senzația de sunet,
• gradul acestei influențe, adică amploarea modificării pragului de răspuns. La om, suma temporală durează aproximativ 150 ms.

În al doilea rând, Acest distanta minimaîntre doi stimuli scurti (impulsuri sonore), care se distinge prin ureche. Valoarea sa este de 2-5 ms.