התדר הנקלט על ידי האוזן האנושית. על טווח התדרים שהאוזן האנושית שומעת

שמיעה אנושית

שמיעה- היכולת של אורגניזמים ביולוגיים לתפוס צלילים עם איברי השמיעה; פונקציה מיוחדת של מכשיר השמיעה, הנרגשת על ידי רעידות קול סביבהכמו אוויר או מים. אחת התחושות הרחוקות הביולוגיות, המכונה גם תפיסה אקוסטית. מסופק על ידי מערכת תחושת השמיעה.

שמיעה אנושית מסוגלת לשמוע צליל שנע בין 16 הרץ ל-22 קילו-הרץ בעת העברת רעידות באוויר, ועד 220 קילו-הרץ בעת העברת קול דרך עצמות הגולגולת. לגלים אלו יש משמעות ביולוגית חשובה, למשל, גלי קול בטווח של 300-4000 הרץ תואמים את הקול האנושי. לצלילים מעל 20,000 הרץ יש מעט ערך מעשי, כי הם מאטים במהירות; רעידות מתחת ל-60 הרץ נתפסות דרך חוש הרטט. טווח התדרים שאדם יכול לשמוע נקרא שמיעתי או טווח קול; תדרים גבוהים יותר נקראים אולטרסאונד ותדרים נמוכים יותר נקראים אינפרסאונד.

היכולת להבחין בתדרי קול תלויה מאוד באדם מסוים: גילו, מינו, תורשה, רגישות למחלות של איבר השמיעה, אימונים ועייפות שמיעה. יש אנשים שמסוגלים לקלוט צלילים בתדר גבוה יחסית - עד 22 קילו-הרץ, ואולי גבוה יותר.
בבני אדם, כמו ברוב היונקים, איבר השמיעה הוא האוזן. במספר בעלי חיים תפיסה שמיעתית מתבצעת באמצעות שילוב גופים שונים, העשויים להיות שונים באופן משמעותי במבנה שלהם מאוזן היונקים. בעלי חיים מסוימים מסוגלים לתפוס רעידות אקוסטיות שאינן נשמעות לבני אדם (אולטרסאונד או אינפרסאונד). עטלפים משתמשים באולטרסאונד להד במהלך הטיסה. כלבים מסוגלים לשמוע אולטרסאונד, שהוא הבסיס לעבודה של שריקות שקטות. יש עדויות לכך שלווייתנים ופילים יכולים להשתמש באינפרסאונד כדי לתקשר.
אדם יכול להבחין במספר צלילים בו זמנית בשל העובדה שיכולים להיות מספר גלים עומדים בשבלול בו זמנית.

המנגנון של מערכת השמיעה:

אות אודיו מכל סוג יכול להיות מתואר על ידי קבוצה מסוימת של מאפיינים פיזיים:
תדירות, עוצמה, משך, מבנה זמני, ספקטרום וכו'.

הם תואמים לתחושות סובייקטיביות מסוימות הנובעות מתפיסת צלילים על ידי מערכת השמיעה: עוצמה, גובה צליל, גוון, פעימות, קונסוננסים-דיסוננסים, מיסוך, לוקליזציה-סטריאואפקט וכו'.
תחושות שמיעתיות קשורות למאפיינים פיזיים בצורה מעורפלת ולא ליניארית, למשל, העוצמה תלויה בעוצמת הצליל, בתדירות שלו, בספקטרום וכו'. עוד במאה הקודמת נקבע חוק פכנר, שאישר שהקשר הזה אינו ליניארי: "תחושות
פרופורציונלי ליחס הלוגריתמים של הגירוי. "למשל, התחושות של שינוי בעוצמה קשורות בעיקר לשינוי בלוגריתם של עוצמה, גובה - עם שינוי בלוגריתם של תדר וכו'.

כל המידע הקולי שאדם מקבל מהעולם החיצון (הוא מהווה כ-25% מהסך הכל), הוא מזהה בעזרת מערכת השמיעה ועבודת החלקים הגבוהים במוח, מתרגם אותו לעולם של התחושות שלו, ומקבל החלטות איך להגיב לזה.
לפני שנמשיך לחקור את הבעיה של האופן שבו מערכת השמיעה תופסת את גובה הצליל, הבה נתעכב בקצרה על המנגנון של מערכת השמיעה.
כעת התקבלו תוצאות חדשות ומעניינות מאוד בכיוון זה.
מערכת השמיעה היא מעין קולטת מידע והיא מורכבת מהחלק ההיקפי ומהחלקים הגבוהים יותר של מערכת השמיעה. התהליכים של המרת אותות קול בחלק ההיקפי של מנתח השמיעה הם הנחקרים ביותר.

חלק היקפי

זוהי אנטנה אקוסטית הקולטת, ממקמת, ממקדת ומגבירה את אות הקול;
- מיקרופון;
- מנתח תדר וזמן;
- ממיר אנלוגי לדיגיטלי הממיר אות אנלוגי לדחפים עצביים בינאריים - פריקות חשמליות.

תצוגה כללית של מערכת השמיעה ההיקפית מוצגת באיור הראשון. מערכת השמיעה ההיקפית מחולקת בדרך כלל לשלושה חלקים: האוזן החיצונית, התיכונה והפנימית.

האוזן החיצוניתמורכב מאפרכסת ותעלת השמיעה, המסתיים בקרום דק הנקרא קרום התוף.
האוזניים והראש החיצוניים הם מרכיבים של האנטנה האקוסטית החיצונית המחברת (מתאימה) את עור התוף לשדה הקול החיצוני.
הפונקציות העיקריות של האוזניים החיצוניות הן תפיסה בינאורלית (מרחבית), לוקליזציה של מקור קול והגברה של אנרגיית קול, במיוחד בתדרים בינוניים וגבוהים.

תעלת השמע הוא צינור גלילי מעוקל באורך 22.5 מ"מ, בעל תדר תהודה ראשון של כ-2.6 קילו-הרץ, כך שבטווח תדרים זה הוא מגביר משמעותית את אות הקול, וכאן נמצא אזור הרגישות המרבית לשמיעה.

עור התוף - סרט דק בעובי 74 מיקרון, בעל צורה של חרוט הפונה לקצה לכיוון האוזן התיכונה.
בתדרים נמוכים הוא נע כמו בוכנה, בתדרים גבוהים יותר הוא נוצר מערכת מורכבתקווי צמתים, שחשובים גם להגברת הקול.

האוזן התיכונה- חלל מלא באוויר המחובר ללוע האף על ידי הצינור האוסטכיוס כדי להשוות את הלחץ האטמוספרי.
כאשר לחץ אטמוספרי משתנה, האוויר יכול להיכנס או לצאת מהאוזן התיכונה, כך שעור התוף אינו מגיב לשינויים איטיים בלחץ הסטטי - למעלה ולמטה וכו'. ישנן שלוש עצמות שמיעה קטנות באוזן התיכונה:
פטיש, סדן וסט.
ה-malleus מחובר לקרום התוף בקצה אחד, הקצה השני נמצא במגע עם הסדן, המחובר אל המדרגה באמצעות רצועה קטנה. בסיס המדרגה מחובר לחלון הסגלגל לתוך האוזן הפנימית.

האוזן התיכונהמבצע את הפונקציות הבאות:
התאמת העכבה של מדיום האוויר עם המדיום הנוזלי של השבלול אוזן פנימית; הגנה מפני צלילים חזקים (רפלקס אקוסטי); הגברה (מנגנון מנוף), שבגללה לחץ הקול המועבר לאוזן הפנימית מוגבר בכמעט 38 dB לעומת זה שנכנס לעור התוף.

אוזן פנימית ממוקם במבוך התעלות בעצם הטמפורלית, וכולל את איבר האיזון (מנגנון הווסטיבולרי) ואת השבלול.

שַׁבְּלוּל(שבלול) ממלא תפקיד מרכזי בתפיסה שמיעתית. זהו צינור בעל חתך משתנה, מקופל שלוש פעמים כמו זנב של נחש. במצב פרוש יש לו אורך של 3.5 ס"מ. בפנים החילזון בעל מבנה מורכב ביותר. לכל אורכו הוא מחולק על ידי שני ממברנות לשלושה חללים: סקאלה וסטיבולי, חלל חציון וסקלה tympani.

המרה של תנודות מכניות של הממברנה לדחפים חשמליים נפרדים סיבי עצבלהתרחש באיבר של קורטי. כאשר הממברנה הבזילרית רוטטת, הריסים על תאי השיער מתכופפים, וזה יוצר פוטנציאל חשמלי, הגורם לזרם של דחפים עצביים חשמליים הנושאים את כל המידע הדרוש על אות הקול הנכנס למוח להמשך עיבוד ותגובה.

החלקים הגבוהים יותר של מערכת השמיעה (כולל קליפת השמיעה) יכולים להיחשב כמעבד לוגי המחלץ (מפענח) אותות קול שימושיים על רקע רעש, מקבץ אותם לפי מאפיינים מסוימים, משווה אותם עם התמונות בזיכרון, קובע ערכם האינפורמטיבי ומחליט על פעולות תגובה.

בעת העברת רעידות באוויר, ועד 220 קילו-הרץ בעת העברת קול דרך עצמות הגולגולת. לגלים אלו יש משמעות ביולוגית חשובה, למשל, גלי קול בטווח של 300-4000 הרץ תואמים את הקול האנושי. צלילים מעל 20,000 הרץ הם בעלי ערך מעשי מועט, מכיוון שהם מואטים במהירות; רעידות מתחת ל-60 הרץ נתפסות דרך חוש הרטט. טווח התדרים שבני אדם יכולים לשמוע נקרא שְׁמִיעָתִיאוֹ טווח קול; תדרים גבוהים יותר נקראים אולטרסאונד, בעוד שתדרים נמוכים יותר נקראים אינפרסאונד.

פיזיולוגיה של השמיעה

היכולת להבחין בתדרי קול תלויה מאוד באדם מסוים: גילו, מינו, הרגישות למחלות שמיעה, אימונים ועייפות שמיעה. אנשים מסוגלים לתפוס צליל עד 22 קילו-הרץ, ואולי אפילו גבוה יותר.

ישנם בעלי חיים שיכולים לשמוע צלילים שאינם נשמעים לבני אדם (אולטרסאונד או אינפרסאונד). עטלפים משתמשים באולטרסאונד להד במהלך הטיסה. כלבים מסוגלים לשמוע אולטרסאונד, שהוא הבסיס לעבודה של שריקות שקטות. יש עדויות לכך שלווייתנים ופילים יכולים להשתמש באינפרסאונד כדי לתקשר.

אדם יכול להבחין במספר צלילים בו זמנית בשל העובדה שיכולים להיות מספר גלים עומדים בשבלול בו זמנית.

להסביר בצורה משביעת רצון את תופעת השמיעה התגלה כמשימה קשה במיוחד. אדם שהמציא תיאוריה שתסביר את תפיסת גובה הצליל ועוצמת הקול יבטיח כמעט בוודאות לעצמו פרס נובל.

טקסט מקורי(אנגלית)

הסבר נאות של שמיעה הוכיח את עצמו כמשימה קשה במיוחד. אפשר כמעט להבטיח לעצמו פרס נובל על ידי הצגת תיאוריה שמסבירה בצורה משביעת רצון לא יותר מאשר תפיסת הגובה והקולניות.

- רבר, ארתור ס., רבר (רוברטס), אמילי ס.מילון הפינגווין לפסיכולוגיה. - מהדורה שלישית. - לונדון: Penguin Books Ltd,. - 880 עמ' - ISBN 0-14-051451-1, ISBN 978-0-14-051451-3

בתחילת 2011 פורסם בתקשורת מדעית נפרדת דיווח קצר על העבודה המשותפת של שני המכונים הישראליים. במוח האנושי בודדו נוירונים מיוחדים המאפשרים להעריך את גובה הצליל, עד 0.1 טון. לבעלי חיים, למעט עטלפים, אין מכשיר כזה, ועבור סוגים שוניםהדיוק מוגבל ל-1/2 עד 1/3 אוקטבות. (תשומת הלב! המידע הזהצריך הבהרה!)

פסיכופיזיולוגיה של שמיעה

הקרנה של תחושות שמיעה

לא משנה איך מתעוררות תחושות שמיעתיות, בדרך כלל אנו מפנים אותן לעולם החיצוני, ולכן אנו תמיד מחפשים את הסיבה לעירור השמיעה שלנו ברעידות הנקלטות מבחוץ ממרחק כזה או אחר. תכונה זו בולטת הרבה פחות בתחום השמיעה מאשר בתחום התחושות החזותיות, הנבדלות באובייקטיביות שלהן ובלוקליזציה מרחבית קפדנית ונרכשות כנראה גם באמצעות ניסיון רב ושליטה בחושים אחרים. עם תחושות שמיעתיות, היכולת להקרין, להמחיש ולהתמקם במרחב לא יכולה להגיע לדרגות גבוהות כמו בתחושות חזותיות. זה נובע מתכונות כאלה של המבנה של מנגנון השמיעה, כמו, למשל, היעדר מנגנונים שרירים, המונעים ממנו את האפשרות לקביעות מרחביות מדויקות. אנו יודעים את המשמעות העצומה שיש לתחושת השרירים בכל ההגדרות המרחביות.

שיפוט לגבי המרחק והכיוון של הצלילים

השיפוטים שלנו לגבי המרחק בו נפלטים צלילים מאוד לא מדויקים, במיוחד אם עיניו של האדם עצומות והוא אינו רואה את מקור הצלילים והאובייקטים הסובבים, לפיהם ניתן לשפוט את "האקוסטיקה של הסביבה" לפי ניסיון חיים, או האקוסטיקה של הסביבה היא לא טיפוסית: למשל, בחדר אנקו אקוסטי, קולו של אדם שנמצא רק מטר מהמאזין נראה לאחר הרבה פעמים ואף עשרות מונים רחוק יותר. כמו כן, צלילים מוכרים נראים קרובים יותר אלינו ככל שהם חזקים יותר, ולהיפך. הניסיון מלמד שאנו פחות טועים בקביעת מרחק הרעשים מאשר טונים מוזיקליים. יכולתו של אדם לשפוט את כיוון הצלילים מוגבלת מאוד: אין לו אפרכסות ניידות ונוחות לאיסוף צלילים, במקרים של ספק הוא נעזר בתנועות ראש ומעמיד אותו במצב בו הצלילים שונים בצורה הטובה ביותר, כלומר, הצליל ממוקם על ידי אדם בכיוון זה, שממנו הוא נשמע חזק ו"ברור יותר".

ידועים שלושה מנגנונים שבאמצעותם ניתן להבחין בכיוון הקול:

• הבדל באמפליטודה הממוצעת (באופן היסטורי העיקרון הראשון שהתגלה): עבור תדרים מעל 1 קילו-הרץ, כלומר, אלה שאורך הגל שלהם קטן מגודל ראשו של המאזין, לצליל המגיע לאוזן הקרובה יש עוצמה גדולה יותר.
• הבדל פאזות: נוירונים מסועפים מסוגלים להבחין בשינויי פאזה של עד 10-15 מעלות בין הגעת גלי קול באוזן ימין ושמאל עבור תדרים בטווח משוער של 1 עד 4 קילו-הרץ (המקביל לדיוק של 10 מיקרו-שניות ב- עיתוי הגעה).
• ההבדל בספקטרום: קפלי האפרכסת, הראש ואפילו הכתפיים מכניסים עיוותי תדר קטנים לצליל הנתפס, וסופגים הרמוניות שונות בדרכים שונות, המתפרשות על ידי המוח כמידע נוסף על הלוקליזציה האופקית והאנכית של הצליל.

היכולת של המוח לקלוט את ההבדלים המתוארים בצליל שנשמע על ידי אוזן ימין ושמאל הובילה ליצירת טכנולוגיית הקלטה בינאורלית.

המנגנונים המתוארים אינם פועלים במים: קביעת הכיוון לפי ההבדל בעוצמה ובספקטרום היא בלתי אפשרית, מכיוון שהקול מהמים עובר כמעט ללא הפסד ישירות לראש, ולכן לשתי האוזניים, וזו הסיבה שהווליום והספקטרום של צליל בשתי האוזניים בכל מקום של צליל המקור בנאמנות גבוהה זהים; קביעת כיוון מקור הקול על ידי הסטת פאזה היא בלתי אפשרית, מכיוון שבגלל מהירות הקול הגבוהה הרבה יותר במים, אורך הגל גדל פי כמה, מה שאומר שהסטת הפאזה פוחתת פעמים רבות.

מתיאור המנגנונים לעיל ברורה גם הסיבה לחוסר האפשרות לקבוע את מיקומם של מקורות קול בתדר נמוך.

לימוד שמיעה

השמיעה נבדקת באמצעות מכשיר מיוחד או תוכנת מחשב הנקראת "אודיומטר".

כמו כן נקבעים מאפייני התדר של השמיעה, דבר שחשוב בעת ביצוע דיבור בילדים לקויי שמיעה.

נוֹרמָה

תפיסת טווח התדרים 16 הרץ - 22 קילוהרץ משתנה עם הגיל - תדרים גבוהים כבר לא נתפסים. ירידה בטווח התדרים הנשמעים קשורה לשינויים באוזן הפנימית (שבלול) ולהתפתחות אובדן שמיעה תחושתי-עצבי עם הגיל.

סף שמיעה

סף שמיעה- לחץ הקול המינימלי שבו קול של תדר נתון נתפס על ידי האוזן האנושית. סף השמיעה מתבטא בדציבלים. לחץ הקול של 2 10 −5 Pa בתדר של 1 קילו-הרץ נלקח כרמת האפס. סף השמיעה לאדם מסוים תלוי במאפיינים אינדיבידואליים, גיל ומצב פיזיולוגי.

סף כאב

סף כאב שמיעתי- הערך של לחץ הקול שבו מתרחש כאב באיבר השמיעה (הקשור, במיוחד, עם השגת גבול ההרחבה של קרום התוף). חריגה מסף זה מביאה לתוצאה טראומה אקוסטית. תחושת כאבמגדיר את הגבול של הטווח הדינמי של שמיעה אנושית, שהוא בממוצע 140 dB עבור אות טון ו-120 dB עבור רעש ספקטרום רציף.

פָּתוֹלוֹגִיָה

ראה גם

• הזיה שמיעתית
• עצב השמיעה

סִפְרוּת

מילון אנציקלופדית פיזיקלי / Ch. ed. א.מ. פרוחורוב. אד. collegium D. M. Alekseev, A. M. Bonch-Bruevich, A. S. Borovik-Romanov ואחרים - M .: Sov. Encycl., 1983. - 928 עמ', עמ' 579

קישורים

• הרצאת וידאו תפיסה שמיעתית

מערכות איברים אנושיים
מערכת לב וכלי דם (לב, כלי דם) מערכת הלימפה מערכת העיכול מערכת האנדוקרינית מערכת החיסון מערכת חושית (מערכת סומטו-סנסורית, מערכת הראייה, מערכת חוש הריח, מערכת חוש השמיעה, מערכת תחושת הריח) מערכת העצבים (מרכזית, היקפית) מערכת השרירים והשלד (שלד). מערכת, מערכת השרירים) מערכת גניטורינארית (מערכת הרבייה, מערכת השתן) מערכת הנשימה

קרן ויקימדיה. 2010 .

מילים נרדפות:

ראה מה זה "שמיעה" במילונים אחרים:

שמיעה- לשמוע, ו... מילון איות רוסי

שמיעה- שמיעה / ... מילון איות מורפמי

קיים., מ., השתמש. לעתים קרובות מורפולוגיה: (לא) מה? לשמוע ולשמוע, מה? שומע, (רואה) מה? שומע מה? לשמוע על מה? על שמיעה; pl. מה? שמועות, (לא) מה? שמועות על מה? שמועות, (ראה) מה? שמועות מה שמועות על מה? על תפיסת שמועות על ידי איברים ... ... מילוןדמיטרייבה

בַּעַל. אחד מחמשת החושים שבאמצעותם מזהים צלילים; הכלי הוא האוזן שלו. שמיעה עמומה, רזה. בבעלי חיים חירשים וחירשים, השמיעה מוחלפת בתחושת זעזוע מוח. לך לפי האוזן, חפש לפי האוזן. | אוזן מוזיקלית, תחושה פנימית שמבינה הדדית ... ... מילון ההסבר של דאל

שמיעה, מ' 1. יחידות בלבד. אחד מחמשת החושים החיצוניים, המעניקים את היכולת לקלוט צלילים, את היכולת לשמוע. האוזן היא איבר השמיעה. שמיעה חריפה. זעקה צרודה הגיעה לאוזניו. טורגנייב. "אני מאחל תהילה, כדי ששמיעתך תתפלא משמי... מילון הסבר של אושקוב

לאחר ששקלנו את תורת ההתפשטות ואת מנגנוני התרחשותם של גלי קול, מומלץ להבין כיצד "מפרשים" או נתפס צליל על ידי אדם. איבר מזווג, האוזן, אחראי על תפיסת גלי הקול בגוף האדם. אוזן אנושית- איבר מורכב מאוד שאחראי על שתי פונקציות: 1) קולט דחפים קוליים 2) מבצע את תפקיד המנגנון הוסטיבולרי של כל גוף האדם, קובע את מיקום הגוף במרחב ומעניק את היכולת החיונית לשמור על איזון. מְמוּצָע אוזן אנושיתמסוגל לקלוט תנודות של 20 - 20,000 הרץ, עם זאת, יש סטיות למעלה או למטה. באופן אידיאלי, נשמע טווח תדריםהוא 16 - 20000 הרץ, המתאים גם לאורך גל של 16 מ' - 20 ס"מ. האוזן מחולקת לשלושה חלקים: האוזן החיצונית, התיכונה והפנימית. כל אחת מה"מחלקות" הללו מבצעת תפקיד משלה, עם זאת, כל שלוש המחלקות קשורות הדוק זו לזו ובעצם מבצעות שידור של גל תנודות קול זו לזו.

אוזן חיצונית (חיצונית).

האוזן החיצונית מורכבת מהאפרכסת והחיצונית תעלת האוזן. האפרכסת היא סחוס אלסטי בעל צורה מורכבת, מכוסה בעור. בתחתית האפרכסת נמצאת האונה, המורכבת מרקמת שומן ומכוסה אף היא בעור. האפרכסת פועלת כמקלט של גלי קול מהחלל שמסביב. צורה מיוחדתמבנה האפרכסת מאפשר ללכוד טוב יותר צלילים, במיוחד צלילים של טווח התדרים הבינוני, האחראי על העברת מידע דיבור. עובדה זו נובעת במידה רבה מהכרח אבולוציוני, שכן אדם מבלה את רוב חייו בתקשורת בעל פה עם נציגי המין שלו. האפרכסת האנושית כמעט ללא תנועה, בניגוד למספר רב של נציגים של מינים בעלי חיים, המשתמשים בתנועות האוזניים כדי להתאים בצורה מדויקת יותר את מקור הקול.

קפלי אפרכסת האדם מסודרים באופן שהם מבצעים תיקונים (עיוותים קלים) ביחס למיקום האנכי והאופקי של מקור הקול בחלל. בזכות תכונה ייחודית זו אדם מסוגל לקבוע די בבירור את מיקומו של אובייקט בחלל ביחס לעצמו, תוך התמקדות רק בצליל. תכונה זו מוכרת היטב גם תחת המונח "לוקליזציה של סאונד". תפקידה העיקרי של האפרכסת הוא לתפוס כמה שיותר צלילים טווח נשמעתדרים. גורלם הנוסף של גלי הקול ה"תפוסים" נחרץ בתעלת האוזן, שאורכה 25-30 מ"מ. בו, החלק הסחוסי של האפרכסת החיצונית עובר לתוך העצם, ומשטח העור של תעלת השמע ניחן בבלוטות חלב וגופרית. בקצה תעלת השמע נמצא קרום תוף אלסטי, אליו מגיעות רעידות של גלי קול, ובכך גורמות לתנודות התגובה שלה. הקרום התוף, בתורו, מעביר את התנודות הנקלטות הללו לאזור האוזן התיכונה.

האוזן התיכונה

הרעידות המועברות על ידי הקרום התוף נכנסות לאזור של האוזן התיכונה הנקרא "אזור התוף". זהו שטח בנפח של כ-סנטימטר מעוקב אחד, שבו מצויות שלוש עצמות שמיעה: פטיש, סדן וסט.אלמנטים "ביניים" אלו הם שמבצעים את התפקיד החשוב ביותר: העברת גלי קול לאוזן הפנימית והגברה בו זמנית. עצמות השמיעה הן שרשרת מורכבת ביותר של העברת קול. כל שלוש העצמות קשורות הדוק זו לזו, כמו גם עם עור התוף, עקב כך מתרחשת העברת תנודות "לאורך השרשרת". בגישה לאזור האוזן הפנימית, יש חלון של הפרוזדור, שנחסם על ידי בסיס המדרגה. כדי להשוות את הלחץ משני צידי הקרום התוף (לדוגמה, במקרה של שינויים בלחץ החיצוני), אזור האוזן התיכונה מחובר ללוע האף דרך הצינור האוסטכיאן. כולנו מודעים היטב לאפקט סתום האוזניים שמתרחש בדיוק בגלל כוונון עדין שכזה. מהאוזן התיכונה, תנודות קול, שכבר מוגברות, נופלות לאזור האוזן הפנימית, המורכב והרגיש ביותר.

אוזן פנימית

הצורה המורכבת ביותר היא האוזן הפנימית, המכונה המבוך מסיבה זו. המבוך הגרמי כולל: פרוזדור, שבלול ותעלות חצי מעגליות, כמו גם המנגנון הוסטיבולריאחראי על איזון. השבלול הוא זה שמתייחס ישירות לשמיעה בצרור הזה. השבלול הוא תעלה קרומית ספירלית מלאה בנוזל לימפתי. בפנים התעלה מחולקת לשני חלקים על ידי מחיצה קרומית נוספת הנקראת "הממברנה הבסיסית". קרום זה מורכב מסיבים באורכים שונים ( סה"כיותר מ-24,000) מתוחים כמו מיתרים, כל מיתר מהדהד לצליל הספציפי שלו. הערוץ מחולק על ידי ממברנה לסולם העליון והתחתון, המתקשרים בחלק העליון של השבלול. מהקצה הנגדי, התעלה מתחברת למנגנון הקולטן של מנתח השמיעה, המכוסה בתאי שיער זעירים. מנגנון זה של מנתח השמיעה נקרא גם איבר קורטי. כאשר תנודות מהאוזן התיכונה חודרות אל השבלול, הנוזל הלימפתי הממלא את התעלה מתחיל לרטוט, ומעביר תנודות לממברנה הראשית. ברגע זה נכנס לפעולה המנגנון של מנתח השמיעה, שתאי השיער שלו, הממוקמים במספר שורות, ממירים תנודות קול לדחפים "עצביים" חשמליים, המועברים לאורך עצב השמיעה לאזור הזמני של קליפת המוח. . בצורה כה מורכבת ומצועצעת, אדם ישמע בסופו של דבר את הצליל הרצוי.

תכונות של תפיסה ויצירת דיבור

מנגנון הפקת הדיבור נוצר בבני אדם לאורך כל השלב האבולוציוני. המשמעות של יכולת זו היא העברת מידע מילולי ולא מילולי. הראשון נושא עומס מילולי וסמנטי, השני אחראי להעברת המרכיב הרגשי. תהליך היצירה ותפיסת הדיבור כולל: ניסוח מסר; קידוד לאלמנטים לפי כללי השפה הקיימת; פעולות נוירו-שריריות חולפות; תנועות מיתרי קול; פליטת אות אקוסטית; לאחר מכן, המאזין נכנס לפעולה, מבצע: ניתוח ספקטרלי של האות האקוסטי המתקבל ובחירת תכונות אקוסטיות במערכת השמיעה ההיקפית, שידור התכונות הנבחרות דרך רשתות עצביות, זיהוי קוד השפה (ניתוח לשוני), הבנת המשמעות. של ההודעה.
ניתן להשוות את המכשיר להפקת אותות דיבור עם כלי נשיפה מורכב, אך לרבגוניות והגמישות של כוונון וליכולת לשחזר את הדקויות והפרטים הקטנים ביותר אין אנלוגים בטבע. מנגנון יצירת הקול מורכב משלושה מרכיבים בלתי נפרדים:

1. גֵנֵרָטוֹר- ריאות כמאגר של נפח אוויר. אנרגיית לחץ עודפת נאגרת בריאות, לאחר מכן דרך תעלת ההפרשה, בעזרת מערכת השרירים, אנרגיה זו מוסרת דרך קנה הנשימה המחובר לגרון. בשלב זה, זרם האוויר מופרע ומשתנה;
2. וִיבּרָטוֹר- מורכב ממיתרי קול. הזרימה מושפעת גם מסילוני אוויר סוערים (יוצרים גווני קצה) ומקורות דחפים (פיצוצים);
3. מָהוֹד- כולל חללי תהודה בעלי צורה גיאומטרית מורכבת (לוע, חללי פה ואף).

במצטבר של המכשיר האינדיבידואלי של האלמנטים הללו, נוצר גוון ייחודי ואינדיווידואלי של הקול של כל אדם בנפרד.

האנרגיה של עמוד האוויר נוצרת בריאות, היוצרות זרימה מסוימת של אוויר בזמן שאיפה ונשיפה עקב ההבדל בלחץ האטמוספרי והתוך ריאתי. תהליך צבירת האנרגיה מתבצע באמצעות שאיפה, תהליך השחרור מאופיין בנשיפה. זה קורה עקב דחיסה והתרחבות של בית החזה, המתבצעות בעזרת שתי קבוצות שרירים: בין צלע וסרעפת, בנשימה עמוקה ושירה, גם שרירי הבטן, החזה והצוואר מתכווצים. בשאיפה הסרעפת מתכווצת ונופלת למטה, התכווצות השרירים הבין-צלעיים החיצוניים מרים את הצלעות ולוקחת אותן לצדדים, ואת עצם החזה קדימה. התרחבות בית החזה מביאה לירידת לחץ בתוך הריאות (ביחס לאטמוספרי), וחלל זה מתמלא במהירות באוויר. בנשיפה, השרירים נרגעים בהתאם והכל חוזר למצבו הקודם ( בית החזהחוזר למצבו המקורי בגלל כוח המשיכה שלו, הסרעפת עולה, נפח הריאות שהורחבו בעבר יורד, הלחץ התוך ריאתי עולה). ניתן לתאר שאיפה כתהליך הדורש הוצאת אנרגיה (אקטיבית); נשיפה היא תהליך של צבירת אנרגיה (פאסיבית). השליטה בתהליך הנשימה והיווצרות הדיבור מתרחשת באופן לא מודע, אך בעת שירה, הגדרת הנשימה דורשת גישה מודעת והכשרה נוספת לטווח ארוך.

כמות האנרגיה המושקעת לאחר מכן על יצירת דיבור וקול תלויה בנפח האוויר המאוחסן ובכמות הלחץ הנוסף בריאות. הלחץ המרבי שפותח על ידי זמר אופרה מיומן יכול להגיע ל-100-112 dB. וויסות זרימת אוויררטט של מיתרי הקול ויצירת לחץ עודף תת-לוע, תהליכים אלו מתרחשים בגרון, שהוא מעין שסתום הנמצא בקצה קנה הנשימה. השסתום מבצע פונקציה כפולה: הוא מגן על הריאות מלהיכנס חפצים זריםולשמור על לחץ דם גבוה. הגרון הוא זה שפועל כמקור של דיבור ושירה. הגרון הוא אוסף של סחוס המחובר על ידי שרירים. לגרון יש מספיק מבנה מורכב, שהמרכיב העיקרי בהם הוא זוג מיתרי קול. מיתרי הקול הם המקור העיקרי (אך לא היחיד) להיווצרות קול או ל"וויברטור". במהלך תהליך זה, מיתרי הקול נעים, מלווה בחיכוך. כדי להגן מפני זה, מופרשת הפרשה רירית מיוחדת, הפועלת כחומר סיכה. היווצרות צלילי דיבור נקבעת על ידי תנודות של הרצועות, מה שמוביל להיווצרות זרם אוויר הנשוף מהריאות, כדי סוג מסויםמאפיין משרעת. בין קפלי הקול יש חללים קטנים המשמשים כמסננים אקוסטיים ומהודים בעת הצורך.

תכונות של תפיסה שמיעתית, בטיחות האזנה, ספי שמיעה, הסתגלות, רמת עוצמת קול נכונה

כפי שניתן לראות מתיאור מבנה האוזן האנושית, איבר זה עדין מאוד ומורכב למדי במבנהו. בהתחשב בעובדה זו, לא קשה לקבוע שלמנגנון הדק והרגיש הזה יש סדרה של מגבלות, ספים וכו'. מערכת השמיעה האנושית מותאמת לתפיסה של צלילים שקטים, כמו גם צלילים בעוצמה בינונית. חשיפה ממושכת לצלילים חזקים גוררת שינויים בלתי הפיכים בספי השמיעה, כמו גם בעיות שמיעה אחרות, עד לחירשות מוחלטת. מידת הנזק עומדת ביחס ישר לזמן החשיפה בסביבה רועשת. ברגע זה נכנס לתוקפו גם מנגנון ההסתגלות - כלומר. בהשפעת צלילים חזקים ממושכים, הרגישות יורדת בהדרגה, עוצמת הקול הנתפסת יורדת, השמיעה מסתגלת.

האדפטציה מבקשת בתחילה להגן על איברי השמיעה מפני צלילים חזקים מדי, אולם ההשפעה של תהליך זה היא שגורמת לרוב לאדם להגביר את עוצמת הקול של מערכת השמע באופן בלתי נשלט. ההגנה מתממשת הודות למנגנון של האוזן התיכונה והפנימית: הגזע נסוג מהחלון הסגלגל, ובכך מגן מפני צלילים חזקים מדי. אבל מנגנון ההגנה אינו אידיאלי ויש לו עיכוב זמן, המופעל רק 30-40 שניות לאחר תחילת הגעת הקול, יתר על כן, הגנה מלאה לא מושגת אפילו עם משך של 150 אלפיות השנייה. מנגנון ההגנה מופעל כאשר רמת הווליום עוברת את הרמה של 85 dB, יתרה מכך, ההגנה עצמה היא עד 20 dB.
הכי מסוכן ב מקרה זה, נוכל לשקול את תופעת "הסטת סף השמיעה", המתרחשת בדרך כלל בפועל כתוצאה מחשיפה ממושכת לצלילים חזקים מעל 90 dB. תהליך ההתאוששות של מערכת השמיעה לאחר השפעות מזיקות כאלה יכול להימשך עד 16 שעות. שינוי הסף מתחיל כבר ברמת העוצמה של 75 dB, ועולה באופן פרופורציונלי עם עליית רמת האות.

כאשר בוחנים את הבעיה של רמת עוצמת הקול הנכונה, הדבר הגרוע ביותר שיש להבין הוא העובדה שבעיות (נרכשות או מולדות) הקשורות לשמיעה כמעט ואינן ניתנות לטיפול בעידן זה של רפואה מתקדמת למדי. כל זה אמור להוביל כל אדם שפוי לחשוב על טיפול בשמיעתו, אלא אם כן, כמובן, מתוכנן לשמור על שלמותו המקורית ועל יכולתו לשמוע את כל טווח התדרים לאורך זמן רב ככל האפשר. למרבה המזל, הכל לא מפחיד כמו שזה נראה במבט ראשון, ועל ידי ביצוע מספר אמצעי זהירות, אתה יכול בקלות להציל את השמיעה שלך גם בגיל מבוגר. לפני בחינת אמצעים אלה, יש צורך לזכור אחד תכונה חשובה תפיסה שמיעתיתאדם. מכשיר השמיעה קולט צלילים בצורה לא ליניארית. תופעה דומה מורכבת מהדברים הבאים: אם אתה מדמיין כל תדר אחד של טון טהור, למשל 300 הרץ, אזי האי-לינאריות מתבטאת כאשר צלילי על של תדר יסוד זה מופיעים באפרכסת על פי העיקרון הלוגריתמי (אם התדר הבסיסי הוא נלקח כ-f, אז צלילי התדר יהיו 2f, 3f וכו' בסדר עולה). גם חוסר ליניאריות זו קלה יותר להבנה ומוכרת לרבים תחת השם "עיוות לא ליניארי". כיוון שהרמוניות (צלילים על) כאלה אינן מתרחשות בטון הטהור המקורי, מסתבר שהאוזן עצמה מכניסה לצליל המקורי תיקונים וצלילים משלה, אך ניתן לקבוע אותם רק כעיוותים סובייקטיביים. ברמת עוצמה מתחת ל-40 dB, לא מתרחש עיוות סובייקטיבי. עם עלייה בעוצמה מ-40 dB מתחילה לעלות רמת ההרמוניות הסובייקטיבית, אך גם ברמה של 80-90 dB התרומה השלילית שלהן לצליל קטנה יחסית (לכן, רמת עוצמה זו יכולה להיחשב מותנית כמעין של "אמצע זהב" בתחום המוזיקלי).

בהתבסס על מידע זה, אתה יכול בקלות לקבוע רמת עוצמת קול בטוחה ומקובלת שלא תפגע באיברי השמיעה ובו בזמן תאפשר לשמוע לחלוטין את כל התכונות והפרטים של הצליל, למשל, במקרה של עבודה עם מערכת "היי-פי". רמה זו של "אמצע הזהב" היא בערך 85-90 dB. בעוצמת הצליל הזו אפשר באמת לשמוע את כל מה שמוטבע בנתיב האודיו, בעוד הסיכון לנזק מוקדם ואובדן שמיעה ממוזער. כמעט בטוח לחלוטין יכול להיחשב לרמת עוצמת קול של 85 dB. כדי להבין מהי הסכנה של האזנה רועשת ומדוע עוצמת קול נמוכה מדי אינה מאפשרת לשמוע את כל הניואנסים של הצליל, בואו נסתכל על הנושא הזה ביתר פירוט. באשר לרמות ווליום נמוכות, חוסר כדאיות (אך לעתים קרובות יותר רצון סובייקטיבי) של האזנה למוזיקה רמות נמוכותבשל הסיבות הבאות:

1. אי-לינאריות של תפיסה שמיעתית אנושית;
2. תכונות של תפיסה פסיכואקוסטית, אשר ייחשבו בנפרד.

לא-לינאריות של תפיסה שמיעתית, שנדונה לעיל, יש השפעה משמעותית בכל נפח מתחת ל-80 dB. בפועל, זה נראה כך: אם תדליק את המוזיקה ברמה שקטה, למשל, 40 dB, אז טווח התדרים האמצעי של ההרכב המוזיקלי יהיה נשמע הכי ברור, בין אם מדובר בשירה של המבצע / מבצע או כלים המנגנים בטווח הזה. יחד עם זאת, יהיה חוסר ברור בתדרים נמוכים וגבוהים, וזאת דווקא בשל אי-הליניאריות של התפיסה, כמו גם העובדה שתדרים שונים נשמעים בעוצמות שונות. לפיכך, ברור שלצורך תפיסה מלאה של מכלול התמונה, יש ליישר את רמת התדר של העוצמה ככל האפשר לערך בודד. למרות העובדה שגם ברמת עוצמת הקול של 85-90 dB לא מתרחשת השוויון האידיאלי של עוצמת הקול של תדרים שונים, הרמה הופכת מקובלת להאזנה יומיומית רגילה. ככל שהווליום נמוך יותר בו-זמנית, כך תיתפס הליניאריות האופיינית בצורה ברורה יותר באוזן, כלומר תחושת היעדר הכמות הנכונה של תדרים גבוהים ונמוכים. יחד עם זאת, מתברר שעם אי-לינאריות שכזו אי אפשר לדבר ברצינות על שחזור של צליל "hi-fi" בעל נאמנות גבוהה, מכיוון שדיוק השידור של תמונת הקול המקורית יהיה נמוך ביותר ב. המצב הספציפי הזה.

אם מתעמקים במסקנות אלה, יתברר מדוע האזנה למוזיקה בעוצמת ווליום נמוכה, למרות הבטוחה ביותר מנקודת מבט בריאותית, מורגשת בצורה שלילית ביותר על ידי האוזן עקב יצירת תמונות בלתי סבירות בעליל של כלי נגינה ו קול, היעדר סולם בימת קול. באופן כללי, השמעת מוזיקה שקטה יכולה לשמש כליווי רקע, אך אסור לחלוטין להאזין לאיכות "היי-פי" גבוהה בווליום נמוך, מהסיבות הנ"ל אי אפשר ליצור תמונות נטורליסטיות של במת הסאונד שהייתה נוצר על ידי מהנדס הסאונד באולפן במהלך שלב ההקלטה. אבל לא רק עוצמת קול נמוכה מציגה הגבלות מסוימות על תפיסת הצליל הסופי, המצב הרבה יותר גרוע עם עוצמת קול מוגברת. אפשר ודי פשוט לפגוע בשמיעה ולהפחית את הרגישות במידה מספקת אם אתה מאזין למוזיקה ברמות מעל 90 dB במשך זמן רב. נתונים אלה מבוססים על מספר רב מחקר רפואי, למסקנה שלצליל חזק מ-90 dB יש פגיעה ממשית וכמעט בלתי הפיכה לבריאות. המנגנון של תופעה זו טמון בתפיסה השמיעתית ובמאפיינים המבניים של האוזן. כאשר גל קול בעוצמה גדולה מ-90 dB נכנס אל תעלת השמע, האיברים של האוזן התיכונה נכנסים לפעולה, וגורמים לתופעה הנקראת הסתגלות שמיעתית.

העיקרון של מה שקורה במקרה זה הוא זה: המדרגה נסוגה מהחלון הסגלגל ומגינה על האוזן הפנימית מפני צלילים חזקים מדי. תהליך זה נקרא רפלקס אקוסטי. לאוזן זה נתפס כירידה קצרת טווח ברגישות, שאולי מוכרת לכל מי שאי פעם השתתף בהופעות רוק במועדונים, למשל. לאחר קונצרט כזה, מתרחשת ירידה קצרת טווח ברגישות, אשר לאחר פרק זמן מסוים מוחזרת לרמתה הקודמת. עם זאת, החזרת הרגישות לא תמיד תהיה תלויה באופן ישיר בגיל. מאחורי כל זה מסתתרת הסכנה הגדולה בהאזנה למוזיקה רועשת וצלילים אחרים, שעוצמתם עולה על 90 dB. התרחשות של רפלקס אקוסטי אינה הסכנה ה"גלויה" היחידה לאובדן רגישות שמיעתית. עם חשיפה ממושכת לצלילים חזקים מדי, השערות הממוקמות באזור האוזן הפנימית (המגיבות לרעידות) סוטה מאוד. במקרה זה, ההשפעה מתרחשת שהשיער האחראי לתפיסה של תדר מסוים מוסט בהשפעת תנודות קול בעלות משרעת גדולה. בשלב מסוים, שיער כזה עלול לסטות יותר מדי ולעולם לא יחזור. זה יגרום לאובדן תואם של אפקט רגישות בתדר ספציפי!

הדבר הנורא ביותר בכל המצב הזה הוא שמחלות אוזניים כמעט בלתי ניתנות לטיפול, אפילו הכי הרבה שיטות מודרניותמוכר לרפואה. כל זה מוביל לכמה מסקנות רציניות: צליל מעל 90 dB מסוכן לבריאות וכמעט מובטח שיגרום לאובדן שמיעה מוקדם או לירידה משמעותית ברגישות. מתסכל עוד יותר הוא שהתכונה שהוזכרה קודם לכן של ההסתגלות באה לידי ביטוי עם הזמן. תהליך זה באיברי השמיעה האנושיים מתרחש כמעט באופן בלתי מורגש; אדם שמאבד רגישות לאט, קרוב ל-100% סבירות, לא ישים לב לכך עד לרגע שבו האנשים סביבו ישימו לב לשאלה מתמדת, כמו: "מה אמרת עכשיו?". המסקנה בסופו של דבר פשוטה ביותר: בהאזנה למוזיקה, חיוני לא לאפשר רמות עוצמת קול מעל 80-85 dB! באותו רגע, יש גם צד חיובי: רמת הווליום של 80-85 dB תואמת בערך את רמת הקלטת הקול של מוזיקה בסביבת אולפן. אז עולה המושג של "אמצע הזהב", שמעליו עדיף לא להתעלות אם לבעיות בריאות יש לפחות משמעות מסוימת.

גם האזנה קצרת טווח למוזיקה ברמה של 110-120 dB עלולה לגרום לבעיות שמיעה, למשל במהלך הופעה חיה. ברור שלפעמים הימנעות מכך היא בלתי אפשרית או קשה מאוד, אך חשוב ביותר לנסות לעשות זאת על מנת לשמור על שלמות התפיסה השמיעתית. תיאורטית, חשיפה קצרת טווח לצלילים חזקים (לא יעלה על 120 dB), אפילו לפני הופעת "עייפות שמיעתית", אינה מובילה להשלכות שליליות חמורות. אבל בפועל, בדרך כלל יש מקרים של חשיפה ממושכת לקול בעוצמה כזו. אנשים מחרישים את עצמם מבלי להבין את מלוא היקף הסכנה במכונית תוך כדי האזנה למערכת שמע, בבית בתנאים דומים, או עם אוזניות על נגן נייד. למה זה קורה, ומה עושה את הצליל חזק יותר ויותר? ישנן שתי תשובות לשאלה זו: 1) השפעת הפסיכואקוסטיקה, שתידון בנפרד; 2) הצורך הקבוע "לצעוק" כמה צלילים חיצוניים עם עוצמת המוזיקה. ההיבט הראשון של הבעיה הוא די מעניין, ונדון בפירוט להלן, אך הצד השני של הבעיה הוא רמז יותר. מחשבות שליליותומסקנות לגבי חוסר ההבנה של היסודות האמיתיים של ההאזנה הנכונה לצליל של כיתת "היי-פי".

מבלי להיכנס לפרטים, המסקנה הכללית לגבי האזנה למוזיקה ועוצמת הקול הנכונה היא כדלקמן: האזנה למוזיקה צריכה להתרחש ברמות עוצמת קול לא גבוהות מ-90 dB, לא נמוכות מ-80 dB בחדר שבו צלילים זרים ממקורות חיצוניים עמומים מאוד או נעדרים לחלוטין (כגון: שיחות של שכנים ורעש אחר מאחורי קיר הדירה, רעשי רחוב ורעשים טכניים אם אתה ברכב וכו'). ברצוני להדגיש אחת ולתמיד כי במקרה של עמידה בדרישות כאלה, כנראה מחמירות, ניתן להגיע לאיזון הנפח המיוחל, שלא יגרום לנזק בלתי רצוי בטרם עת לאיברי השמיעה, ויהיה גם לספק עונג אמיתימהאזנה למוזיקה האהובה עליך עם הפרטים הקטנים ביותר בתדרים גבוהים ונמוכים והדיוק שעצם הרעיון של צליל "היי-פי" רודף.

פסיכואקוסטיקה ותכונות של תפיסה

על מנת לענות באופן מלא על כמה שאלות חשובות בנוגע לתפיסה הסופית של מידע קולי על ידי אדם, ישנו ענף שלם של המדע החוקר מגוון עצום של היבטים כאלה. סעיף זה נקרא "פסיכואקוסטיקה". העובדה היא שתפיסה שמיעתית אינה מסתיימת רק בעבודה של איברי השמיעה. לאחר תפיסה ישירה של צליל על ידי איבר השמיעה (אוזן), אז נכנס לפעולה המנגנון המורכב והנחקר ביותר לניתוח המידע המתקבל, המוח האנושי אחראי לכך לחלוטין, שתוכנן כך שבמהלך פעולה זה יוצר גלים בתדר מסוים, והם מצוינים גם בהרץ (הרץ). תדרים שונים של גלי מוח תואמים למצבים מסוימים של אדם. כך מסתבר שהאזנה למוזיקה תורמת לשינוי בכוונון התדרים של המוח, וחשוב להתייחס לכך בעת האזנה ליצירות מוזיקליות. בהתבסס על תיאוריה זו, קיימת גם שיטת טיפול בקול על ידי השפעה ישירה על מצבו הנפשי של האדם. גלי מוח הם מחמישה סוגים:

1. גלי דלתא (גלים מתחת ל-4 הרץ).התאמה לתנאי שינה עמוקהבלי חלומות, בלי תחושות של הגוף בכלל.
2. גלי תטא (גלים 4-7 הרץ).מצב השינה או מדיטציה עמוקה.
3. גלי אלפא (גלים 7-13 הרץ).מצבי רגיעה ורגיעה בזמן ערות, נמנום.
4. גלי בטא (גלים 13-40 הרץ).מצב הפעילות, חשיבה יומיומית ופעילות מנטלית, התרגשות והכרה.
5. גלי גמא (גלים מעל 40 הרץ).מצב של פעילות נפשית אינטנסיבית, פחד, התרגשות ומודעות.

פסיכואקוסטיקה, כענף במדע, מחפשת תשובות להכי הרבה שאלות מעניינותהנוגע לתפיסה הסופית של מידע קולי על ידי אדם. בתהליך לימוד תהליך זה, כמות גדולהגורמים, שהשפעתם תמיד מתרחשת הן בתהליך האזנה למוזיקה, והן בכל מקרה אחר של עיבוד וניתוח מידע קולי כלשהו. פסיכואקוסטית בוחנת כמעט את כל מגוון ההשפעות האפשריות, החל מהמצב הרגשי והנפשי של אדם בזמן ההאזנה, וכלה בתכונות המבניות של מיתרי הקול (אם אנחנו מדברים על המוזרויות של תפיסת כל הדקויות של הקול ביצועים) והמנגנון להמרת צליל לדחפים חשמליים של המוח. הכי מעניין, והכי חשוב גורמים חשובים(שחיוני לקחת בחשבון בכל פעם שאתה מאזין למוזיקה האהובה עליך, כמו גם בעת בניית מערכת שמע מקצועית) יידונו בהמשך.

מושג העיצור, עיצור מוזיקלי

המכשיר של מערכת השמיעה האנושית ייחודי, קודם כל, במנגנון תפיסת הקול, חוסר הליניאריות של מערכת השמיעה, היכולת לקבץ צלילים לגובה ברמת דיוק גבוהה למדי. רוב תכונה מעניינתתפיסה, אפשר לשים לב לאי-לינאריות של מערכת השמיעה, המתבטאת בצורה של הופעה של הרמוניות נוספות שאינן קיימות (בטון הראשי), המתבטאת לעתים קרובות במיוחד אצל אנשים עם גובה מוזיקלי או מוחלט. אם נעצור ביתר פירוט וננתח את כל הדקויות של תפיסת הצליל המוזיקלי, אזי ניתן להבחין בקלות במושג "עיצור" ו"דיסוננס" של אקורדים ומרווחי צליל שונים. מוּשָׂג "הַצלָלָה עָרֵבָה"מוגדר כצליל עיצור (מהמילה הצרפתית "הסכמה"), ולהיפך, בהתאמה, "צרימה"- צליל לא עקבי, סתירה. למרות הגיוון פרשנויות שונותמבין המושגים הללו של המאפיינים של מרווחים מוזיקליים, הכי נוח להשתמש בפרשנות ה"מוסיקלית-פסיכולוגית" של המונחים: הַצלָלָה עָרֵבָהמוגדר ומורגש על ידי אדם כקול נעים ונוח, רך; צרימהמצד שני, ניתן לאפיין אותו כצליל הגורם לגירוי, חרדה ומתח. טרמינולוגיה כזו היא סובייקטיבית במקצת, וגם, בהיסטוריה של התפתחות המוזיקה, נלקחו מרווחים שונים לחלוטין עבור "עיצורים" ולהיפך.

בימינו, גם מושגים אלו קשים לתפיסה חד משמעית, שכן ישנם הבדלים בין אנשים בעלי העדפות וטעמים מוזיקליים שונים, ואין גם מושג מוכר ומוסכם של הרמוניה. הבסיס הפסיכו-אקוסטי לתפיסה של מרווחים מוזיקליים שונים כעיצורים או דיסוננטיים תלוי ישירות במושג "להקה ביקורתית". רצועה קריטית- זהו רוחב מסוים של הלהקה, שבתוכו תחושות השמיעה משתנות באופן דרמטי. רוחב הפסים הקריטיים גדל באופן פרופורציונלי עם הגדלת התדירות. לכן, תחושת הקונסוננסים והדיסוננסים קשורה ישירות לנוכחותן של להקות ביקורתיות. איבר השמיעה האנושי (אוזן), כפי שהוזכר קודם לכן, ממלא את התפקיד של מסנן פס-פס בשלב מסוים בניתוח גלי קול. תפקיד זה מוקצה לממברנה הבזילרית, שעליה יש 24 פסים קריטיים ברוחב תלוי תדר.

לפיכך, קונסוננס וחוסר עקביות (קונסוננס ודיסוננס) תלויים ישירות ברזולוציה של מערכת השמיעה. מסתבר שאם שני צלילים שונים נשמעים ביחד או שהפרש התדרים הוא אפס, אז זה קונסוננס מושלם. אותו קונסוננס מתרחש אם הפרש התדרים גדול מהפס הקריטי. דיסוננס מתרחש רק כאשר הפרש התדרים הוא בין 5% ל-50% מהפס הקריטי. דרגת הדיסוננס הגבוהה ביותר בקטע זה נשמעת אם ההפרש הוא רבע מרוחב הרצועה הקריטית. בהתבסס על זה, קל לנתח כל הקלטה מוזיקלית מעורבת ושילוב של כלים עבור קונסוננס או דיסוננס של צליל. לא קשה לנחש איזה תפקיד גדול ממלאים מהנדס הסאונד, אולפן ההקלטות ושאר הרכיבים של פס הקול המקורי הדיגיטלי או האנלוגי הסופי במקרה זה, וכל זה עוד לפני ניסיון לשחזר אותו בציוד להפקת סאונד.

לוקליזציה של קול

מערכת השמיעה הבינאורלית והלוקליזציה המרחבית עוזרת לאדם לתפוס את מלוא תמונת הקול המרחבית. מנגנון תפיסה זה מיושם על ידי שני מקלטי שמיעה ושתי תעלות שמיעה. מידע הקול שמגיע דרך הערוצים הללו מעובד לאחר מכן בחלק ההיקפי של מערכת השמיעה ונתון לניתוח ספקטרלי וזמני. יתר על כן, מידע זה מועבר לחלקים הגבוהים יותר של המוח, שם משווים ההבדל בין אות הקול השמאלי והימני, ונוצרת גם תמונת קול בודדת. המנגנון המתואר הזה נקרא שמיעה בינאורית . הודות לכך, לאדם יש הזדמנויות ייחודיות כאלה:

1) לוקליזציה של אותות קול ממקור אחד או יותר, תוך יצירת תמונה מרחבית של תפיסת שדה הקול
2) הפרדה של אותות המגיעים ממקורות שונים
3) הבחירה של כמה אותות על רקע של אחרים (לדוגמה, בחירת דיבור וקול מרעש או צליל של כלים)

קל לראות לוקליזציה מרחבית בעזרת דוגמה פשוטה. בהופעה, עם במה ומספר מסוים של נגנים עליה במרחק מסוים אחד מהשני, קל (אם רוצים, אפילו בעצימת עיניים) לקבוע את כיוון ההגעה של אות הצליל של כל כלי, להעריך את העומק והמרחביות של שדה הקול. באותו אופן, מערכת Hi-Fi טובה מוערכת, המסוגלת "לשחזר" באופן אמין השפעות כאלה של מרחביות ולוקליזציה, ובכך למעשה "להטעות" את המוח, ולגרום לך להרגיש את הנוכחות המלאה של המבצע האהוב עליך בהופעה חיה. הלוקליזציה של מקור קול נקבעת בדרך כלל על ידי שלושה גורמים עיקריים: זמני, עוצמה וספקטרלי. ללא קשר לגורמים אלה, ישנם מספר דפוסים שניתן להשתמש בהם כדי להבין את היסודות של לוקליזציה של צליל.

אפקט הלוקליזציה הגדול ביותר שנתפס איברים אנושייםשמיעה, נמצאת באזור אמצע התדר. יחד עם זאת, כמעט בלתי אפשרי לקבוע את כיוון הצלילים של תדרים מעל 8000 הרץ ומתחת ל-150 הרץ. העובדה האחרונה נמצאת בשימוש נרחב במיוחד במערכות Hi-Fi וקולנוע ביתי בעת בחירת מיקומו של סאב וופר (קישור בתדר נמוך), שמיקומו בחדר, עקב היעדר לוקליזציה של תדרים מתחת ל-150 הרץ, למעשה. לא משנה, והמאזין בכל מקרה מקבל תמונה הוליסטית של בימת הסאונד. דיוק הלוקליזציה תלוי במיקום מקור הקרינה של גלי קול בחלל. לפיכך, הדיוק הגדול ביותר של לוקליזציה של הצליל מצוין במישור האופקי, ומגיע לערך של 3°. IN מישור אנכימערכת השמיעה האנושית קובעת את כיוון המקור הרבה יותר גרוע, הדיוק במקרה זה הוא 10-15 מעלות (בשל המבנה הספציפי של האפרכסת והגיאומטריה המורכבת). דיוק הלוקליזציה משתנה מעט בהתאם לזווית של העצמים פולטי הקול במרחב עם זוויות ביחס למאזין, ומידת העקיפה של גלי הקול של ראש המאזין משפיעה גם על האפקט הסופי. כמו כן, יש לציין שאותות פס רחב ממוקמים טוב יותר מאשר רעש פס צר.

הרבה יותר מעניין הוא המצב עם ההגדרה של עומק הצליל הכיווני. לדוגמא, אדם יכול לקבוע את המרחק לעצם באמצעות קול, אולם זה קורה במידה רבה יותר עקב שינוי בלחץ הקול בחלל. בדרך כלל, ככל שהאובייקט רחוק יותר מהמאזין, יותר גלי קול מוחלשים במרחב הפנוי (בתוך הבית, מתווספת השפעת גלי הקול המוחזרים). לפיכך, אנו יכולים להסיק שדיוק הלוקליזציה גבוה יותר בחדר סגור דווקא בגלל התרחשות הדהוד. גלים משתקפים המתרחשים בחללים סגורים גורמים לאפקטים מעניינים כמו הרחבת בימת הקול, עטיפה וכו'. תופעות אלו אפשריות בדיוק בשל הרגישות של לוקליזציה של צליל תלת מימדי. התלות העיקריות הקובעות את הלוקליזציה האופקית של הקול הן: 1) ההבדל בזמן ההגעה של גל קול משמאל ו אוזן ימנית; 2) ההבדל בעוצמה עקב עקיפה בראש המאזין. כדי לקבוע את עומק הצליל, ההבדל ברמת לחץ הקול וההבדל בהרכב הספקטרלי חשובים. לוקליזציה במישור האנכי תלויה מאוד גם בעקיפה באפרכסת.

המצב מסובך יותר עם מערכות סראונד מודרניות המבוססות על טכנולוגיית דולבי סראונד ואנלוגים. נראה כי העיקרון של בניית מערכות קולנוע ביתילווסת בבירור את השיטה של ​​יצירה מחדש של תמונה מרחבית טבעית למדי של צליל תלת מימדי עם עוצמת הקול והלוקליזציה הטבועה של מקורות וירטואליים בחלל. עם זאת, לא הכל כל כך טריוויאלי, שכן מנגנוני התפיסה והלוקליזציה של מספר רב של מקורות קול בדרך כלל אינם נלקחים בחשבון. הטרנספורמציה של צליל על ידי איברי השמיעה כרוכה בתהליך של הוספת אותות ממקורות שונים שהגיעו אוזניים שונות. יתרה מכך, אם מבנה הפאזה של צלילים שונים הוא פחות או יותר סינכרוני, תהליך כזה נתפס באוזן כצליל הבוקע ממקור אחד. יש גם שורה שלמהקשיים, כולל תכונות מנגנון הלוקליזציה, המקשה על קביעת כיוון המקור במדויק בחלל.

לאור האמור לעיל, המשימה הקשה ביותר היא להפריד צלילים ממקורות שונים, במיוחד אם המקורות השונים הללו משמיעים אות משרעת-תדר דומה. וזה בדיוק מה שקורה בפועל בכל מערכת מודרניתסראונד, ואפילו במערכת סטריאו קונבנציונלית. כאשר אדם מאזין למספר רב של צלילים הבוקעים ממקורות שונים, בתחילה ישנה קביעה של שייכות כל צליל מסוים למקור היוצר אותו (קיבוץ לפי תדר, גובה, גוון). ורק בשלב השני מנסה השמועה לאתר את המקור. לאחר מכן, הצלילים הנכנסים מחולקים לזרמים על סמך מאפיינים מרחביים (הבדל בזמן הגעת האותות, הבדל במשרעת). על סמך המידע המתקבל נוצרת תמונה שמיעתית סטטית וקבועה פחות או יותר, ממנה ניתן לקבוע מהיכן מגיע כל צליל מסוים.

זה מאוד נוח להתחקות אחר תהליכים אלה בדוגמה של במה רגילה עם מוזיקאים קבועים עליה. יחד עם זאת, מעניין מאוד שאם הסולן/המבצע, תופס עמדה מוגדרת תחילה על הבמה, יתחיל לנוע בצורה חלקה על הבמה לכל כיוון, התמונה השמיעתית שנוצרה קודם לכן לא תשתנה! קביעת כיוון הצליל המגיע מהסולן תישאר זהה מבחינה סובייקטיבית, כאילו הוא עומד באותו מקום בו עמד לפני התנועה. רק במקרה שינוי פתאומיהמיקום של המבצע על הבמה, תמונת הקול שנוצרת תפוצל. בנוסף לבעיות הנחשבות ולמורכבות התהליכים של לוקליזציה של הצליל בחלל, במקרה של מערכות סראונד רב-ערוציות, תהליך ההדהוד בחדר ההאזנה הסופי משחק תפקיד גדול למדי. קשר זה בולט ביותר כאשר מספר גדולצלילים משתקפים מגיעים מכל הכיוונים - הדיוק של הלוקליזציה מתדרדר באופן משמעותי. אם הרוויה האנרגטית של הגלים המוחזרים גדולה יותר (שוררת) מצלילים ישירים, הקריטריון של לוקליזציה בחדר כזה הופך מטושטש ביותר, קשה מאוד (אם לא בלתי אפשרי) לדבר על הדיוק של קביעת מקורות כאלה.

עם זאת, בחדר בעל הדהוד גבוה, לוקליזציה מתרחשת באופן תיאורטי; במקרה של אותות פס רחב, השמיעה מונחית על ידי פרמטר הפרש העוצמה. במקרה זה, הכיוון נקבע על ידי רכיב התדר הגבוה של הספקטרום. בכל חדר, דיוק הלוקליזציה יהיה תלוי בזמן ההגעה של צלילים משתקפים לאחר צלילים ישירים. אם מרווח הפער בין אותות הקול הללו קטן מדי, "חוק הגל הישיר" מתחיל לפעול כדי לעזור למערכת השמיעה. המהות של תופעה זו: אם צלילים עם מרווח השהייה קצר מגיעים מכיוונים שונים, אז הלוקליזציה של הצליל כולו מתרחשת לפי הצליל הראשון שהגיע, כלומר. השמיעה מתעלמת במידה מסוימת מהצליל המשתקף אם הוא מגיע זמן קצר מדי לאחר הצליל הישיר. אפקט דומה מופיע גם כאשר נקבע כיוון הגעת הקול במישור האנכי, אך במקרה זה הוא חלש בהרבה (בשל העובדה שהרגישות של מערכת השמיעה ללוקליזציה במישור האנכי גרועה יותר באופן ניכר).

המהות של אפקט הבכורה היא הרבה יותר עמוקה ויש לה אופי פסיכולוגי ולא פיזיולוגי. בוצעו מספר רב של ניסויים, שעל בסיסם נקבעה התלות. אפקט זה מתרחש בעיקר כאשר זמן התרחשות ההד, המשרעת והכיוון שלו עולים בקנה אחד עם איזושהי "ציפייה" של המאזין מהאופן שבו האקוסטיקה של החדר המסוים הזה יוצרת תמונת קול. אולי לאדם כבר היה ניסיון של הקשבה בחדר זה או דומה, מה שיוצר את הנטייה של מערכת השמיעה להתרחשות האפקט ה"צפוי" של הקדימות. על מנת לעקוף מגבלות אלו הגלומות בשמיעה אנושית, במקרה של מספר מקורות קול, נעשה שימוש בתחבולות וטריקים שונים, בעזרתם נוצרת בסופו של דבר לוקליזציה פחות או יותר סבירה של כלי נגינה / מקורות קול אחרים בחלל. . בגדול, השחזור של תמונות סאונד סטריאו ורב-ערוציות מבוסס על הרבה הטעיה ויצירת אשליית שמע.

כאשר שני רמקולים או יותר (לדוגמה, 5.1 או 7.1, או אפילו 9.1) משחזרים צליל מנקודות שונות בחדר, המאזין שומע צלילים המגיעים ממקורות לא קיימים או דמיוניים, קולט פנורמה מסוימת של סאונד. האפשרות של הונאה זו טמונה בתכונות הביולוגיות של מבנה גוף האדם. סביר להניח, לאדם לא היה זמן להסתגל לזהות הונאה כזו בשל העובדה שעקרונות השעתוק הקול "מלאכותי" הופיעו לאחרונה יחסית. אבל, למרות שהתהליך של יצירת לוקליזציה דמיונית התברר כאפשרי, היישום עדיין רחוק מלהיות מושלם. העובדה היא שהשמיעה באמת קולטת מקור קול במקום שבו הוא למעשה לא קיים, אבל הנכונות והדיוק של העברת מידע קול (במיוחד, גוון) היא שאלה גדולה. בשיטה של ​​ניסויים רבים בחדרי הדהוד אמיתיים ובחדרים עמומים, נמצא שגוון גלי הקול שונה ממקורות אמיתיים ודמיוניים. זה משפיע בעיקר על התפיסה הסובייקטיבית של העוצמה הספקטרלית, הגוון במקרה זה משתנה בצורה משמעותית ומורגשת (בהשוואה לצליל דומה המשוחזר על ידי מקור אמיתי).

במקרה של מערכות קולנוע ביתי רב-ערוציות, רמת העיוות גבוהה יותר באופן ניכר, מכמה סיבות: 1) אותות קול רבים הדומים בתדר-משרעת ותגובת הפאזה מגיעים בו-זמנית ממקורות וכיוונים שונים (כולל גלים מושתקפים). לכל תעלת אוזן. זה מוביל לעיוות מוגבר ולהופעת סינון מסרק. 2) מרווח חזק של הרמקולים בחלל (ביחס אחד לשני, במערכות רב-ערוציות מרחק זה יכול להיות מספר מטרים או יותר) תורם לצמיחת עיוות הגוון וצבע הצליל באזור המקור הדמיוני. כתוצאה מכך, ניתן לומר שצביעת גוון במערכות סאונד רב-ערוציות והיקפיות מתרחשת בפועל משתי סיבות: תופעת סינון המסרק והשפעת תהליכי הדהוד בחדר מסוים. אם יותר ממקור אחד אחראי לשעתוק מידע קול (זה תקף גם למערכת סטריאו עם 2 מקורות), השפעת "סינון מסרק" היא בלתי נמנעת, הנגרמת על ידי זמני הגעה שונים של גלי קול לכל ערוץ שמיעתי. אי אחידות מסוימת נצפתה באזור האמצע העליון 1-4 קילוהרץ.

כולם ראו על אודיוגרמות או ציוד שמע פרמטר כזה של עוצמת הקול או הקשור אליו -. זוהי יחידת מדידה לעוצמת קול. פעם אנשים הסכימו וציינו שבדרך כלל אדם שומע מ-0 dB, כלומר למעשה לחץ קול מסוים שנקלט על ידי האוזן. הסטטיסטיקה אומרת שהטווח התקין הוא גם ירידה קלה ל-20dB, וגם שמיעה מעל הנורמה בצורה של -10dB! הדלתא של ה"נורמה" היא 30 dB, שזה איכשהו די הרבה.

מהו הטווח הדינמי של השמיעה? זוהי היכולת לשמוע צלילים בעוצמות שונות. זה מקובל כעובדה שהאוזן האנושית יכולה לשמוע מ-0dB עד 120-140dB. מאוד לא מומלץ להאזין לצלילים כבר מ-90dB ומעלה לאורך זמן.

הטווח הדינמי של כל אוזן אומר לנו שב-0dB האוזן שומעת טוב ומפורט, ב-50dB היא שומעת טוב ומפורט. אתה יכול לעשות את זה ב-100dB. בפועל, כולם היו במועדון או בקונצרט שבו התנגנה המוזיקה בקול – והפירוט נפלא. הקשבנו להקלטה בקושי בשקט דרך האוזניות, שוכבים בחדר שקט - וגם כל הפרטים היו במקום.

למעשה, ניתן לתאר אובדן שמיעה כהפחתה בטווח הדינמי. למעשה, אדם עם שמיעה לקויה אינו יכול לשמוע פרטים בעוצמת קול נמוכה. הטווח הדינמי שלו מצטמצם. במקום 130dB, הוא הופך ל-50-80dB. זו הסיבה: אין דרך "לדחוף" מידע שבמציאות הוא בתחום ה-130dB לתוך תחום ה-80dB. ואם גם זוכרים שדציבלים הם תלות לא ליניארית, אז מתבררת כל הטרגדיה של המצב.

אבל עכשיו בואו נדבר על שמיעה טובה. כאן מישהו שומע הכל ברמה של ירידה של בערך 10 dB. זה נורמלי ומקובל מבחינה חברתית. בפועל, אדם כזה יכול לשמוע דיבור רגיל ממרחק 10 מטרים. אבל אז מופיע אדם עם שמיעה מושלמת - מעל 0 על 10 dB - והוא שומע את אותו דיבור מ-50 מטר בתנאים שווים. הטווח הדינמי רחב יותר - יש עוד פרטים ואפשרויות.

טווח דינמי רחב גורם למוח לעבוד בצורה שונה לחלוטין ואיכותית. הרבה יותר מידע, זה הרבה יותר מדויק ומפורט, כי. נשמעים יותר ויותר צלילים והרמוניות שונים, שנעלמים בטווח דינמי צר: הם בורחים מתשומת ליבו של אדם, מכיוון בלתי אפשרי לשמוע אותם.

אגב, מכיוון שקיים טווח דינמי של 100dB+, זה גם אומר שאדם יכול להשתמש בו כל הזמן. פשוט הקשבתי בעוצמת שמע של 70dB, ואז התחלתי להאזין בפתאומיות - 20dB, ואז 100dB. המעבר חייב לקחת זמן מינימום. ולמעשה, אפשר לומר שאדם עם נפילה לא מרשה לעצמו להיות בעל טווח דינמי גדול. נראה שאנשים חירשים מחליפים את הרעיון שהכל מאוד חזק עכשיו - והאוזן מתכוננת לשמוע חזק או חזק מאוד, במקום המצב האמיתי.

יחד עם זאת, הטווח הדינמי בנוכחותו מראה שהאוזן לא רק מקליטת צלילים, אלא גם מתאימה לעוצמת הקול הנוכחית כדי לשמוע הכל טוב. פרמטר עוצמת הקול הכולל מועבר למוח בדיוק באותו אופן כמו אותות קול.

אבל אדם עם שמיעה מושלמת יכול לשנות בגמישות רבה את הטווח הדינמי שלו. וכדי לשמוע משהו הוא לא נמתח, אלא נרגע גרידא. כך, השמיעה נשארת מצוינת הן בתחום הדינמי ובמקביל בתחום התדרים.

פוסטים אחרונים מכתב עת זה

• איך הנפילה מתחילה בתדרים גבוהים? אין דרך לשמוע או לשים לב? (20000 הרץ)

  אתה יכול לערוך ניסוי כנה. אנחנו לוקחים אנשים רגילים, גם אם הם בני 20. ותדליק את המוזיקה. נכון, יש אזהרה אחת. אתה צריך לקחת את זה ולעשות את זה...

• 
  יבלל לשם יבבה. וִידֵאוֹ

  אנשים מתרגלים להתבכיין. נראה שזה חובה והכרחי. כאלה הם הרגשות והתחושות המוזרים בפנים. אבל כולם שוכחים שלהתבכיין זה לא...

• אתה מדבר על בעיה כלשהי - זה אומר שאכפת לך ממנה. אתה באמת לא יכול לשתוק. הם אומרים את זה כל הזמן. אבל במקביל הם מתגעגעים...

• מהו אירוע חשוב? האם תמיד משהו באמת משפיע על האדם? אוֹ? למעשה, אירוע חשוב הוא רק תווית בתוך הראש...

• 
  הסרת מכשיר השמיעה: מורכבות המעבר. תיקוני שמיעה מס' 260. וִידֵאוֹ

  מגיע רגע מעניין: עכשיו השמיעה הפכה מספיק טובה כדי שלפעמים אפשר לשמוע אותה די טוב בלי SA. אבל מנסה להוריד את זה - הכל נראה...

• 
  אוזניות הולכת עצם. למה, מה ואיך יהיה עם השמיעה?

  כל יום יותר ויותר אפשר לשמוע על אוזניות ורמקולים עם הולכת עצם. באופן אישי, לדעתי, זה רעיון רע מאוד בשילוב עם שניהם...

שדות טקסט

שדות טקסט

arrow_upward

הפונקציות של מערכת השמיעה מאופיינות במדדים הבאים:

1. טווח של תדרים נשמעים;
2. רגישות לתדר מוחלט;
3. רגישות דיפרנציאלית בתדירות ובעוצמה;
4. רזולוציה מרחבית וזמנית של השמיעה.

טווח תדרים

שדות טקסט

שדות טקסט

arrow_upward

טווח תדרים, נתפס על ידי מבוגר, מכסה כ-10 אוקטבות של הסולם המוזיקלי - מ-16-20 הרץ עד 16-20 קילו-הרץ.

טווח זה, האופייני לאנשים מתחת לגיל 25, יורד בהדרגה משנה לשנה עקב הקטנת החלק בתדר הגבוה שלו. לאחר 40 שנה, התדר העליון של הצלילים הנשמעים יורד ב-80 הרץ בכל שישה חודשים שלאחר מכן.

רגישות תדר מוחלטת

שדות טקסט

שדות טקסט

arrow_upward

רגישות השמיעה הגבוהה ביותר מתרחשת בתדרים מ-1 עד 4 קילו-הרץ. בטווח תדרים זה, רגישות השמיעה האנושית קרובה לרמת הרעש הבראוניאני - 2 x 10 -5 Pa.

אם לשפוט לפי האודיוגרמה, כלומר. פונקציות התלות של סף השמיעה בתדר הצליל, הרגישות לצלילים מתחת ל-500 הרץ יורדת בהתמדה: בתדר של 200 הרץ - על 35 דציבל, ובתדר של 100 הרץ - על ידי 60 דציבל.

ירידה כזו ברגישות השמיעה, במבט ראשון, נראית מוזרה, מכיוון שהיא משפיעה בדיוק על טווח התדרים שבו נמצא רובצלילי דיבור וכלי נגינה. עם זאת, ההערכה היא שבתחום התפיסה השמיעתית, אדם חש כ-300,000 צלילים בעלי חוזק וגובה שונים.

הרגישות הנמוכה של השמיעה לצליל של טווח התדרים הנמוכים מגנה על אדם מפני תחושה מתמדת של רעידות בתדר נמוך ורעשים של גופו שלו (תנועות שרירים, מפרקים, רעשי דם בכלי הדם).

רגישות דיפרנציאלית בתדירות ובעוצמה

שדות טקסט

שדות טקסט

arrow_upward

הרגישות הדיפרנציאלית של השמיעה האנושית מאפיינת את היכולת להבחין בין שינויים מינימליים בפרמטרים של קול (עוצמה, תדירות, משך וכו').

באזור רמות עוצמה בינוניות (כ-40-50 dB מעל סף השמיעה) ותדרים של 500-2000 הרץ, סף ההפרש לעוצמה הוא 0.5-1.0 dB בלבד, לתדר 1%. הבדלי משך האותות, הנקלטים על ידי מערכת השמיעה, הם פחות מ-10%, והשינוי בזווית של מקור הטון בתדר גבוה נאמד בדיוק של 1-3°.

רזולוציה מרחבית וזמנית של השמיעה

שדות טקסט

שדות טקסט

arrow_upward

שמיעה מרחביתלא רק מאפשר לקבוע את מיקומו של מקור האובייקט הנשמע, את מידת הריחוק שלו ואת כיוון תנועתו, אלא גם מגביר את בהירות התפיסה. השוואה פשוטה של ​​האזנה מונו וסטריאו להקלטת סטריאו נותנת תמונה מלאה של היתרונות של תפיסה מרחבית.

תִזמוּןשמיעה מרחבית מבוססת על שילוב נתונים המתקבלים משתי אוזניים (שמיעה בינאורלית).

שמיעה בינאורית להגדיר שני תנאים עיקריים.

1. עבור תדרים נמוכים, הגורם העיקרי הוא ההבדל בזמן שהצליל מגיע לאוזן שמאל וימין,
2. לתדרים גבוהים - הבדלי עוצמה.

הצליל מגיע תחילה לאוזן הקרובה ביותר למקור. בתדרים נמוכים, גלי קול "מקיפים" את הראש בשל אורכם הגדול. לצליל באוויר יש מהירות של 330 מטר לשנייה. לכן, הוא נוסע 1 ס"מ ב-30 מיקרוסופט. מכיוון שהמרחק בין האוזניים של אדם הוא 17-18 ס"מ, והראש יכול להיחשב ככדור עם רדיוס של 9 ס"מ, ההבדל בין הקול הנכנס לאוזניים שונות הוא 9π x 30=840 µs, כאשר 9π (או 28 ס"מ (π=3.14)) הוא הנתיב הנוסף שהקול חייב לעבור סביב הראש כדי להגיע לאוזן השנייה.

מטבע הדברים, הבדל זה תלוי במיקום המקור.- אם הוא בקו האמצעי מלפנים (או מאחור), אז הצליל מגיע לשתי האוזניים בו זמנית. ההזזה הקלה ביותר ימינה או שמאלה לקו האמצע (אפילו פחות מ-3°) כבר נתפסת על ידי האדם. וזה אומר את זה ההבדל בין הגעת צליל לאוזן ימין ושמאל, שהוא משמעותי לניתוח על ידי המוח, הוא פחות מ-30 מיקרון שניות.

כתוצאה מכך, המימד המרחבי הפיזי נתפס בשל היכולות הייחודיות של מערכת השמיעה כמנתח זמן.

על מנת להצליח להבחין בהבדל כה קטן בזמן, דרושים מנגנוני השוואה עדינים ומדויקים מאוד. השוואה כזו מתבצעת על ידי מערכת העצבים המרכזית במקומות שבהם הדחפים מאוזן ימין ושמאל מתכנסים לאותו מבנה (תא עצב).

מקומות כאלה, מה שנקרארמות התכנסות עיקריות, במערכת השמיעה הקלאסית, לפחות שלושה הם קומפלקס האוליבר העליון, הקוליקלוס התחתון וקורטקס השמיעה. אתרי התכנסות נוספים נמצאים בכל רמה, כגון חיבורים בין-גבעות ובין-המיספריים.

שלב גלי קולקשור להבדלים בזמן הגעת הקול באוזן ימין ושמאל. הצליל "מאוחר יותר" יוצא מפאזה עם הצליל הקודם, "המוקדם יותר". פיגור זה חשוב בתפיסה של תדרים נמוכים יחסית של צלילים. אלו הם תדרים עם אורך גל של לפחות 840 µs, כלומר. תדרים שלא יעלו על 1300 הרץ.

בתדרים גבוהים, כאשר גודל הראש גדול בהרבה מאורך גל הקול, האחרון אינו יכול "להקיף" את המכשול הזה. לדוגמה, אם לצליל יש תדר של 100 הרץ, אזי אורך הגל שלו הוא 33 מ', בתדר צליל של 1000 הרץ - 33 ס"מ, ובתדר של 10,000 הרץ - 3.3 ס"מ. מהאיורים לעיל עולה כי בשעה בתדרים גבוהים הצליל מוחזר מהראש. כתוצאה מכך, יש הבדל בעוצמת הצלילים המגיעים לאוזן ימין ושמאל. בבני אדם, הסף ההפרש לעוצמה בתדר של 1000 הרץ הוא כ-1 dB, כך שמיקומו של מקור קול בתדר גבוה מבוסס על הבדלים בעוצמת הקול הנכנס לאוזן ימין ושמאל.

רזולוציית השמיעה בזמן מאופיינת בשני אינדיקטורים.

קוֹדֶם כֹּל, זה סיכום זמן. מאפייני סיכום זמן -

• הזמן שבו משך הגירוי משפיע על סף תחושת הקול,
• מידת ההשפעה הזו, כלומר. גודל השינוי בסף התגובה. בבני אדם, סיכום זמני נמשך כ-150 אלפיות השנייה.

שנית, זה מרווח מינימליבין שני גירויים קצרים (דחפי קול), אשר נבדל על ידי האוזן. הערך שלו הוא 2-5 אלפיות השנייה.