Mekkora az emberi fül által érzékelt mechanikai rezgések frekvenciája. Az emberi hangérzékelés jellemzői. Két hang kölcsönhatása

A halláskárosodás egy kóros állapot, amelyet halláskárosodás és a beszélt nyelv megértésének nehézsége jellemez. Elég gyakran előfordul, különösen időseknél. Napjainkban azonban megfigyelhető a halláskárosodás korábbi kialakulása irányába, beleértve a fiatalokat és a gyermekeket is. Attól függően, hogy mennyire legyengült a hallás, a halláskárosodás különböző fokozatokra oszlik.

Mi a decibel és a hertz

Bármilyen hang vagy zaj két paraméterrel jellemezhető: a magasság és a hangintenzitás.

Hangmagasság

A hang magasságát a hanghullám rezgéseinek száma határozza meg, és hertzben (Hz) fejezik ki: minél magasabb a hertz, annál magasabb a hangszín. Például egy hagyományos zongora bal oldali legelső fehér billentyűje ("A" szubkontroktáv) 27 500 Hz-en halk hangot, míg a jobb oldali legutolsó fehér billentyű (az ötödik oktávig) 4186,0 Hz-et produkál. .

Az emberi fül képes megkülönböztetni a hangokat a 16-20 000 Hz tartományban. A 16 Hz-nél kisebbet infrahangnak nevezzük, a 20 000 felettieket pedig ultrahangnak. Az ultrahangot és az infrahangot sem az emberi fül nem érzékeli, de hatással lehet a testre és a pszichére.

Frekvencia szerint az összes hallható hang felosztható magas, közepes és alacsony frekvenciákra. Az alacsony frekvenciájú hangok 500 Hz-ig terjednek, a középfrekvenciás - 500-10 000 Hz-en belül, a magas frekvenciák - minden olyan hang, amelynek frekvenciája meghaladja a 10 000 Hz-et. Az emberi fül azonos ütközési erővel jobban hallja a középfrekvenciás hangokat, amelyeket hangosabbnak érzékel. Ennek megfelelően az alacsony és magas frekvenciájú hangok halkabban „hallhatók”, vagy akár teljesen leállnak. Általában 40-50 év elteltével a hangok hallhatóságának felső határa 20 000-ről 16 000 Hz-re csökken.

hangerő

Ha a fül nagyon hangos hangnak van kitéve, a dobhártya megrepedhet. Az alábbi képen - normál membrán, fent - egy hibás membrán.

Bármely hang különböző módon hathat a hallószervre. Ez a hangerőtől vagy hangerőtől függ, amelyet decibelben (dB) mérnek.

A normál hallás képes megkülönböztetni a 0 dB-től kezdődő hangokat. Ha 120 dB-nél nagyobb hangerőnek van kitéve.

A legkényelmesebb emberi fül a 80-85 dB tartományban érzi magát.

Összehasonlításképp:

• téli erdő nyugodt időben - körülbelül 0 dB,
• levelek susogása az erdőben, parkban - 20-30 dB,
• hétköznapi beszéd, irodai munka - 40-60 dB,
• az autó motorjának zaja - 70-80 dB,
• hangos sikolyok - 85-90 dB,
• mennydörgés - 100 dB,
• egy légkalapács tőle 1 méter távolságra - körülbelül 120 dB.

A halláskárosodás mértéke a hangerőhöz viszonyítva

Általában a halláskárosodás következő fokozatait különböztetjük meg:

• Normál hallás – egy személy a 0 és 25 dB közötti tartományba eső hangokat hall. Megkülönbözteti a levelek suhogását, az erdőben a madarak énekét, a falióra ketyegését stb.
• Halláskárosodás:

1. I. fokozat (enyhe) - egy személy 26-40 dB hangokat kezd hallani.
2. II. fokozat (közepes) - a hangok érzékelésének küszöbe 40-55 dB között kezdődik.
3. III fokú (súlyos) - 56-70 dB hangokat hall.
4. IV fok (mély) - 71-90 dB.

• A süketség olyan állapot, amikor egy személy nem hall 90 dB-nél hangosabb hangot.

A halláskárosodás mértékének rövidített változata:

1. Fényfok - az 50 dB-nél kisebb hangok érzékelésének képessége. Egy személy 1 m-nél nagyobb távolságból szinte teljesen megérti a köznyelvi beszédet.
2. Közepes fokú - a hangok érzékelésének küszöbe 50–70 dB hangerőnél kezdődik. Az egymással való kommunikáció nehézkes, mert ebben az esetben az ember jól hallja a beszédet akár 1 m távolságból.
3. Súlyos fokozat - több mint 70 dB. A normál intenzitású beszéd már nem hallható vagy nem érthető a fül közelében. Sikoltoznia kell, vagy speciális hallókészüléket kell használnia.

A mindennapi gyakorlatban a szakemberek a halláskárosodás egy másik osztályozását is használhatják:

1. Normál hallás. Egy személy 6 m-nél nagyobb távolságból hallja a társalgási beszédet és suttog.
2. Enyhe halláskárosodás. Az ember 6 m-nél nagyobb távolságból megérti a társalgási beszédet, de a suttogást legfeljebb 3-6 méterrel hallja tőle. A páciens még idegen zaj mellett is képes megkülönböztetni a beszédet.
3. Mérsékelt fokú halláskárosodás. A suttogás legfeljebb 1-3 m távolságban különböztethető meg, és a szokásos társalgási beszéd - akár 4-6 m. A beszédészlelést megzavarhatja az idegen zaj.
4. Jelentős mértékű halláskárosodás. A társalgási beszéd legfeljebb 2-4 m távolságból hallható, a suttogás pedig - 0,5-1 m-ig.. Olvashatatlan a szavak érzékelése, egyes kifejezéseket vagy szavakat többször meg kell ismételni.
5. Súlyos fokozat. A suttogás még a fülnél is szinte megkülönböztethetetlen, a köznyelvi beszéd még sikításkor is alig különbözik 2 m-nél kisebb távolságból.. Többet olvas az ajkakon.

A halláscsökkenés mértéke a hangmagassághoz viszonyítva

• I csoport. A betegek csak a 125-150 Hz tartományban lévő alacsony frekvenciákat képesek érzékelni. Csak halk és hangos hangokra reagálnak.
• II csoport. Ebben az esetben magasabb frekvenciák válnak elérhetővé az érzékeléshez, amelyek 150 és 500 Hz között vannak. Általában az egyszerű köznyelvi magánhangzók „o”, „y” megkülönböztethetővé válnak az észlelés szempontjából.
• III csoport. Az alacsony és közepes frekvenciák jó érzékelése (1000 Hz-ig). Az ilyen betegek már hallgatnak zenét, megkülönböztetik a csengőt, szinte minden magánhangzót hallanak, és felfogják az egyszerű kifejezések és az egyes szavak jelentését.
• IV csoport. Legyen elérhető a 2000 Hz-es frekvenciák érzékelésére. A betegek szinte az összes hangot, valamint az egyes kifejezéseket és szavakat megkülönböztetik. Értik a beszédet.

A halláskárosodás ezen osztályozása nemcsak a hallókészülék helyes kiválasztásához fontos, hanem a normál vagy speciális iskolában tanuló gyermekek meghatározásához is.

A halláskárosodás diagnózisa

Az audiometria segíthet meghatározni a beteg halláskárosodásának mértékét.

A halláskárosodás mértékének azonosításának és meghatározásának legpontosabb és megbízható módja az audiometria. Erre a célra speciális fejhallgatót helyeznek a páciensre, amelybe megfelelő frekvenciájú és erősségű jelet vezetnek. Ha az alany jelet hall, akkor arról a készülék gombjának megnyomásával vagy fejbiccentéssel tudatja. Az audiometria eredményei alapján megfelelő hallási percepciós görbe (audiogram) épül fel, melynek elemzése nemcsak a halláskárosodás mértékének meghatározását teszi lehetővé, hanem bizonyos helyzetekben a halláskárosodás természetének alaposabb megértését is lehetővé teszi. halláskárosodás.
Néha, amikor audiometriát végeznek, nem viselnek fejhallgatót, hanem hangvillát használnak, vagy egyszerűen csak bizonyos szavakat ejtenek ki bizonyos távolságra a pácienstől.

Mikor kell orvoshoz fordulni

Szükséges a fül-orr-gégészeti orvoshoz fordulni, ha:

1. Elkezdted a fejed a beszélő felé fordítani, és ugyanakkor erőlködni, hogy meghalld.
2. Az Önnel élő rokonok vagy a látogatóba érkezett barátok megjegyzik, hogy túl hangosan kapcsolta be a tévét, rádiót, lejátszót.
3. Az ajtócsengő most már nem olyan tiszta, mint korábban, vagy egyáltalán nem hallja.
4. Amikor telefonon beszél, megkéri a másik személyt, hogy hangosabban és tisztábban beszéljen.
5. Elkezdték kérni, hogy ismételje meg, amit mondtak.
6. Ha zaj van körülötte, akkor sokkal nehezebb lesz hallani a beszélgetőpartnert és megérteni, miről beszél.

Annak ellenére, hogy általában minél hamarabb kerül sor a helyes diagnózis felállítására és a kezelés megkezdésére, annál jobbak az eredmények, és annál valószínűbb, hogy a hallás még sok évig fennmarad.

Figyelembe véve a terjedés elméletét és a hanghullámok előfordulási mechanizmusait, tanácsos megérteni, hogyan "értelmezi" vagy érzékeli a hangot egy személy. Felelős a hanghullámok érzékeléséért az emberi testben páros szerv- fül. emberi fül- egy nagyon összetett szerv, amely két funkcióért felelős: 1) érzékeli a hangimpulzusokat 2) az egész emberi test vesztibuláris apparátusaként működik, meghatározza a test helyzetét a térben, és létfontosságú képességet ad az egyensúly fenntartására. Az átlagos emberi fül képes felvenni a 20-20 000 Hz-es ingadozásokat, de vannak eltérések felfelé vagy lefelé. Ideális esetben a hallható frekvenciatartomány 16 - 20 000 Hz, ami szintén 16 m - 20 cm hullámhossznak felel meg. A fül három részre oszlik: külső, középső és belső fül. Mindegyik „részleg” ellátja a saját funkcióját, azonban mindhárom részleg szorosan kapcsolódik egymáshoz, és valójában hangrezgések hullámát továbbítják egymásnak.

külső (külső) fül

A külső fül a fülkagylóból és a külső hallónyílásból áll. A fülkagyló egy összetett alakú, bőrrel borított rugalmas porc. A fülkagyló alján található a lebeny, amely zsírszövetből áll, és szintén bőrrel borított. A fülkagyló a környező térből érkező hanghullámok vevőjeként működik. A fülkagyló szerkezetének speciális formája lehetővé teszi a hangok jobb rögzítését, különösen a középfrekvenciás tartomány hangjait, amelyek a beszédinformációk továbbításáért felelősek. Ez a tény nagyrészt az evolúciós szükségszerűségnek köszönhető, mivel az ember élete nagy részét szóbeli kommunikációban tölti fajának képviselőivel. Az emberi fülkagyló gyakorlatilag mozdulatlan, ellentétben az állatfajok nagyszámú képviselőjével, amelyek a fülek mozgását használják a hangforrás pontosabb hangolására.

Az emberi fülcsont redői úgy vannak elrendezve, hogy korrekciókat (kisebb torzításokat) végezzenek a hangforrás térbeli függőleges és vízszintes elhelyezkedéséhez képest. Ennek az egyedülálló tulajdonságnak köszönhető, hogy az ember képes meglehetősen egyértelműen meghatározni egy tárgy helyét a térben önmagához képest, csak a hangra összpontosítva. Ez a funkció a "hang lokalizáció" kifejezés alatt is jól ismert. A fülkagyló fő funkciója, hogy a hallható frekvenciatartományban a lehető legtöbb hangot rögzítse. Az „elkapott” hanghullámok további sorsa a hallójáratban dől el, melynek hossza 25-30 mm. Ebben a külső fülkagyló porcos része átjut a csontba, és a hallójárat bőrfelülete faggyú- és kénmirigyekkel van ellátva. A hallójárat végén egy rugalmas dobhártya található, amelyhez a hanghullámok rezgései érnek, ezáltal válaszrezgéseket okozva. A dobhártya pedig továbbítja ezeket a kapott rezgéseket a középfül régiójába.

Középfül

A dobhártya által közvetített rezgések a középfülnek a "dobhártya-régiónak" nevezett területére jutnak. Ez egy körülbelül egy köbcentiméter térfogatú terület, amelyben három hallócsont található: kalapács, üllő és kengyel. Ezek a "köztes" elemek töltik be a legfontosabb funkciót: a hanghullámok átvitelét a belső fülbe és egyidejű erősítést. A hallócsontok egy rendkívül összetett hangátviteli lánc. Mindhárom csont szorosan kapcsolódik egymással, valamint a dobhártyával, aminek köszönhetően a rezgések átvitele "a lánc mentén" történik. A belső fül régiójához közeledve az előszoba ablaka van, amelyet a kengyel alja elzár. A dobhártya mindkét oldalán lévő nyomás kiegyenlítése érdekében (például a külső nyomás változása esetén) a középfül területe a nasopharynxen keresztül kapcsolódik az orrgarathoz. fülkürt. Mindannyian jól ismerjük a füldugó hatást, amely pontosan az ilyen finomhangolás miatt jelentkezik. A középfülből a már felerősített hangrezgések a belső fül tartományába esnek, amely a legösszetettebb és legérzékenyebb.

belső fül

A legösszetettebb forma a belső fül, amelyet emiatt labirintusnak neveznek. A csontos labirintus a következőket tartalmazza: előcsarnok, cochlea és félkör alakú csatornák, valamint a vestibularis készülék az egyensúlyért felelős. Ebben a kötegben a cochlea közvetlenül kapcsolódik a halláshoz. A cochlea egy spirális membráncsatorna, amely nyirokfolyadékkal van feltöltve. Belül a csatornát két részre osztja egy másik hártyás septum, az úgynevezett "alapmembrán". Ez a membrán különböző hosszúságú (összesen több mint 24 000) szálakból áll, amelyek húrszerűen vannak megfeszítve, és mindegyik húr a saját specifikus hangjára rezonál. A csatornát egy membrán osztja fel a felső és az alsó létrákra, amelyek a fülkagyló tetején kommunikálnak egymással. A másik végéről a csatorna a hallóanalizátor receptor apparátusához csatlakozik, amelyet apró szőrsejtek borítanak. A halláselemző készüléket Corti szervének is nevezik. Amikor a középfül felől érkező rezgések bejutnak a fülkagylóba, a csatornát kitöltő nyirokfolyadék is vibrálni kezd, rezgéseket továbbítva a fő membránra. Ebben a pillanatban működésbe lép a hallóanalizátor berendezése, amelynek több sorban elhelyezkedő szőrsejtjei a hangrezgéseket elektromos "idegimpulzusokká" alakítják át, amelyeket a hallóideg mentén továbbítanak az agykéreg időbeli zónájába. . Ilyen összetett és díszes módon az ember végül meghallja a kívánt hangot.

Az észlelés és a beszédképzés sajátosságai

A beszédtermelés mechanizmusa az emberben a teljes evolúciós szakaszban kialakult. Ennek a képességnek a jelentése verbális és non-verbális információ továbbítása. Az első verbális és szemantikai terhelést hordoz, a második az érzelmi komponens átviteléért felelős. A beszéd létrehozásának és észlelésének folyamata magában foglalja: az üzenet megfogalmazását; elemekbe kódolás a meglévő nyelv szabályai szerint; átmeneti neuromuszkuláris hatások; a hangszalagok mozgása; akusztikus jel kibocsátása; Ezután a hallgató akcióba lép, és elvégzi: a vett akusztikus jel spektrális elemzését és az akusztikus jellemzők kiválasztását a perifériás hallórendszerben, a kiválasztott jellemzők továbbítását neurális hálózatokon, a nyelvi kód felismerését (nyelvi elemzés), a jelentés megértését. az üzenetről.
A beszédjelek generálására szolgáló eszköz összehasonlítható egy összetett fúvós hangszerrel, de a hangolás sokoldalúságának és rugalmasságának, valamint a legkisebb finomságok és részletek reprodukálásának képességének nincs analógja a természetben. A hangképző mechanizmus három elválaszthatatlan összetevőből áll:

1. Generátor- a tüdő, mint a légtérfogat tárolója. A túlnyomásos energia a tüdőben raktározódik, majd a kiválasztó csatornán keresztül az izomrendszer segítségével ez az energia a gégéhez kapcsolódó légcsövön keresztül távozik. Ebben a szakaszban a légáram megszakad és módosul;
2. Vibrátor- hangszálakból áll. Az áramlást turbulens légsugarak (élhangokat keltenek) és impulzusforrások (robbanások) is befolyásolják;
3. Rezonátor- magában foglalja a bonyolult geometriai alakú rezonáns üregeket (garat, száj- és orrüreg).

Ezen elemek egyedi eszközének összesítésében minden ember egyedi hangszíne egyedileg alakul ki.

A légoszlop energiája a tüdőben keletkezik, amely belégzéskor és kilégzéskor a légköri és intrapulmonális nyomáskülönbség miatt bizonyos légáramlást hoz létre. Az energia felhalmozódási folyamata belégzéssel történik, a felszabadulás folyamatát a kilégzés jellemzi. Ez a mellkas kompressziója és tágulása miatt következik be, amely két izomcsoport segítségével történik: bordaközi és rekeszizom, mély légzéssel és énekléssel, a hasizmok, a mellkas és a nyak is összehúzódnak. Belégzéskor a rekeszizom összehúzódik és leesik, a külső bordaközi izmok összehúzódása megemeli a bordákat és oldalra viszi, a szegycsontot pedig előre. A mellkas tágulása a tüdőben nyomáseséshez vezet (a légköri nyomáshoz képest), és ez a tér gyorsan megtelik levegővel. Kilégzéskor ennek megfelelően ellazulnak az izmok, és minden visszatér a korábbi állapotába (a mellkas saját gravitációja hatására visszatér eredeti állapotába, a rekeszizom megemelkedik, a korábban kitágult tüdő térfogata csökken, az intrapulmonális nyomás megnő). A belégzés energiafelhasználást igénylő folyamatként írható le (aktív); a kilégzés az energiafelhalmozás folyamata (passzív). A légzés folyamatának és a beszédképzésnek az irányítása öntudatlanul történik, de énekléskor a légzés beállítása tudatos megközelítést és hosszú távú kiegészítő edzést igényel.

A későbbi beszéd- és hangképzésre fordított energia mennyisége a tárolt levegő mennyiségétől és a tüdőben lévő többletnyomás mértékétől függ. A képzett operaénekes által kifejlesztett maximális nyomás elérheti a 100-112 dB-t. A légáramlás szabályozása a hangszálak rezgésével és a garat alatti túlnyomás létrejötte, ezek a folyamatok a gégeben játszódnak le, amely egyfajta szelep a légcső végén. A szelep kettős funkciót lát el: védi a tüdőt az idegen tárgyaktól és fenntartja a magas nyomást. A gége az, amely a beszéd és az ének forrásaként működik. A gége izmokkal összekapcsolt porcok gyűjteménye. A gége meglehetősen összetett szerkezetű, amelynek fő eleme egy pár hangszál. A hangszálak jelentik a hangképzés fő (de nem az egyetlen) forrását vagy „vibrátorát”. A folyamat során a hangszálak súrlódás kíséretében mozognak. Ez ellen védendő speciális nyálkás váladék választódik ki, amely kenőanyagként működik. A beszédhangok kialakulását a szalagok rezgései határozzák meg, ami a tüdőből kilélegzett légáramlás kialakulásához vezet, egy bizonyos típusú amplitúdó karakterisztikához. A hangredők között kis üregek vannak, amelyek szükség esetén akusztikus szűrőként és rezonátorként működnek.

A hallási észlelés jellemzői, a hallásbiztonság, a hallásküszöbök, az alkalmazkodás, a megfelelő hangerőszint

Amint az az emberi fül szerkezetének leírásából látható, ez a szerv nagyon finom és meglehetősen összetett szerkezetű. Ezt a tényt figyelembe véve nem nehéz megállapítani, hogy ennek a rendkívül vékony és érzékeny készüléknek vannak korlátai, küszöbértékei stb. Az emberi hallórendszer a halk hangok, valamint a közepes intenzitású hangok érzékeléséhez igazodik. A hangos hangoknak való hosszan tartó expozíció a hallásküszöb visszafordíthatatlan eltolódásával, valamint egyéb hallásproblémákkal jár, egészen a teljes süketségig. A károsodás mértéke egyenesen arányos a hangos környezetben eltöltött expozíciós idővel. Ebben a pillanatban lép életbe az alkalmazkodási mechanizmus is - pl. hosszan tartó hangos hangok hatására az érzékenység fokozatosan csökken, az érzékelt hangerő csökken, a hallás alkalmazkodik.

Az adaptáció kezdetben arra törekszik, hogy megvédje a hallószerveket a túl hangos hangoktól, azonban ennek a folyamatnak a hatása a legtöbbször arra készteti az embert, hogy ellenőrizhetetlenül növelje az audiorendszer hangerejét. A védelem a középső és a belső fül mechanizmusának köszönhetően valósul meg: a kengyel visszahúzódik ovális ablak, ezáltal megakadályozza a túl hangos hangokat. Ám a védelmi mechanizmus nem ideális és időkésleltetésű, a hangérkezés kezdete után mindössze 30-40 ms-mal vált ki, ráadásul a teljes védelem még 150 ms-os időtartammal sem érhető el. A védelmi mechanizmus akkor lép működésbe, ha a hangerő meghaladja a 85 dB szintet, sőt maga a védelem 20 dB-ig terjed.
A legveszélyesebbnek ebben az esetben a „hallásküszöb-eltolódás” jelensége tekinthető, amely a gyakorlatban általában a 90 dB feletti hangos hangok hosszan tartó kitettsége következtében jelentkezik. Helyreállítási folyamat hallórendszer után az ilyen káros hatások akár 16 óráig is eltarthatnak. A küszöbeltolódás már 75 dB intenzitásszintnél kezdődik, és a jelszint növekedésével arányosan növekszik.

A megfelelő hangintenzitás problémájának mérlegelésekor a legrosszabb az a tény, hogy a hallással kapcsolatos (szerzett vagy veleszületett) hallásproblémák korunkban gyakorlatilag kezelhetetlenek. fejlett orvostudomány. Mindez minden épeszű embert elgondolkodtatásra késztet gondoskodó hozzáállás hallására, kivéve, ha természetesen azt tervezi, hogy megőrzi eredeti integritását és azt a képességét, hogy a teljes frekvenciatartományt a lehető leghosszabb ideig hallja. Szerencsére nem minden olyan ijesztő, mint amilyennek első pillantásra tűnhet, és számos óvintézkedés betartásával akár idős korban is könnyedén megmentheti hallását. Mielőtt megvizsgálnánk ezeket az intézkedéseket, fel kell idéznünk az emberi hallásérzékelés egy fontos jellemzőjét. Hallókészülék nem lineárisan érzékeli a hangokat. Hasonló jelenség a következő: ha elképzelünk egy tiszta hang bármely frekvenciáját, például 300 Hz-et, akkor a nemlinearitás akkor nyilvánul meg, amikor a logaritmikus elv szerint ennek az alapfrekvenciának a felhangjai jelennek meg a fülben (ha az alapfrekvencia f-nek vesszük, akkor a frekvencia felhangok 2f, 3f stb. lesznek növekvő sorrendben). Ez a nemlinearitás is könnyebben érthető, és sokak számára ismerős a név alatt "nemlineáris torzítás". Mivel ilyen harmonikusok (felhangok) nem fordulnak elő az eredeti tiszta hangban, kiderül, hogy a fül maga viszi be a saját korrekcióit, felhangjait az eredeti hangzásba, de ezek csak szubjektív torzításként határozhatók meg. 40 dB alatti intenzitási szinten szubjektív torzítás nem lép fel. Az intenzitás 40 dB-ről történő növelésével a szubjektív harmonikusok szintje emelkedni kezd, de még 80-90 dB-es szinten is viszonylag kicsi a negatív hozzájárulásuk a hanghoz (ezért ez az intenzitásszint feltételesen egyfajta hangzásnak tekinthető „arany középút” a zenei szférában).

Ezen információk alapján könnyen meghatározhatja a biztonságos és elfogadható hangerőszintet, amely nem károsítja a hallószerveket, és ugyanakkor lehetővé teszi a hang minden jellemzőjének és részletének hallását, például munkavégzés esetén. "hifi" rendszerrel. Ez az "arany középút" szintje körülbelül 85-90 dB. Ezen a hangintenzitáson lehet igazán hallani mindent, ami a hangútba ágyazódik, miközben az idő előtti károsodás és halláskárosodás veszélye minimális. Szinte teljesen biztonságosnak tekinthető a 85 dB-es hangerőszint. Ahhoz, hogy megértsük, mi a veszélye a hangos hallgatásnak, és miért nem teszi lehetővé a túl alacsony hangerő hallását a hang minden árnyalatának, nézzük meg ezt a kérdést részletesebben. Ami az alacsony hangerőt illeti, az alacsony hangerőn történő zenehallgatás célszerűtlensége (de gyakrabban szubjektív vágya) a következő okokra vezethető vissza:

1. Az emberi hallási észlelés nemlinearitása;
2. A pszichoakusztikus észlelés jellemzői, amelyeket külön tárgyalunk.

A hallási észlelés fentebb tárgyalt nemlinearitása minden 80 dB alatti hangerő esetén jelentős hatást fejt ki. A gyakorlatban ez így néz ki: ha csendes szinten, például 40 dB-en kapcsolja be a zenét, akkor a zenei kompozíció középfrekvencia-tartománya lesz a legtisztábban hallható, legyen szó az előadó énekéről / ebben a tartományban játszó előadó vagy hangszer. Ugyanakkor egyértelműen hiányozni fog az alacsony és a magas frekvenciák, éppen az érzékelés nemlinearitása miatt, valamint az, hogy a különböző frekvenciák eltérő hangerőn szólalnak meg. Így nyilvánvaló, hogy a kép egészének teljes érzékeléséhez az intenzitás frekvenciaszintjét a lehető legnagyobb mértékben egyetlen értékhez kell igazítani. Annak ellenére, hogy még 85-90 dB hangerő mellett sem jön létre a különböző frekvenciák hangerejének idealizált kiegyenlítése, a szint elfogadhatóvá válik a normál mindennapi hallgatáshoz. Minél kisebb egyidejűleg a hangerő, annál tisztábban lesz hallható a jellegzetes nemlinearitás, vagyis a megfelelő mennyiségű magas és alacsony frekvenciák hiányának érzése. Ugyanakkor kiderül, hogy ilyen nemlinearitás mellett nem lehet komolyan beszélni a nagy hűségű "hi-fi" hangzás visszaadásáról, mert az eredeti hangkép átvitelének pontossága rendkívül alacsony lesz ezt a különleges helyzetet.

Ha belemélyedünk ezekbe a következtetésekbe, akkor világossá válik, hogy a halk zenehallgatás, bár az egészség szempontjából a legbiztonságosabb, miért érezhető rendkívül negatívan a fül által az egyértelműen valószínűtlen képek létrehozása miatt. hangszerekés a hangok, a hangszíntér léptékének hiánya. Általánosságban elmondható, hogy a csendes zenelejátszás háttérkíséretként használható, de teljesen ellenjavallt magas "hi-fi" minőséget hallgatni alacsony hangerőn, a fenti okok miatt nem lehet naturalista képeket létrehozni a hangszínpadról a hangmérnök a stúdióban alakította ki a felvételi szakaszban. De nem csak az alacsony hangerő korlátozza a végső hang érzékelését, hanem sokat rosszabb helyzet nagy hangerőn van. Lehetséges és nagyon egyszerű károsítani a hallását és kellően csökkenteni az érzékenységet, ha hosszan 90 dB felett hallgat zenét. Ezek az adatok nagy számon alapulnak orvosi kutatás, arra a következtetésre jutottak, hogy a 90 dB-nél hangosabb hang valódi és szinte helyrehozhatatlan egészségkárosító hatással jár. Ennek a jelenségnek a mechanizmusa a hallás észlelésében és a fül szerkezeti jellemzőiben rejlik. Amikor egy 90 dB feletti intenzitású hanghullám belép a hallójáratba, a középfül szervei lépnek működésbe, ami a hallási adaptációnak nevezett jelenséget idézi elő.

Ebben az esetben a történések elve a következő: a kengyel visszahúzódik az ovális ablakból, és megvédi a belső fület a túl hangos hangoktól. Ezt a folyamatot ún akusztikus reflex. A fül számára ez az érzékenység rövid távú csökkenéseként érzékelhető, ami mindenkinek ismerős lehet, aki járt már például klubokbeli rockkoncerteken. Egy ilyen koncert után az érzékenység rövid távú csökkenése következik be, amely egy bizonyos idő elteltével visszaáll a korábbi szintre. Az érzékenység helyreállítása azonban nem mindig lesz, és közvetlenül az életkortól függ. Mindezek mögött a hangos zene és egyéb hangok hallgatásának nagy veszélye húzódik meg, melynek intenzitása meghaladja a 90 dB-t. Az akusztikus reflex fellépése nem az egyetlen „látható” veszélye a hallási érzékenység elvesztésének. A túl hangos hangok hosszan tartó kitettsége esetén a belső fül területén található szőrszálak (amelyek reagálnak a rezgésekre) nagyon erősen eltérnek. Ebben az esetben az a hatás lép fel, hogy egy bizonyos frekvencia érzékeléséért felelős haj elhajlik a nagy amplitúdójú hangrezgések hatására. Valamikor egy ilyen szőr túlságosan eltérhet, és soha nem jön vissza. Ez egy adott frekvencián az érzékenység megfelelő elvesztését okozza!

A legszörnyűbb ebben az egész helyzetben az, hogy a fülbetegségek gyakorlatilag kezelhetetlenek, még a leginkább is modern módszerek az orvostudomány számára ismert. Mindez komoly következtetésekhez vezet: a 90 dB feletti hang veszélyes az egészségre, és szinte garantáltan idő előtti halláskárosodást vagy jelentős érzékenységcsökkenést okoz. Még elkeserítőbb, hogy az alkalmazkodás korábban említett tulajdonsága idővel működésbe lép. Ez a folyamat az emberi hallószervekben szinte észrevétlenül megy végbe; egy lassan 100%-hoz közeli érzékenységvesztő személy ezt nem veszi észre egészen addig a pillanatig, amikor a körülötte lévők odafigyelnek az állandó kérdésekre, mint például: "Mit mondtál?". A végkövetkeztetés rendkívül egyszerű: zenehallgatás közben létfontosságú, hogy ne engedjük meg a 80-85 dB feletti hangintenzitást! Ugyanebben a pillanatban van egy pozitív oldal is: a 80-85 dB-es hangerő megközelítőleg megfelel a zene stúdiókörnyezetben történő hangrögzítésének szintjének. Felmerül tehát az "arany középút" fogalma, amely fölé jobb nem emelkedni, ha az egészségügyi kérdéseknek legalább valami jelentősége van.

Már a rövid ideig tartó 110-120 dB-es zenehallgatás is hallásproblémákat okozhat, például egy élő koncert során. Nyilvánvaló, hogy ennek elkerülése néha lehetetlen vagy nagyon nehéz, de rendkívül fontos, hogy megpróbáljuk ezt megtenni az auditív észlelés integritásának megőrzése érdekében. Elméletileg a hangos hangoknak való rövid távú kitettség (legfeljebb 120 dB), még a „hallófáradtság” megjelenése előtt sem vezet súlyos negatív következményei. De a gyakorlatban általában előfordulnak olyan esetek, amikor ilyen intenzitású hangot érnek el hosszan. Az emberek anélkül süketítik meg magukat, hogy észrevennék a veszély teljes mértékét egy autóban, miközben audiorendszert hallgatnak, otthon, hasonló körülmények között, vagy fejhallgatóval egy hordozható lejátszón. Miért történik ez, és mitől válik egyre hangosabbá a hang? Erre a kérdésre két válasz adható: 1) A pszichoakusztika hatása, amelyről külön lesz szó; 2) Az állandó igény, hogy "sikítsunk" néhány külső hangot a zene hangereje mellett. A probléma első aspektusa meglehetősen érdekes, és a későbbiekben részletesen tárgyaljuk, de a probléma második oldala inkább negatív gondolatokhoz és következtetésekhez vezet a "hi-" hang helyes meghallgatásának valódi alapjainak téves megértésével kapcsolatban. fi" osztály.

Anélkül, hogy részletekbe mennénk, a zenehallgatással és a megfelelő hangerővel kapcsolatos általános következtetés a következő: a zenehallgatást 90 dB-nél nem magasabb hangintenzitáson, 80 dB-nél nem alacsonyabb hangintenzitáson kell végezni olyan helyiségben, ahol külső forrásokból idegen hangok hallhatók. erősen tompa vagy teljesen hiányzik (például: szomszédok beszélgetései és egyéb zajok a lakás fala mögött, utcai zajok és műszaki zajok, ha Ön az autóban van, stb.). Szeretném egyszer s mindenkorra hangsúlyozni, hogy az ilyen, valószínűleg szigorú követelmények betartása esetén érhető el a várva várt hangerő-egyensúly, amely nem okoz idő előtti nem kívánt károsodást a hallószervekben, valódi örömet szerezhet kedvenc zenéjének hallgatása során a hang legapróbb részleteivel magas és alacsony frekvenciákon, valamint a „hi-fi” hangzás koncepciója által követett pontossággal.

Pszichoakusztika és az észlelés sajátosságai

Annak érdekében, hogy a legjobb választ néhány fontos kérdéseket A hiteles információ személy általi végső észlelésével kapcsolatban a tudománynak egy egész ága foglalkozik az ilyen szempontok széles skálájával. Ezt a részt "pszichoakusztikának" hívják. A helyzet az, hogy a hallásérzékelés nem csak a hallószervek munkájával ér véget. A hallószerv (fül) általi közvetlen hangérzékelés után a kapott információk elemzésének legbonyolultabb és legkevésbé tanulmányozott mechanizmusa lép működésbe, ezért teljes mértékben az emberi agy a felelős, amelyet úgy alakítottak ki, hogy működésében meghatározott frekvenciájú hullámokat generál, és ezeket Hertz-ben (Hz) is jelzik. Az agyhullámok különböző frekvenciái megfelelnek az ember bizonyos állapotainak. Így kiderül, hogy a zenehallgatás hozzájárul az agy frekvenciahangolásának megváltozásához, és ezt fontos figyelembe venni zenei kompozíciók hallgatásakor. Ezen az elméleten alapul a hangterápia módszere is, amely közvetlenül befolyásolja az ember mentális állapotát. Az agyhullámoknak öt típusa van:

1. Delta hullámok (4 Hz alatti hullámok). Megfelel az álmok nélküli mély alvás állapotának, miközben nincs testérzet.
2. Theta hullámok (4-7 Hz-es hullámok). Az alvás vagy a mély meditáció állapota.
3. Alfa-hullámok (7-13 Hz-es hullámok). Elernyedt és relaxált állapotok ébrenlét alatt, álmosság.
4. Béta hullámok (13-40 Hz-es hullámok). A tevékenység állapota, a mindennapi gondolkodás és a szellemi tevékenység, az izgalom és a megismerés.
5. Gamma hullámok (40 Hz feletti hullámok). Az intenzív mentális tevékenység, a félelem, az izgalom és a tudatosság állapota.

A pszichoakusztika, mint tudományág leginkább erre keresi a választ érdekes kérdéseket a hang információ egy személy általi végső észlelésére vonatkozik. Ennek a folyamatnak a tanulmányozása során rengeteg tényezőre derül fény, amelyek hatása mindig fellép mind a zenehallgatás folyamatában, mind a hanginformációk feldolgozásának és elemzésének bármely más esetben. A pszichoakusztika szinte az összes lehetséges hatást tanulmányozza, kezdve az ember érzelmi és mentális állapotától a hallás idején, egészen a hangszálak szerkezeti jellemzőiig (ha a hang összes finomságának észlelésének sajátosságairól beszélünk teljesítmény) és a hang elektromos impulzusokká alakításának mechanizmusa. A legérdekesebb, és a legfontosabb tényezőkről (amelyeket minden alkalommal figyelembe kell venni, amikor kedvenc zenéjét hallgatja, valamint egy professzionális audiorendszer felépítésekor) tovább tárgyaljuk.

A konszonancia, zenei összhang fogalma

Az emberi hallórendszer eszköze egyedülálló, mindenekelőtt a hangészlelés mechanizmusában, a hallórendszer nemlinearitásában, a hangok magasság szerinti csoportosításának képességében, meglehetősen nagy pontossággal. Az észlelés legérdekesebb sajátossága a hallórendszer nemlinearitása, amely további nem létező (főhangú) harmonikusok megjelenésében nyilvánul meg, ami különösen gyakran a zenei vagy tökéletes hangmagasságú embereknél nyilvánul meg. . Ha részletesebben megállunk, és elemezzük a zenei hang észlelésének minden finomságát, akkor könnyen megkülönböztethető a különböző akkordok és hangközök „konszonanciája” és „disszonanciája” fogalma. koncepció "együtthangzás" mássalhangzóként (a francia "beleegyezés" szóból) határozzák meg, és fordítva, "disszonancia"- következetlen, diszharmonikus hangzás. Annak ellenére, hogy a zenei intervallumok jellemzőinek e fogalmai különféle értelmezéseket tartalmaznak, a legkényelmesebb a kifejezések "zenei-pszichológiai" értelmezését használni: együtthangzás az ember kellemes és kényelmes, lágy hangként határozza meg és érzi; disszonancia másrészt irritációt, szorongást és feszültséget okozó hangként jellemezhető. Az ilyen terminológia enyhén szubjektív, és a zene fejlődéstörténetében is teljesen más hangközöket vettek a "mássalhangzóra" és fordítva.

Manapság ezeket a fogalmakat is nehéz egyértelműen felfogni, mivel a különböző zenei preferenciákkal és ízléssel rendelkező emberek között különbségek vannak, és nincs általánosan elfogadott és elfogadott harmóniafogalom. A különböző zenei intervallumok mássalhangzóként vagy disszonánsként való észlelésének pszichoakusztikus alapja közvetlenül függ a „kritikus sáv” fogalmától. Kritikus csík- ez a sáv egy bizonyos szélessége, amelyen belül a hallási érzések drámaian megváltoznak. A kritikus sávok szélessége a frekvencia növekedésével arányosan növekszik. Ezért a konszonanciák és a disszonanciák érzése közvetlenül összefügg a kritikus sávok jelenlétével. Az emberi hallószerv (fül), amint azt korábban említettük, a hanghullámok elemzésének egy bizonyos szakaszában egy sávszűrő szerepét tölti be. Ez a szerep a basilaris membránhoz van rendelve, amelyen 24 kritikus sáv található frekvenciafüggő szélességgel.

Így a konszonancia és az inkonzisztencia (konszonancia és disszonancia) közvetlenül függ a hallórendszer felbontásától. Kiderült, hogy ha két különböző hang egyhangúan szólal meg, vagy a frekvenciakülönbség nulla, akkor ez tökéletes összhang. Ugyanez a konszonancia lép fel, ha a frekvenciakülönbség nagyobb, mint a kritikus sáv. Disszonancia csak akkor lép fel, ha a frekvenciakülönbség a kritikus sáv 5%-a és 50%-a között van. A legnagyobb fokú disszonancia ebben a szegmensben akkor hallható, ha a különbség a kritikus sáv szélességének egynegyede. Ez alapján könnyen elemezhető bármilyen kevert zenei felvétel és hangszerkombináció a hang konszonanciája vagy disszonanciája szempontjából. Nem nehéz kitalálni, hogy ebben az esetben mekkora szerepe van a hangmérnöknek, a hangstúdiónak és a végleges digitális vagy analóg eredeti hangsáv egyéb komponenseinek, és mindezt még azelőtt, hogy megkísérelnénk a hangvisszaadó berendezésen reprodukálni.

Hang lokalizáció

A binaurális hallás és a térbeli lokalizáció rendszere segíti az embert a térbeli hangkép teljességének érzékelésében. Ezt az érzékelési mechanizmust két hallókészülék és két hallójárat valósítja meg. Az ezeken a csatornákon keresztül érkező hanginformációkat ezt követően a hallórendszer perifériás részében dolgozzák fel, és spektrális és időbeli elemzésnek vetik alá. Ezt az információt továbbítják továbbá az agy magasabb részeibe, ahol összehasonlítják a bal és a jobb hangjel közötti különbséget, és egyetlen hangkép is keletkezik. Ezt a leírt mechanizmust ún binaurális hallás. Ennek köszönhetően az embernek ilyen egyedi lehetőségei vannak:

1) egy vagy több forrásból származó hangjelek lokalizálása, miközben térbeli képet alkot a hangtér érzékeléséről
2) a különböző forrásokból érkező jelek elkülönítése
3) egyes jelek kiválasztása mások hátterében (például a beszéd és a hang kiválasztása zajból vagy hangszerek hangjából)

A térbeli lokalizáció egy egyszerű példával könnyen megfigyelhető. Egy koncerten, ahol egy színpad és egy bizonyos számú zenész van rajta, egymástól bizonyos távolságra, könnyen (igény szerint, akár a szem becsukásával) meghatározható az egyes hangszerek hangjelzésének érkezési iránya, a hangtér mélységének és térbeliségének felmérésére. Ugyanígy értékelik a jó hifi rendszert, amely képes megbízhatóan "reprodukálni" a térbeliség és a lokalizáció efféle hatásait, ezáltal ténylegesen "megtéveszti" az agyat, érezteti kedvenc előadója teljes jelenlétét egy élő előadáson. A hangforrás lokalizációját általában három fő tényező határozza meg: időbeli, intenzitás és spektrális. Ezektől a tényezőktől függetlenül számos minta használható a hanglokalizáció alapjainak megértéséhez.

A lokalizáció legnagyobb hatása, amelyet az emberi hallószervek érzékelnek, a középfrekvenciás régióban jelentkezik. Ugyanakkor szinte lehetetlen meghatározni a 8000 Hz feletti és 150 Hz alatti frekvenciák hangjainak irányát. Ez utóbbi tényt különösen széles körben alkalmazzák hi-fi és házimozi rendszerekben a mélynyomó (alacsonyfrekvenciás link) helyének kiválasztásakor, amelynek helyiségben való elhelyezése a 150 Hz alatti frekvenciák lokalizációjának hiánya miatt gyakorlatilag nem számít, és a hallgató mindenképpen holisztikus képet kap a hangszínpadról. A lokalizáció pontossága a hanghullámok sugárzási forrásának térbeli helyétől függ. Így a hang lokalizációjának legnagyobb pontossága vízszintes síkban érhető el, elérve a 3°-os értéket. Függőleges síkban az emberi hallórendszer sokkal rosszabbul határozza meg a forrás irányát, a pontosság ebben az esetben 10-15 ° (a fülkagylók sajátos szerkezete és a bonyolult geometria miatt). A lokalizáció pontossága némileg változik attól függően, hogy a térben a hangkibocsátó objektumok milyen szögben helyezkednek el a hallgatóhoz képest, és a hallgató fejének hanghullámainak diffrakciós foka is befolyásolja a végső hatást. Azt is meg kell jegyezni, hogy a szélessávú jelek jobban lokalizáltak, mint a keskeny sávú zajok.

Sokkal érdekesebb a helyzet az irányított hang mélységének meghatározásával. Például egy személy hang alapján meg tudja határozni az objektum távolságát, ez azonban nagyobb mértékben történik a hangnyomás térbeli változása miatt. Általában minél távolabb van az objektum a hallgatótól, annál több hanghullám csillapodik a szabad térben (beltéren a visszavert hanghullámok hatása is hozzáadódik). Ebből arra következtethetünk, hogy a lokalizáció pontossága zárt helyiségben éppen a visszhang fellépése miatt nagyobb. A zárt térben fellépő visszavert hullámok olyan érdekes hatásokat keltenek, mint a hangszínterek kitágulása, beburkolása stb. Ezek a jelenségek éppen a háromdimenziós hanglokalizáció érzékenysége miatt lehetségesek. A hang vízszintes lokalizációját meghatározó fő függőségek a következők: 1) a hanghullám balra érkezési idejének különbsége, ill. jobb ful; 2) az intenzitás különbsége a hallgató fejénél bekövetkező diffrakcióból. A hangmélység meghatározásához fontos a hangnyomásszint és a spektrális összetétel különbsége. A függőleges síkban való lokalizáció szintén erősen függ a fülkagyló diffrakciójától.

Bonyolultabb a helyzet a modern, dolby surround technológián és analógokon alapuló surround hangrendszerekkel. Úgy tűnik, hogy a házimozi-rendszerek felépítésének elve egyértelműen szabályozza a 3D hang meglehetősen naturalisztikus térbeli képének újraalkotásának módját a virtuális források térbeli hangerejének és lokalizációjának köszönhetően. Azonban nem minden olyan triviális, mivel általában nem veszik figyelembe a nagyszámú hangforrás észlelésének és lokalizációjának mechanizmusait. A hangnak a hallószervek általi átalakítása magában foglalja a különböző forrásokból származó jelek hozzáadásának folyamatát, amelyek különböző fülekhez jutottak. Sőt, ha a különböző hangok fázisszerkezete többé-kevésbé szinkron, akkor az ilyen folyamatot a fül egy forrásból származó hangként érzékeli. Számos nehézség is felmerül, köztük a lokalizációs mechanizmus sajátosságai, amelyek megnehezítik a forrás térbeli irányának pontos meghatározását.

A fentiek alapján a legnehezebb feladat a különböző forrásokból származó hangok elkülönítése, különösen, ha ezek a különböző források hasonló amplitúdó-frekvenciás jelet játszanak le. És pontosan ez történik a gyakorlatban bármelyikben modern rendszer térhatású hangzás, és akár hagyományos sztereó rendszerben is. Amikor az ember hallgat nagyszámú Különböző forrásokból származó hangok esetén először meg kell határozni az egyes hangok hozzátartozását az azt létrehozó forráshoz (frekvencia, hangmagasság, hangszín szerinti csoportosítás). És csak a második szakaszban próbálja meg a pletyka lokalizálni a forrást. Ezt követően a bejövő hangok a térbeli adottságok (jelek érkezési idejének eltérése, amplitúdókülönbség) alapján folyamokra oszlanak. A kapott információk alapján többé-kevésbé statikus és rögzített hallási kép alakul ki, amelyből megállapítható, hogy az egyes hangok honnan származnak.

Nagyon kényelmes ezeknek a folyamatoknak a nyomon követése egy hétköznapi színpad példáján, amelyen zenészek vannak rögzítve. Ugyanakkor nagyon érdekes, hogy ha a színpadon egy kezdetben meghatározott pozíciót elfoglaló énekes/előadó zökkenőmentesen kezd áthaladni a színpadon bármely irányba, akkor a korábban kialakult hallási kép nem változik! Az énekestől érkező hang irányának meghatározása szubjektíven ugyanaz marad, mintha ugyanazon a helyen állna, ahol a mozgás előtt állt. Csak az előadó színpadi helyének éles megváltozása esetén következik be a kialakult hangkép kettéhasadása. A többcsatornás térhatású hangrendszerek esetében a vizsgált problémák és a hanglokalizációs folyamatok bonyolultsága mellett a végső hallóteremben igen nagy szerepe van a visszhangzásnak. Ez a függőség akkor figyelhető meg legvilágosabban, ha nagyszámú visszavert hang érkezik minden irányból - a lokalizáció pontossága jelentősen romlik. Ha a visszavert hullámok energiatelítettsége nagyobb (ural), mint a közvetlen hangok, akkor egy ilyen helyiségben a lokalizáció kritériuma rendkívül elmosódottá válik, rendkívül nehéz (ha nem lehetetlen) beszélni az ilyen források meghatározásának pontosságáról.

Egy erősen visszhangzó helyiségben azonban elméletileg megtörténik a lokalizáció, szélessávú jelek esetén a hallást az intenzitáskülönbség paraméter vezérli. Ebben az esetben az irányt a spektrum nagyfrekvenciás összetevője határozza meg. A lokalizáció pontossága bármely helyiségben a visszavert hangok közvetlen hangok utáni érkezési idejétől függ. Ha a hangjelek közötti rés túl kicsi, a „közvetlen hullám törvénye” elkezdi segíteni a hallórendszert. Ennek a jelenségnek a lényege: ha különböző irányokból érkeznek rövid időkésleltetésű hangok, akkor a teljes hang lokalizációja az elsőként beérkező hang szerint történik, pl. a hallás bizonyos mértékig figyelmen kívül hagyja a visszavert hangot, ha az túl röviddel a közvetlen után jön. Hasonló hatás jelentkezik a függőleges síkban történő hang érkezési irányának meghatározásakor is, de ebben az esetben sokkal gyengébb (annak oka, hogy a hallórendszer függőleges síkban történő lokalizációra való érzékenysége észrevehetően rosszabb).

Az elsőbbségi hatás lényege sokkal mélyebb, és inkább pszichológiai, mint fiziológiai jellegű. Nagyszámú kísérletet végeztek, amelyek alapján megállapították a függőséget. Ez a hatás főleg akkor jelentkezik, ha a visszhang fellépésének időpontja, amplitúdója és iránya egybeesik a hallgató valamilyen "elvárásával", amely az adott helyiség akusztikájának hangképet alkotja. Lehetséges, hogy az illetőnek már volt tapasztalata a hallgatásról ebben a szobában vagy hasonlóban, ami a hallórendszer hajlamát képezi az elsőbbség „várható” hatásának bekövetkezésére. Ezen emberi hallásban rejlő korlátok megkerülésére több hangforrás esetén különféle trükköket és trükköket alkalmaznak, amelyek segítségével végső soron kialakul a hangszerek/egyéb hangforrások többé-kevésbé elfogadható helymeghatározása a térben. . A sztereó és többcsatornás hangképek reprodukálása általában sok megtévesztésen és hallási illúzió keltésen alapul.

Amikor két vagy több hangszóró (például 5.1 vagy 7.1, vagy akár 9.1) a szoba különböző pontjairól reprodukálja a hangot, a hallgató nem létező vagy képzeletbeli forrásokból származó hangokat hall, és egy bizonyos panoráma hangot érzékel. Ennek a megtévesztésnek a lehetősége az emberi test felépítésének biológiai sajátosságaiban rejlik. Valószínűleg az embernek nem volt ideje alkalmazkodni egy ilyen megtévesztés felismeréséhez, mivel a „mesterséges” hangvisszaadás elvei viszonylag nemrég jelentek meg. De bár a képzeletbeli lokalizáció létrehozásának folyamata lehetségesnek bizonyult, a megvalósítás még mindig messze van a tökéletestől. A helyzet az, hogy a hallás valóban ott érzékeli a hangforrást, ahol az valójában nem létezik, de a hanginformáció (különösen a hangszín) továbbításának helyessége és pontossága nagy kérdés. Valódi visszhangzós helyiségekben és tompa kamrákban végzett számos kísérlet módszerével megállapították, hogy a hanghullámok hangszíne eltér a valós és a képzeletbeli forrásokétól. Ez elsősorban a spektrális hangerő szubjektív érzékelését érinti, a hangszín ebben az esetben jelentős és észrevehető módon változik (ha összehasonlítjuk egy valódi forrás által reprodukált hasonló hanggal).

A többcsatornás házimozi rendszerek esetében a torzítás mértéke észrevehetően magasabb, több okból is: 1) Sok amplitúdó-frekvenciában és fázisválaszban hasonló hangjel egyszerre érkezik különböző forrásból és irányból (beleértve a visszavert hullámokat is) minden hallójárathoz. Ez fokozott torzításhoz és fésűszűrés megjelenéséhez vezet. 2) A hangszórók erős tértávolsága (egymáshoz képest, többcsatornás rendszerekben ez a távolság több méter vagy több is lehet) hozzájárul a hangszín torzításának és a hang színének növekedéséhez a képzeletbeli forrás tartományában. Ebből kifolyólag elmondhatjuk, hogy a hangszínek színezése a többcsatornás és surround hangrendszerekben a gyakorlatban két okból következik be: a fésűszűrés jelensége és a reverb folyamatok hatása egy adott helyiségben. Ha egynél több forrás felelős a hanginformáció reprodukálásáért (ez vonatkozik a 2 forrásból álló sztereó rendszerre is), akkor elkerülhetetlen a "fésűszűrés" hatása, amit a hanghullámok eltérő megérkezési ideje okoz az egyes hallócsatornákhoz. Különös egyenetlenségek figyelhetők meg a felső középső 1-4 kHz tartományában.

A hang és a zaj fogalma. A hang ereje.

A hang fizikai jelenség, amely mechanikai rezgések terjedése rugalmas hullámok formájában szilárd, folyékony vagy gáznemű közegben. Mint minden hullámot, a hangot is amplitúdó és frekvenciaspektrum jellemzi. A hanghullám amplitúdója a legnagyobb és a legkisebb sűrűségértékek közötti különbség. A hang frekvenciája a levegő másodpercenkénti rezgésének száma. A frekvenciát Hertzben (Hz) mérjük.

A különböző frekvenciájú hullámokat különböző magasságú hangokként érzékeljük. A 16-20 Hz (emberi hallástartomány) alatti frekvenciájú hangot infrahangnak nevezzük; 15 - 20 kHz-től 1 GHz-ig, - ultrahanggal, 1 GHz-től - hiperhanggal. A hallható hangok között megkülönböztethető a fonetikus (a szóbeli beszédet alkotó beszédhangok és fonémák) és a zenei hangok (amelyek a zenét alkotják). A zenei hangok nem egy, hanem több hangot, és néha zajkomponenseket tartalmaznak széles frekvenciatartományban.

A zaj egyfajta hang, amelyet az emberek kellemetlennek, zavarónak vagy akár kihívónak érzékelnek. fájdalom akusztikus kényelmetlenséget okozó tényező.

A hang számszerűsítésére átlagolt paramétereket használnak, amelyeket a statisztikai törvények alapján határoznak meg. A hangintenzitás egy elavult kifejezés, amely a hangintenzitáshoz hasonló, de nem azonos nagyságrendet ír le. A hullámhossztól függ. Hangintenzitás mértékegysége – bel (B). Hangszint gyakrabban Teljes decibelben mérve (0,1B). Egy füles személy körülbelül 1 dB hangerő-különbséget érzékelhet.

Az akusztikus zaj mérésére Stephen Orfield megalapította az Orfield Laboratory-t Dél-Minneapolisban. A kivételes csend elérése érdekében a helyiségben méter vastag üvegszálas akusztikai platformok, hőszigetelt acél duplafalak és 30 cm vastag beton található, amely a külső hangok 99,99 százalékát kiszűri és a belső hangokat elnyeli. Ezt a kamerát sok gyártó használja termékei hangerejének tesztelésére, mint például a szívbillentyűk, a mobiltelefon-kijelző hangja, az autó műszerfalának kapcsolóhangja. A hangminőség meghatározására is szolgál.

A különböző erősségű hangok eltérő hatással vannak az emberi szervezetre. Így Az akár 40 dB-es hang nyugtató hatású. A 60-90 dB-es hanghatástól irritáció, fáradtság, fejfájás érzése jelentkezik. A 95-110 dB erősségű hang a hallás fokozatos gyengülését, neuropszichés stresszt és különféle betegségeket okoz. A 114 dB-es hang hangmérgezést okoz alkoholos mérgezés, megzavarja az alvást, tönkreteszi a pszichét, süketséghez vezet.

Oroszországban vannak egészségügyi normák elfogadható szinten zajszint, ahol a személy jelenlétének különböző területeire és körülményeire a zajszint határértékei megadva:

A mikrokörzet területén 45-55 dB;

· iskolai osztályokban 40-45 dB;

kórházak 35-40 dB;

· az iparban 65-70 dB.

Éjszaka (23:00-07:00) a zajszintnek 10 dB-lel alacsonyabbnak kell lennie.

Példák a hangerősségre decibelben:

A levelek susogása: 10

Lakóhelyiségek: 40

Beszélgetés: 40–45

Iroda: 50–60

Bolti zaj: 60

Tévé, kiabálás, nevetés 1 m távolságból: 70-75

Utca: 70-80

Gyár (nehézipar): 70–110

Láncfűrész: 100

Sugárhajtás: 120–130

Zaj a diszkóban: 175

A hangok emberi érzékelése

A hallás a biológiai szervezetek azon képessége, hogy a hallószervekkel hangokat érzékeljenek. A hang eredete a rugalmas testek mechanikai rezgésein alapul. Az oszcilláló test felületével közvetlenül szomszédos levegőrétegben kondenzáció (kompresszió) és ritkulás lép fel. Ezek a kompressziók és ritkítások időben váltakoznak, és elasztikus longitudinális hullám formájában oldalra terjednek, amely eléri a fület, és annak közelében periodikus nyomásingadozásokat okoz, amelyek hatással vannak a halláselemzőre.

Egy hétköznapi ember képes hallani a hang rezgéseit a 16–20 Hz és 15–20 kHz közötti frekvenciatartományban. A hangfrekvenciák megkülönböztetésének képessége nagymértékben az egyéntől függ: életkorától, nemétől, hallásbetegségekre való hajlamától, edzésétől és hallásfáradtságától.

Az embernél a hallás szerve a fül, amely érzékeli a hangimpulzusokat, és felelős a test térbeli helyzetéért és az egyensúly megőrzéséért is. Ez egy páros szerv, amely a koponya halántékcsontjaiban található, kívülről a fülkagylók korlátozzák. Három részleg képviseli: a külső, a középső és a belső fül, amelyek mindegyike ellátja sajátos funkcióit.

A külső fül a fülkagylóból és a külső hallónyílásból áll. Az élő szervezetekben a fülkagyló a hanghullámok vevőjeként működik, amelyeket aztán a hallókészülék belsejébe továbbítanak. A fülkagyló értéke az emberben jóval kisebb, mint az állatokban, így az emberben gyakorlatilag mozdulatlan.

Az emberi fülkagyló redői a hang vízszintes és függőleges lokalizációjától függően kis frekvencia torzításokat vezetnek be a hallójáratba belépő hangba. Tehát az agy megkapja További információ a hangforrás megkereséséhez. Ezt az effektust néha használják az akusztikában, többek között a térhatású hangzás érzetének megteremtésére fejhallgató vagy hallókészülék használatakor. A külső hallónyílás vakon végződik: a dobhártya választja el a középfültől. A fülkagyló által elkapott hanghullámok elérik a dobhártyát, és rezgésbe hoznak. A dobhártya rezgései viszont a középfülbe kerülnek.

A középfül fő része a dobüreg - egy körülbelül 1 cm³ térfogatú kis tér, amely a dobüregben található. halántékcsont. Itt három hallócsont található: a kalapács, az üllő és a kengyel - egymással és a belső füllel (előszobaablak) vannak összekötve, hangrezgéseket adnak át a külső fülből a belsőbe, miközben felerősítik azokat. A középfül ürege az orrgarathoz kapcsolódik az Eustachianus cső segítségével, amelyen keresztül a dobhártyán belül és kívül kiegyenlítődik az átlagos légnyomás.

A belső fület bonyolult alakja miatt labirintusnak nevezik. A csontos labirintus az előcsarnokból, a fülkagylóból és a félköríves csatornákból áll, de csak a fülkagyló kapcsolódik közvetlenül a halláshoz, melynek belsejében folyadékkal teli hártyás csatorna található, melynek alsó falán a hallóanalizátor receptor apparátusa található. szőrsejtekkel borított. A szőrsejtek felveszik a csatornát kitöltő folyadék ingadozásait. Minden szőrsejt egy adott hangfrekvenciára van hangolva.

Az emberi hallószerv a következőképpen működik. A fülkagylók felfogják a hanghullám rezgéseit, és a hallójáratba irányítják. Ezen keresztül rezgéseket küldenek a középfülbe, és a dobhártyát elérve annak rezgéseit idézik elő. A hallócsontok rendszerén keresztül a rezgések továbbadódnak - a belső fülbe (a hangrezgések az ovális ablak membránjára kerülnek). A membrán rezgései a fülkagylóban lévő folyadék mozgását okozzák, ami viszont az alaphártya rezgését okozza. Amikor a rostok elmozdulnak, a receptorsejtek szőrszálai hozzáérnek az integumentum membránhoz. A gerjesztés a receptorokban történik, ami végső soron a hallóidegen keresztül az agyba jut, ahol a középső és a dicephalonon keresztül a gerjesztés az agykéreg hallózónájába kerül, amely a halántéklebenyekben található. Itt van a végső megkülönböztetés a hang természetétől, hangszínétől, ritmusától, erősségétől, hangmagasságától és jelentésétől.

A zaj hatása az emberre

Nehéz túlbecsülni a zaj emberi egészségre gyakorolt ​​hatását. A zaj az egyik olyan tényező, amelyet nem lehet megszokni. Az embernek csak úgy tűnik, hogy hozzá van szokva a zajhoz, de a folyamatosan ható akusztikus szennyezés tönkreteszi az emberi egészséget. A zaj rezonanciát okoz belső szervek, fokozatosan kimerítve számunkra észrevétlenül. Nem ok nélkül történt a középkorban a "harang alatt" kivégzés. A harangzúgás kínozta és lassan megölte az elítéltet.

A zaj emberi szervezetre gyakorolt ​​hatását sokáig nem tanulmányozták külön, bár már az ókorban is tudtak annak ártalmáról. Jelenleg a világ számos országában a tudósok különféle tanulmányokat végeznek a zaj emberi egészségre gyakorolt ​​hatásának meghatározására. Mindenekelőtt az idegrendszer, a szív- és érrendszer és az emésztőszervek szenvednek a zajtól.Összefüggés van a morbiditás és az akusztikus szennyezettség körülményei között való tartózkodás időtartama között. A 70 dB feletti intenzitású zajnak kitett 8-10 év után a betegségek növekedése figyelhető meg.

A hosszan tartó zaj károsan hat a hallószervre, csökkentve a hangérzékenységet. A rendszeres és hosszan tartó 85-90 dB ipari zajnak való kitettség halláskárosodás (fokozatos hallásvesztés) megjelenéséhez vezet. Ha a hangerő 80 dB felett van, fennáll a veszélye a középfülben található bolyhok érzékenységének elvesztésének - a hallóideg folyamatainak. Felük halála még nem vezet észrevehető halláskárosodáshoz. És ha meghal több mint a fele- az ember belecsöppen egy olyan világba, amelyben nem hallatszik a fák susogása, a méhek zümmögése. Mind a harmincezer hallóbolyhának elvesztésével az ember belép a csend világába.

A zaj akkumulatív hatású, azaz. a testben felhalmozódó akusztikus irritáció egyre jobban lenyomja az idegrendszert. Ezért, mielőtt halláscsökkenés a zajnak való kitettség miatt, funkcionális rendellenesség a központi idegrendszer. A zaj különösen káros hatással van a szervezet neuropszichés tevékenységére. A neuropszichiátriai betegségek folyamata nagyobb a zajos körülmények között dolgozók körében, mint a normál hangviszonyok között dolgozók körében. Minden típusú intellektuális tevékenység érintett, a hangulat romlik, néha zavartság, szorongás, ijedtség, félelem érzése van, és nagy intenzitással - gyengeség érzése, mint egy erős idegi sokk után. Az Egyesült Királyságban például minden negyedik férfi és minden harmadik nő neurózisban szenved a magas zajszint miatt.

A zajok működési zavarokat okoznak a szív-érrendszer. Az emberi szív- és érrendszerben zaj hatására bekövetkező változások vannak a következő tünetek: fájdalom a szív régiójában, szívdobogás, pulzus instabilitás és vérnyomás, néha hajlamos a végtagok hajszálereinek és a szemfenék görcsösségére. A keringési rendszerben intenzív zaj hatására bekövetkező funkcionális eltolódások idővel az értónus tartós változásaihoz vezethetnek, hozzájárulva a magas vérnyomás kialakulásához.

A zaj hatására megváltozik a szénhidrát-, zsír-, fehérje-, sóanyagcsere, ami a vér biokémiai összetételének megváltozásában nyilvánul meg (a vércukorszint csökken). A zaj káros hatással van a vizuális és vesztibuláris analizátorokra, csökkenti a reflexaktivitást ami gyakran balesetekhez és sérülésekhez vezet. Minél nagyobb a zaj intenzitása, a személy annál rosszabbul látja és reagál arra, ami történik.

A zaj befolyásolja az értelmi és tanulási tevékenységek. Például a tanulói teljesítmény. 1992-ben Münchenben a repülőteret a város másik részébe helyezték át. És kiderült, hogy a régi repülőtér közelében élő diákok, akik a bezárás előtt gyengén teljesítettek az információk olvasásában és emlékezésében, csendben sokkal jobb eredményeket értek el. A repülőtér áthelyezésének helye szerinti iskolákban azonban éppen ellenkezőleg, romlott a tanulmányi teljesítmény, és a gyerekek új ürügyet kaptak a rossz jegyekre.

A kutatók azt találták, hogy a zaj elpusztíthatja a növényi sejteket. Például kísérletek kimutatták, hogy a hangokkal bombázott növények kiszáradnak és elpusztulnak. A halál oka a nedvesség túlzott felszabadulása a leveleken keresztül: amikor a zajszint meghalad egy bizonyos határt, a virágok szó szerint könnyeznek. A méh elveszíti navigációs képességét, és abbahagyja a munkát a sugárhajtású repülőgép zajával.

A nagyon zajos modern zene is tompítja a hallást, idegbetegségeket okoz. A gyakran divatos kortárs zenét hallgató fiatal férfiak és nők 20 százalékánál a hallás ugyanolyan mértékben tompult, mint a 85 éveseknél. Különösen veszélyesek a játékosok és a tinédzserek diszkói. A diszkók zajszintje jellemzően 80-100 dB, ami összemérhető a nagy forgalom vagy a 100 méterről felszálló turbó-repülőgép zajszintjével. A lejátszó hangereje 100-114 dB. A légkalapács majdnem olyan fülsiketítően működik. Az egészséges dobhártya 110 dB-es hangerőt is elvisel 1,5 percig károsodás nélkül. Francia tudósok megjegyzik, hogy századunkban a hallássérülések aktívan terjednek a fiatalok körében; az életkor előrehaladtával nagyobb valószínűséggel kényszerülnek hallókészülék használatára. Még az alacsony hangerő is zavarja a koncentrációt a szellemi munka során. A zene, még ha nagyon halk is, csökkenti a figyelmet – ezt figyelembe kell venni az előadás során házi feladat. Ahogy a hang felerősödik, a szervezetben rengeteg stresszhormon szabadul fel, mint például az adrenalin. Ez szűkíti az ereket, lelassítja a belek munkáját. A jövőben mindez a szív és a vérkeringés megsértéséhez vezethet. A zaj okozta halláskárosodás gyógyíthatatlan betegség. A sérült ideg műtéti úton történő helyreállítása szinte lehetetlen.

Nemcsak a hallható hangok hatnak ránk negatívan, hanem azok is, amelyek kívül esnek a hallhatósági tartományon: mindenekelőtt az infrahang. Az infrahang a természetben földrengések, villámcsapások, erős szél. A városban az infrahang forrásai a nehézgépek, ventilátorok és minden rezgő berendezés . A 145 dB-ig terjedő infrahang fizikai stresszt, fáradtságot, fejfájást, a vesztibuláris apparátus megzavarását okozza. Ha az infrahang erősebb és hosszabb, akkor a személy rezgést érezhet a mellkasában, szájszárazságot, látásromlást, fejfájást és szédülést.

Az infrahang veszélye, hogy nehéz ellene védekezni: a közönséges zajtól eltérően gyakorlatilag lehetetlen elnyelni és sokkal tovább terjed. Ennek elnyomásához csökkenteni kell a hangot magában a forrásban speciális berendezések segítségével: reaktív típusú hangtompítók.

A teljes csend az emberi szervezetnek is árt. Tehát az egyik tervezőiroda alkalmazottai, amelyek kiváló hangszigeteléssel rendelkeztek, már egy héttel később panaszkodni kezdtek, hogy lehetetlen nyomasztó csendben dolgozni. Idegesek voltak, elvesztették munkaképességüket.

konkrét példa a zaj élő szervezetekre gyakorolt ​​hatása a következő eseménynek tekinthető. Több ezer ki nem kelt fióka pusztult el a Moebius német cég által az ukrán közlekedési minisztérium utasítására végzett kotrások következtében. A munkaeszközökből származó zaj 5-7 km-en keresztül terjedt, negatív hatással volt a Duna Bioszféra Rezervátum szomszédos területeire. A Duna Bioszféra Rezervátum és további 3 szervezet képviselői kénytelenek voltak fájdalommal konstatálni a Ptichya-köpden található tarka csér és csér teljes kolóniájának halálát. A katonai szonárok erős hangjai miatt delfinek és bálnák mosódnak fel a parton.

Zajforrások a városban

A hangok a legkárosabb hatással vannak az emberre a nagyvárosokban. De még a külvárosi falvakban is szenvedhet az ember zajszennyezés, amit a szomszédok működő műszaki eszközei okoznak: fűnyíró, eszterga vagy zeneközpont. Az általuk kibocsátott zaj meghaladhatja a maximálisan megengedett normákat. Pedig a fő zajszennyezés a városban jelentkezik. Ennek forrása a legtöbb esetben a járművek. A legnagyobb intenzitású hangok az autópályákról, a metrókról és a villamosokról szólnak.

Gépjármű szállítás. A legmagasabb zajszint a városok főutcáin figyelhető meg. Az átlagos forgalom intenzitása eléri a 2000-3000 járművet óránként és még többet, a maximális zajszint pedig 90-95 dB.

Az utcai zaj mértékét a forgalom intenzitása, sebessége és összetétele határozza meg. Ezen túlmenően az utcazaj mértéke függ a tervezési döntésektől (utcák hossz- és keresztirányú profilja, épületmagasság és -sűrűség) és olyan tereprendezési elemektől, mint az útburkolat lefedettsége és a zöldfelületek megléte. Ezen tényezők mindegyike akár 10 dB-lel is megváltoztathatja a közlekedési zaj szintjét.

Egy ipari városban gyakori az autópályákon történő áruszállítás nagy százaléka. A járművek, teherautók, különösen a dízelmotoros nehéz teherautók általános áramlásának növekedése a zajszint növekedéséhez vezet. Az autópálya úttestén fellépő zaj nemcsak az autópálya melletti területre terjed ki, hanem a lakóépületek mélyére is.

Vasúti szállítás. A vonatsebesség növekedése a vasútvonalak mentén vagy a rendezőpályaudvarok közelében elhelyezkedő lakott területeken is jelentős zajszint-emelkedéshez vezet. A maximális hangnyomásszint 7,5 m távolságban mozgó villamos vonattól eléri a 93 dB-t, személyvonattól - 91, tehervonattól -92 dB-t.

Az elektromos vonatok áthaladása által keltett zaj könnyen terjed nyílt területen. A hangenergia a legjelentősebben a forrástól számított első 100 m távolságban csökken (átlagosan 10 dB-lel). 100-200 távolságban a zajcsökkentés 8 dB, 200-300 között pedig már csak 2-3 dB. A vasúti zaj fő forrása az autók ütközései, amikor az illesztéseknél és egyenetlen síneken haladnak.

A városi közlekedés minden fajtájából a legzajosabb villamos. A sínen haladó villamos acélkerekei aszfalttal érintkezve 10 dB-lel magasabb zajszintet hoznak létre, mint az autók kerekei. A villamos zajterhelést kelt, amikor a motor jár, kinyitja az ajtókat és hangjelzéseket ad. A villamosforgalomból eredő magas zajszint az egyik fő oka a városi villamosvonalak csökkenésének. A villamosnak azonban számos előnye is van, így az általa keltett zaj csökkentésével más közlekedési módokkal is nyerhet a versenyben.

A gyorsvillamosnak nagy jelentősége van. Sikeresen használható fő közlekedési módként kis- és közepes méretű városokban, nagyvárosokban - városi, elővárosi és akár intercity-ként is, új lakóterületekkel, ipari övezetekkel, repülőterekkel való kommunikációhoz.

Légi közlekedés. A légi közlekedés jelentős részt foglal el számos város zajrendszerében. A polgári repülõterek gyakran lakott területek közvetlen közelében helyezkednek el, és a légi útvonalak számos településen haladnak át. A zajszint függ a kifutópályák és a repülőgépek repülési pályáinak irányától, a napközbeni repülések intenzitásától, az évszakoktól, valamint az ezen a repülőtéren állomásozó repülőgéptípusoktól. A repülőterek éjjel-nappali intenzív üzemeltetése mellett az egyenértékű zajszint egy lakóövezetben nappal eléri a 80 dB-t, éjszaka a 78 dB-t, a maximális zajszint pedig 92 és 108 dB között mozog.

Ipari vállalkozások. Az ipari vállalkozások nagy zajforrást jelentenek a városok lakónegyedeiben. Az akusztikai rendszer megsértését azokban az esetekben észlelik, amikor területük közvetlenül lakott területre esik. Az ember által keltett zaj vizsgálata kimutatta, hogy a hang jellegét tekintve állandó és szélessávú, i.e. különböző hangok hangja. A legjelentősebb szintek az 500-1000 Hz-es frekvenciákon figyelhetők meg, vagyis a hallószerv legmagasabb érzékenységű zónájában. A gyártóműhelyekben nagyszámú különböző típusú technológiai berendezést telepítenek. Tehát a szövőműhelyek 90-95 dB A zajszinttel, a gépészeti és szerszámüzletek - 85-92, a prés-kovácsoló műhelyek - 95-105, a kompresszorállomások géptermei - 95-100 dB.

Háztartási gépek. A posztindusztriális korszak beköszöntével egyre több zajszennyező (és elektromágneses) forrás jelenik meg az ember otthonában. Ennek a zajnak a forrása a háztartási és irodai berendezések.

A minket körülvevő világban való tájékozódásunkban a hallás ugyanolyan szerepet játszik, mint a látás. A fül lehetővé teszi, hogy hangok segítségével kommunikáljunk egymással, különleges érzékenységgel rendelkezik a beszéd hangfrekvenciáira. A fül segítségével az ember különféle hangrezgéseket vesz fel a levegőben. A tárgyból (hangforrásból) származó rezgések a hangtovábbító szerepét betöltő levegőn keresztül továbbítják, és a fül megfogja. Az emberi fül 16-20 000 Hz frekvenciájú levegőrezgéseket érzékel. rezgésekkel nagyobb gyakorisággal az ultrahanghoz tartoznak, de az emberi fül nem érzékeli őket. A magas hangok megkülönböztetésének képessége az életkorral csökken. A hang két füllel történő felvételének képessége lehetővé teszi annak meghatározását, hogy hol van. A fülben a levegő rezgései elektromos impulzusokká alakulnak, amelyeket az agy hangként érzékel.

A fülben van egy szerv is, amely érzékeli a test mozgását és helyzetét a térben - vesztibuláris készülék. A vesztibuláris rendszer fontos szerepet játszik az ember térbeli tájékozódásában, elemzi és továbbítja az információkat az egyenes vonalú és forgó mozgások gyorsulásairól és lassulásairól, valamint a fej térbeli helyzetének változásáról.

fül szerkezete

Alapján külső szerkezet a fül három részre oszlik. A fül első két része, a külső (külső) és a középső, hangot vezet. A harmadik rész - a belső fül - hallósejteket, mechanizmusokat tartalmaz a hang mindhárom jellemzőjének észlelésére: a hangmagasság, az erő és a hangszín.

külső fül- a külső fül kiálló részét nevezik fülkagyló, alapja egy félmerev tartószövet - porc. A fülkagyló elülső felülete összetett szerkezetű és inkonzisztens alakú. Porcból és rostos szövetből áll, az alsó rész kivételével - a zsírszövet alkotta lebeny (füllebeny). A fülkagyló tövében elülső, felső és hátsó fülizmok találhatók, amelyek mozgása korlátozott.

A fülkagyló az akusztikus (hangfogó) funkción túl védő szerepet tölt be, megvédi a dobhártyába kerülő hallójáratot a káros hatásoktól. környezet(víz, por, erős légáramlatok). A fülkagylók alakja és mérete egyaránt egyedi. A fülkagyló hossza férfiaknál 50-82 mm, szélessége 32-52 mm, nőknél valamivel kisebbek. Az auricle egy kis területén a test és a belső szervek összes érzékenysége megjelenik. Ezért felhasználható biológiailag fontos információk megszerzésére bármely szerv állapotáról. A fülkagyló a hangrezgéseket koncentrálja és a külső hallónyíláshoz irányítja.

Külső hallójárat a levegő hangrezgésének elvezetésére szolgál a fülkagylótól a dobhártyáig. A külső hallónyílás 2-5 cm hosszú, külső harmadát porc, belső 2/3-át csont alkotja. A külső hallónyílás felső-hátsó irányban ívesen ívelt, és könnyen kiegyenesedik, ha a fülkagylót fel- és hátrahúzzuk. A hallójárat bőrében speciális mirigyek találhatók, amelyek sárgás titkot választanak ki ( fülzsír), melynek feladata a bőr védelme a bakteriális fertőzésés idegen részecskék (rovarok behatolása).

A külső hallójáratot a középfültől a dobhártya választja el, amely mindig befelé van visszahúzva. Ez egy vékony kötőszövetlemez, kívülről réteghám borítja, belülről pedig nyálkahártya. A külső hallójárat hangrezgéseket vezet a dobhártyához, amely elválasztja a külső fület a dobüregtől (középfül).

Középfül, vagy dobüreg, egy kis, levegővel töltött kamra, amely a halántékcsont piramisában található, és a dobhártya választja el a külső hallójárattól. Ennek az üregnek csontos és hártyás (dobhártya) falai vannak.

Dobhártya egy 0,1 µm vastag, ülő membrán, amely különböző irányú és egyenetlenül megnyúló szálakból szőtt. különböző területeken. Ennek a szerkezetnek köszönhetően a dobhártyának nincs saját rezgési periódusa, ami a természetes rezgések frekvenciájával egybeeső hangjelek felerősítéséhez vezetne. A külső hallójáraton áthaladó hangrezgések hatására oszcillálni kezd. A dobhártya a hátsó falon lévő nyíláson keresztül kommunikál a mastoid barlanggal.

A hallócső (Eustachianus) nyílása a dobüreg elülső falában található, és a garat orrrészébe vezet. Emiatt a légköri levegő bejuthat a dobüregbe. Normális esetben az Eustach-cső nyílása zárva van. Nyeléskor vagy ásításkor kinyílik, segít kiegyenlíteni a dobhártyára nehezedő légnyomást a középfül üregének és a külső hallónyílás felőli oldaláról, ezáltal megvédi azt a halláskárosodáshoz vezető szakadásoktól.

A dobüregben fekszenek hallócsontok. Nagyon kicsik, és egy láncban kapcsolódnak össze, amely a dobhártyától a dobüreg belső faláig terjed.

A legkülső csont kalapács- nyele a dobhártyához kapcsolódik. A malleus feje az incushoz kapcsolódik, amely mozgathatóan csuklik a fejjel kengyel.

A hallócsontokat alakjuk miatt nevezték így. A csontokat nyálkahártya borítja. Két izom szabályozza a csontok mozgását. A csontok összekapcsolása olyan, hogy hozzájárul a hanghullámok nyomásának 22-szeres növekedéséhez az ovális ablak membránján, ami lehetővé teszi, hogy a gyenge hanghullámok mozgásba hozzák a folyadékot. csiga.

belső fül a halántékcsontba zárt, és a halántékcsont kőzetes részének csontanyagában elhelyezkedő üregek és csatornák rendszere. Együtt csontos labirintust alkotnak, melynek belsejében hártyás labirintus található. Csont labirintus csontos üregek különféle formákés az előcsarnokból, három félkör alakú csatornából és a fülkagylóból áll. hártyás labirintus a csontos labirintusban elhelyezkedő legfinomabb hártyás képződmények komplex rendszeréből áll.

A belső fül minden ürege folyadékkal van feltöltve. A hártyás labirintus belsejében endolimfa van, a membránlabirintust kívülről mosó folyadék pedig relimfa, és összetételében hasonló a cerebrospinális folyadékhoz. Az endolimfa különbözik a relimfától (több káliumiont és kevesebb nátriumiont tartalmaz) - pozitív töltést hordoz a relimfához képest.

előszoba- a csontlabirintus központi része, amely minden részével kommunikál. Az előcsarnok mögött három csontos félkör alakú csatorna található: felső, hátsó és oldalsó. Az oldalsó félkör alakú csatorna vízszintesen fekszik, a másik kettő merőleges rá. Minden csatornának van egy kiterjesztett része - egy ampulla. Belsejében endolimfával teli hártyás ampulla található. Amikor az endolimfa a fej térbeli helyzetének megváltozása közben elmozdul, irritálódik idegvégződések. Az idegrostok továbbítják az impulzust az agyba.

Csiga egy spirális cső, amely két és fél fordulatot képez egy kúp alakú csontrúd körül. A hallószerv központi része. A cochlea csontos csatornáján belül hártyás labirintus, vagy fülkagyló található, amelyhez a nyolcadik agyideg cochlearis részének végei közelednek.

A vestibulocochlearis ideg két részből áll. A vestibularis rész idegimpulzusokat vezet az előcsarnokból és a félkör alakú csatornákból a híd és a medulla oblongata vestibularis magjaiba, majd tovább a kisagyba. A cochlearis rész a spirális (Corti) szervből a hallótörzs magjaiba, majd - a kéreg alatti központokban lévő kapcsolósorozatokon keresztül - a kéregbe továbbítja az információkat a rostok mentén. felső osztály az agyfélteke temporális lebenye.

A hangrezgések érzékelésének mechanizmusa

A hangokat a levegő rezgései keltik, és felerősítik a fülkagylóban. A hanghullám ezután a külső hallójáraton keresztül a dobhártyához vezet, ami rezgést okoz. A dobhártya vibrációja a hallócsontok láncába kerül: kalapács, üllő és kengyel. Kengyel alappal rugalmas szalag az előszoba ablakához rögzítve, aminek köszönhetően a rezgések a perilimfára kerülnek. A cochlearis csatorna membrán falán keresztül viszont ezek a rezgések átjutnak az endolimfára, amelynek mozgása a spirális szerv receptor sejtjeinek irritációját okozza. Az így létrejövő idegimpulzus a vestibulocochlearis ideg cochlearis részének rostjait követi az agyba.

A fül által kellemes és kellemetlen érzésként észlelt hangok fordítása az agyban történik. A szabálytalan hanghullámok zajérzetet keltenek, míg a szabályos, ritmikus hullámokat zenei hangokként érzékelik. A hangok 343 km/s sebességgel terjednek 15–16ºС levegőhőmérsékleten.

A pszichoakusztika – a fizika és a pszichológia között határos tudományterület – az egyén hallásérzésének adatait vizsgálja, amikor egy fizikai inger – hang – hat a fülre. Nagy mennyiségű adat halmozódott fel a hallási ingerekre adott emberi reakciókról. Ezen adatok nélkül nehéz helyesen megérteni a hangfrekvenciás jelzőrendszerek működését. Tekintsük az emberi hangérzékelés legfontosabb jellemzőit.
Az ember 20-20 000 Hz-es frekvencián észleli a hangnyomás változásait. A 40 Hz alatti hangok viszonylag ritkák a zenében, és a beszélt nyelvben nem léteznek. Nagyon magas frekvenciákon a zenei érzékelés megszűnik, és egy bizonyos határozatlan hangérzet keletkezik, a hallgató egyéniségétől, életkorától függően. Az életkor előrehaladtával az ember hallásérzékenysége csökken, különösen a hangtartomány felső frekvenciáin.
De téves lenne ezen az alapon azt a következtetést levonni, hogy a széles frekvenciasáv hangvisszaadó berendezéssel történő átvitele az idősek számára nem fontos. Kísérletek kimutatták, hogy az emberek a 12 kHz feletti jeleket alig érzékelve is nagyon könnyen felismerik a magas frekvenciák hiányát egy zenei adásban.

A hallási érzések gyakorisági jellemzői

A 20-20 000 Hz-es tartományban az ember által hallható hangok intenzitása küszöbértékekkel korlátozott: alulról - hallhatóság és felülről - fájdalom.
A hallásküszöböt a minimális nyomás, pontosabban a határhoz viszonyított minimális nyomásnövekmény becsüli meg, 1000-5000 Hz-es frekvenciákra érzékeny - itt a legalacsonyabb a hallásküszöb (a hangnyomás kb. 2 -10 Pa). Az egyre magasabb hangfrekvenciák irányában a hallás érzékenysége meredeken csökken.
A fájdalomküszöb határozza meg a hangenergia érzékelésének felső határát, és megközelítőleg 10 W / m vagy 130 dB hangintenzitásnak felel meg (1000 Hz frekvenciájú referenciajel esetén).
A hangnyomás növekedésével a hang intenzitása is növekszik, és ugrásnál fokozódik a hallásérzés, ezt nevezzük intenzitási megkülönböztetési küszöbnek. Ezen ugrások száma közepes frekvenciákon körülbelül 250, alacsony és magas frekvenciákon csökken, és átlagosan a frekvenciatartományon belül körülbelül 150.

Mivel az intenzitás változási tartománya 130 dB, így az érzések elemi ugrása átlagosan az amplitúdótartományon belül 0,8 dB, ami a hangintenzitás 1,2-szeres változásának felel meg. Alacsony hallásszinten ezek az ugrások elérik a 2-3 dB-t, magas szinten 0,5 dB-re (1,1-szeresre) csökkennek. Az erősítőút teljesítményének kevesebb, mint 1,44-szeres növekedését az emberi fül gyakorlatilag nem rögzíti. A hangszóró által kifejlesztett alacsonyabb hangnyomás mellett előfordulhat, hogy a végfok teljesítményének kétszeres növelése sem ad kézzelfogható eredményt.

A hang szubjektív jellemzői

A hangátvitel minőségét a hallási észlelés alapján értékelik. Ezért a hangátviteli útra vagy annak egyes kapcsolataira vonatkozó műszaki követelmények helyes meghatározása csak a szubjektíven észlelt hangérzetet és a hang objektív jellemzőit a hangmagasságot, a hangerőt és a hangszínt összekötő minták tanulmányozásával lehetséges.
A hangmagasság fogalma magában foglalja a hang észlelésének szubjektív értékelését a frekvenciatartományban. A hangot általában nem a frekvencia, hanem a hangmagasság jellemzi.
A hang egy bizonyos magasságú, diszkrét spektrummal rendelkező jel (zenei hangok, beszéd magánhangzói). A széles folytonos spektrummal rendelkező jelet, amelynek minden frekvenciakomponense azonos átlagos teljesítményű, fehér zajnak nevezzük.

A hangrezgések frekvenciájának fokozatos növekedése 20-ról 20 000 Hz-re a hangszín fokozatos változásaként érzékelhető a legalacsonyabbról (basszus) a legmagasabbra.
Az, hogy egy személy milyen pontossággal határozza meg a hangmagasságot, a füle élességétől, zeneiségétől és képzettségétől függ. Meg kell jegyezni, hogy a hangmagasság bizonyos mértékig függ a hang intenzitásától (magas szinten a nagyobb intenzitású hangok alacsonyabbnak tűnnek, mint a gyengébbek.
Az emberi fül jól képes megkülönböztetni két közeli hangszínt. Például a körülbelül 2000 Hz-es frekvenciatartományban egy személy két hangot tud megkülönböztetni, amelyek frekvenciájában 3-6 Hz-rel különböznek egymástól.
A hangészlelés szubjektív skálája a frekvencia tekintetében közel áll a logaritmikus törvényhez. Ezért az oszcillációs frekvencia megduplázódása (a kezdeti frekvenciától függetlenül) mindig ugyanolyan hangmagasság-változásként érzékelhető. A 2-szeres frekvenciaváltozásnak megfelelő hangmagasság-intervallumot oktávnak nevezzük. Az ember által érzékelt frekvenciatartomány 20-20 000 Hz, körülbelül tíz oktávot fed le.
Az oktáv meglehetősen nagy hangmagasság-változási intervallum; az ember sokkal kisebb intervallumokat különböztet meg. Tehát a fül által érzékelt tíz oktávban több mint ezer hangmagasság-gradációt lehet megkülönböztetni. A zene kisebb intervallumokat, úgynevezett félhangokat használ, amelyek körülbelül 1,054-szeres frekvenciaváltozásnak felelnek meg.
Egy oktáv féloktávra és egy oktáv harmadára van felosztva. Ez utóbbihoz a következő frekvenciatartományt szabványosították: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3; 3,15; négy; 5; 6,3:8; 10, amelyek az egyharmad oktávok határai. Ha ezeket a frekvenciákat a frekvenciatengely mentén egyenlő távolságra helyezzük el, akkor logaritmikus skálát kapunk. Ez alapján a hangátviteli eszközök összes frekvenciakarakterisztikája logaritmikus skálán épül fel.
Az átviteli hangerő nemcsak a hang intenzitásától függ, hanem a spektrális összetételtől, az érzékelési feltételektől és az expozíció időtartamától is. Tehát két közepes és alacsony frekvenciájú, azonos intenzitású (vagy azonos hangnyomású) hangot egy személy nem észlel egyformán hangosnak. Ezért bevezették a hangerőszint fogalmát a háttérben az azonos hangerősségű hangok jelölésére. Az 1000 Hz-es frekvenciájú tiszta hang azonos hangerejének decibelben kifejezett hangnyomásszintje a phonokban kifejezett hangerőszint, azaz 1000 Hz-es frekvencia esetén a hangerőszintek fonokban és decibelekben megegyeznek. Más frekvenciákon, azonos hangnyomás mellett a hangok hangosabbnak vagy halkabbnak tűnhetnek.
A hangmérnökök zenei művek rögzítésében és szerkesztésében szerzett tapasztalatai azt mutatják, hogy a munka közben esetlegesen előforduló hanghibák jobb észlelése érdekében a vezérlőhallgatás során a hangerőt magasan kell tartani, megközelítőleg a terem hangerejének megfelelő szinten.
Az intenzív hangnak való hosszan tartó expozíció esetén a hallás érzékenysége fokozatosan csökken, és minél több, annál nagyobb a hang hangereje. Az érzékelhető érzékenységcsökkenés a túlterhelésre adott hallási reakcióval függ össze, pl. természetes alkalmazkodásával, hallásszünet után a hallásérzékenység helyreáll. Ehhez hozzá kell tenni, hogy a hallókészülék a magas szintű jelek érzékelésekor saját, úgynevezett szubjektív torzulásokat vezet be (ami a hallás nemlinearitását jelzi). Így 100 dB jelszinten az első és a második szubjektív harmonikus eléri a 85 és 70 dB szintet.
Jelentős hangerőszint és expozíciós időtartama visszafordíthatatlan jelenségeket okoz a hallószervben. Meg kell jegyezni, hogy az elmúlt években a hallásküszöb meredeken emelkedett a fiatalok körében. Ennek oka a popzene iránti szenvedély volt, amelyet a magas hangerő jellemez.
A hangerőt elektroakusztikus eszközzel - hangszintmérővel - mérik. A mért hangot a mikrofon először elektromos rezgéssé alakítja át. Speciális feszültségerősítővel történő erősítés után ezeket az oszcillációkat decibelben beállított mutatóeszközzel mérik. Annak biztosítása érdekében, hogy a készülék leolvasása a lehető legjobban megfeleljen a hangosság szubjektív érzékelésének, a készüléket speciális szűrőkkel látták el, amelyek a hallásérzékenység jellemzőinek megfelelően változtatják érzékenységét a különböző frekvenciájú hangok érzékelésére.
Fontos jellemző a hang hangszín. A hallás megkülönböztető képessége lehetővé teszi, hogy sokféle árnyalattal érzékelje a jeleket. Az egyes hangszerek és hangok hangzása a jellegzetes árnyalatok miatt sokszínűvé és jól felismerhetővé válik.
A hangszín, mint az észlelt hang összetettségének szubjektív tükröződése, nem rendelkezik kvantitatív értékeléssel, és minőségi sorrend jellemzi (gyönyörű, lágy, lédús stb.). Amikor egy jelet elektroakusztikus úton továbbítanak, az ebből eredő torzítások elsősorban a visszaadott hang hangszínét érintik. A zenei hangok hangszínének helyes átvitelének feltétele a jelspektrum torzításmentes átvitele. A jelspektrum egy összetett hang szinuszos komponenseinek halmaza.
Az úgynevezett tiszta hang a legegyszerűbb spektrummal rendelkezik, csak egy frekvenciát tartalmaz. Egy hangszer hangzása érdekesebbnek bizonyul: spektruma az alapfrekvenciából és több "szennyezett" frekvenciából áll, amelyeket felhangoknak (magasabb hangoknak) neveznek. A felhangok az alapfrekvencia többszörösei, és általában kisebb amplitúdójúak.
A hang hangszíne az intenzitás felhangok közötti eloszlásától függ. A különböző hangszerek hangjai hangszínben különböznek.
Bonyolultabb a zenei hangok kombinációjának spektruma, az úgynevezett akkord. Egy ilyen spektrumban számos alapfrekvencia található a megfelelő felhangokkal együtt.
A hangszínbeli különbségekben főként a jel alacsony-középfrekvenciás összetevői osztoznak, ezért a frekvenciatartomány alsó részében lévő jelekhez sokféle hangszín társul. A felső részéhez kapcsolódó jelek, ahogy növekednek, egyre jobban elveszítik hangszínüket, ami a harmonikus komponenseik fokozatos, a hallható frekvenciák határain túli távozásának köszönhető. Ez azzal magyarázható, hogy akár 20 vagy több harmonikus is aktívan részt vesz a mély hangok, közepes 8-10, magas 2-3 hangszín kialakításában, mivel a többi vagy gyenge, vagy kiesik a hangszín tartományából. hallható frekvenciák. Ezért a magas hangok hangszíne általában gyengébb.
Szinte minden természetes hangforrás, beleértve a zenei hangforrásokat is, a hangszín specifikusan függ a hangerőtől. A hallás is alkalmazkodott egy ilyen függőséghez – mert ez így van természetes meghatározás a forrás intenzitása a hang színének megfelelően. A hangos hangok általában durvábbak.

Zenei hangforrások

Az elektroakusztikus rendszerek hangminőségét számos tényező jellemzi, amelyek az elsődleges hangforrásokat jellemzik.
A zenei források akusztikai paraméterei az előadók összetételétől függenek (zenekar, együttes, csoport, szólista és zenetípus: szimfonikus, népi, pop stb.).

A hang eredetének és keletkezésének minden hangszeren megvannak a maga sajátosságai, amelyek az adott hangszer hangképzésének akusztikai jellemzőihez kapcsolódnak.
A zenei hangzás fontos eleme a támadás. Ez egy specifikus tranziens folyamat, amely során stabil hangjellemzők jönnek létre: hangosság, hangszín, hangmagasság. Bármely zenei hang három szakaszon megy keresztül - a kezdetén, a középső és a végén, és mind a kezdeti, mind a végső szakasznak van egy bizonyos időtartama. kezdeti szakaszban támadásnak nevezik. Különbözően tart: pengetős, ütős és egyes fúvós hangszereknél 0-20 ms, fagottnál 20-60 ms. A támadás nem csupán a hangerő nulláról valamilyen állandó értékre való növekedését jelenti, hanem ugyanazzal a hangmagasság- és hangszínváltozással is együtt járhat. Sőt, a hangszer támadásának jellemzői nem egyformák hangterének különböző részein, eltérő játékstílussal: a hegedű a legtökéletesebb hangszer a lehetséges kifejező támadási módok gazdagságát tekintve.
Minden hangszer egyik jellemzője a hang frekvenciatartománya. Az alapfrekvenciákon kívül minden hangszert további kiváló minőségű komponensek - felhangok (vagy az elektroakusztikában szokásos magasabb harmonikusok) - jellemeznek, amelyek meghatározzák az adott hangszínt.
Ismeretes, hogy a hangenergia egyenetlenül oszlik el a forrás által kibocsátott hangfrekvenciák teljes spektrumában.
A legtöbb hangszerre jellemző az alapfrekvenciák felerősítése, valamint bizonyos (egy vagy több) viszonylag szűk frekvenciasávban (formánsban) fellépő egyedi felhangok, amelyek minden hangszernél eltérőek. A formáns régió rezonanciafrekvenciái (hertzben): trombita 100-200, kürt 200-400, harsona 300-900, trombita 800-1750, szaxofon 350-900, oboa 800-1500, 0-klarin 903 250-600 .
A hangszerek másik jellemző tulajdonsága hangzásuk erőssége, amit a hangtestük vagy légoszlopuk nagyobb vagy kisebb amplitúdója (span) határoz meg (a nagyobb amplitúdó erősebb hangnak felel meg és fordítva). Az akusztikus csúcsteljesítmények értéke (wattban): nagyzenekarnál 70, basszusdob 25, timpán 20, pergő 12, harsona 6, zongora 0,4, trombita és szaxofon 0,3, trombita 0,2, nagybőgő 0.( 6, piccolo 0,08, klarinét, kürt és háromszög 0,05.
A "fortissimo" előadása során a hangszerből kinyert hangerő és a "pianissimo" előadása közbeni hangerő arányát általában a hangszerek hangjának dinamikatartományának nevezik.
A zenei hangforrás dinamikatartománya az előadó csoport típusától és az előadás jellegétől függ.
Vegye figyelembe az egyes hangforrások dinamikatartományát. Az egyes hangszerek és együttesek (különböző összetételű zenekarok és kórusok), valamint szólamok dinamikus tartománya alatt értjük az adott forrás által keltett maximális hangnyomás és a minimum decibelben kifejezett arányát.
A gyakorlatban egy hangforrás dinamikatartományának meghatározásakor általában csak hangnyomásszintekkel operálunk, ezek megfelelő különbségét számítjuk ki vagy mérjük. Például, ha egy zenekar maximális hangszintje 90, a minimum pedig 50 dB, akkor a dinamikatartomány 90 - 50 = = 40 dB. Ebben az esetben 90 és 50 dB a hangnyomásszint a nulla akusztikai szinthez viszonyítva.
Egy adott hangforrás dinamikatartománya nem állandó. Ez az elvégzett munka jellegétől és az előadás helyszínéül szolgáló helyiség akusztikai viszonyaitól függ. A Reverb kiterjeszti a dinamikatartományt, amely általában nagy hangerővel és minimális hangelnyeléssel rendelkező helyiségekben éri el maximális értékét. Szinte minden hangszer és emberi hang dinamikus tartománya egyenetlen a hangregiszterekben. Például az énekes "forte"-ján a legalacsonyabb hang hangereje megegyezik a "zongora" legmagasabb hangjának szintjével.

Egy zenei program dinamikatartományát ugyanúgy fejezzük ki, mint az egyes hangforrásoknál, de a maximális hangnyomást dinamikus ff (fortissimo) árnyalattal, a minimumot pedig a pp (pianissimo) árnyalattal jelöljük.

A fff hangokban (forte, fortissimo) jelzett legnagyobb hangerő körülbelül 110 dB akusztikus hangnyomásszintnek, a prr hangokban jelzett legkisebb hangerő pedig körülbelül 40 dB-nek felel meg.
Megjegyzendő, hogy a zenei teljesítmény dinamikus árnyalatai viszonylagosak, és a megfelelő hangnyomásszintekkel való kapcsolatuk bizonyos mértékig feltételes. Egy adott zenei program dinamikus tartománya a kompozíció jellegétől függ. Így Haydn, Mozart, Vivaldi klasszikus műveinek dinamikatartománya ritkán haladja meg a 30-35 dB-t. A varieté zene dinamikus tartománya általában nem haladja meg a 40 dB-t, míg a táncé és a jazzé csak körülbelül 20 dB. Az orosz népi hangszerzenekarra írt művek többsége is kis dinamikatartománnyal rendelkezik (25-30 dB). Ez igaz a fúvószenekarra is. A fúvószenekar maximális hangereje azonban egy helyiségben meglehetősen magas szintet (akár 110 dB-t) is elérhet.

maszkoló hatás

A hangosság szubjektív értékelése attól függ, hogy milyen körülmények között érzékeli a hangot a hallgató. Valós körülmények között az akusztikus jel nem létezik abszolút csendben. Ugyanakkor az idegen zaj befolyásolja a hallást, megnehezíti a hang észlelését, bizonyos mértékig elfedi a fő jelet. A tiszta szinuszos hang idegen zaj általi elfedésének hatását egy jelző értékkel becsüljük meg. hány decibellel emelkedik a maszkolt jel hallhatósági küszöbe csendben érzékelésének küszöbe fölé.
Az egyik hangjel másik általi elfedésének mértékének meghatározására irányuló kísérletek azt mutatják, hogy bármely frekvencia hangját az alacsonyabb hangok sokkal hatékonyabban takarják el, mint a magasabbak. Például, ha két hangvilla (1200 és 440 Hz) azonos intenzitású hangokat ad ki, akkor az első hangot nem halljuk, a második elfedi (a második hangvilla rezgésének kioltása után halljuk a ismét az első).
Ha egyidejűleg két összetett hangjel van, amelyek bizonyos hangfrekvenciás spektrumokból állnak, akkor a kölcsönös maszkolás hatása következik be. Sőt, ha mindkét jel főenergiája a hangfrekvencia-tartomány azonos tartományában van, akkor a maszkolási hatás lesz a legerősebb, így egy zenekari mű közvetítésekor a kísérettel történő maszkolás miatt a szólista szólam gyengébb lehet. olvasható, homályos.
A hangtisztaság vagy – ahogy mondani szokás – „átlátszóság” elérése a zenekarok vagy popegyüttesek hangátvitelében nagyon nehézzé válik, ha a zenekar hangszere vagy egyes hangszercsoportjai azonos vagy közeli regiszterekben játszanak egyszerre.
Zenekar felvételénél a rendezőnek figyelembe kell vennie az álcázás sajátosságait. A próbákon karmester segítségével egyensúlyt teremt egy-egy csoport hangszereinek hangereje között, valamint az egész zenekar csoportjai között. A főbb dallamvonalak és az egyes zenei részek letisztultságát ezekben az esetekben a mikrofonok előadókhoz közeli elhelyezése, az adott helyen a legfontosabb hangszerek hangmérnök általi tudatos kiválasztása és egyéb speciális hangtechnikai technikák biztosítják. .
A maszkolás jelenségével szemben áll a hallószervek azon pszichofiziológiai képessége, hogy kiemeljenek egy vagy több hangot az általános tömegből, amelyek a legtöbbet hordozzák. fontos információ. Például, amikor a zenekar játszik, a karmester észreveszi a legkisebb pontatlanságot a rész előadásában bármely hangszeren.
A maszkolás jelentősen befolyásolhatja a jelátvitel minőségét. A vett hang tiszta érzékelése akkor lehetséges, ha annak intenzitása jelentősen meghaladja a vett hanggal azonos sávban lévő zavaró összetevők szintjét. Egyenletes interferencia esetén a jeltöbbletnek 10-15 dB-nek kell lennie. A hallási észlelésnek ez a sajátossága gyakorlati alkalmazásra talál, például a hordozók elektroakusztikus jellemzőinek felmérésében. Tehát, ha egy analóg felvétel jel-zaj aránya 60 dB, akkor a felvett műsor dinamikatartománya legfeljebb 45-48 dB lehet.

Az auditív észlelés időbeli jellemzői

A hallókészülék, mint minden más oszcillációs rendszer, inerciális. Amikor a hang eltűnik, a hallásérzés nem tűnik el azonnal, hanem fokozatosan, nullára csökken. Azt az időt, ameddig az érzet hangerőssége 8-10 phonnal csökken, hallási időállandónak nevezzük. Ez az állandó számos körülménytől, valamint az észlelt hang paramétereitől függ. Ha két rövid hangimpulzus érkezik a hallgatóhoz azonos frekvencia-összetétellel és szinttel, de az egyik késik, akkor azok együttesen 50 ms-ot meg nem haladó késleltetéssel érzékelhetők. Nagy késleltetési időközök esetén mindkét impulzus külön-külön érzékelhető, visszhang lép fel.
A hallásnak ezt a tulajdonságát figyelembe veszik egyes jelfeldolgozó eszközök, például elektronikus késleltetési vonalak, reverbek stb.
Meg kell jegyezni, hogy a hallás különleges tulajdonsága miatt a rövid távú hangimpulzus hangerejének érzékelése nemcsak annak szintjétől, hanem az impulzus fülre gyakorolt ​​hatásának időtartamától is függ. Tehát egy rövid ideig tartó, mindössze 10-12 ms-ig tartó hangot a fül halkabban érzékel, mint egy azonos szintű hangot, de például 150-400 ms-ig érinti a fület. Ezért egy adás hallgatásakor a hangerő a hanghullám energiájának egy bizonyos intervallumon belüli átlagolásának eredménye. Ezenkívül az emberi hallás tehetetlenséggel rendelkezik, különösen a nem lineáris torzítások észlelésekor nem érez ilyet, ha a hangimpulzus időtartama kevesebb, mint 10-20 ms. Éppen ezért a hangrögzítő háztartási rádióelektronikai berendezések szintjelzőiben a pillanatnyi jelértékeket a hallószervek időbeli jellemzőinek megfelelően kiválasztott időszakra átlagolják.

A hang térbeli ábrázolása

Az egyik fontos képességek Az ember a hangforrás irányának meghatározására való képesség. Ezt a képességet binaurális hatásnak nevezik, és azzal magyarázzák, hogy az embernek két füle van. A kísérleti adatok azt mutatják, honnan jön a hang: az egyik a magas, a másik az alacsony frekvenciájú.

A hang rövidebb úton halad a forrás felé néző fülig, mint a második fülig. Ennek eredményeként a hanghullámok nyomása a hallójáratokban fázisban és amplitúdójában különbözik. Az amplitúdó különbségek csak magas frekvenciákon jelentősek, amikor a hanghullám hossza összemérhetővé válik a fej méretével. Ha az amplitúdókülönbség meghaladja az 1 dB-es küszöböt, úgy tűnik, hogy a hangforrás azon az oldalon van, ahol az amplitúdó nagyobb. A hangforrás középvonaltól (szimmetriavonaltól) való eltérési szöge megközelítőleg arányos az amplitúdóviszony logaritmusával.
A hangforrás irányának meghatározásához 1500-2000 Hz alatti frekvenciák esetén a fáziskülönbségek jelentősek. Az embernek úgy tűnik, hogy a hang arról az oldalról jön, ahonnan a fázisban előrehaladó hullám eléri a fület. A hangnak a középvonaltól való eltérési szöge arányos a hanghullámok mindkét fülbe érkezési idejének különbségével. Egy képzett személy 100 ms időkülönbséggel észlelhet fáziskülönbséget.
A hang irányának függőleges síkban történő meghatározásának képessége sokkal kevésbé fejlett (kb. 10-szer). A fiziológiának ez a sajátossága a hallószervek vízszintes síkban való tájolásával függ össze.
Az ember térbeli hangérzékelésének sajátossága abban nyilvánul meg, hogy a hallószervek képesek érzékelni a mesterséges befolyásolási eszközök segítségével létrejött teljes, integrált lokalizációt. Például két hangszóró van felszerelve egy helyiségben az előlap mentén, egymástól 2-3 m távolságra. Az összekötő rendszer tengelyétől azonos távolságra a hallgató szigorúan a központban helyezkedik el. A helyiségben két azonos fázisú, frekvenciájú és intenzitású hang szólal meg a hangszórókon keresztül. A hallószervbe átmenő hangok azonossága következtében az ember nem tudja szétválasztani őket, érzései egyetlen látszólagos (virtuális) hangforrásról adnak képet, amely szigorúan a tengely közepén helyezkedik el. a szimmetria.
Ha most csökkentjük az egyik hangszóró hangerejét, akkor a látszólagos forrás a hangosabb hangszóró felé mozog. A hangforrás mozgásának illúziója nem csak a jelszint változtatásával érhető el, hanem egy hang mesterséges késleltetésével is a másikhoz képest; ebben az esetben a látszólagos forrás a hangszóró felé tolódik el, amely idő előtt jelet bocsát ki.
Adjunk egy példát az integrál lokalizáció illusztrálására. A hangszórók közötti távolság 2 m, a frontvonal és a hallgató távolsága 2 m; ahhoz, hogy a forrás 40 cm-rel balra vagy jobbra eltolódjon, két 5 dB intenzitáskülönbséggel vagy 0,3 ms késleltetésű jelet kell alkalmazni. 10 dB-es szintkülönbséggel vagy 0,6 ms-os időkésleltetéssel a forrás 70 cm-re "elmozdul" a középponttól.
Így ha megváltoztatja a hangszórók által generált hangnyomást, akkor a hangforrás mozgatásának illúziója keletkezik. Ezt a jelenséget teljes lokalizációnak nevezzük. A teljes lokalizáció létrehozásához kétcsatornás sztereó hangátviteli rendszert használnak.
Az elsődleges helyiségben két mikrofon van felszerelve, amelyek mindegyike saját csatornán működik. A másodlagosban - két hangszóró. A mikrofonok egymástól bizonyos távolságra, a hangsugárzó elhelyezésével párhuzamos vonal mentén helyezkednek el. A hangsugárzó mozgatásakor eltérő hangnyomás hat a mikrofonra, és a hanghullám érkezési ideje is eltérő lesz a hangsugárzó és a mikrofonok közötti egyenlőtlen távolság miatt. Ez a különbség a teljes lokalizáció hatását hozza létre a másodlagos helyiségben, aminek következtében a látszólagos forrás a tér egy bizonyos pontján, a két hangszóró között lokalizálódik.
El kell mondani a binourális hangátviteli rendszerről. Ezzel a "mesterséges fej" rendszernek nevezett rendszerrel két külön mikrofont helyeznek el az elsődleges helyiségben, egymástól olyan távolságra, amely megegyezik az ember fülei közötti távolsággal. Mindegyik mikrofon önálló hangátviteli csatornával rendelkezik, melynek kimenetén a másodlagos helyiségben a bal és a jobb füles telefonok kapcsolódnak be. Azonos hangátviteli csatornákkal egy ilyen rendszer pontosan reprodukálja azt a binaurális hatást, amely a „mesterséges fej” füle közelében jön létre az elsődleges szobában. Hátrány a fejhallgató jelenléte és a hosszú használatuk szükségessége.
A hallószerv számos közvetett előjellel és néhány hibával meghatározza a hangforrás távolságát. Attól függően, hogy a jelforrás távolsága kicsi vagy nagy, szubjektív megítélése különböző tényezők hatására változik. Megállapítást nyert, hogy ha a meghatározott távolságok kicsik (3 m-ig), akkor szubjektív értékelésük szinte lineárisan összefügg a mélység mentén mozgó hangforrás hangerejének változásával. Az összetett jel további tényezője a hangszín, amely a forrás hallgató felé közeledve egyre "nehezebbé" válik, ennek oka az alacsony regiszter felhangjainak a magas regiszter felhangjaihoz képesti növekvő növekedése. az ebből eredő hangerő-növekedés által.
Átlagosan 3-10 méteres távolságok esetén a forrás eltávolítása a hallgatóról arányos hangerő-csökkenéssel jár együtt, és ez a változás egyaránt vonatkozik az alapfrekvenciára és a harmonikus összetevőkre. Ennek eredményeként a spektrum nagyfrekvenciás részének relatív felerősítése következik be, és a hangszín világosabbá válik.
A távolság növekedésével a levegő energiavesztesége a frekvencia négyzetével arányosan nő. A magas regiszter felhangok fokozott elvesztése a hangszín fényerejének csökkenését eredményezi. Így a távolságok szubjektív megítélése hangerejének és hangszínének változásával jár.
Zárt térben az első visszaverődések jeleit, amelyek a közvetlenhez képest 20-40 ms-kal késnek, a fül különböző irányokból érkezőnek érzékeli. Ugyanakkor növekvő késleltetésük azt a benyomást kelti, hogy jelentős távolság van attól a ponttól, ahonnan ezek a tükröződések származnak. Így a késleltetési idő alapján meg lehet ítélni a másodlagos források relatív távolságát, vagy ami megegyezik, a helyiség méretét.

A sztereó adások szubjektív észlelésének néhány jellemzője.

A sztereó hangátviteli rendszer számos jelentős tulajdonsággal rendelkezik a hagyományos egyszólamúhoz képest.
A sztereó hangzást megkülönböztető minőség, térhangzás, i.e. A természetes akusztikus perspektíva néhány további mutató segítségével értékelhető, amelyeknek nincs értelme monofonikus hangátviteli technikával. Ezek a kiegészítő mutatók a következők: a hallásszög, i.e. a szög, amelyben a hallgató érzékeli a sztereó hangképet; sztereó felbontású, pl. a hangkép egyes elemeinek szubjektíven meghatározott lokalizációja a tér bizonyos pontjain a hallhatóság szögén belül; akusztikus atmoszféra, i.e. az a hatás, hogy a hallgató úgy érezze, jelen van abban az elsődleges szobában, ahol a továbbított hangesemény megtörténik.

A szobaakusztika szerepéről

A hang ragyogását nem csak a hangvisszaadó berendezések segítségével lehet elérni. Még elég jó berendezés mellett is gyenge lehet a hangminőség, ha a lehallgató helyiség nem rendelkezik bizonyos tulajdonságokkal. Ismeretes, hogy egy zárt helyiségben a túlhangzás jelensége, az úgynevezett visszhang. A hallószervekre hatva a visszhang (az időtartamától függően) javíthatja vagy ronthatja a hangminőséget.

A helyiségben tartózkodó személy nemcsak a hangforrás által közvetlenül keltett hanghullámokat érzékeli, hanem a szoba mennyezetéről és falairól visszaverődő hullámokat is. A visszavert hullámok a hangforrás megszűnése után még egy ideig hallhatók.
Néha úgy gondolják, hogy a visszavert jelek csak negatív szerepet játszanak, megzavarva a fő jel érzékelését. Ez a nézet azonban téves. A kezdeti visszavert visszhangjelek energiájának egy része, amely rövid késéssel éri el az ember fülét, felerősíti a fő jelet és gazdagítja annak hangját. Éppen ellenkezőleg, később visszatükröződő visszhangok. amelyek késleltetési ideje meghalad egy bizonyos kritikus értéket, olyan hanghátteret képeznek, amely megnehezíti a fő jel érzékelését.
A hallóteremnek nem szabad hosszú zengési idővel rendelkeznie. A nappali helyiségekben általában alacsony a visszhang a korlátozott méretük és a hangelnyelő felületek, kárpitozott bútorok, szőnyegek, függönyök stb. miatt.
A különböző jellegű és tulajdonságú gátakat a hangelnyelési együtthatóval jellemezzük, amely az elnyelt energia és a beeső hanghullám összenergiájának aránya.

A szőnyeg hangelnyelő tulajdonságainak növelése (és a nappali zaj csökkentése) érdekében célszerű a szőnyeget nem a falhoz közel, hanem 30-50 mm-es hézaggal felakasztani.