Rentang frekuensi yang dirasakan oleh telinga manusia. Persepsi gelombang suara dengan frekuensi dan amplitudo yang berbeda. Keunikan persepsi manusia. Pendengaran
Psikoakustik, bidang ilmu yang berbatasan antara fisika dan psikologi, mempelajari data sensasi pendengaran seseorang ketika stimulus fisik—suara—diterapkan ke telinga. Sejumlah besar data telah dikumpulkan tentang reaksi manusia terhadap rangsangan pendengaran. Tanpa data ini, sulit memperoleh pemahaman yang benar tentang pengoperasian sistem transmisi audio. Mari kita pertimbangkan yang paling banyak fitur penting persepsi manusia terhadap suara.
Seseorang merasakan perubahan tekanan bunyi yang terjadi pada frekuensi 20-20.000 Hz. Suara dengan frekuensi di bawah 40 Hz relatif jarang ditemukan dalam musik dan tidak ada dalam bahasa lisan. Sangat frekuensi tinggi Ah, persepsi musiknya hilang dan muncul sensasi suara samar tertentu, tergantung individualitas pendengarnya, usianya. Seiring bertambahnya usia, sensitivitas pendengaran seseorang menurun, terutama pada frekuensi atas rentang suara.
Namun keliru jika menyimpulkan berdasarkan hal ini bahwa transmisi pita frekuensi lebar melalui instalasi penghasil suara tidak penting bagi orang lanjut usia. Eksperimen telah menunjukkan bahwa orang-orang, meskipun mereka hampir tidak dapat merasakan sinyal di atas 12 kHz, dengan mudah mengenali kurangnya frekuensi tinggi dalam transmisi musik.
Karakteristik frekuensi sensasi pendengaran
Kisaran suara yang dapat didengar manusia dalam kisaran 20-20.000 Hz dibatasi intensitasnya oleh ambang batas: di bawah - kemampuan mendengar dan di atas - nyeri.
Ambang pendengaran diperkirakan dengan tekanan minimum, atau lebih tepatnya, peningkatan tekanan minimum relatif terhadap batas sensitif terhadap frekuensi 1000-5000 Hz - di sini ambang pendengaran adalah yang terendah (tekanan suara sekitar 2-10 Pa). Terhadap frekuensi suara yang lebih rendah dan lebih tinggi, sensitivitas pendengaran menurun tajam.
Ambang nyeri menentukan batas atas persepsi energi suara dan kira-kira sesuai dengan intensitas suara 10 W/m atau 130 dB (untuk sinyal referensi dengan frekuensi 1000 Hz).
Ketika tekanan suara meningkat, intensitas suara juga meningkat, dan sensasi pendengaran meningkat dengan pesat, yang disebut ambang batas diskriminasi intensitas. Jumlah lompatan pada frekuensi menengah kira-kira 250, pada frekuensi rendah dan tinggi berkurang dan rata-rata pada rentang frekuensi sekitar 150.
Karena rentang perubahan intensitas adalah 130 dB, lompatan dasar sensasi rata-rata pada rentang amplitudo adalah 0,8 dB, yang setara dengan perubahan intensitas suara sebesar 1,2 kali. Pada level rendah mendengar lompatan ini mencapai 2-3 dB, pada tingkat tinggi turun menjadi 0,5 dB (1,1 kali). Peningkatan kekuatan jalur amplifikasi kurang dari 1,44 kali lipat praktis tidak terdeteksi oleh telinga manusia. Dengan tekanan suara yang lebih rendah yang dihasilkan oleh loudspeaker, bahkan menggandakan kekuatan tahap keluaran mungkin tidak memberikan hasil yang nyata.
Karakteristik suara subjektif
Kualitas transmisi suara dinilai berdasarkan persepsi pendengaran. Oleh karena itu, penentuannya tepat persyaratan teknis ke jalur transmisi suara atau hubungan individualnya hanya mungkin dilakukan dengan mempelajari pola yang menghubungkan sensasi suara yang dirasakan secara subjektif dan karakteristik objektif suara - tinggi, volume, dan timbre.
Konsep nada menyiratkan penilaian subjektif terhadap persepsi suara pada rentang frekuensi. Suara biasanya dicirikan bukan berdasarkan frekuensi, tetapi berdasarkan nada.
Nada adalah sinyal nada tertentu yang mempunyai spektrum diskrit (bunyi musik, bunyi vokal ucapan). Sinyal yang mempunyai spektrum kontinu yang luas, semua komponen frekuensinya mempunyai daya rata-rata yang sama, disebut white noise.
Peningkatan frekuensi getaran suara secara bertahap dari 20 menjadi 20.000 Hz dianggap sebagai perubahan nada secara bertahap dari yang terendah (bass) ke yang tertinggi.
Tingkat keakuratan seseorang dalam menentukan nada suara dengan telinga bergantung pada ketajaman, musikalitas, dan pelatihan telinganya. Perlu dicatat bahwa nada suatu suara sampai batas tertentu bergantung pada intensitas suara (pada tingkat tinggi, suara dengan intensitas lebih besar tampak lebih rendah daripada suara yang lebih lemah.
Telinga manusia dapat dengan jelas membedakan dua nada yang nadanya berdekatan. Misalnya, pada rentang frekuensi kurang lebih 2000 Hz, seseorang dapat membedakan dua nada yang frekuensinya berbeda satu sama lain sebesar 3-6 Hz.
Skala subjektif persepsi suara dalam frekuensi mendekati hukum logaritma. Oleh karena itu, menggandakan frekuensi getaran (berapapun frekuensi awalnya) selalu dianggap sebagai perubahan nada yang sama. Interval ketinggian yang berhubungan dengan perubahan frekuensi 2 kali lipat disebut satu oktaf. Rentang frekuensi yang dirasakan manusia adalah 20-20.000 Hz, yang mencakup kurang lebih sepuluh oktaf.
Satu oktaf adalah interval perubahan nada yang cukup besar; seseorang membedakan interval yang jauh lebih kecil. Jadi, dalam sepuluh oktaf yang dirasakan oleh telinga, lebih dari seribu gradasi nada dapat dibedakan. Musik menggunakan interval yang lebih kecil yang disebut seminada, yang berhubungan dengan perubahan frekuensi sekitar 1,054 kali.
Satu oktaf dibagi menjadi setengah oktaf dan sepertiga oktaf. Untuk yang terakhir, rentang frekuensi berikut distandarisasi: 1; 1,25; 1.6; 2; 2.5; 3; 3.15; 4; 5; 6.3:8; 10, yang merupakan batas sepertiga oktaf. Jika frekuensi-frekuensi ini ditempatkan pada jarak yang sama sepanjang sumbu frekuensi, maka diperoleh skala logaritmik. Berdasarkan hal ini, semua karakteristik frekuensi perangkat transmisi suara diplot pada skala logaritmik.
Kerasnya transmisi tidak hanya bergantung pada intensitas suara, tetapi juga pada komposisi spektral, kondisi persepsi, dan durasi pemaparan. Jadi, dua nada suara dengan frekuensi sedang dan rendah, yang memiliki intensitas (atau tekanan suara yang sama) yang sama, tidak dianggap sama kerasnya oleh seseorang. Oleh karena itu, konsep tingkat kenyaringan di latar belakang diperkenalkan untuk menunjukkan suara dengan kenyaringan yang sama. Tingkat volume suara di latar belakang dianggap sebagai tingkat tekanan suara dalam desibel dengan volume nada murni yang sama dengan frekuensi 1000 Hz, yaitu untuk frekuensi 1000 Hz tingkat volume di latar belakang dan desibel adalah sama. Pada frekuensi lain, suara mungkin terdengar lebih keras atau lebih pelan pada tekanan suara yang sama.
Pengalaman insinyur suara dalam merekam dan mengedit karya musik menunjukkan bahwa untuk mendeteksi dengan lebih baik cacat suara yang mungkin timbul selama bekerja, tingkat volume selama mendengarkan kontrol harus dijaga tetap tinggi, kira-kira sesuai dengan tingkat volume di aula.
Dengan paparan suara yang intens dalam waktu lama, sensitivitas pendengaran secara bertahap menurun, dan semakin banyak, semakin tinggi volume suara. Penurunan sensitivitas yang terdeteksi dikaitkan dengan reaksi pendengaran terhadap kelebihan beban, yaitu. dengan adaptasi alaminya.Setelah beberapa kali istirahat dalam mendengarkan, sensitivitas pendengaran pulih kembali. Perlu ditambahkan bahwa alat bantu dengar, ketika menerima sinyal tingkat tinggi, menimbulkan distorsi subjektifnya sendiri (yang menunjukkan ketidaklinieran pendengaran). Jadi, pada level sinyal 100 dB, harmonik subjektif pertama dan kedua mencapai level 85 dan 70 dB.
Tingkat volume yang signifikan dan durasi paparannya menyebabkan fenomena ireversibel pada organ pendengaran. Telah diketahui bahwa ambang pendengaran kaum muda telah meningkat tajam dalam beberapa tahun terakhir. Alasannya adalah kecintaan terhadap musik pop yang berbeda-beda level tinggi volume suara.
Tingkat volume diukur menggunakan perangkat elektroakustik - pengukur tingkat suara. Suara yang diukur pertama-tama diubah menjadi getaran listrik oleh mikrofon. Setelah diperkuat oleh penguat tegangan khusus, osilasi ini diukur dengan instrumen penunjuk yang disesuaikan dalam desibel. Agar pembacaan perangkat seakurat mungkin sesuai dengan persepsi subjektif terhadap kenyaringan, perangkat dilengkapi dengan filter khusus yang mengubah sensitivitasnya terhadap persepsi suara dengan frekuensi berbeda sesuai dengan karakteristik sensitivitas pendengaran.
Karakteristik penting dari suara adalah timbre. Kemampuan pendengaran untuk membedakannya memungkinkan Anda melihat sinyal dengan beragam corak. Bunyi setiap instrumen dan suaranya, berkat corak khasnya, menjadi beraneka warna dan mudah dikenali.
Timbre, sebagai cerminan subjektif dari kompleksitas suara yang dirasakan, tidak memiliki penilaian kuantitatif dan dicirikan oleh istilah kualitatif (indah, lembut, berair, dll.). Saat mentransmisikan sinyal melalui jalur elektroakustik, distorsi yang dihasilkan terutama mempengaruhi timbre suara yang direproduksi. Kondisi untuk transmisi timbre suara musik yang benar adalah transmisi spektrum sinyal yang tidak terdistorsi. Spektrum sinyal adalah kumpulan komponen sinusoidal dari suara yang kompleks.
Spektrum paling sederhana disebut nada murni; ia hanya mengandung satu frekuensi. Bunyi alat musik lebih menarik: spektrumnya terdiri dari frekuensi nada dasar dan beberapa frekuensi “pengotor” yang disebut nada tambahan (nada lebih tinggi). Nada tambahan adalah kelipatan frekuensi nada dasar dan biasanya amplitudonya lebih kecil. .
Timbre bunyi bergantung pada distribusi intensitas pada nada tambahan. Suara alat musik yang berbeda berbeda dalam timbre.
Yang lebih kompleks adalah spektrum kombinasi bunyi musik yang disebut akord. Dalam spektrum seperti itu terdapat beberapa frekuensi dasar beserta nada tambahan yang sesuai
Perbedaan timbre terutama disebabkan oleh komponen sinyal frekuensi rendah-menengah, oleh karena itu, variasi warna nada yang besar dikaitkan dengan sinyal yang terletak di bagian bawah rentang frekuensi. Sinyal-sinyal yang termasuk dalam bagian atasnya, seiring bertambahnya, semakin kehilangan warna timbrenya, yang disebabkan oleh keluarnya komponen harmoniknya secara bertahap di luar batas frekuensi yang dapat didengar. Hal ini dapat dijelaskan oleh fakta bahwa hingga 20 atau lebih harmonik secara aktif terlibat dalam pembentukan timbre bunyi rendah, sedang 8 - 10, tinggi 2 - 3, karena sisanya lemah atau berada di luar jangkauan suara. frekuensi. Oleh karena itu, suara tinggi, biasanya, memiliki timbre yang lebih buruk.
Hampir semua sumber bunyi alam, termasuk sumber bunyi musik, memiliki ketergantungan timbre yang spesifik pada tingkat volume. Pendengaran juga disesuaikan dengan ketergantungan ini - wajar jika pendengaran menentukan intensitas sumber berdasarkan warna suara. Suara yang lebih keras biasanya lebih keras.
Sumber suara musik
Sejumlah faktor yang menjadi ciri sumber suara primer mempunyai pengaruh besar terhadap kualitas suara sistem elektroakustik.
Parameter akustik sumber musik bergantung pada komposisi pemain (orkestra, ansambel, grup, solois, dan jenis musik: simfoni, folk, pop, dll.).
Asal usul dan pembentukan bunyi pada setiap alat musik mempunyai kekhasan tersendiri terkait dengan ciri akustik produksi bunyi pada alat musik tertentu.
Elemen penting dari suara musik adalah serangan. Ini adalah proses transisi khusus di mana karakteristik suara yang stabil terbentuk: volume, timbre, nada. Setiap suara musik melewati tiga tahap - awal, tengah dan akhir, dan baik tahap awal maupun akhir memiliki durasi tertentu. tahap awal disebut serangan. Durasinya berbeda: untuk instrumen petik, perkusi, dan beberapa alat musik tiup durasinya 0-20 ms, untuk bassoon durasinya 20-60 ms. Serangan bukan hanya peningkatan volume suara dari nol ke nilai tetap; serangan dapat disertai dengan perubahan nada suara dan timbre yang sama. Selain itu, karakteristik serangan instrumennya tidak sama daerah yang berbeda jangkauannya dengan gaya permainan yang berbeda: biola, dalam hal kekayaan metode serangan ekspresif, adalah instrumen yang paling sempurna.
Salah satu ciri alat musik adalah rentang frekuensinya. Selain frekuensi dasar, setiap instrumen dicirikan oleh komponen tambahan berkualitas tinggi - nada tambahan (atau, seperti biasa dalam elektroakustik, harmonik yang lebih tinggi), yang menentukan timbre spesifiknya.
Diketahui bahwa energi suara tidak terdistribusi secara merata di seluruh spektrum frekuensi suara yang dipancarkan oleh suatu sumber.
Sebagian besar instrumen dicirikan oleh penguatan frekuensi dasar, serta nada tambahan individu, dalam pita frekuensi (formant) tertentu (satu atau lebih) yang relatif sempit, berbeda untuk setiap instrumen. Frekuensi resonansi (dalam hertz) daerah formant adalah: untuk terompet 100-200, terompet 200-400, trombone 300-900, terompet 800-1750, saksofon 350-900, oboe 800-1500, bassoon 300-900, klarinet 250 -600 .
Ciri khas lain dari alat musik adalah kekuatan bunyinya, yang ditentukan oleh besar atau kecilnya amplitudo (rentang) badan bunyi atau kolom udaranya (amplitudo yang lebih besar berarti bunyi yang lebih kuat dan sebaliknya). Nilai daya akustik puncak (dalam watt) adalah: untuk orkestra besar 70, bass drum 25, timpani 20, snare drum 12, trombone 6, piano 0.4, terompet dan saksofon 0.3, terompet 0.2, double bass 0.( 6, seruling kecil 0,08, klarinet, terompet dan segitiga 0,05.
Perbandingan kekuatan bunyi yang dihasilkan suatu alat musik pada saat dimainkan “fortissimo” dengan kekuatan bunyi pada saat dimainkan “pianissimo” biasa disebut rentang dinamis bunyi alat musik tersebut.
Rentang dinamis sumber suara musik bergantung pada jenis grup pertunjukan dan sifat pertunjukan.
Mari kita pertimbangkan rentang dinamis masing-masing sumber suara. Rentang dinamis alat musik individu dan ansambel (orkestra dan paduan suara dari berbagai komposisi), serta suara, dipahami sebagai rasio tekanan suara maksimum yang diciptakan oleh sumber tertentu dengan minimum, yang dinyatakan dalam desibel.
Dalam praktiknya, ketika menentukan rentang dinamis suatu sumber suara, seseorang biasanya hanya beroperasi pada tingkat tekanan suara, menghitung atau mengukur perbedaannya. Misalnya, jika tingkat suara maksimum sebuah orkestra adalah 90 dan minimumnya adalah 50 dB, maka rentang dinamisnya dikatakan 90 - 50 = 40 dB. Dalam hal ini, 90 dan 50 dB adalah tingkat tekanan suara relatif terhadap tingkat akustik nol.
Rentang dinamis untuk sumber suara tertentu bukanlah nilai konstan. Hal ini tergantung pada sifat pekerjaan yang dilakukan dan kondisi akustik ruangan tempat pertunjukan berlangsung. Gema memperluas jangkauan dinamis, yang biasanya mencapai maksimum di ruangan dengan volume besar dan penyerapan suara minimal. Hampir semua instrumen dan suara manusia memiliki rentang dinamis yang tidak merata di seluruh register suara. Misalnya, level volume suara terendah pada suatu keahlian untuk seorang vokalis sama dengan level suara tertinggi pada piano.
Rentang dinamis dari program musik tertentu dinyatakan dengan cara yang sama seperti untuk sumber suara individual, tetapi tekanan suara maksimum dicatat dengan nada dinamis ff (fortissimo), dan minimum dengan pp (pianissimo).
Volume tertinggi, ditunjukkan pada nada fff (forte, fortissimo), sesuai dengan tingkat tekanan suara akustik sekitar 110 dB, dan volume terendah, ditunjukkan pada nada ppr (piano-pianissimo), sekitar 40 dB.
Perlu dicatat bahwa nuansa dinamis pertunjukan dalam musik bersifat relatif dan hubungannya dengan tingkat tekanan suara yang sesuai sampai batas tertentu bersifat kondisional. Rentang dinamis program musik tertentu bergantung pada sifat komposisinya. Dengan demikian, rentang dinamis karya klasik Haydn, Mozart, Vivaldi jarang melebihi 30-35 dB. Rentang dinamis musik pop biasanya tidak melebihi 40 dB, sedangkan musik dance dan jazz hanya sekitar 20 dB. Sebagian besar karya orkestra instrumen rakyat Rusia juga memiliki rentang dinamis yang kecil (25-30 dB). Hal ini juga berlaku untuk band kuningan. Namun tingkat suara maksimum pita kuningan dalam suatu ruangan dapat mencapai tingkat yang cukup tinggi (hingga 110 dB).
Efek penyamaran
Penilaian subjektif terhadap kenyaringan bergantung pada kondisi di mana suara tersebut dirasakan oleh pendengar. Dalam kondisi nyata, sinyal akustik tidak ada dalam keheningan mutlak. Pada saat yang sama, kebisingan asing mempengaruhi pendengaran, memperumit persepsi suara, dan sampai batas tertentu menutupi sinyal utama. Efek menutupi gelombang sinus murni dengan kebisingan asing diukur dengan nilai yang ditunjukkan. dengan berapa desibel ambang batas pendengaran sinyal bertopeng meningkat di atas ambang batas persepsinya dalam keheningan.
Eksperimen untuk menentukan tingkat penyamaran satu sinyal suara dengan sinyal suara lainnya menunjukkan bahwa nada pada frekuensi apa pun ditutupi oleh nada yang lebih rendah jauh lebih efektif daripada nada yang lebih tinggi. Misalnya, jika dua garpu tala (1200 dan 440 Hz) mengeluarkan bunyi dengan intensitas yang sama, maka kita berhenti mendengar nada pertama, ditutupi oleh nada kedua (dengan memadamkan getaran garpu tala kedua, kita akan mendengar nada pertama. lagi).
Jika dua sinyal suara kompleks yang terdiri dari spektrum frekuensi suara tertentu ada secara bersamaan, maka terjadi efek saling menutupi. Terlebih lagi, jika energi utama dari kedua sinyal terletak pada wilayah rentang frekuensi audio yang sama, maka efek masking akan menjadi yang paling kuat. Jadi, saat mentransmisikan karya orkestra, karena masking oleh pengiring, bagian solois mungkin menjadi buruk. dapat dimengerti dan tidak terdengar.
Mencapai kejelasan atau, seperti yang mereka katakan, “transparansi” suara dalam transmisi suara orkestra atau ansambel pop menjadi sangat sulit jika suatu instrumen atau kelompok instrumen orkestra dimainkan dalam satu atau beberapa register pada waktu yang bersamaan.
Sutradara, saat merekam orkestra, harus mempertimbangkan ciri-ciri kamuflase. Saat latihan, dengan bantuan seorang konduktor, ia menjaga keseimbangan antara kekuatan suara instrumen dalam satu kelompok, serta antara kelompok dari keseluruhan orkestra. Kejelasan garis melodi utama dan bagian musik individu dicapai dalam kasus ini dengan penempatan mikrofon yang dekat dengan pemain, pemilihan yang disengaja oleh sound engineer dari instrumen paling penting di tempat kerja tertentu, dan suara khusus lainnya. teknik rekayasa.
Fenomena masking ditentang oleh kemampuan psikofisiologis organ pendengaran untuk memilih satu atau lebih suara yang membawa informasi paling penting dari kumpulan suara umum. Misalnya, ketika sebuah orkestra dimainkan, konduktor memperhatikan sedikit ketidakakuratan dalam penampilan suatu bagian pada instrumen apa pun.
Masking dapat mempengaruhi kualitas transmisi sinyal secara signifikan. Persepsi yang jelas tentang suara yang diterima dimungkinkan jika intensitasnya secara signifikan melebihi tingkat komponen interferensi yang terletak pada pita yang sama dengan suara yang diterima. Dengan interferensi seragam, kelebihan sinyal harus 10-15 dB. Ciri persepsi pendengaran ini adalah penggunaan praktis, misalnya, ketika menilai karakteristik elektroakustik suatu media. Jadi, jika rasio signal-to-noise dari rekaman analog adalah 60 dB, maka rentang dinamis dari program yang direkam tidak boleh lebih dari 45-48 dB.
Karakteristik temporal dari persepsi pendengaran
Alat bantu dengar, seperti sistem osilasi lainnya, bersifat inersia. Ketika suara menghilang, sensasi pendengaran tidak langsung hilang, tetapi berangsur-angsur berkurang hingga nol. Waktu di mana tingkat kebisingan berkurang 8-10 latar belakang disebut konstanta waktu pendengaran. Konstanta ini bergantung pada sejumlah keadaan, serta pada parameter suara yang dirasakan. Jika dua pulsa suara pendek sampai ke pendengar, komposisi dan level frekuensinya sama, tetapi salah satunya tertunda, maka pulsa tersebut akan dirasakan bersama-sama dengan penundaan tidak melebihi 50 ms. Pada interval penundaan yang besar, kedua impuls dirasakan secara terpisah, dan terjadi gema.
Fitur pendengaran ini diperhitungkan ketika merancang beberapa perangkat pemrosesan sinyal, misalnya jalur tunda elektronik, gaung, dll.
Perlu dicatat bahwa terima kasih kepada properti khusus pendengaran, persepsi volume denyut suara jangka pendek tidak hanya bergantung pada levelnya, tetapi juga pada durasi dampak denyut nadi pada telinga. Jadi, bunyi jangka pendek, yang hanya berdurasi 10-12 ms, dirasakan oleh telinga lebih pelan dibandingkan bunyi dengan tingkat yang sama, tetapi mempengaruhi pendengaran, misalnya, 150-400 ms. Oleh karena itu, saat mendengarkan suatu siaran, kenyaringan merupakan hasil rata-rata energi gelombang suara selama interval tertentu. Selain itu, pendengaran manusia memiliki kelembaman, khususnya ketika merasakan distorsi nonlinier, ia tidak merasakannya jika durasi pulsa suara kurang dari 10-20 ms. Oleh karena itu, dalam indikator level peralatan radio-elektronik rumah tangga perekam suara, nilai sinyal sesaat dirata-ratakan selama periode yang dipilih sesuai dengan karakteristik temporal organ pendengaran.
Representasi spasial suara
Salah satu kemampuan penting manusia adalah kemampuan menentukan arah sumber bunyi. Kemampuan ini disebut efek binaural dan dijelaskan oleh fakta bahwa seseorang memiliki dua telinga. Data eksperimen menunjukkan dari mana suara itu berasal: satu untuk nada frekuensi tinggi, satu lagi untuk nada frekuensi rendah.
Bunyi merambat dalam jarak yang lebih pendek ke telinga yang menghadap sumbernya dibandingkan ke telinga yang lain. Akibatnya, tekanan gelombang suara di saluran telinga bervariasi dalam fase dan amplitudo. Perbedaan amplitudo hanya signifikan pada frekuensi tinggi, ketika panjang gelombang suara sebanding dengan ukuran kepala. Bila perbedaan amplitudo melebihi nilai ambang batas sebesar 1 dB, sumber bunyi tampak berada pada sisi yang amplitudonya lebih besar. Sudut deviasi sumber bunyi dari garis tengah (garis simetri) kira-kira sebanding dengan logaritma perbandingan amplitudo.
Untuk menentukan arah sumber bunyi dengan frekuensi di bawah 1500-2000 Hz, diperlukan perbedaan fasa yang signifikan. Tampaknya bagi seseorang bahwa suara itu datang dari sisi mana gelombang, yang fasenya mendahului, mencapai telinga. Sudut deviasi bunyi dari garis tengah sebanding dengan selisih waktu tibanya gelombang bunyi ke kedua telinga. Orang yang terlatih dapat melihat perbedaan fase dengan perbedaan waktu 100 ms.
Kemampuan menentukan arah bunyi pada bidang vertikal kurang berkembang (sekitar 10 kali lipat). Ciri fisiologis ini berhubungan dengan orientasi organ pendengaran pada bidang horizontal.
Ciri khusus persepsi spasial suara oleh seseorang dimanifestasikan dalam kenyataan bahwa organ pendengaran mampu merasakan lokalisasi total dan integral yang diciptakan dengan bantuan alat pengaruh buatan. Misalnya dalam sebuah ruangan dipasang dua buah speaker di bagian depan dengan jarak 2-3 m satu sama lain. Pendengar terletak pada jarak yang sama dari sumbu sistem penghubung, tepatnya di tengah. Di dalam ruangan, dua suara dengan fase, frekuensi dan intensitas yang sama dipancarkan melalui speaker. Akibat identitas bunyi-bunyi yang masuk ke dalam organ pendengaran, seseorang tidak dapat memisahkannya; sensasinya memberikan gambaran tentang satu sumber bunyi (virtual) yang tampak, yang terletak tepat di tengah sumbu simetri.
Jika sekarang kita memperkecil volume salah satu pengeras suara, sumber yang terlihat akan berpindah ke pengeras suara yang lebih keras. Ilusi sumber suara bergerak dapat diperoleh tidak hanya dengan mengubah level sinyal, tetapi juga dengan menunda satu suara secara artifisial terhadap suara lainnya; dalam hal ini, sumber semu akan bergeser ke arah speaker yang memancarkan sinyal terlebih dahulu.
Untuk mengilustrasikan lokalisasi integral, kami memberikan sebuah contoh. Jarak antar pembicara 2 m, jarak garis depan ke pendengar 2 m; agar sumber bergerak 40 cm ke kiri atau ke kanan, perlu disampaikan dua sinyal dengan perbedaan tingkat intensitas 5 dB atau dengan waktu tunda 0,3 ms. Dengan perbedaan level 10 dB atau waktu tunda 0,6 ms, sumber akan “bergerak” 70 cm dari pusat.
Jadi, jika Anda mengubah tekanan suara yang diciptakan oleh speaker, ilusi pergerakan sumber suara akan muncul. Fenomena ini disebut lokalisasi ringkasan. Untuk membuat lokalisasi ringkasan, sistem transmisi suara stereofonik dua saluran digunakan.
Dua mikrofon dipasang di ruang utama, yang masing-masing berfungsi pada salurannya sendiri. Yang sekunder memiliki dua pengeras suara. Mikrofon-mikrofon tersebut terletak pada jarak tertentu satu sama lain sepanjang garis yang sejajar dengan penempatan pemancar suara. Saat pemancar suara digerakkan, tekanan suara yang berbeda akan bekerja pada mikrofon dan waktu tibanya gelombang suara akan berbeda karena jarak yang tidak sama antara pemancar suara dan mikrofon. Perbedaan ini menciptakan efek lokalisasi total di ruang sekunder, akibatnya sumber semu dilokalisasi pada titik tertentu di ruang yang terletak di antara dua pengeras suara.
Perlu disebutkan sistem transmisi suara binaural. Dengan sistem yang disebut sistem kepala buatan, dua mikrofon terpisah ditempatkan di ruang utama, dengan jarak satu sama lain sama dengan jarak antara telinga seseorang. Masing-masing mikrofon memiliki saluran transmisi suara independen, yang outputnya di ruang sekunder mencakup telepon untuk telinga kiri dan kanan. Jika saluran transmisi suara identik, sistem tersebut secara akurat menyampaikan efek binaural yang tercipta di dekat telinga “kepala buatan” di ruang utama. Memiliki headphone dan harus menggunakannya dalam waktu lama merupakan suatu kerugian.
Organ pendengaran menentukan jarak ke sumber bunyi dengan menggunakan sejumlah tanda tidak langsung dan dengan beberapa kesalahan. Bergantung pada apakah jarak ke sumber sinyal kecil atau besar, penilaian subjektifnya berubah di bawah pengaruh berbagai faktor. Ditemukan bahwa jika jarak yang ditentukan kecil (hingga 3 m), maka penilaian subjektifnya hampir berhubungan secara linier dengan perubahan volume sumber suara yang bergerak sepanjang kedalaman. Faktor tambahan untuk sinyal kompleks adalah timbre-nya, yang menjadi semakin “lebih berat” saat sumber mendekati pendengar. Hal ini disebabkan oleh peningkatan amplifikasi nada-nada rendah dibandingkan dengan nada-nada tinggi, yang disebabkan oleh peningkatan tingkat volume.
Untuk jarak rata-rata 3-10 m, perpindahan sumber menjauhi pendengar akan disertai dengan penurunan volume secara proporsional, dan perubahan ini akan berlaku sama pada frekuensi dasar dan komponen harmonik. Hasilnya, terjadi penguatan relatif pada bagian spektrum frekuensi tinggi dan timbre menjadi lebih cerah.
Dengan bertambahnya jarak, kehilangan energi di udara akan meningkat sebanding dengan kuadrat frekuensinya. Meningkatnya hilangnya nada tambahan register tinggi akan mengakibatkan penurunan kecerahan timbral. Dengan demikian, penilaian subjektif terhadap jarak dikaitkan dengan perubahan volume dan timbre.
Di ruangan tertutup, sinyal pantulan pertama, yang tertunda relatif terhadap pantulan langsung sebesar 20-40 ms, dianggap oleh organ pendengaran datang dari arah yang berbeda. Pada saat yang sama, peningkatan penundaannya menciptakan kesan jarak yang cukup jauh dari titik asal refleksi ini. Jadi, berdasarkan waktu tunda seseorang dapat menilai jarak relatif sumber sekunder atau, yang sama, ukuran ruangan.
Beberapa ciri persepsi subjektif dari siaran stereofonik.
Sistem transmisi suara stereofonik memiliki sejumlah fitur penting dibandingkan sistem monofonik konvensional.
Kualitas yang membedakan suara stereofonik, volume, mis. Perspektif akustik alami dapat dinilai dengan menggunakan beberapa indikator tambahan yang tidak masuk akal dengan teknik transmisi suara monofonik. Untuk seperti indikator tambahan harus mencakup: sudut pendengaran, mis. sudut pandang pendengar terhadap gambar suara stereoponis; resolusi stereo, mis. lokalisasi yang ditentukan secara subjektif dari elemen individu gambar suara pada titik-titik tertentu di ruang dalam sudut audibilitas; suasana akustik, yaitu efek memberikan pendengar perasaan kehadiran di ruangan utama tempat terjadinya peristiwa suara yang ditransmisikan.
Tentang peran akustik ruangan
Suara warna-warni dicapai tidak hanya dengan bantuan peralatan reproduksi suara. Bahkan dengan peralatan yang cukup bagus, kualitas suara mungkin buruk jika ruang mendengarkan tidak memiliki properti tertentu. Diketahui bahwa dalam ruangan tertutup terjadi fenomena suara sengau yang disebut gaung. Dengan mempengaruhi organ pendengaran, gaung (tergantung durasinya) dapat meningkatkan atau memperburuk kualitas suara.
Seseorang di dalam ruangan tidak hanya merasakan gelombang suara langsung yang diciptakan langsung oleh sumber suara, tetapi juga gelombang yang dipantulkan oleh langit-langit dan dinding ruangan. Gelombang pantulan terdengar beberapa saat setelah sumber bunyi berhenti.
Kadang-kadang diyakini bahwa sinyal yang dipantulkan hanya memainkan peran negatif, mengganggu persepsi sinyal utama. Namun, gagasan ini tidak benar. Bagian tertentu dari energi sinyal gema awal yang dipantulkan, mencapai telinga manusia dengan penundaan singkat, memperkuat sinyal utama dan memperkaya suaranya. Sebaliknya, gema yang dipantulkan kemudian. yang waktu tundanya melebihi nilai kritis tertentu, membentuk latar belakang suara yang menyulitkan persepsi sinyal utama.
Ruang dengar seharusnya tidak memilikinya waktu yang besar gema. Ruang keluarga biasanya memiliki sedikit gaung karena ukurannya yang terbatas dan adanya permukaan penyerap suara, furnitur berlapis kain, karpet, tirai, dll.
Hambatan yang berbeda sifat dan sifatnya dicirikan oleh koefisien serapan bunyi, yaitu perbandingan energi yang diserap dengan energi total gelombang bunyi yang datang.
Untuk meningkatkan sifat penyerap suara pada karpet (dan mengurangi kebisingan di ruang tamu), disarankan untuk menggantung karpet tidak dekat dengan dinding, tetapi dengan jarak 30-50 mm).
Isi artikel
PENDENGARAN, kemampuan untuk merasakan suara. Pendengaran bergantung pada: 1) telinga - luar, tengah dan dalam - yang merasakan getaran suara; 2) saraf pendengaran, yang mentransmisikan sinyal yang diterima dari telinga; 3) bagian otak tertentu (pusat pendengaran), dimana impuls yang diteruskan oleh saraf pendengaran menimbulkan kesadaran akan aslinya sinyal suara.
Sumber bunyi apa pun - senar biola yang dipegang dengan busur, kolom udara yang bergerak dalam pipa organ, atau pita suara pria yang berbicara– menyebabkan getaran di udara sekitar: pertama kompresi sesaat, kemudian penghalusan seketika. Dengan kata lain, rangkaian gelombang bolak-balik meningkat dan tekanan darah rendah, yang menyebar dengan cepat di udara. Aliran gelombang yang bergerak ini menimbulkan suara yang dirasakan oleh organ pendengaran.
Sebagian besar suara yang kita temui setiap hari cukup kompleks. Mereka dihasilkan oleh gerakan osilasi kompleks dari sumber suara, menciptakan gelombang suara yang sangat kompleks. Dalam eksperimen penelitian pendengaran, mereka mencoba memilih sinyal suara yang paling sederhana agar lebih mudah mengevaluasi hasilnya. Banyak upaya dihabiskan untuk memastikan osilasi periodik sederhana dari sumber suara (seperti pendulum). Aliran gelombang bunyi yang dihasilkan dengan frekuensi yang sama disebut nada murni; itu mewakili perubahan yang teratur dan mulus dari tinggi dan tekanan rendah.
Batasan persepsi pendengaran.
Sumber suara "ideal" yang dijelaskan dapat dibuat bergetar dengan cepat atau lambat. Hal ini memungkinkan untuk memperjelas salah satu pertanyaan pokok yang muncul dalam studi pendengaran, yaitu berapa frekuensi minimum dan maksimum getaran yang dirasakan oleh telinga manusia sebagai suara. Eksperimen telah menunjukkan hal berikut. Bila osilasi terjadi sangat lambat, kurang dari 20 siklus osilasi lengkap per detik (20 Hz), setiap gelombang suara terdengar terpisah dan tidak membentuk nada kontinu. Ketika frekuensi getaran meningkat, seseorang mulai mendengar nada rendah terus menerus, mirip dengan suara pipa bass terendah suatu organ. Ketika frekuensi semakin meningkat, nada yang dirasakan menjadi lebih tinggi; pada 1000 Hz menyerupai nada C tinggi sopran. Namun nada tersebut masih jauh dari batas atas pendengaran manusia. Hanya ketika frekuensinya mendekati sekitar 20.000 Hz, telinga manusia normal secara bertahap menjadi tidak dapat mendengar.
Kepekaan telinga terhadap getaran suara dengan frekuensi berbeda tidaklah sama. Ia merespons secara sensitif terhadap fluktuasi frekuensi menengah (dari 1000 hingga 4000 Hz). Di sini sensitivitasnya begitu besar sehingga peningkatan signifikan apa pun akan berdampak buruk: pada saat yang sama, kebisingan latar belakang yang konstan dari pergerakan acak molekul udara akan dirasakan. Ketika frekuensi menurun atau meningkat relatif terhadap rentang rata-rata, ketajaman pendengaran secara bertahap menurun. Di tepi rentang frekuensi yang terlihat, suara harus sangat kuat agar dapat didengar, sedemikian kuatnya sehingga kadang-kadang dapat dirasakan secara fisik sebelum terdengar.
Suara dan persepsinya.
Nada murni memiliki dua karakteristik independen: 1) frekuensi dan 2) kekuatan, atau intensitas. Frekuensi diukur dalam hertz, mis. ditentukan oleh jumlah siklus osilasi lengkap per detik. Intensitas diukur dengan besarnya tekanan denyut gelombang suara pada permukaan yang datang dan biasanya dinyatakan dalam satuan logaritmik relatif - desibel (dB). Harus diingat bahwa konsep frekuensi dan intensitas hanya berlaku untuk suara sebagai stimulus fisik eksternal; inilah yang disebut karakteristik akustik suara. Ketika kita berbicara tentang persepsi, mis. tentang proses fisiologis, suatu suara dinilai tinggi atau rendah, dan kekuatannya dianggap sebagai kenyaringan. Secara umum, nada, karakteristik subjektif dari suara, berkaitan erat dengan frekuensinya; Suara berfrekuensi tinggi dianggap bernada tinggi. Selain itu, untuk menggeneralisasi, kita dapat mengatakan bahwa kenyaringan yang dirasakan bergantung pada kekuatan suara: kita mendengar suara yang lebih intens dan semakin keras. Namun, hubungan ini tidak bersifat kekal dan mutlak, seperti yang sering diyakini. Nada suara yang dirasakan sampai batas tertentu dipengaruhi oleh intensitasnya, dan kenyaringan suara yang dirasakan sampai batas tertentu dipengaruhi oleh frekuensi. Jadi, dengan mengubah frekuensi suara, seseorang dapat menghindari perubahan nada yang dirasakan, sehingga memvariasikan kekuatannya.
"Perbedaan nyata yang minimal."
Baik dari sudut pandang praktis maupun teoritis, menentukan perbedaan minimum frekuensi dan intensitas suara yang dapat dideteksi oleh telinga merupakan masalah yang sangat penting. Bagaimana frekuensi dan kekuatan sinyal suara diubah agar pendengar dapat menyadarinya? Ternyata perbedaan minimum yang terlihat ditentukan oleh perubahan relatif pada karakteristik suara, bukan oleh perubahan absolut. Hal ini berlaku untuk frekuensi dan kekuatan suara.
Perubahan relatif dalam frekuensi yang diperlukan untuk diskriminasi berbeda-beda baik untuk bunyi dengan frekuensi berbeda maupun untuk bunyi dengan frekuensi yang sama, tetapi kekuatannya berbeda. Namun dapat dikatakan bahwa itu adalah sekitar 0,5% pada rentang frekuensi yang luas dari 1000 hingga 12.000 Hz. Persentase ini (yang disebut ambang batas diskriminasi) sedikit lebih tinggi pada frekuensi yang lebih tinggi dan secara signifikan lebih tinggi pada frekuensi yang lebih rendah. Akibatnya, telinga kurang sensitif terhadap perubahan frekuensi di tepi rentang frekuensi dibandingkan pada nilai tengah, dan hal ini sering kali diperhatikan oleh semua orang yang bermain piano; interval antara dua nada yang sangat tinggi atau sangat rendah tampak lebih kecil dibandingkan dengan nada-nada di kisaran tengah.
Perbedaan minimum yang terlihat sedikit berbeda dalam hal intensitas suara. Diskriminasi memerlukan perubahan tekanan gelombang suara yang cukup besar, sekitar 10% (yaitu sekitar 1 dB), dan nilai ini relatif konstan untuk suara dengan frekuensi dan intensitas apa pun. Namun, ketika intensitas stimulus rendah, perbedaan minimum yang terlihat meningkat secara signifikan, terutama untuk nada frekuensi rendah.
Nada tambahan di telinga.
Ciri khas dari hampir semua sumber bunyi adalah bahwa ia tidak hanya menghasilkan osilasi periodik sederhana (nada murni), tetapi juga melakukan gerakan osilasi kompleks yang menghasilkan beberapa nada murni pada saat yang bersamaan. Biasanya nada kompleks tersebut terdiri dari rangkaian harmonik (harmonik), yaitu. dari frekuensi terendah, fundamental, ditambah nada tambahan, yang frekuensinya melebihi nada dasar sebanyak beberapa kali bilangan bulat (2, 3, 4, dst.). Jadi, suatu benda yang bergetar pada frekuensi dasar 500 Hz juga dapat menghasilkan nada tambahan sebesar 1000, 1500, 2000 Hz, dan seterusnya. Telinga manusia berperilaku serupa dalam menanggapi sinyal suara. Ciri anatomi telinga memberikan banyak peluang untuk mengubah energi nada murni yang masuk, setidaknya sebagian, menjadi nada tambahan. Artinya, meskipun sumber menghasilkan nada murni, pendengar yang penuh perhatian tidak hanya dapat mendengar nada utama, tetapi juga satu atau dua nada tambahan yang halus.
Interaksi dua nada.
Ketika dua nada murni dirasakan oleh telinga secara bersamaan, varian aksi gabungannya berikut ini dapat diamati, bergantung pada sifat nada itu sendiri. Mereka bisa saling menyamarkan dengan saling mengecilkan volumenya. Hal ini paling sering terjadi ketika frekuensi nada tidak berbeda jauh. Kedua nada tersebut dapat saling terhubung. Pada saat yang sama, kita mendengar suara yang sesuai dengan perbedaan frekuensi di antara keduanya, atau dengan jumlah frekuensinya. Ketika dua nada memiliki frekuensi yang sangat dekat, kita mendengar satu nada yang nadanya kira-kira sama dengan frekuensi tersebut. Nada ini, bagaimanapun, menjadi lebih keras dan lebih tenang ketika dua sinyal akustik yang sedikit tidak cocok terus berinteraksi, baik memperkuat atau membatalkan satu sama lain.
Warnanada.
Secara obyektif, nada kompleks yang sama dapat bervariasi dalam tingkat kerumitannya, yaitu. berdasarkan komposisi dan intensitas nada tambahan. Karakteristik subjektif dari persepsi, yang umumnya mencerminkan kekhasan suara, adalah timbre. Jadi, sensasi yang disebabkan oleh nada kompleks tidak hanya dicirikan oleh nada dan volume tertentu, tetapi juga oleh timbre. Beberapa suara tampak kaya dan penuh, yang lainnya tidak. Terutama karena perbedaan timbre, kami mengenali suara berbagai instrumen di antara banyak suara. Nada A yang dimainkan pada piano dapat dengan mudah dibedakan dari nada yang sama yang dimainkan pada terompet. Namun, jika seseorang berhasil menyaring dan meredam nada tambahan dari setiap instrumen, nada-nada ini tidak dapat dibedakan.
Lokalisasi suara.
Telinga manusia tidak hanya membedakan suara dan sumbernya; kedua telinga, bekerja sama, mampu menentukan dengan akurat arah datangnya suara. Karena telinga terletak di sisi kepala yang berlawanan, gelombang suara dari sumber suara tidak mencapai telinga pada waktu yang bersamaan dan bertindak dengan kekuatan yang sedikit berbeda. Karena perbedaan waktu dan kekuatan yang minimal, otak menentukan arah sumber suara dengan cukup akurat. Jika sumber suara berada tepat di depan, maka otak melokalisasinya sepanjang sumbu horizontal dengan akurasi beberapa derajat. Jika sumber digeser ke satu sisi, keakuratan lokalisasinya sedikit berkurang. Membedakan suara dari belakang dengan suara dari depan, serta melokalisasinya sepanjang sumbu vertikal, ternyata agak lebih sulit.
Kebisingan
sering digambarkan sebagai suara atonal, mis. terdiri dari berbagai. frekuensi yang tidak berhubungan dan oleh karena itu tidak secara konsisten mengulangi pergantian gelombang tekanan tinggi dan rendah untuk menghasilkan frekuensi tertentu. Namun, pada kenyataannya, hampir semua “kebisingan” memiliki nadanya sendiri, yang mudah diverifikasi dengan mendengarkan dan membandingkan suara-suara biasa. Di sisi lain, “nada” apa pun memiliki unsur kekasaran. Oleh karena itu, perbedaan antara kebisingan dan nada sulit didefinisikan dalam istilah ini. Saat ini ada kecenderungan untuk mendefinisikan kebisingan secara psikologis daripada akustik, dan menyebut kebisingan hanyalah suara yang tidak diinginkan. Mengurangi kebisingan dalam hal ini sudah menjadi hal yang mendesak masalah modern. Meskipun suara keras yang terus-menerus tidak diragukan lagi menyebabkan ketulian, dan bekerja dalam kebisingan menyebabkan stres sementara, efeknya mungkin tidak akan bertahan lama dan tidak separah yang sering dikaitkan dengan hal tersebut.
Pendengaran tidak normal dan pendengaran binatang.
Rangsangan alami bagi telinga manusia adalah suara yang merambat di udara, namun telinga dapat dirangsang dengan cara lain. Misalnya, semua orang tahu bahwa suara dapat terdengar di bawah air. Juga, jika Anda menerapkan sumber getaran ke bagian tulang kepala, karena konduksi tulang sensasi suara muncul. Fenomena ini cukup berguna dalam beberapa bentuk ketulian: pemancar kecil dipasang langsung pada alat tersebut proses mastoid(bagian tengkorak yang terletak tepat di belakang telinga), memungkinkan pasien mendengar suara yang diperkuat oleh pemancar melalui tulang tengkorak akibat konduksi tulang.
Tentu saja, tidak hanya orang yang mendengarnya. Kemampuan mendengar muncul pada tahap awal evolusi dan sudah ada pada serangga. Jenis yang berbeda hewan merasakan suara dengan frekuensi berbeda. Beberapa orang mendengar rentang suara yang lebih kecil dibandingkan manusia, yang lain mendengar rentang suara yang lebih besar. Contoh yang baik– seekor anjing yang telinganya sensitif terhadap frekuensi di luar jangkauan pendengaran manusia. Salah satu kegunaannya adalah untuk menghasilkan peluit, yang suaranya tidak terdengar oleh manusia tetapi cukup keras untuk didengar oleh anjing.
Untuk orientasi kita terhadap dunia sekitar, pendengaran memainkan peran yang sama dengan penglihatan. Telinga memungkinkan kita berkomunikasi satu sama lain menggunakan suara; telinga memiliki kepekaan khusus terhadap frekuensi suara ucapan. Dengan bantuan telinga, seseorang menangkap berbagai getaran suara di udara. Getaran yang berasal dari suatu benda (sumber bunyi) disalurkan melalui udara yang berperan sebagai pemancar bunyi dan ditangkap oleh telinga. Telinga manusia merasakan getaran udara dengan frekuensi 16 hingga 20.000 Hz. Getaran dengan frekuensi lebih tinggi dianggap ultrasonik, tetapi telinga manusia tidak dapat menangkapnya. Kemampuan membedakan nada tinggi semakin berkurang seiring bertambahnya usia. Kemampuan menangkap suara dengan kedua telinga memungkinkan untuk menentukan di mana letaknya. Di telinga, getaran udara diubah menjadi impuls listrik, yang dianggap oleh otak sebagai suara.
Telinga juga menampung organ untuk merasakan gerakan dan posisi tubuh dalam ruang - peralatan vestibular. Sistem vestibular memainkan peran besar dalam orientasi spasial seseorang, menganalisis dan mengirimkan informasi tentang percepatan dan perlambatan gerakan linier dan rotasi, serta ketika posisi kepala berubah dalam ruang.
Struktur telinga
Berdasarkan struktur eksternal telinga terbagi menjadi tiga bagian. Dua bagian pertama telinga, bagian luar (luar) dan tengah, menghantarkan bunyi. Bagian ketiga - bagian dalam telinga- berisi sel-sel pendengaran, mekanisme untuk memahami ketiga fitur suara: nada, kekuatan, dan timbre.
Bagian luar telinga- bagian telinga luar yang menonjol disebut daun telinga , dasarnya terdiri dari jaringan pendukung semi-kaku - tulang rawan. Permukaan anterior daun telinga memiliki struktur yang kompleks dan bentuk yang bervariasi. Terdiri dari tulang rawan dan jaringan fibrosa, kecuali bagian bawah - lobulus (daun telinga) yang dibentuk oleh jaringan lemak. Pada dasar daun telinga terdapat otot daun telinga anterior, superior dan posterior yang pergerakannya terbatas.
Selain fungsi akustik (pengumpul suara), daun telinga juga berperan protektif, melindungi saluran pendengaran hingga gendang telinga dari efek berbahaya lingkungan(masuknya air, debu, arus udara yang kuat). Bentuk dan ukuran telinga bersifat individual. Panjang daun telinga pada pria adalah 50–82 mm dan lebar 32–52 mm, pada wanita ukurannya sedikit lebih kecil. Area kecil daun telinga mewakili seluruh kepekaan tubuh dan organ dalam. Oleh karena itu, dapat digunakan untuk memperolehnya secara biologis informasi penting tentang kondisi organ apa pun. Daun telinga memusatkan getaran suara dan mengarahkannya ke lubang pendengaran eksternal.
Saluran pendengaran eksternal berfungsi untuk menghantarkan getaran bunyi udara dari daun telinga sampai ke gendang telinga. Saluran pendengaran luar mempunyai panjang 2 sampai 5 cm, sepertiga bagian luarnya dibentuk oleh jaringan tulang rawan, dan 2/3 bagian dalamnya dibentuk oleh tulang. Saluran pendengaran eksternal melengkung ke arah superior-posterior, dan mudah diluruskan ketika daun telinga ditarik ke atas dan ke belakang. Di kulit liang telinga terdapat kelenjar khusus yang mengeluarkan sekret. warna kekuningan (tahi telinga), yang fungsinya untuk melindungi kulit dari infeksi bakteri dan partikel asing (serangga).
Saluran pendengaran luar dipisahkan dari telinga tengah oleh gendang telinga, yang selalu ditarik ke dalam. Ini adalah pelat jaringan ikat tipis, ditutupi di bagian luar dengan epitel berlapis-lapis, dan di bagian dalam dengan selaput lendir. Saluran pendengaran eksternal berfungsi untuk menghantarkan getaran suara ke gendang telinga, yang memisahkan telinga luar dari rongga timpani(telinga tengah).
Telinga tengah, atau rongga timpani, adalah ruangan kecil berisi udara yang terletak di piramida tulang sementara dan dipisahkan dari saluran pendengaran eksternal oleh gendang telinga. Rongga ini memiliki dinding tulang dan membran (membran timpani).
Gendang pendengar adalah membran bergerak rendah setebal 0,1 mikron, ditenun dari serat yang berjalan ke arah berbeda dan diregangkan secara tidak merata di area berbeda. Karena struktur ini, gendang telinga tidak memiliki periode osilasinya sendiri, yang akan menyebabkan penguatan sinyal suara yang bertepatan dengan frekuensi osilasinya sendiri. Ia mulai bergetar di bawah pengaruh getaran suara yang melewati saluran pendengaran eksternal. Melalui lubang di dinding belakang Membran timpani berhubungan dengan gua mastoid.
Pembukaan saluran pendengaran (Eustachius) terletak di dinding anterior rongga timpani dan mengarah ke bagian hidung faring. Berkat ini, udara atmosfer bisa masuk ke rongga timpani. Biasanya, pembukaan tuba Eustachius tertutup. Terbuka pada saat menelan atau menguap, membantu menyamakan tekanan udara pada gendang telinga dari sisi rongga telinga tengah dan bukaan pendengaran luar, sehingga melindunginya dari pecahnya gendang telinga yang mengakibatkan gangguan pendengaran.
Di rongga timpani terletak tulang-tulang pendengaran. Ukurannya sangat kecil dan dihubungkan dalam rantai yang memanjang gendang pendengar ke dinding bagian dalam rongga timpani.
Tulang terluar adalah Palu- Pegangannya terhubung ke gendang telinga. Kepala maleus terhubung ke inkus, yang dapat diartikulasikan secara bergerak dengan kepala sanggurdi.
Tulang-tulang pendengaran mendapat nama seperti itu karena bentuknya. Tulangnya ditutupi selaput lendir. Dua otot mengatur pergerakan tulang. Sambungan tulang sedemikian rupa sehingga meningkatkan tekanan gelombang suara pada membran jendela oval sebanyak 22 kali lipat, yang memungkinkan gelombang suara lemah menggerakkan cairan masuk. siput.
Bagian dalam telinga tertutup di tulang temporal dan merupakan sistem rongga dan saluran yang terletak di substansi tulang bagian petrosus tulang temporal. Bersama-sama mereka membentuk labirin tulang, di dalamnya terdapat labirin membranosa. Labirin tulang mewakili rongga tulang berbagai bentuk dan terdiri dari ruang depan, tiga saluran setengah lingkaran dan koklea. Labirin membran terdiri dari sistem kompleks formasi membran tipis yang terletak di labirin tulang.
Semua rongga bagian dalam telinga diisi dengan cairan. Di dalam labirin membranosa terdapat endolimfe, dan cairan yang mencuci labirin membranosa di luar adalah perilimfe dan komposisinya mirip dengan cairan serebrospinal. Endolimfe berbeda dari perilimfe (mengandung lebih banyak ion kalium dan lebih sedikit ion natrium) - endolimfe membawa muatan positif dalam kaitannya dengan perilimfe.
Pendahuluan- bagian tengah labirin tulang, yang berkomunikasi dengan seluruh bagiannya. Di posterior ruang depan terdapat tiga kanalis semisirkularis bertulang: superior, posterior, dan lateral. Kanalis setengah lingkaran lateral terletak horizontal, dua lainnya tegak lurus terhadapnya. Setiap saluran memiliki bagian yang diperluas - ampul. Ini berisi ampula membranosa yang berisi endolimfe. Ketika endolimfe bergerak selama perubahan posisi kepala di ruang angkasa, ia menjadi teriritasi ujung saraf. Eksitasi ditransmisikan sepanjang serabut saraf ke otak.
Siput adalah tabung spiral yang membentuk dua setengah putaran mengelilingi batang tulang berbentuk kerucut. Ini adalah bagian tengah dari organ pendengaran. Di dalam saluran tulang koklea terdapat labirin membranosa, atau saluran koklea, tempat ujung koklea bagian kedelapan urat saraf Getaran perilimfe ditransmisikan ke endolimfe saluran koklea dan mengaktifkan ujung saraf bagian pendengaran saraf kranial kedelapan.
Saraf vestibulocochlear terdiri dari dua bagian. Bagian vestibular berfungsi impuls saraf dari ruang depan dan saluran setengah lingkaran ke inti vestibular pons dan medula oblongata dan selanjutnya ke otak kecil. Bagian koklea mentransmisikan informasi sepanjang serat yang berasal dari organ spiral (korti) ke inti pendengaran batang tubuh dan selanjutnya - melalui serangkaian saklar di pusat subkortikal - ke korteks lobus temporal atas belahan otak.
Mekanisme persepsi getaran suara
Suara timbul karena getaran udara dan diperkuat di daun telinga. Gelombang suara kemudian dihantarkan sepanjang bagian luar saluran telinga ke gendang telinga, menyebabkannya bergetar. Getaran gendang telinga diteruskan ke rantai tulang-tulang pendengaran: maleus, inkus, dan stapes. Pangkal stapes dipasang pada jendela ruang depan dengan bantuan ligamen elastis, yang menyebabkan getaran ditransmisikan ke perilimfe. Pada gilirannya, melalui dinding membran saluran koklea, getaran ini diteruskan ke endolimfe, yang pergerakannya menyebabkan iritasi pada sel reseptor organ spiral. Impuls saraf yang dihasilkan mengikuti serabut saraf vestibulocochlear bagian koklea ke otak.
Penerjemahan bunyi-bunyian yang dirasakan oleh organ pendengaran sebagai sesuatu yang menyenangkan dan tidak nyaman terjadi di otak. Gelombang suara yang tidak beraturan menghasilkan sensasi kebisingan, sedangkan gelombang yang teratur dan berirama dianggap sebagai nada musik. Bunyi merambat dengan kecepatan 343 km/s pada suhu udara 15–16ºС.
ENSIKLOPEDI OBAT
FISIOLOGI
Bagaimana telinga merasakan suara
Telinga merupakan organ yang mengubah gelombang suara menjadi impuls saraf yang dapat dirasakan oleh otak. Dengan berinteraksi satu sama lain, unsur-unsur telinga bagian dalam memberi
kita bisa membedakan suara.
Secara anatomi dibagi menjadi tiga bagian:
□ Telinga luar - dirancang untuk mengarahkan gelombang suara ke struktur internal telinga. Ini terdiri dari daun telinga, yang merupakan tulang rawan elastis yang ditutupi kulit jaringan subkutan, terhubung ke kulit kepala dan ke saluran pendengaran eksternal - tabung pendengaran, ditutupi dengan kotoran telinga. Tabung ini berakhir di gendang telinga.
□ Telinga tengah adalah rongga yang berisi tulang-tulang pendengaran kecil (palu, inkus, stapes) dan tendon dua otot kecil. Posisi sanggurdi memungkinkan untuk menyerang jendela lonjong, yang merupakan pintu masuk ke koklea.
□ Telinga bagian dalam terdiri dari:
■ dari saluran setengah lingkaran labirin tulang dan ruang depan labirin, yang merupakan bagian dari alat vestibular;
■ dari koklea - organ pendengaran yang sebenarnya. Koklea telinga bagian dalam sangat mirip dengan cangkang siput hidup. Secara melintang
Pada penampang melintang terlihat terdiri dari tiga bagian memanjang: skala timpani, skala vestibular, dan saluran koklea. Ketiga struktur tersebut diisi dengan cairan. Organ spiral Corti terletak di saluran koklea. Ini terdiri dari 23.500 sel sensitif yang dilengkapi rambut yang benar-benar menangkap gelombang suara dan meneruskannya melalui saraf pendengaran mengirimkannya ke otak.
Anatomi telinga
Bagian luar telinga
Terdiri dari daun telinga dan saluran pendengaran eksternal.
Telinga tengah
Berisi tiga tulang kecil: maleus, landasan dan sanggurdi.
Bagian dalam telinga
Berisi saluran setengah lingkaran labirin tulang, ruang depan labirin dan koklea.
< Наружная, видимая часть уха называется ушной раковиной. Она служит для передачи звуковых волн в слуховой канал, а оттуда в среднее и внутреннее ухо.
Dan telinga luar, tengah dan dalam berperan peran penting dalam menghantarkan dan mentransmisikan bunyi dari lingkungan luar ke dalam otak.
Apa itu suara?
Suara merambat melalui atmosfer, berpindah dari suatu area tekanan tinggi ke daerah rendah.
Gelombang suara
dengan frekuensi yang lebih tinggi (biru) berhubungan dengan suara bernada tinggi. Hijau menunjukkan suara rendah.
Kebanyakan suara yang kita dengar merupakan kombinasi gelombang suara dengan frekuensi dan amplitudo yang berbeda-beda.
Suara adalah sejenis energi; Energi bunyi ditransmisikan di atmosfer dalam bentuk getaran molekul udara. Tanpa adanya medium molekuler (udara atau lainnya), bunyi tidak dapat merambat.
PERGERAKAN MOLEKUL Di atmosfer tempat merambatnya bunyi, terdapat daerah bertekanan tinggi yang letak molekul udaranya berdekatan satu sama lain. Mereka bergantian dengan area bertekanan rendah, di mana molekul udara terpisah lebih jauh.
Ketika beberapa molekul bertabrakan dengan molekul tetangganya, mereka mentransfer energinya ke molekul tersebut. Gelombang tercipta yang dapat menempuh jarak jauh.
Beginilah cara energi suara ditransfer.
Bila gelombang bertekanan tinggi dan rendah terdistribusi secara merata maka nadanya dikatakan jernih. Gelombang suara seperti itu dihasilkan oleh garpu tala.
Gelombang suara yang dihasilkan selama reproduksi ucapan didistribusikan secara tidak merata dan digabungkan.
TINGGI DAN AMPLITUD Tinggi nada suatu bunyi ditentukan oleh frekuensi getaran gelombang bunyi tersebut. Diukur dalam Hertz (Hz). Semakin tinggi frekuensinya, semakin tinggi suaranya. Kerasnya suatu bunyi ditentukan oleh amplitudo getaran gelombang bunyi tersebut. Telinga manusia merasakan suara yang frekuensinya berkisar antara 20 hingga 20.000 Hz.
< Полный диапазон слышимости человека составляет от 20 до 20 ООО Гц. Человеческое ухо может дифференцировать примерно 400 ООО различных звуков.
Kedua lembu ini mempunyai frekuensi yang sama, tetapi a^vviy-du berbeda (warna biru menunjukkan suara yang lebih keras).