Dynamický rozsah sluchu. Strata sluchu a dokonalý sluch

Sluch je schopnosť tela vnímať a rozlišovať zvukové vibrácie. Túto schopnosť vykonáva sluchový (zvukový) analyzátor. To. Sluch je proces, pri ktorom ucho premieňa zvukové vibrácie vo vonkajšom prostredí na nervové impulzy, ktoré sa prenášajú do mozgu, kde sú interpretované ako zvuky. Zvuky sa rodia z rôznych vibrácií, napríklad ak zabrnkate na strunu na gitare, vzniknú pulzy vibračného tlaku molekúl vzduchu, známejšie ako zvukové vlny.

Ucho dokáže rozlíšiť rôzne subjektívne aspekty zvuku, ako je jeho hlasitosť a výška, detekciou a analýzou rôznych fyzikálnych charakteristík vĺn.

Vonkajšie ucho smeruje zvukové vlny z vonkajšieho prostredia do bubienka. Pinna, viditeľná časť vonkajšieho ucha, zbiera zvukové vlny do zvukovodu. Aby sa zvuk preniesol do centrálneho nervového systému, zvuková energia prechádza tromi transformáciami. Po prvé, vibrácie vzduchu sa premieňajú na vibrácie ušného bubienka a ossicles stredného ucha. Tie zase prenášajú vibrácie na tekutinu vo vnútri slimáka. Nakoniec vibrácie tekutiny vytvárajú putujúce vlny pozdĺž bazilárnej membrány, ktoré stimulujú vlasové bunky Cortiho orgánu. Tieto bunky premieňajú zvukové vibrácie na nervové impulzy vo vláknach kochleárneho (sluchového) nervu, ktorý ich prenáša do mozgu, odkiaľ sa po výraznom spracovaní prenášajú do primárnej sluchovej oblasti mozgovej kôry, terminálu sluchové mozgové centrum. Až keď sa nervové impulzy dostanú do tejto oblasti, človek počuje zvuk.

Keď ušný bubienok absorbuje zvukové vlny, jeho stredná časť vibruje ako pevný kužeľ, ktorý sa zakrivuje dovnútra a von. Čím väčšia je sila zvukových vĺn, tým väčšia je výchylka membrány a tým silnejší je zvuk. Čím vyššia je frekvencia zvuku, tým rýchlejšie membrána vibruje a tým vyššia je výška zvuku.

Rozsah zvukov s frekvenciou kmitov od 16 do 20 000 Hz je prístupný ľudskému sluchu. Minimálna intenzita zvuku, ktorá môže spôsobiť sotva znateľný pocit počuteľného zvuku, sa nazýva prah sluchu. Sluchová citlivosť alebo sluchová ostrosť sa určuje podľa prahovej hodnoty sluchového vnemu: čím je prahová hodnota nižšia, tým je ostrosť sluchu vyššia. So zvyšujúcou sa intenzitou zvuku sa zvyšuje pocit hlasitosti zvuku, ale keď intenzita zvuku dosiahne určitú hodnotu, zvyšovanie hlasitosti sa zastaví a v uchu sa objaví pocit tlaku až bolesti. Sila zvuku, pri ktorej sa tieto nepríjemné pocity objavujú, sa nazýva prah bolesti alebo prah nepohodlia. Sluchová citlivosť je charakterizovaná nielen hodnotou prahu sluchového vnemu, ale aj hodnotou rozdielového alebo diferenciálneho prahu, teda schopnosťou rozlišovať zvuky podľa sily a výšky (frekvencie).

Pri vystavení zvukom sa mení ostrosť sluchu. Vystavenie silným zvukom vedie k strate sluchu; v tichých podmienkach sa sluchová citlivosť rýchlo (po 10-15 sekundách) obnoví. Toto fyziologické prispôsobenie sluchového analyzátora účinkom zvukového podnetu sa nazýva sluchová adaptácia. Od adaptácie je potrebné odlíšiť sluchové, ktoré vzniká pri dlhšom vystavení intenzívnym zvukom a je charakterizované prechodným znížením sluchovej citlivosti s dlhším obdobím obnovenia normálneho sluchu (niekoľko minút až hodín). Časté a dlhotrvajúce podráždenie sluchového orgánu silnými zvukmi (napríklad v hlučnom priemyselnom prostredí) môže viesť k nezvratnej strate sluchu. Aby sa zabránilo trvalej strate sluchu, pracovníci v hlučných dielňach musia používať špeciálne zástrčky - (pozri).

Prítomnosť spárovaného sluchového orgánu u ľudí a zvierat poskytuje možnosť určiť polohu zdroja zvuku. Táto schopnosť sa nazýva binaurálny sluch alebo ototopika. Pri jednostrannej strate sluchu je ototopia prudko narušená.

Špecifikom ľudského sluchu je schopnosť vnímať zvuky reči nielen ako fyzikálne javy, ale aj ako významové jednotky – fonémy. Táto schopnosť je u ľudí zabezpečená prítomnosťou sluchového rečového centra umiestneného v ľavom spánkovom laloku mozgu. Keď je toto centrum vypnuté, vnímanie tónov a zvukov, ktoré tvoria reč, sa zachová, ale ich rozlíšenie ako zvukov reči, t.j. porozumenie reči, sa stáva nemožným (pozri Afázia, Alalia).

Na štúdium sluchu sa používajú rôzne metódy. Najjednoduchší a najdostupnejší je výskum pomocou reči. Ukazovateľom ostrosti sluchu je vzdialenosť, v ktorej sa rozlišujú určité prvky reči. V praxi sa sluch považuje za normálny, ak je šepot počuť vo vzdialenosti 6-7 m.

Na získanie presnejších údajov o stave sluchu sa používa výskum pomocou ladičiek (pozri) a audiometra (pozri).

Človek je skutočne najinteligentnejší zo zvierat obývajúcich planétu. Naša myseľ nás však často pripravuje o nadradené schopnosti, ako je vnímanie okolia prostredníctvom čuchu, sluchu a iných zmyslových vnemov. Väčšina zvierat je teda ďaleko pred nami, pokiaľ ide o ich sluchový rozsah. Rozsah ľudského sluchu je rozsah frekvencií, ktoré ľudské ucho dokáže vnímať. Pokúsme sa pochopiť, ako funguje ľudské ucho vo vzťahu k vnímaniu zvuku.

Rozsah ľudského sluchu za normálnych podmienok

V priemere ľudské ucho dokáže zachytiť a rozlíšiť zvukové vlny v rozsahu 20 Hz až 20 kHz (20 000 Hz). S pribúdajúcim vekom sa však sluchový rozsah človeka zmenšuje, najmä klesá jeho horná hranica. U starších ľudí je zvyčajne oveľa nižšia ako u mladých ľudí, pričom najvyššie sluchové schopnosti majú dojčatá a deti. Sluchové vnímanie vysokých frekvencií sa začína zhoršovať od ôsmeho roku života.

Ľudský sluch za ideálnych podmienok

V laboratóriu sa človeku zisťuje dosah sluchu pomocou audiometra, ktorý vydáva zvukové vlny rôznych frekvencií, a podľa toho sa naladia slúchadlá. Za takýchto ideálnych podmienok dokáže ľudské ucho rozpoznať frekvencie v rozsahu od 12 Hz do 20 kHz.

Rozsah sluchu u mužov a žien

Medzi rozsahom sluchu mužov a žien je výrazný rozdiel. Zistilo sa, že ženy sú citlivejšie na vysoké frekvencie v porovnaní s mužmi. Vnímanie nízkych frekvencií je u mužov a žien viac-menej na rovnakej úrovni.

Rôzne stupnice na označenie rozsahu sluchu

Hoci je frekvenčná stupnica najbežnejšou stupnicou na meranie dosahu ľudského sluchu, často sa meria aj v pascaloch (Pa) a decibeloch (dB). Meranie v pascaloch sa však považuje za nepohodlné, pretože táto jednotka zahŕňa prácu s veľmi veľkými číslami. Jeden mikroPascal je vzdialenosť, ktorú prejde zvuková vlna počas vibrácie, ktorá sa rovná jednej desatine priemeru atómu vodíka. Zvukové vlny prechádzajú v ľudskom uchu oveľa väčšiu vzdialenosť, takže je ťažké určiť rozsah ľudského sluchu v pascaloch.

Najjemnejší zvuk, ktorý dokáže ľudské ucho zaznamenať, je približne 20 µPa. Decibelová stupnica sa používa jednoduchšie, pretože ide o logaritmickú stupnicu, ktorá priamo odkazuje na stupnicu Pa. Berie 0 dB (20 µPa) ako referenčný bod a potom pokračuje v stláčaní tejto stupnice tlaku. 20 miliónov μPa sa teda rovná iba 120 dB. Ukazuje sa, že rozsah ľudského ucha je 0-120 dB.

Rozsah sluchu sa výrazne líši od človeka k človeku. Preto je na zistenie straty sluchu najlepšie merať rozsah počuteľných zvukov vo vzťahu k referenčnej stupnici, a nie vo vzťahu ku konvenčnej štandardizovanej stupnici. Testy je možné vykonať pomocou sofistikovaných prístrojov na diagnostiku sluchu, ktoré dokážu presne určiť rozsah a diagnostikovať príčiny straty sluchu.

Pri prenose vibrácií vzduchom a až 220 kHz pri prenose zvuku cez kosti lebky. Tieto vlny majú dôležitý biologický význam, napríklad zvukové vlny v rozsahu 300-4000 Hz zodpovedajú ľudskému hlasu. Zvuky nad 20 000 Hz majú malý praktický význam, pretože sa rýchlo spomaľujú; vibrácie pod 60 Hz sú vnímané prostredníctvom zmyslu vibrácií. Rozsah frekvencií, ktoré človek počuje, sa nazýva sluchové alebo zvukový rozsah; vyššie frekvencie sa nazývajú ultrazvuk a nižšie frekvencie sa nazývajú infrazvuk.

Fyziológia sluchu

Schopnosť rozlišovať zvukové frekvencie veľmi závisí od jednotlivca: jeho vek, pohlavie, náchylnosť na choroby sluchu, trénovanosť a únava sluchu. Jednotlivci sú schopní vnímať zvuk až do 22 kHz a možno aj vyššie.

Niektoré zvieratá môžu počuť zvuky, ktoré sú pre človeka nepočuteľné (ultrazvuk alebo infrazvuk). Netopiere používajú ultrazvuk na echolokáciu počas letu. Psy sú schopné počuť ultrazvuk, na čom fungujú tiché píšťalky. Existujú dôkazy, že veľryby a slony môžu používať infrazvuk na komunikáciu.

Človek dokáže rozlíšiť niekoľko zvukov súčasne vďaka tomu, že v slimáku môže byť súčasne niekoľko stojatých vĺn.

Uspokojivé vysvetlenie fenoménu sluchu sa ukázalo ako mimoriadne náročná úloha. Osoba, ktorá predložila teóriu, ktorá vysvetlila vnímanie výšky a hlasitosti zvuku, by takmer určite mala zaručenú Nobelovu cenu.

Pôvodný text(Angličtina)

Adekvátne vysvetlenie sluchu sa ukázalo ako mimoriadne náročná úloha. Človek by si takmer zabezpečil Nobelovu cenu predložením teórie, ktorá by uspokojivo vysvetlila len vnímanie výšky tónu a hlasitosti.

- Reber, Arthur S., Reber (Roberts), Emily S. Psychologický slovník tučniakov. - 3. vydanie. - Londýn: Penguin Books Ltd, . - 880 s. - ISBN 0-14-051451-1, ISBN 978-0-14-051451-3

Začiatkom roka 2011 sa v niektorých médiách týkajúcich sa vedeckých tém objavila krátka správa o spoločnej práci dvoch izraelských inštitútov. Ľudský mozog má špecializované neuróny, ktoré nám umožňujú odhadnúť výšku zvuku až do 0,1 tónu. Iné zvieratá ako netopiere nemajú takéto prispôsobenie a pre rôzne druhy je presnosť obmedzená na 1/2 až 1/3 oktávy. (Pozor! Tieto informácie vyžadujú objasnenie!)

Psychofyziológia sluchu

Premietanie vonkajších sluchových vnemov

Nech už sluchové vnemy vznikajú akokoľvek, väčšinou ich pripisujeme vonkajšiemu svetu, a preto vždy hľadáme dôvod stimulácie nášho sluchu vo vibráciách prijímaných zvonku z tej či onej vzdialenosti. Táto vlastnosť v oblasti sluchu je oveľa menej výrazná ako v oblasti zrakových vnemov, ktoré sa vyznačujú objektívnosťou a prísnou priestorovou lokalizáciou a pravdepodobne sa získavajú aj dlhou skúsenosťou a ovládaním iných zmyslov. Pri sluchových vnemoch nemôže dosahovať schopnosť premietať, objektivizovať a priestorovo lokalizovať také vysoké stupne ako pri zrakových vnemoch. Je to spôsobené takými štrukturálnymi charakteristikami sluchového aparátu, ako je napríklad nedostatok svalových mechanizmov, ktorý ho zbavuje možnosti presného priestorového určovania. Vieme, aký obrovský význam má svalové cítenie vo všetkých priestorových definíciách.

Úsudky o vzdialenosti a smere zvukov

Naše úsudky o vzdialenosti, v akej sa zvuky vydávajú, sú veľmi nepresné, najmä ak má človek zavreté oči a nevidí zdroj zvukov a okolité predmety, podľa ktorých sa dá posúdiť „akustika prostredia“ na základe životných skúseností. , alebo akustika prostredia je atypická: takže Napríklad v akustickej bezodrazovej komore sa hlas osoby nachádzajúcej sa len meter od poslucháča zdá byť poslucháčovi mnohonásobne, ba až desaťkrát vzdialenejší. Taktiež známe zvuky sa nám zdajú tým bližšie, čím sú hlasnejšie, a naopak. Skúsenosti ukazujú, že pri určovaní vzdialenosti hluku sa menej mýlime ako pri určovaní vzdialenosti hudobných tónov. Schopnosť človeka posúdiť smer zvukov je veľmi obmedzená: nemá mobilné uši, ktoré sú vhodné na zbieranie zvukov, v prípade pochybností sa uchýli k pohybom hlavy a postaví ju do polohy, v ktorej sa zvuky dajú najlepšie rozlíšiť, teda napr. zvuk je lokalizovaný osobou v tomto smere, odkiaľ je počuť silnejšie a „čistejšie“.

Existujú tri známe mechanizmy, pomocou ktorých možno rozlíšiť smer zvuku:

• Rozdiel v priemernej amplitúde (historicky prvý objavený princíp): pre frekvencie nad 1 kHz, teda tie, kde je vlnová dĺžka zvuku kratšia ako veľkosť hlavy poslucháča, má zvuk doliehajúci do blízkeho ucha väčšiu intenzitu.
• Fázový rozdiel: Vetviace sa neuróny sú schopné rozpoznať fázový posun až o 10-15 stupňov medzi príchodom zvukových vĺn do pravého a ľavého ucha pre frekvencie v približnom rozsahu 1 až 4 kHz (čo zodpovedá presnosti času príchodu 10 μs).
• Rozdiel v spektre: záhyby ušnice, hlavy a dokonca aj ramien vnášajú do vnímaného zvuku malé frekvenčné skreslenia, rôzne pohlcujú rôzne harmonické, čo mozog interpretuje ako dodatočnú informáciu o horizontálnej a vertikálnej lokalizácii zvuku.

Schopnosť mozgu vnímať opísané rozdiely zvuku počutého pravým a ľavým uchom viedla k vytvoreniu technológie binaurálneho záznamu.

Opísané mechanizmy nefungujú vo vode: určenie smeru rozdielom v objeme a spektre je nemožné, pretože zvuk z vody prechádza takmer bez straty priamo do hlavy, a teda do oboch uší, a preto je hlasitosť a spektrum zvuku v oboch ušiach v akomkoľvek mieste zdrojových zvukov sú identické s vysokou presnosťou; Určenie smeru zdroja zvuku fázovým posunom nie je možné, pretože v dôsledku oveľa vyššej rýchlosti zvuku vo vode sa vlnová dĺžka niekoľkokrát zväčší, čo znamená, že fázový posun sa mnohonásobne zníži.

Z popisu vyššie uvedených mechanizmov je zrejmý aj dôvod nemožnosti určenia umiestnenia zdrojov nízkofrekvenčného zvuku.

Test sluchu

Sluch sa testuje pomocou špeciálneho zariadenia alebo počítačového programu nazývaného audiometer.

Zisťujú sa aj frekvenčné charakteristiky sluchu, čo je dôležité pri produkcii reči u sluchovo postihnutých detí.

Norm

Vnímanie frekvenčného rozsahu 16 Hz - 22 kHz sa vekom mení - vysoké frekvencie už nevnímame. Zníženie rozsahu počuteľných frekvencií súvisí so zmenami vo vnútornom uchu (kochlea) a so vznikom senzorineurálnej straty sluchu s vekom.

Sluchový prah

Sluchový prah- minimálny akustický tlak, pri ktorom je zvuk danej frekvencie vnímaný ľudským uchom. Prah počutia sa vyjadruje v decibeloch. Za nulovú hladinu sa považuje akustický tlak 2,10−5 Pa pri frekvencii 1 kHz. Prah sluchu konkrétnej osoby závisí od individuálnych charakteristík, veku a fyziologického stavu.

Prah bolesti

Prah sluchovej bolesti- množstvo akustického tlaku, pri ktorom vzniká bolesť v sluchovom orgáne (ktorá súvisí najmä s dosiahnutím hranice predĺženia ušného bubienka). Prekročenie tohto prahu má za následok akustickú traumu. Pocit bolesti určuje hranicu dynamického rozsahu ľudskej počuteľnosti, ktorá je v priemere 140 dB pre tónový signál a 120 dB pre hluk so spojitým spektrom.

Patológia

pozri tiež

• Sluchová halucinácia
• Sluchový nerv

Literatúra

Fyzikálny encyklopedický slovník/Ch. vyd. A. M. Prochorov. Ed. collegium D. M. Alekseev, A. M. Bonch-Bruevich, A. S. Borovik-Romanov a ďalší - M.: Sov. Encykl., 1983. - 928 s., s. 579

Odkazy

• Video prednáška Sluchové vnímanie

Systémy ľudských orgánov

Kardiovaskulárny systém (srdce, cievy) Lymfatický systém Tráviaci systém Endokrinný systém Imunitný systém Zmyslový systém (somatosenzorický systém, zrakový systém, čuchový senzorický systém, sluchový senzorický systém, chuťový senzorický systém) Krycia sústava Nervová sústava (centrálna, periférna) Pohybový aparát (kostrový systém systém, svalový systém) urogenitálny systém (rozmnožovací systém, močový systém) Dýchací systém

Nadácia Wikimedia. 2010.

Synonymá:

Pozrite si, čo je „Sluch“ v iných slovníkoch:

sluchu- sluch a... ruský pravopisný slovník

sluchu- sluch/... Morfemicko-pravopisný slovník

Podstatné meno, m., použité. často Morfológia: (nie) čo? sluch a sluch, čo? počuť, (vidieť) čo? sluch, čo? fáma, o čom? o sluchu; pl. Čo? fámy, (nie) čo? fámy, čo? fámy, (pozri) čo? fámy, čo? reči o čom? o fámach vnímania úradmi...... Dmitrievov vysvetľujúci slovník

manžel. jeden z piatich zmyslov, pomocou ktorých sa rozpoznávajú zvuky; nástroj je jeho ucho. Sluch je tupý, tenký. U hluchých a bezušných zvierat sluch nahrádza pocit chvenia. Choď podľa ucha, hľadaj podľa ucha. | Hudobný sluch, vnútorný pocit, ktorý chápe vzájomné... ... Dahlov vysvetľujúci slovník

Slukha, iba 1. jednotka. Jeden z piatich vonkajších zmyslov, ktorý dáva schopnosť vnímať zvuky, schopnosť počuť. Ucho je orgán sluchu. Akútny sluch. "Chrapľavý výkrik sa mu dostal do uší." Turgenev. „Želám si slávu, aby vaše uši boli ohromené mojím menom... Ušakovov vysvetľujúci slovník

Často hodnotíme kvalitu zvuku. Pri výbere mikrofónu, softvéru na spracovanie zvuku alebo formátu nahrávania zvukových súborov je jednou z najdôležitejších otázok, ako dobre to bude znieť. Existujú však rozdiely medzi charakteristikami zvuku, ktoré možno merať, a tými, ktoré možno počuť.

Tón, timbre, oktáva.

Mozog vníma zvuky určitých frekvencií. Je to spôsobené zvláštnosťami mechanizmu vnútorného ucha. Receptory umiestnené na hlavnej membráne vnútorného ucha premieňajú zvukové vibrácie na elektrické potenciály, ktoré vzrušujú vlákna sluchového nervu. Vlákna sluchového nervu majú frekvenčnú selektivitu v dôsledku excitácie buniek Cortiho orgánu umiestnených na rôznych miestach hlavnej membrány: vysoké frekvencie sú vnímané v blízkosti oválneho okna, nízke frekvencie sú vnímané na vrchole špirály.

Fyzikálna charakteristika zvuku, frekvencia, úzko súvisí s výškou, ktorú vnímame. Frekvencia sa meria ako počet úplných cyklov sínusovej vlny za jednu sekundu (hertz, Hz). Táto definícia frekvencie je založená na skutočnosti, že sínusová vlna má presne rovnaký priebeh. V reálnom živote má túto vlastnosť veľmi málo zvukov. Akýkoľvek zvuk však môže byť reprezentovaný ako súbor sínusových oscilácií. Zvyčajne to nazývame nastavený tón. To znamená, že tón je signál určitej výšky, ktorý má diskrétne spektrum (hudobné zvuky, samohlásky reči), v ktorom je zvýraznená frekvencia sínusoidy, ktorá má v tomto súbore maximálnu amplitúdu. Signál so širokým spojitým spektrom, ktorého všetky frekvenčné zložky majú rovnakú priemernú intenzitu, sa nazýva biely šum.

Postupné zvyšovanie frekvencie zvukových vibrácií je vnímané ako postupná zmena tónu od najnižšieho (basového) k najvyššiemu.

Miera presnosti, s akou človek určuje výšku zvuku podľa ucha, závisí od ostrosti a tréningu jeho sluchu. Ľudské ucho dokáže jasne rozlíšiť dva tóny, ktoré sú si vo výške blízke. Napríklad vo frekvenčnom rozsahu približne 2000 Hz môže človek rozlíšiť dva tóny, ktoré sa od seba líšia frekvenciou o 3-6 Hz alebo ešte menej.

Frekvenčné spektrum hudobného nástroja alebo hlasu obsahuje postupnosť rovnomerne rozložených vrcholov – harmonických. Zodpovedajú frekvenciám, ktoré sú násobkami určitej základnej frekvencie, najintenzívnejšej zo sínusových vĺn, ktoré tvoria zvuk.

Konkrétny zvuk (timbre) hudobného nástroja (hlasu) je spojený s relatívnou amplitúdou rôznych harmonických a výška tónu vnímaná osobou najpresnejšie vyjadruje základnú frekvenciu. Zafarbenie, ktoré je subjektívnym odrazom vnímaného zvuku, nemá žiadne kvantitatívne hodnotenie a je charakterizované iba kvalitatívne.

V „čistom“ tóne je len jedna frekvencia. Vnímaný zvuk sa zvyčajne skladá z frekvencie hlavného tónu a niekoľkých „nečistých“ frekvencií, ktoré sa nazývajú podtóny. Podtóny sú násobky frekvencie hlavného tónu a majú menšiu amplitúdu. Zafarbenie zvuku závisí od rozloženia intenzity Spektrum kombinácií hudobných zvukov, nazývaných akord, závisí od rozloženia intenzity medzi podtónmi. Takéto spektrum obsahuje niekoľko základných frekvencií spolu so sprievodnými podtónmi.

Ak je frekvencia jedného zvuku presne dvojnásobkom frekvencie iného, ​​zvuková vlna „zapadne“ jedna do druhej. Frekvenčná vzdialenosť medzi takýmito zvukmi sa nazýva oktáva. Rozsah frekvencií vnímaných ľuďmi, 16-20 000 Hz, pokrýva približne desať až jedenásť oktáv.

Amplitúda zvukových vibrácií a hlasitosť.

Počuteľná časť zvukového rozsahu je rozdelená na nízkofrekvenčné zvuky - do 500 Hz, stredofrekvenčné - 500-10 000 Hz a vysokofrekvenčné - nad 10 000 Hz. Ucho je najcitlivejšie na relatívne úzky rozsah zvukov strednej frekvencie od 1000 do 4000 Hz. To znamená, že zvuky rovnakej sily v strednom frekvenčnom rozsahu môžu byť vnímané ako hlasné, ale v nízkofrekvenčnom alebo vysokofrekvenčnom rozsahu môžu byť vnímané ako tiché alebo ich vôbec nepočuť. Táto vlastnosť vnímania zvuku je spôsobená tým, že zvuková informácia potrebná pre ľudskú existenciu – reč alebo zvuky prírody – sa prenáša najmä v strednom frekvenčnom rozsahu. Hlasitosť teda nie je fyzikálny parameter, ale intenzita sluchového vnemu, subjektívna charakteristika zvuku spojená s charakteristikami nášho vnímania.

Sluchový analyzátor vníma zvýšenie amplitúdy zvukovej vlny v dôsledku zvýšenia amplitúdy vibrácií hlavnej membrány vnútorného ucha a stimulácie zvyšujúceho sa počtu vláskových buniek s prenosom elektrických impulzov s vyššou frekvenciou a pozdĺž väčšieho počtu nervových vlákien.

Naše ucho dokáže rozlíšiť intenzitu zvuku v rozsahu od najslabšieho šepotu po najhlasnejší hluk, čo približne zodpovedá 1 miliónnásobnému zvýšeniu amplitúdy pohybu hlavnej membrány. Ucho však interpretuje tento obrovský rozdiel v amplitúde zvuku ako približne 10 000-násobnú zmenu. To znamená, že stupnica intenzity je silne „stlačená“ mechanizmom vnímania zvuku sluchového analyzátora. To umožňuje osobe interpretovať rozdiely v intenzite zvuku v extrémne širokom rozsahu.

Intenzita zvuku sa meria v decibeloch (dB) (1 bel sa rovná desaťnásobku amplitúdy). Rovnaký systém sa používa na určenie zmien objemu.

Pre porovnanie môžeme uviesť približnú úroveň intenzity rôznych zvukov: sotva počuteľný zvuk (prah počuteľnosti) 0 dB; šepkanie pri uchu 25-30 dB; priemerná hlasitosť reči 60-70 dB; veľmi hlasná reč (kričanie) 90 dB; na koncertoch rockovej a popovej hudby v strede sály 105-110 dB; vedľa dopravného lietadla vzlietajúceho 120 dB.

Veľkosť prírastku hlasitosti vnímaného zvuku má prah diskriminácie. Počet stupňov hlasitosti pri stredných frekvenciách nepresahuje 250, pri nízkych a vysokých frekvenciách prudko klesá a v priemere je okolo 150.

textové polia

textové polia

šípka_nahor

Funkcie sluchového systému sú charakterizované nasledujúcimi ukazovateľmi:

1. Rozsah počuteľných frekvencií;
2. Absolútna frekvenčná citlivosť;
3. Diferenciálna citlivosť vo frekvencii a intenzite;
4. Priestorové a časové rozlíšenie sluchu.

Frekvenčný rozsah

textové polia

textové polia

šípka_nahor

Frekvenčný rozsah, vnímaná dospelým, pokrýva asi 10 oktáv hudobnej stupnice - od 16-20 Hz do 16-20 kHz.

Toto rozmedzie, typické pre ľudí do 25 rokov, sa z roka na rok postupne znižuje z dôvodu znižovania jeho vysokofrekvenčnej časti. Po 40 rokoch sa horné frekvencie počuteľných zvukov znížia o 80 Hz každých ďalších šesť mesiacov.

Absolútna frekvenčná citlivosť

textové polia

textové polia

šípka_nahor

Najväčšia citlivosť sluchu sa vyskytuje pri frekvenciách od 1 do 4 kHz. V tomto frekvenčnom rozsahu sa citlivosť ľudského sluchu blíži k úrovni Brownovho šumu - 2 x 10 -5 Pa.

Súdiac podľa audiogramu, t.j. funkcia závislosti prahu sluchového vnemu od frekvencie zvuku, citlivosť na tóny pod 500 Hz neustále klesá: pri frekvencii 200 Hz - o 35 dB a pri frekvencii 100 Hz - o 60 dB.

Takéto zhoršenie citlivosti sluchu sa na prvý pohľad zdá zvláštne, pretože ovplyvňuje práve frekvenčný rozsah, v ktorom sa nachádza väčšina zvukov reči a hudobných nástrojov. Odhaduje sa však, že v oblasti sluchového vnímania človek vníma asi 300 000 zvukov rôznej sily a tónu.

Nízka citlivosť sluchu na nízkofrekvenčné zvuky chráni človeka pred neustálym pociťovaním nízkofrekvenčných vibrácií a zvukov vlastného tela (pohyby svalov, kĺbov, hluk krvi v cievach).

Diferenciálna citlivosť podľa frekvencie a intenzity

textové polia

textové polia

šípka_nahor

Diferenciálna citlivosť ľudského sluchu charakterizuje schopnosť rozlíšiť minimálne zmeny parametrov zvuku (intenzita, frekvencia, trvanie atď.).

V oblasti úrovní strednej intenzity (asi 40-50 dB nad prahom počuteľnosti) a frekvencií 500-2000 Hz je rozdielový prah intenzity len 0,5-1,0 dB, pre frekvenciu 1%. Rozdiely v trvaní signálu, ktoré vníma sluchový systém, sú menšie ako 10% a zmena uhla zdroja vysokofrekvenčného tónu sa odhaduje s presnosťou 1-3°.

Priestorové a časové rozlíšenie sluchu

textové polia

textové polia

šípka_nahor

Priestorový sluch umožňuje nielen určiť polohu zdroja znejúceho objektu, stupeň jeho vzdialenosti a smer jeho pohybu, ale tiež zvyšuje jasnosť vnímania. Jednoduché porovnanie monofónneho a stereofónneho počúvania so stereo nahrávkou poskytuje úplný obraz o výhodách priestorového povedomia.

Charakteristiky časovania priestorový sluch sú založené na kombinovaní údajov získaných z dvoch uší (binaurálny sluch).

Binaurálne vypočutie definovať dve hlavné podmienky.

1. Pri nízkych frekvenciách je hlavným faktorom rozdiel v čase vstupu zvuku do ľavého a pravého ucha,
2. pre vysoké frekvencie - rozdiely v intenzite.

Zvuk sa najskôr dostane do ucha najbližšie k zdroju. Pri nízkych frekvenciách sa zvukové vlny „ohýbajú“ okolo hlavy kvôli ich veľkej dĺžke. Zvuk vo vzduchu má rýchlosť 330 m/s. Preto prejde 1 cm za 30 µs. Keďže vzdialenosť medzi ušami človeka je 17-18 cm a hlavu možno považovať za guľu s polomerom 9 cm, rozdiel medzi zvukom dopadajúcim na rôzne uši je 9π x 30 = 840 μs, kde 9π (alebo 28 cm (π=3,14)) - toto je ďalšia dráha, ktorú musí zvuk prejsť okolo hlavy, aby sa dostal k druhému uchu.

Prirodzene, tento rozdiel závisí od umiestnenia zdroja- ak sa nachádza v strednej línii vpredu (alebo vzadu), zvuk sa dostane do oboch uší súčasne. Najmenší posun doprava alebo doľava od strednej čiary (aj menej ako 3°) už človek vníma. A to znamená, že Rozdiel medzi príchodom zvuku do pravého a ľavého ucha, významný pre analýzu mozgom, je menší ako 30 μs.

V dôsledku toho je fyzický priestorový rozmer vnímaný prostredníctvom jedinečných schopností sluchového systému ako analyzátora času.

Aby bolo možné zaznamenať také malé rozdiely v čase, sú potrebné veľmi jemné a presné porovnávacie mechanizmy. Toto porovnanie vykonáva centrálny nervový systém v miestach, kde sa impulzy z pravého a ľavého ucha zbiehajú na jednej štruktúre (nervovej bunke).

Podobné miesta, tzvhlavné úrovne konvergencie, v klasickom sluchovom systéme sú najmenej tri - horný olivárny komplex, colliculus inferior a sluchová kôra. Ďalšie miesta konvergencie sa nachádzajú na každej úrovni, ako sú medziškolské a interhemisférické spojenia.

Fáza zvukovej vlny spojené s rozdielmi v čase príchodu zvuku do pravého a ľavého ucha. „Neskorší“ zvuk zaostáva vo fáze oproti predchádzajúcemu „skoršiemu“ zvuku. Toto oneskorenie je dôležité pri vnímaní zvukov s relatívne nízkou frekvenciou. Ide o frekvencie s vlnovou dĺžkou minimálne 840 µs, t.j. frekvencie nie viac ako 1300 Hz.

Pri vysokých frekvenciách, keď je veľkosť hlavy výrazne väčšia ako dĺžka zvukovej vlny, nemôže táto prekážka „obísť“. Ak má zvuk napríklad frekvenciu 100 Hz, potom je jeho vlnová dĺžka 33 m, pri frekvencii zvuku 1000 Hz je to 33 cm a pri frekvencii 10 000 Hz je to 3,3 cm. že pri vysokých frekvenciách sa zvuk odráža od hlavy. V dôsledku toho existuje rozdiel v intenzite zvukov prichádzajúcich do pravého a ľavého ucha. U ľudí je prah diferenciálnej intenzity pri frekvencii 1000 Hz rádovo 1 dB, takže posúdenie umiestnenia vysokofrekvenčného zdroja zvuku je založené na rozdieloch v intenzite zvuku vstupujúceho do pravého a ľavého ucha. .

Časové rozlíšenie sluchu charakterizujú dva ukazovatele.

Po prvé, Toto časová suma. Charakteristika časového súčtu -

• čas, počas ktorého trvanie stimulu ovplyvňuje prah vnímania zvuku,
• miera tohto vplyvu, t.j. veľkosť zmeny reakčného prahu. U ľudí trvá časové zhrnutie asi 150 ms.

Po druhé, Toto minimálny interval medzi dvoma krátkymi podnetmi (zvukové impulzy), ktoré rozlišuje ucho. Jeho hodnota je 2-5 ms.