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 vznikajú z rôznych vibrácií, napríklad ak potiahnete za strunu na gitare, vzniknú impulzy 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. Ušnica, viditeľná časť vonkajšieho ucha, zbiera zvukové vlny do zvukovodu. Aby sa zvuk mohol preniesť do centrálneho nervového systému, zvuková energia prechádza tromi premenami. Najprv sa vibrácie vzduchu premenia na vibrácie 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 v Cortiho orgáne. 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 kôry, konečného sluchového mozgového centra. Až keď sa nervové impulzy dostanú do tejto oblasti, človek počuje zvuk.

Keď ušný bubienok absorbuje zvukové vlny, centrálna časť bubienka 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.

Ľudskému sluchu je k dispozícii rozsah zvukov s frekvenciou kmitov od 16 do 20 000 Hz. Minimálna intenzita zvuku, ktorá môže spôsobiť sotva vnímateľný pocit počuteľného zvuku, sa nazýva prah sluchového vnemu. Sluchová citlivosť alebo sluchová ostrosť je určená hodnotou prahu 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 dostaví pocit tlaku až bolesti. Sila zvuku, pri ktorej sa tieto nepríjemné pocity objavujú, sa nazýva prah bolesti alebo prah nepohodlia. Citlivosť sluchu je charakterizovaná nielen veľkosťou prahu sluchového vnemu, ale aj veľkosťou rozdielu alebo diferenciálneho prahu, teda schopnosťou rozlišovať zvuky podľa sily a výšky (frekvencie).

Pri vystavení zvukom sa mení ostrosť sluchu. Pôsobenie silných zvukov vedie k zníženiu sluchu; v podmienkach ticha sa sluchová citlivosť rýchlo (po 10-15 sekundách) obnoví. Toto fyziologické prispôsobenie sluchového analyzátora účinkom zvukového podnetu sa nazýva sluchová adaptácia. Adaptáciu treba odlíšiť od sluchovej, ku ktorej dochádza pri dlhšom vystavení intenzívnym zvukom a je charakterizovaná dočasným znížením sluchovej citlivosti s dlhším obdobím obnovenia normálneho sluchu (niekoľko minút alebo dokonca hodín). Časté a dlhotrvajúce podráždenie sluchového orgánu silnými zvukmi (napríklad v hlučnom priemysle) môže viesť k nezvratnej strate sluchu. Aby sa zabránilo trvalému poškodeniu sluchu, pracovníci v hlučných dielňach by mali používať špeciálne zástrčky - (pozri).

Prítomnosť spárovaného sluchového orgánu u ľudí a zvierat poskytuje možnosť lokalizovať zdroj zvuku. Táto schopnosť sa nazýva binaurálny sluch alebo ototopika. Pri jednostrannej strate sluchu je ototopický ostro narušený.

Špecifikom ľudského sluchu je schopnosť vnímať zvuky reči nielen ako fyzikálne javy, ale aj ako významové jednotky – fonémy. Táto schopnosť je zabezpečená prítomnosťou sluchového rečového centra u človeka, ktoré sa nachádza 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, teda porozumenie reči, sa stáva nemožným (pozri Afázia, Alalia).

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

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

Človek je skutočne najinteligentnejší zo zvierat, ktoré obývajú planétu. Naša myseľ nás však často oberá o nadradenosť v takých schopnostiach, ako je vnímanie okolia cez čuch, sluch a iné zmyslové vnemy. Väčšina zvierat je teda ďaleko pred nami, pokiaľ ide o rozsah sluchu. Rozsah ľudského sluchu je rozsah frekvencií, ktoré ľudské ucho dokáže vnímať. Skúsme pochopiť, ako funguje ľudské ucho vo vzťahu k vnímaniu zvuku.

Rozsah ľudského sluchu za normálnych podmienok

Priemerné 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 mladších ľudí, zatiaľ čo dojčatá a deti majú najvyššie sluchové schopnosti. Sluchové vnímanie vysokých frekvencií sa začína zhoršovať od ôsmeho roku života.

Ľudský sluch v ideálnych podmienkach

V laboratóriu sa u človeka zisťuje dosah sluchu pomocou audiometra, ktorý vydáva zvukové vlny rôznych frekvencií a podľa toho sa prispôsobujú slúchadlá. Za týchto ideálnych podmienok dokáže ľudské ucho rozoznať frekvencie v rozsahu 12 Hz až 20 kHz.

Rozsah sluchu pre mužov a ženy

Medzi rozsahom sluchu mužov a žien je výrazný rozdiel. Zistilo sa, že ženy sú citlivejšie na vysoké frekvencie ako muži. Vnímanie nízkych frekvencií je u mužov a žien viac-menej rovnaké.

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 µPa je vzdialenosť, ktorú prejde zvuková vlna počas vibrácie, ktorá sa rovná jednej desatine priemeru atómu vodíka. Zvukové vlny v ľudskom uchu prechádzajú oveľa väčšiu vzdialenosť, čo sťažuje poskytnutie rozsahu ľudského sluchu v pascaloch.

Najjemnejší zvuk, ktorý dokáže ľudské ucho rozpoznať, 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 svoj referenčný bod a pokračuje v stláčaní tejto stupnice tlaku. 20 miliónov µPa sa teda rovná iba 120 dB. Ukazuje sa teda, že rozsah ľudského ucha je 0-120 dB.

Rozsah sluchu sa značne 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 k obvyklej štandardizovanej stupnici. Testy je možné vykonať pomocou sofistikovaných nástrojov 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 malú praktickú hodnotu, pretože sa rýchlo spomaľujú; vibrácie pod 60 Hz sú vnímané prostredníctvom vibračného zmyslu. Rozsah frekvencií, ktoré ľudia môžu počuť, sa nazývajú sluchové alebo zvukový rozsah; vyššie frekvencie sa nazývajú ultrazvuk, zatiaľ čo nižšie frekvencie sa nazývajú infrazvuk.

Fyziológia sluchu

Schopnosť rozlišovať zvukové frekvencie je veľmi závislá od konkrétneho človeka: jeho veku, pohlavia, náchylnosti k chorobám sluchu, trénovanosti a únave sluchu. Jednotlivci sú schopní vnímať zvuk až do 22 kHz a možno aj vyššie.

Niektoré zvieratá môžu počuť zvuky, ktoré človek nepočuje (ultrazvuk alebo infrazvuk). Netopiere používajú ultrazvuk na echolokáciu počas letu. Psy sú schopné počuť ultrazvuk, ktorý je základom pre prácu tichých píšťaliek. 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. Človek, ktorý by prišiel s teóriou, ktorá by vysvetlila vnímanie výšky a hlasitosti zvuku, by si takmer určite zaručil 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 str. - ISBN 0-14-051451-1, ISBN 978-0-14-051451-3

Začiatkom roka 2011 vyšla v samostatných vedeckých médiách krátka správa o spoločnej práci oboch izraelských inštitútov. V ľudskom mozgu boli izolované špecializované neuróny, ktoré umožňujú odhadnúť výšku zvuku až do 0,1 tónu. Iné zvieratá ako netopiere nemajú takéto zariadenie a pre rôzne druhy je presnosť obmedzená na 1/2 až 1/3 oktávy. (Pozor! Tieto informácie vyžadujú objasnenie!)

Psychofyziológia sluchu

Projekcia sluchových vnemov

Nech už sluchové vnemy vznikajú akokoľvek, väčšinou ich odkazujeme do vonkajšieho sveta, a preto vždy hľadáme dôvod vybudenia nášho sluchu vo vibráciách prijímaných zvonku z tej či onej vzdialenosti. Táto vlastnosť je oveľa menej výrazná v oblasti sluchu ako vo sfére 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 vlastnosťami štruktúry sluchového aparátu, ako je napríklad nedostatok svalových mechanizmov, ktorý ho zbavuje možnosti presného priestorového určenia. Vieme, aký obrovský význam má svalové cítenie vo všetkých priestorových definíciách.

Úsudky o vzdialenosti a smere zvukov

Naše úsudky o vzdialenosti, na ktorú sa zvuky vydávajú, sú veľmi nepresné, najmä ak má človek zavreté oči a nevidí zdroj zvukov a okolité predmety, podľa čoho sa dá posúdiť „akustika prostredia“ na základe životná skúsenosť, či akustika prostredia sú netypické: tak napríklad v akustickej bezodrazovej komore sa mu hlas človeka, ktorý je len meter od poslucháča, zdá mnohonásobne, ba aj desaťkrát vzdialenejší. . Taktiež známe zvuky sa nám zdajú tým bližšie, čím sú hlasnejšie, a naopak. Prax ukazuje, že v určovaní vzdialenosti ruchov sa menej mýlime ako hudobných tónov. Schopnosť človeka posúdiť smer zvukov je veľmi obmedzená: nemá ušné ušnice, ktoré sú mobilné a vhodné na zhromažďovanie zvukov, v prípade pochybností sa uchýli k pohybom hlavy a umiestni ju do polohy, v ktorej sa zvuky najlepšie líšia, to znamená, že zvuk je lokalizovaný osobou v tomto smere, z ktorého je počuť silnejšie a „čistejšie“.

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

• Rozdiel v priemernej amplitúde (historicky prvý objavený princíp): Pre frekvencie nad 1 kHz, teda tie s vlnovou dĺžkou menšou ako je veľkosť hlavy poslucháča, má zvuk dosahujúci blízko ucha väčšiu intenzitu.
• Fázový rozdiel: Vetviace sa neuróny sú schopné rozlíšiť fázové posuny 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 10 µs v načasovanie príchodu).
• Rozdiel v spektre: záhyby ušnice, hlavy a dokonca aj ramien vnášajú do vnímaného zvuku malé frekvenčné skreslenia, rôznymi spôsobmi pohlcujú rôzne harmonické, čo mozog interpretuje ako dodatočnú informáciu o horizontálnej a vertikálnej lokalizácii zvuku. zvuk.

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 hlasitosti 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 zvuk v oboch ušiach v akomkoľvek mieste zdroja zvuku s vysokou vernosťou je rovnaký; určenie smeru zdroja zvuku fázovým posunom je nemožné, pretože v dôsledku oveľa vyššej rýchlosti zvuku vo vode sa vlnová dĺžka niekoľkonásobne zväčší, čo znamená, že fázový posun sa mnohonásobne zníži.

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

Štúdia sluchu

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

Zisťujú sa aj frekvenčné charakteristiky sluchu, čo je dôležité pri inscenovaní 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. Ako nulová hladina sa bral akustický tlak 2 10 −5 Pa pri frekvencii 1 kHz. Prah sluchu pre konkrétnu osobu závisí od individuálnych vlastností, veku a fyziologického stavu.

Prah bolesti

sluchový prah bolesti- hodnota akustického tlaku, pri ktorej dochádza k bolesti v sluchovom orgáne (ktorá súvisí najmä s dosiahnutím hranice rozťažnosti bubienka). Prekročenie tohto prahu má za následok akustickú traumu. Pocit bolesti definuje 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 zmyslový systém, sluchový zmyslový systém, chuťový zmyslový systém) Krycí systém Nervový systém (centrálny, periférny) 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 /... Morfemický pravopisný slovník

Exist., m., použitie. často Morfológia: (nie) čo? sluch a sluch, čo? počuť, (vidieť) čo? počuť čo? počuť o čom? o sluchu; pl. Čo? fámy, (nie) čo? fámy za čo? fámy, (pozri) čo? fámy čo? reči o čom? o povesti vnímania orgánmi ... ... Slovník Dmitriev

Manžel. jeden z piatich zmyslov, pomocou ktorých sa rozpoznávajú zvuky; nástrojom je jeho ucho. Sluch matný, tenký. U nepočujúcich a nepočujúcich zvierat je sluch nahradený pocitom otrasu mozgu. Choď podľa ucha, hľadaj podľa ucha. | Hudobný sluch, vnútorný pocit, ktorý chápe vzájomné ... ... Dahlov vysvetľujúci slovník

Sluch, m. 1. iba jednotky. Jeden z piatich vonkajších zmyslov, dávajúci schopnosť vnímať zvuky, schopnosť počuť. Ucho je orgán sluchu. Akútny sluch. Do uší sa mu ozval chrapľavý výkrik. Turgenev. „Želám si slávu, aby váš sluch bol ohromený mojím menom... Vysvetľujúci slovník Ushakova

Často hodnotíme kvalitu zvuku. Pri výbere mikrofónu, programu 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 - v hornej časti špirály.

S fyzikálnou charakteristikou zvuku, frekvenciou, úzko súvisí výška, ktorú cítime. 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 súborom sínusových kmitov. Takéto nastavenie zvyčajne nazývame tónom. To znamená, že tón je signál určitej výšky, ktorý má diskrétne spektrum (hudobné zvuky, samohlásky reči), v ktorých sa rozlišuje frekvencia sínusovej vlny, ktorá má v tomto súbore maximálnu amplitúdu. Signál, ktorý má široké spojité spektrum, 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 ucha. Ľudské ucho dokáže dobre rozlíšiť dva tóny, ktoré sú si vo výške blízke. Napríklad vo frekvenčnej oblasti 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 nejakej základnej frekvencie, najintenzívnejšej zo sínusových vĺn, ktoré tvoria zvuk.

Špeciálny 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 kvantitatívne hodnotenie a je charakterizované iba kvalitatívne.

V „čistom“ tóne je len jedna frekvencia. Vnímaný zvuk sa zvyčajne skladá z frekvencie základného tónu a niekoľkých „nečistých" frekvencií, ktoré sa nazývajú podtóny. Podtóny sú násobkom frekvencie základného tónu a sú menšie ako jeho amplitúda. Zafarbenie zvuku závisí od intenzity distribúcia cez podtóny. Spektrum kombinácie hudobných zvukov, nazývané akord, sa ukazuje ako zložitejšie. V takomto spektre je niekoľko základných frekvencií spolu so sprievodnými podtónmi.

Ak je frekvencia jedného zvuku presne dvojnásobkom frekvencie iného, ​​zvuková vlna „zapadne“ jeden do druhého. Frekvenčná vzdialenosť medzi takýmito zvukmi sa nazýva oktáva. Frekvenčný rozsah vnímaný človekom, 16-20 000 Hz, pokrýva približne desať až jedenásť oktáv.

Amplitúda zvukových vibrácií a hlasitosť.

Počuteľná časť rozsahu zvukov je rozdelená na nízkofrekvenčné zvuky - do 500 Hz, stredofrekvenčné zvuky - 500-10 000 Hz a vysokofrekvenčné zvuky - nad 10 000 hertzov. 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 a v nízkofrekvenčnom alebo vysokofrekvenčnom rozsahu - ako tiché alebo vôbec nepočuteľné. Táto vlastnosť vnímania zvuku je spôsobená tým, že zvuková informácia potrebná pre existenciu človeka – reč alebo zvuky prírody – sa prenáša hlavne v strednom frekvenčnom rozsahu. Hlasitosť teda nie je fyzikálny parameter, ale intenzita sluchového vnemu, subjektívna charakteristika zvuku spojená so zvláštnosťami 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 zhruba 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 sluchovým analyzátorom. 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 zmeny objemu.

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

Veľkosť zvýšenia hlasitosti vnímaného zvuku má prah diskriminácie. Počet rozlíšiteľných 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.

Tento rozsah, ktorý je typický pre ľudí do 25 rokov, sa z roka na rok postupne znižuje v dôsledku znižovania jeho vysokofrekvenčnej časti. Po 40 rokoch sa horná frekvencia počuteľných zvukov každých ďalších šesť mesiacov znižuje o 80 Hz.

Absolútna frekvenčná citlivosť

textové polia

textové polia

šípka_nahor

Najvyššia 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. funkcie závislosti prahu sluchu na frekvencii 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 zníženie citlivosti sluchu sa na prvý pohľad zdá zvláštne, pretože ovplyvňuje presne frekvenčný rozsah, v ktorom leží väčšina zvukov reči a hudobných nástrojov. Odhaduje sa však, že v oblasti sluchového vnímania človek cíti asi 300 000 zvukov rôznej sily a výšky.

Nízka citlivosť sluchu na zvuk nízkofrekvenčného rozsahu chráni človeka pred neustálym pociťovaním nízkofrekvenčných vibrácií a zvukov vlastného tela (pohyby svalov, kĺbov, krvný hluk v cievach).

Diferenciálna citlivosť vo frekvencii a intenzite

textové polia

textové polia

šípka_nahor

Diferenciálna citlivosť ľudského sluchu charakterizuje schopnosť rozlišovať medzi minimálnymi zmenami parametrov zvuku (intenzita, frekvencia, trvanie atď.).

V oblasti úrovní strednej intenzity (asi 40-50 dB nad prahom sluchu) a frekvencií 500-2000 Hz je rozdielový prah intenzity len 0,5-1,0 dB, pre frekvenciu 1%. Rozdiely v trvaní signálov, ktoré sú vnímané sluchovým systémom, 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 umiestnenie zdroja znejúceho objektu, stupeň jeho odľahlosti a smer jeho pohybu, ale tiež zvyšuje jasnosť vnímania. Jednoduché porovnanie mono a stereo počúvania so stereo nahrávkou dáva úplný obraz o výhodách priestorového vnímania.

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

binaurálne počúvanie definovať dve hlavné podmienky.

1. Pri nízkych frekvenciách je hlavným faktorom rozdiel v čase, keď zvuk dosiahne ľavé a pravé ucho,
2. pre vysoké frekvencie - rozdiely v intenzite.

Zvuk sa najskôr dostane do ucha najbližšie k zdroju. Pri nízkych frekvenciách zvukové vlny vďaka svojej veľkej dĺžke „obiehajú“ hlavu. 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 vstupujúcim do rôznych uší je 9π x 30=840 µs, kde 9π (alebo 28 cm (π=3,14)) je ďalšia dráha, ktorú musí zvuk prejsť okolo hlavy, aby sa dostal k druhému uchu.

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

V dôsledku toho je fyzický priestorový rozmer vnímaný vďaka jedinečným schopnostiam sluchového systému ako analyzátora času.

Aby bolo možné zaznamenať taký malý rozdiel v čase, sú potrebné veľmi jemné a presné porovnávacie mechanizmy. Takéto porovnanie vykonáva centrálny nervový systém v miestach, kde sa impulzy z pravého a ľavého ucha zbiehajú na rovnakej štruktúre (nervovej bunke).

Miesta ako toto, tzvhlavné úrovne konvergencie, v klasickom sluchovom systéme sú najmenej tri horný olivarový komplex, dolný colliculus a sluchová kôra. Ďalšie konvergenčné miesta sa nachádzajú na každej úrovni, ako sú medzikopcové a medzihemisférické spojenia.

Fáza zvukovej vlny spojené s rozdielmi v čase príchodu zvuku do pravého a ľavého ucha. „Neskorší“ zvuk je mimo fázy s predchádzajúcim „skorším“ zvukom. Toto oneskorenie je dôležité pri vnímaní relatívne nízkych frekvencií zvukov. Ide o frekvencie s vlnovou dĺžkou minimálne 840 µs, t.j. frekvencie nie viac ako 1300 Hz.

Pri vysokých frekvenciách, keď je veľkosť hlavy oveľa 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 - 33 cm a pri frekvencii 10 000 Hz - 3,3 cm Z vyššie uvedených obrázkov vyplýva, že pri pri vysokých frekvenciách sa zvuk odráža od hlavy. V dôsledku toho je rozdiel v intenzite zvukov prichádzajúcich do pravého a ľavého ucha. U ľudí je prahová hodnota rozdielu intenzity pri frekvencii 1000 Hz asi 1 dB, takže umiestnenie zdroja vysokofrekvenčného zvuku je založené na rozdieloch v intenzite zvuku vstupujúceho do pravého a ľavého ucha.

Rozlíšenie sluchu v čase charakterizujú dva ukazovatele.

Po prvé, Toto časová suma. Charakteristiky časového súčtu -

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

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