ช่วงความถี่ที่หูมนุษย์รับรู้ การรับรู้คลื่นเสียงความถี่และแอมพลิจูดต่างๆ ลักษณะเฉพาะของการรับรู้ของมนุษย์ การได้ยิน
Psychoacoustics เป็นสาขาวิทยาศาสตร์ที่อยู่ระหว่างฟิสิกส์และจิตวิทยา ศึกษาข้อมูลเกี่ยวกับความรู้สึกทางการได้ยินของบุคคลเมื่อมีการใช้สิ่งกระตุ้นทางกายภาพหรือเสียงกับหู มีการสะสมข้อมูลจำนวนมากเกี่ยวกับปฏิกิริยาของมนุษย์ต่อสิ่งเร้าทางหู หากไม่มีข้อมูลนี้ เป็นการยากที่จะได้รับความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับการทำงานของระบบส่งสัญญาณเสียง ลองพิจารณาให้มากที่สุด คุณสมบัติที่สำคัญการรับรู้เสียงของมนุษย์
บุคคลรู้สึกถึงการเปลี่ยนแปลงของความดันเสียงที่เกิดขึ้นที่ความถี่ 20-20,000 เฮิรตซ์ เสียงที่มีความถี่ต่ำกว่า 40 เฮิรตซ์นั้นค่อนข้างหายากในดนตรีและไม่มีในภาษาพูด มาก ความถี่สูงอา การรับรู้ทางดนตรีหายไปและความรู้สึกของเสียงที่คลุมเครือก็เกิดขึ้น ขึ้นอยู่กับบุคลิกลักษณะของผู้ฟัง อายุของเขา เมื่ออายุมากขึ้น ความไวในการได้ยินของบุคคลจะลดลง โดยส่วนใหญ่จะอยู่ที่ความถี่บนของช่วงเสียง
แต่จะเป็นการผิดที่จะสรุปบนพื้นฐานนี้ว่าการส่งคลื่นความถี่กว้างโดยการติดตั้งที่สร้างเสียงนั้นไม่สำคัญสำหรับผู้สูงอายุ การทดลองแสดงให้เห็นว่า แม้ว่าพวกเขาจะแทบไม่สามารถรับรู้สัญญาณที่สูงกว่า 12 kHz ได้ แต่ก็ยังสามารถรับรู้ถึงการขาดความถี่สูงในการส่งสัญญาณดนตรีได้อย่างง่ายดาย
ลักษณะความถี่ของความรู้สึกทางเสียง
ช่วงของเสียงที่มนุษย์ได้ยินในช่วง 20-20,000 Hz ถูกจำกัดความเข้มตามเกณฑ์: ต่ำกว่า - การได้ยิน และสูงกว่า - ความเจ็บปวด.
เกณฑ์การได้ยินประเมินโดยความดันขั้นต่ำหรือแม่นยำยิ่งขึ้น การเพิ่มขึ้นของความดันขั้นต่ำสัมพันธ์กับขอบเขตนั้นไวต่อความถี่ 1,000-5,000 เฮิร์ตซ์ - ที่นี่เกณฑ์การได้ยินต่ำที่สุด (ความดันเสียงประมาณ 2-10 Pa) เมื่อเข้าสู่ความถี่เสียงที่ต่ำลงและสูงขึ้น ความไวในการได้ยินจะลดลงอย่างรวดเร็ว
เกณฑ์ความเจ็บปวดจะกำหนดขีดจำกัดสูงสุดของการรับรู้พลังงานเสียง และสอดคล้องกับความเข้มของเสียงประมาณ 10 วัตต์/เมตร หรือ 130 เดซิเบล (สำหรับสัญญาณอ้างอิงที่มีความถี่ 1,000 เฮิรตซ์)
เมื่อความดันเสียงเพิ่มขึ้น ความเข้มของเสียงก็จะเพิ่มขึ้นด้วย และความรู้สึกทางการได้ยินจะเพิ่มขึ้นแบบก้าวกระโดด เรียกว่าเกณฑ์การแบ่งแยกความเข้ม จำนวนการกระโดดที่ความถี่กลางจะอยู่ที่ประมาณ 250 ที่ความถี่ต่ำและสูงจะลดลง และโดยเฉลี่ยในช่วงความถี่จะอยู่ที่ประมาณ 150
เนื่องจากช่วงของการเปลี่ยนแปลงความเข้มคือ 130 dB ความรู้สึกที่เพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ยในช่วงแอมพลิจูดคือ 0.8 dB ซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของความเข้มของเสียง 1.2 เท่า ที่ ระดับต่ำเมื่อได้ยินการกระโดดเหล่านี้ถึง 2-3 dB ในระดับสูงจะลดลงเหลือ 0.5 dB (1.1 เท่า) การเพิ่มพลังของเส้นทางการขยายเสียงน้อยกว่า 1.44 เท่านั้นหูของมนุษย์ตรวจไม่พบ ด้วยแรงดันเสียงที่ลดลงจากลำโพง การเพิ่มพลังของสเตจเอาต์พุตถึงสองเท่าก็อาจไม่ให้ผลลัพธ์ที่เห็นได้ชัดเจน
ลักษณะเสียงอัตนัย
คุณภาพของการส่งผ่านเสียงได้รับการประเมินตามการรับรู้ทางเสียง ดังนั้นจึงถูกต้องที่จะกำหนด ความต้องการทางด้านเทคนิคไปยังเส้นทางการส่งผ่านเสียงหรือการเชื่อมโยงแต่ละรายการนั้นเป็นไปได้โดยการศึกษารูปแบบที่เชื่อมโยงความรู้สึกรับรู้ของเสียงตามอัตวิสัยและลักษณะเฉพาะของเสียง ได้แก่ ความสูง ระดับเสียง และเสียงต่ำ
แนวคิดเรื่องระดับเสียงหมายถึงการประเมินการรับรู้เสียงในช่วงความถี่แบบอัตนัย โดยทั่วไปแล้วเสียงจะไม่ได้มีลักษณะตามความถี่ แต่มีลักษณะตามระดับเสียง
น้ำเสียงเป็นสัญญาณของระดับเสียงที่แน่นอนซึ่งมีสเปกตรัมแยกกัน (เสียงดนตรี เสียงสระของคำพูด) สัญญาณที่มีสเปกตรัมต่อเนื่องกว้าง ซึ่งส่วนประกอบความถี่ทั้งหมดมีกำลังเฉลี่ยเท่ากัน เรียกว่าสัญญาณรบกวนสีขาว
ความถี่ของการสั่นสะเทือนของเสียงที่เพิ่มขึ้นทีละน้อยจาก 20 ถึง 20,000 เฮิรตซ์ถูกมองว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงโทนเสียงอย่างค่อยเป็นค่อยไปจากต่ำสุด (เบส) ไปสูงสุด
ระดับความแม่นยำที่บุคคลกำหนดระดับเสียงด้วยหูนั้นขึ้นอยู่กับความรุนแรง ความสามารถทางดนตรี และการฝึกฝนของหู ควรสังเกตว่าระดับเสียงนั้นขึ้นอยู่กับความเข้มของเสียงในระดับหนึ่ง (ในระดับสูง เสียงที่มีความเข้มมากกว่าจะปรากฏต่ำกว่าเสียงที่อ่อนแอ
หูของมนุษย์สามารถแยกแยะสองโทนเสียงที่อยู่ใกล้เคียงได้อย่างชัดเจน ตัวอย่างเช่น ในช่วงความถี่ประมาณ 2,000 เฮิรตซ์ บุคคลสามารถแยกแยะระหว่างสองโทนเสียงที่มีความถี่ต่างกันได้ 3-6 เฮิรตซ์
ระดับการรับรู้เสียงเชิงอัตนัยในความถี่ใกล้เคียงกับกฎลอการิทึม ดังนั้นการเพิ่มความถี่การสั่นสะเทือนเป็นสองเท่า (โดยไม่คำนึงถึงความถี่เริ่มต้น) จึงถูกมองว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงระดับเสียงที่เท่ากันเสมอ ช่วงความสูงที่สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงความถี่ 2 เท่าเรียกว่าอ็อกเทฟ ช่วงความถี่ที่มนุษย์รับรู้คือ 20-20,000 เฮิรตซ์ ซึ่งครอบคลุมประมาณสิบอ็อกเทฟ
อ็อกเทฟเป็นช่วงการเปลี่ยนแปลงระดับเสียงที่ค่อนข้างมาก บุคคลแยกแยะช่วงเวลาที่เล็กลงอย่างมาก ดังนั้น ในสิบอ็อกเทฟที่หูรับรู้ สามารถแยกแยะการไล่ระดับของระดับเสียงได้มากกว่าหนึ่งพันระดับ เพลงใช้ช่วงเวลาที่สั้นกว่าเรียกว่าเซมิโทน ซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงความถี่ประมาณ 1.054 เท่า
อ็อกเทฟแบ่งออกเป็นครึ่งอ็อกเทฟและหนึ่งในสามของอ็อกเทฟ สำหรับช่วงหลัง ช่วงความถี่ต่อไปนี้เป็นมาตรฐาน: 1; 1.25; 1.6; 2; 2.5; 3; 3.15; 4; 5; 6.3:8; 10 ซึ่งเป็นขอบเขตของหนึ่งในสามอ็อกเทฟ หากความถี่เหล่านี้วางอยู่ในระยะทางเท่ากันตามแกนความถี่ คุณจะได้สเกลลอการิทึม จากนี้ คุณลักษณะความถี่ทั้งหมดของอุปกรณ์ส่งสัญญาณเสียงจะถูกพล็อตในระดับลอการิทึม
ความดังของการส่งสัญญาณไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับความเข้มของเสียงเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของสเปกตรัม สภาพการรับรู้ และระยะเวลาในการรับแสงด้วย ดังนั้น โทนเสียงสองโทนที่มีความถี่กลางและความถี่ต่ำซึ่งมีความเข้มเท่ากัน (หรือความดันเสียงเท่ากัน) บุคคลจะไม่รับรู้ว่ามีเสียงดังเท่ากัน ดังนั้นจึงมีการใช้แนวคิดเรื่องระดับเสียงในพื้นหลังเพื่อกำหนดเสียงที่มีความดังเท่ากัน ระดับเสียงในพื้นหลังถือเป็นระดับความดันเสียงในหน่วยเดซิเบลที่มีปริมาตรเท่ากันของโทนเสียงบริสุทธิ์ที่มีความถี่ 1,000 เฮิร์ตซ์ เช่น สำหรับความถี่ 1,000 เฮิร์ตซ์ ระดับเสียงในพื้นหลังและเดซิเบลจะเท่ากัน ที่ความถี่อื่นๆ เสียงอาจดังขึ้นหรือเบาลงที่ความดันเสียงเท่ากัน
ประสบการณ์ของวิศวกรเสียงในการบันทึกและตัดต่อผลงานดนตรีแสดงให้เห็นว่าเพื่อให้สามารถตรวจจับข้อบกพร่องของเสียงที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการทำงานได้ดีขึ้น ระดับเสียงระหว่างการควบคุมการฟังควรอยู่ในระดับสูง โดยใกล้เคียงกับระดับเสียงในห้องโถง
เมื่อสัมผัสกับเสียงที่เข้มข้นเป็นเวลานาน ความไวในการได้ยินจะค่อยๆ ลดลง และยิ่งระดับเสียงยิ่งสูงขึ้น ความไวที่ลดลงที่ตรวจพบนั้นสัมพันธ์กับปฏิกิริยาของการได้ยินต่อการโอเวอร์โหลดเช่น ด้วยการปรับตัวตามธรรมชาติ หลังจากหยุดฟังไประยะหนึ่ง ความไวในการได้ยินก็กลับคืนมา ควรเพิ่มเติมด้วยว่าเครื่องช่วยฟังเมื่อรับสัญญาณระดับสูงจะแนะนำการบิดเบือนของตัวเองที่เรียกว่าอัตนัย (ซึ่งบ่งบอกถึงความไม่เชิงเส้นของการได้ยิน) ดังนั้น ที่ระดับสัญญาณ 100 dB ฮาร์โมนิคอัตนัยตัวแรกและตัวที่สองจะถึงระดับ 85 และ 70 dB
ระดับเสียงที่มีนัยสำคัญและระยะเวลาของการเปิดรับแสงทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่ไม่สามารถกลับคืนสภาพเดิมในอวัยวะการได้ยิน มีข้อสังเกตว่าเกณฑ์การได้ยินของคนหนุ่มสาวเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เหตุผลก็คือความหลงใหลในดนตรีป๊อปซึ่งแตกต่างออกไป ระดับสูงระดับเสียง
ระดับเสียงวัดโดยใช้อุปกรณ์ไฟฟ้า - เครื่องวัดระดับเสียง เสียงที่กำลังวัดจะถูกแปลงเป็นการสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าก่อนโดยไมโครโฟน หลังจากการขยายสัญญาณด้วยเครื่องขยายแรงดันไฟฟ้าแบบพิเศษ การสั่นเหล่านี้จะถูกวัดด้วยเครื่องมือพอยน์เตอร์ที่ปรับเป็นเดซิเบล เพื่อให้การอ่านอุปกรณ์สอดคล้องกับการรับรู้ความดังอย่างแม่นยำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ อุปกรณ์ดังกล่าวจึงมีตัวกรองพิเศษที่เปลี่ยนความไวต่อการรับรู้เสียงความถี่ต่าง ๆ ตามลักษณะของความไวในการได้ยิน
ลักษณะสำคัญของเสียงคือเสียงต่ำ ความสามารถในการได้ยินเพื่อแยกแยะช่วยให้คุณรับรู้สัญญาณด้วยเฉดสีที่หลากหลาย เสียงของเครื่องดนตรีและเสียงแต่ละชิ้นด้วยเฉดสีที่เป็นเอกลักษณ์ทำให้กลายเป็นหลากสีและเป็นที่จดจำได้ดี
Timbre เป็นภาพสะท้อนเชิงอัตนัยของความซับซ้อนของเสียงที่รับรู้ ไม่มีการประเมินเชิงปริมาณและมีลักษณะเฉพาะด้วยเงื่อนไขเชิงคุณภาพ (สวยงาม นุ่มนวล ชุ่มฉ่ำ ฯลฯ) เมื่อส่งสัญญาณไปตามเส้นทางอิเล็กโทรอะคูสติก ผลการบิดเบือนที่ตามมาจะส่งผลต่อเสียงต่ำของเสียงที่สร้างใหม่เป็นหลัก เงื่อนไขในการถ่ายทอดเสียงดนตรีที่ถูกต้องคือการส่งสัญญาณสเปกตรัมที่ไม่มีการบิดเบือน สเปกตรัมสัญญาณคือชุดของส่วนประกอบไซน์ซอยด์ของเสียงที่ซับซ้อน
สเปกตรัมที่ง่ายที่สุดคือสิ่งที่เรียกว่า โทนเสียงบริสุทธิ์ ซึ่งมีเพียงความถี่เดียวเท่านั้น เสียงของเครื่องดนตรีน่าสนใจกว่า: สเปกตรัมประกอบด้วยความถี่ของโทนเสียงพื้นฐานและความถี่ "ไม่บริสุทธิ์" หลายความถี่ที่เรียกว่าโอเวอร์โทน (โทนเสียงที่สูงกว่า) เสียงโอเวอร์โทนเป็นความถี่หลายเท่าของความถี่ของโทนเสียงพื้นฐานและโดยปกติแล้วจะมีแอมพลิจูดน้อยกว่า .
เสียงต่ำของเสียงขึ้นอยู่กับการกระจายของความเข้มเหนือเสียงหวือหวา เสียงของเครื่องดนตรีชนิดต่างๆ จะแตกต่างกันไปตามโทนเสียง
ซับซ้อนกว่านั้นคือสเปกตรัมของการผสมผสานของเสียงดนตรีที่เรียกว่าคอร์ด ในสเปกตรัมดังกล่าว มีความถี่พื้นฐานหลายความถี่พร้อมกับเสียงหวือหวาที่สอดคล้องกัน
ความแตกต่างของโทนเสียงส่วนใหญ่เนื่องมาจากส่วนประกอบความถี่ต่ำถึงกลางของสัญญาณ ดังนั้น โทนเสียงที่หลากหลายจึงสัมพันธ์กับสัญญาณที่อยู่ในส่วนล่างของช่วงความถี่ สัญญาณที่เป็นของส่วนบนของมัน เมื่อเพิ่มขึ้น ก็จะสูญเสียสีของเสียงต่ำมากขึ้น ซึ่งเกิดจากการที่ส่วนประกอบฮาร์มอนิกค่อยๆ เคลื่อนตัวออกไปเกินขีดจำกัดของความถี่เสียง สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ด้วยความจริงที่ว่ามีฮาร์โมนิกมากถึง 20 ตัวขึ้นไปที่เกี่ยวข้องอย่างแข็งขันในการก่อตัวของเสียงต่ำ, กลาง 8 - 10, สูง 2 - 3 เนื่องจากส่วนที่เหลืออ่อนแอหรืออยู่นอกขอบเขตการได้ยิน ความถี่ ดังนั้นตามกฎแล้วเสียงสูงจึงมีเสียงต่ำกว่า
แหล่งที่มาของเสียงที่เป็นธรรมชาติเกือบทั้งหมด รวมถึงแหล่งที่มาของเสียงดนตรี มีการขึ้นอยู่กับระดับเสียงโดยเฉพาะ การได้ยินยังได้รับการปรับให้เข้ากับการพึ่งพาอาศัยกันนี้ด้วย - เป็นเรื่องปกติที่จะกำหนดความเข้มของแหล่งกำเนิดด้วยสีของเสียง เสียงดังมักจะรุนแรงกว่า
แหล่งกำเนิดเสียงดนตรี
ปัจจัยหลายประการที่กำหนดลักษณะของแหล่งกำเนิดเสียงหลักมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณภาพเสียงของระบบอิเล็กโทรอะคูสติก
พารามิเตอร์ทางเสียงของแหล่งที่มาทางดนตรีขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของนักแสดง (วงออเคสตรา วงดนตรี กลุ่ม นักร้องเดี่ยว และประเภทของดนตรี: ซิมโฟนิก โฟล์ก ป๊อป ฯลฯ)
ต้นกำเนิดและการก่อตัวของเสียงในเครื่องดนตรีแต่ละชนิดมีลักษณะเฉพาะของตัวเองซึ่งสัมพันธ์กับลักษณะทางเสียงของการผลิตเสียงในเครื่องดนตรีชนิดใดชนิดหนึ่ง
องค์ประกอบสำคัญของเสียงดนตรีคือการโจมตี นี่เป็นกระบวนการเปลี่ยนผ่านเฉพาะในระหว่างที่มีการสร้างลักษณะเสียงที่มั่นคง: ระดับเสียง ระดับเสียงต่ำ และระดับเสียงสูงต่ำ ใดๆ เสียงดนตรีผ่าน 3 ขั้น คือ ขั้นต้น ขั้นกลาง และขั้นสุดท้าย และทั้งขั้นเริ่มต้นและขั้นสุดท้ายจะมีระยะเวลาที่แน่นอน ชั้นต้นเรียกว่าการโจมตี ระยะเวลาต่างกันไป: สำหรับเครื่องดนตรีที่ดึงออกมา เครื่องเพอร์คัชชัน และเครื่องลมบางชนิด จะใช้เวลา 0-20 ms สำหรับบาสซูน จะใช้เวลา 20-60 ms การโจมตีไม่ได้เป็นเพียงการเพิ่มระดับเสียงจากศูนย์เป็นค่าคงที่เท่านั้น แต่ยังมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงระดับเสียงและเสียงต่ำแบบเดียวกัน นอกจากนี้ลักษณะการโจมตีของเครื่องดนตรีก็ไม่เหมือนกันด้วย พื้นที่ที่แตกต่างกันมีหลากหลายสไตล์การเล่นที่แตกต่างกัน: ไวโอลินถือเป็นเครื่องดนตรีที่สมบูรณ์แบบที่สุดในแง่ของวิธีการโจมตีที่หลากหลาย
ลักษณะเฉพาะอย่างหนึ่งของเครื่องดนตรีก็คือช่วงความถี่ของมัน นอกเหนือจากความถี่พื้นฐานแล้ว เครื่องดนตรีแต่ละชิ้นยังมีคุณลักษณะพิเศษด้วยส่วนประกอบคุณภาพสูงเพิ่มเติม - โอเวอร์โทน (หรือตามธรรมเนียมในอิเล็กโทรอะคูสติก ฮาร์โมนิกที่สูงกว่า) ซึ่งกำหนดเสียงเฉพาะของมัน
เป็นที่ทราบกันว่าพลังงานเสียงมีการกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอทั่วทั้งสเปกตรัมของความถี่เสียงที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิด
เครื่องดนตรีส่วนใหญ่มีลักษณะเฉพาะด้วยการขยายความถี่พื้นฐาน เช่นเดียวกับโอเวอร์โทนเดี่ยวๆ ในบางช่วง (หนึ่งหรือมากกว่า) ในย่านความถี่ที่ค่อนข้างแคบ (รูปแบบ) ซึ่งแตกต่างกันไปในเครื่องดนตรีแต่ละชนิด ความถี่เรโซแนนซ์ (เป็นเฮิรตซ์) ของขอบเขตรูปแบบ ได้แก่: สำหรับทรัมเป็ต 100-200, แตร 200-400, ทรอมโบน 300-900, ทรัมเป็ต 800-1750, แซ็กโซโฟน 350-900, โอโบ 800-1500, บาสซูน 300-900, คลาริเน็ต 250 -600 .
คุณสมบัติที่เป็นลักษณะเฉพาะอีกประการหนึ่งของเครื่องดนตรีคือความแข็งแกร่งของเสียง ซึ่งถูกกำหนดโดยแอมพลิจูดที่มากกว่าหรือน้อยกว่า (ช่วง) ของร่างกายที่ทำให้เกิดเสียงหรือคอลัมน์อากาศ (แอมพลิจูดที่มากกว่านั้นสอดคล้องกับเสียงที่แรงกว่าและในทางกลับกัน) ค่าพลังเสียงสูงสุด (เป็นวัตต์) คือ: สำหรับวงออเคสตราขนาดใหญ่ 70, กลองเบส 25, กลองทิมปานี 20, สแนร์กลอง 12, ทรอมโบน 6, เปียโน 0.4, ทรัมเป็ตและแซ็กโซโฟน 0.3, ทรัมเป็ต 0.2, ดับเบิลเบส 0.( 6, ขลุ่ยเล็ก 0.08 คลาริเน็ต แตร และสามเหลี่ยม 0.05
อัตราส่วนของพลังเสียงที่ดึงมาจากเครื่องดนตรีเมื่อเล่น "fortissimo" ต่อพลังของเสียงเมื่อเล่น "pianissimo" มักเรียกว่าช่วงไดนามิกของเสียงของเครื่องดนตรี
ช่วงไดนามิกของแหล่งกำเนิดเสียงดนตรีขึ้นอยู่กับประเภทของกลุ่มการแสดงและลักษณะของการแสดง
ลองพิจารณาช่วงไดนามิกของแหล่งกำเนิดเสียงแต่ละแหล่ง ช่วงไดนามิกของเครื่องดนตรีและวงดนตรีแต่ละชิ้น (ออเคสตร้าและคณะนักร้องประสานเสียงของการแต่งเพลงต่าง ๆ ) รวมถึงเสียงเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นอัตราส่วนของความดันเสียงสูงสุดที่สร้างโดยแหล่งกำเนิดที่กำหนดต่อค่าต่ำสุดซึ่งแสดงเป็นเดซิเบล
ในทางปฏิบัติ เมื่อพิจารณาช่วงไดนามิกของแหล่งกำเนิดเสียง มักจะดำเนินการกับระดับความดันเสียงเท่านั้น โดยคำนวณหรือวัดความแตกต่างที่สอดคล้องกัน ตัวอย่างเช่น หากระดับเสียงสูงสุดของวงออเคสตราคือ 90 และต่ำสุดคือ 50 dB ดังนั้นช่วงไดนามิกจะอยู่ที่ 90 - 50 = 40 dB ในกรณีนี้ 90 และ 50 dB คือระดับความดันเสียงที่สัมพันธ์กับระดับเสียงเป็นศูนย์
ช่วงไดนามิกสำหรับแหล่งกำเนิดเสียงที่กำหนดไม่ใช่ค่าคงที่ ขึ้นอยู่กับลักษณะของงานที่กำลังทำและสภาพเสียงของห้องที่มีการแสดง เสียงก้องจะขยายช่วงไดนามิก ซึ่งโดยทั่วไปจะไปถึงระดับสูงสุดในห้องที่มีระดับเสียงสูงและดูดซับเสียงน้อยที่สุด เครื่องดนตรีและเสียงมนุษย์เกือบทั้งหมดมีช่วงไดนามิกที่ไม่สม่ำเสมอในรีจิสเตอร์เสียง ตัวอย่างเช่น ระดับเสียงต่ำสุดบนมือขวาของนักร้องจะเท่ากับระดับเสียงสูงสุดบนเปียโน
ช่วงไดนามิกของรายการดนตรีเฉพาะจะแสดงในลักษณะเดียวกับแหล่งกำเนิดเสียงแต่ละรายการ แต่ความดันเสียงสูงสุดจะถูกบันทึกด้วยโทนเสียงไดนามิก ff (fortissimo) และค่าต่ำสุดด้วย pp (pianissimo)
ระดับเสียงสูงสุดที่ระบุในโน้ต fff (forte, fortissimo) สอดคล้องกับระดับความดันเสียงอะคูสติกประมาณ 110 dB และระดับเสียงต่ำสุดที่ระบุในโน้ต ppr (เปียโน-เปียโนซิซิโม) ประมาณ 40 dB
ควรสังเกตว่าความแตกต่างแบบไดนามิกของการแสดงดนตรีนั้นสัมพันธ์กันและความสัมพันธ์กับระดับความดันเสียงที่สอดคล้องกันนั้นเป็นเงื่อนไขในระดับหนึ่ง ช่วงไดนามิกของรายการดนตรีบางรายการขึ้นอยู่กับลักษณะขององค์ประกอบ ดังนั้นช่วงไดนามิกของผลงานคลาสสิกของ Haydn, Mozart, Vivaldi แทบจะไม่เกิน 30-35 dB ช่วงไดนามิกของเพลงป๊อปมักจะไม่เกิน 40 เดซิเบล ในขณะที่เพลงแดนซ์และแจ๊สจะอยู่ที่ประมาณ 20 เดซิเบลเท่านั้น ผลงานส่วนใหญ่สำหรับวงออเคสตราของเครื่องดนตรีพื้นบ้านรัสเซียก็มีช่วงไดนามิกต่ำ (25-30 เดซิเบล) สิ่งนี้ก็เป็นจริงสำหรับวงดนตรีทองเหลืองด้วย อย่างไรก็ตาม ระดับเสียงสูงสุดของวงดนตรีทองเหลืองในห้องสามารถไปถึงระดับที่ค่อนข้างสูง (สูงถึง 110 dB)
เอฟเฟกต์การกำบัง
การประเมินความดังแบบอัตนัยขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่ผู้ฟังรับรู้เสียง ในสภาวะจริง สัญญาณเสียงจะไม่มีอยู่ในความเงียบสนิท ในเวลาเดียวกันเสียงรบกวนจากภายนอกส่งผลกระทบต่อการได้ยินทำให้การรับรู้เสียงซับซ้อนขึ้นโดยปิดบังสัญญาณหลักในระดับหนึ่ง ผลของการมาสก์คลื่นไซน์บริสุทธิ์โดยสัญญาณรบกวนจากภายนอกจะวัดโดยค่าที่ระบุ โดยจำนวนเดซิเบลที่เกณฑ์การได้ยินของสัญญาณที่สวมหน้ากากจะเพิ่มขึ้นเหนือเกณฑ์การรับรู้ในความเงียบ
การทดลองเพื่อกำหนดระดับการปกปิดของสัญญาณเสียงหนึ่งโดยอีกสัญญาณหนึ่งแสดงให้เห็นว่าโทนเสียงของความถี่ใดๆ ก็ตามถูกปกปิดด้วยเสียงต่ำอย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าโทนเสียงที่สูงกว่ามาก ตัวอย่างเช่น หากส้อมเสียงสองตัว (1200 และ 440 Hz) ส่งเสียงที่มีความเข้มเท่ากัน จากนั้นเราจะหยุดได้ยินโทนเสียงแรก และจะถูกปิดบังไว้ด้วยเสียงที่สอง (โดยการดับการสั่นสะเทือนของส้อมเสียงอันที่สอง เราจะได้ยินเสียงเสียงแรก อีกครั้ง).
หากมีสัญญาณเสียงที่ซับซ้อนสองอันซึ่งประกอบด้วยสเปกตรัมความถี่เสียงบางอย่างพร้อมกัน ก็จะเกิดเอฟเฟกต์การปิดบังซึ่งกันและกัน นอกจากนี้ หากพลังงานหลักของสัญญาณทั้งสองอยู่ในภูมิภาคเดียวกันของช่วงความถี่เสียง เอฟเฟกต์การมาสก์จะรุนแรงที่สุด ดังนั้น เมื่อส่งเพลงออเคสตราเนื่องจากการมาสก์โดยนักดนตรีเดี่ยว ส่วนของศิลปินเดี่ยวอาจไม่ดี เข้าใจได้และไม่ได้ยิน
การบรรลุความชัดเจนหรือตามที่พวกเขากล่าวว่า "ความโปร่งใส" ของเสียงในการส่งผ่านเสียงของออเคสตร้าหรือวงดนตรีป๊อปกลายเป็นเรื่องยากมากหากเครื่องดนตรีหรือเครื่องดนตรีแต่ละกลุ่มของวงออเคสตราเล่นในเครื่องบันทึกหนึ่งหรือคล้ายกันในเวลาเดียวกัน
ผู้กำกับเมื่อบันทึกวงออเคสตราจะต้องคำนึงถึงคุณสมบัติของลายพรางด้วย ในการซ้อมด้วยความช่วยเหลือของผู้ควบคุมวงเขาสร้างสมดุลระหว่างความเข้มแข็งของเสียงของเครื่องดนตรีของกลุ่มหนึ่งตลอดจนระหว่างกลุ่มของวงออเคสตราทั้งหมด ความชัดเจนของแนวทำนองหลักและท่อนดนตรีแต่ละท่อนเกิดขึ้นได้ในกรณีเหล่านี้โดยการวางไมโครโฟนไว้ใกล้กับนักแสดง การเลือกโดยเจตนาโดยวิศวกรเสียงของเครื่องดนตรีที่สำคัญที่สุดในสถานที่ที่กำหนดของงาน และเสียงพิเศษอื่น ๆ เทคนิคทางวิศวกรรม
ปรากฏการณ์ของการกำบังนั้นตรงกันข้ามกับความสามารถทางจิตสรีรวิทยาของอวัยวะการได้ยินในการแยกเสียงหนึ่งหรือหลายเสียงที่มีข้อมูลที่สำคัญที่สุดออกจากมวลทั่วไป ตัวอย่างเช่น ขณะเล่นวงออเคสตรา ผู้ควบคุมวงดนตรีจะสังเกตเห็นความไม่ถูกต้องเพียงเล็กน้อยในการแสดงส่วนหนึ่งในเครื่องดนตรีใดๆ
การมาสก์อาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อคุณภาพของการส่งสัญญาณ การรับรู้เสียงที่ได้รับอย่างชัดเจนเป็นไปได้หากความเข้มของมันเกินระดับส่วนประกอบสัญญาณรบกวนที่อยู่ในแถบความถี่เดียวกันกับเสียงที่ได้รับอย่างมาก ด้วยการรบกวนสม่ำเสมอ สัญญาณส่วนเกินควรอยู่ที่ 10-15 เดซิเบล คุณลักษณะของการรับรู้ทางหูนี้คือ การใช้งานจริงตัวอย่างเช่น เมื่อประเมินคุณลักษณะทางไฟฟ้าอะคูสติกของตัวกลาง ดังนั้นหากอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนของบันทึกอะนาล็อกคือ 60 dB ดังนั้นช่วงไดนามิกของโปรแกรมที่บันทึกจะต้องไม่เกิน 45-48 dB
ลักษณะชั่วคราวของการรับรู้ทางการได้ยิน
เครื่องช่วยฟังเป็นแบบเฉื่อยเช่นเดียวกับระบบสั่นอื่นๆ เมื่อเสียงหายไป ความรู้สึกทางการได้ยินจะไม่หายไปในทันที แต่จะค่อยๆ ลดลงจนเหลือศูนย์ เวลาที่ระดับเสียงลดลง 8-10 พื้นหลังเรียกว่าค่าคงที่ของเวลาในการได้ยิน ค่าคงที่นี้ขึ้นอยู่กับสถานการณ์หลายประการ เช่นเดียวกับพารามิเตอร์ของเสียงที่รับรู้ หากพัลส์เสียงสั้นสองจังหวะมาถึงผู้ฟังซึ่งมีองค์ประกอบความถี่และระดับเหมือนกัน แต่หนึ่งในนั้นเกิดความล่าช้า เสียงเหล่านั้นจะถูกรับรู้พร้อมกับการหน่วงเวลาไม่เกิน 50 มิลลิวินาที ในช่วงหน่วงเวลาขนาดใหญ่ แรงกระตุ้นทั้งสองจะถูกรับรู้แยกจากกัน และเสียงก้องจะเกิดขึ้น
คุณลักษณะของการได้ยินนี้ถูกนำมาพิจารณาเมื่อออกแบบอุปกรณ์ประมวลผลสัญญาณบางอย่าง เช่น เส้นหน่วงเวลาอิเล็กทรอนิกส์ เสียงก้อง ฯลฯ
ควรสังเกตว่าต้องขอบคุณ คุณสมบัติพิเศษการได้ยิน การรับรู้ระดับเสียงของชีพจรในระยะสั้นไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับระดับของมันเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่ชีพจรกระทบต่อหูด้วย ดังนั้น เสียงในระยะสั้นซึ่งกินเวลาเพียง 10-12 มิลลิวินาที จะถูกรับรู้โดยหูได้เงียบกว่าเสียงในระดับเดียวกัน แต่จะส่งผลต่อการได้ยิน เช่น 150-400 มิลลิวินาที ดังนั้นเมื่อฟังรายการออกอากาศ ความดังเป็นผลจากการหาค่าเฉลี่ยพลังงานของคลื่นเสียงในช่วงเวลาหนึ่ง นอกจากนี้ การได้ยินของมนุษย์มีความเฉื่อยโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อรับรู้การบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้น จะไม่รู้สึกถึงสิ่งเหล่านั้นหากระยะเวลาของพัลส์เสียงน้อยกว่า 10-20 มิลลิวินาที นั่นคือเหตุผลที่ในตัวบ่งชี้ระดับของอุปกรณ์วิทยุอิเล็กทรอนิกส์ในครัวเรือนบันทึกเสียงค่าสัญญาณทันทีจะถูกเฉลี่ยในช่วงเวลาที่เลือกตามลักษณะชั่วคราวของอวัยวะการได้ยิน
การแสดงเสียงเชิงพื้นที่
ความสามารถที่สำคัญประการหนึ่งของมนุษย์คือความสามารถในการกำหนดทิศทางของแหล่งกำเนิดเสียง ความสามารถนี้เรียกว่าเอฟเฟกต์แบบ binaural และอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าบุคคลมีสองหู ข้อมูลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเสียงมาจากไหน: อันหนึ่งสำหรับโทนเสียงความถี่สูง อีกอันสำหรับโทนเสียงความถี่ต่ำ
เสียงจะเดินทางไปยังหูที่หันเข้าหาแหล่งกำเนิดเป็นระยะทางสั้นกว่าไปยังหูอีกข้างหนึ่ง ส่งผลให้เกิดความกดดัน คลื่นเสียงในช่องหูจะแตกต่างกันไปตามเฟสและแอมพลิจูด ความแตกต่างของแอมพลิจูดจะมีนัยสำคัญเฉพาะที่ความถี่สูงเท่านั้น เมื่อความยาวคลื่นเสียงเทียบได้กับขนาดของส่วนหัว เมื่อความแตกต่างของแอมพลิจูดเกินค่าเกณฑ์ที่ 1 dB แหล่งกำเนิดเสียงจะปรากฏที่ด้านข้างซึ่งมีแอมพลิจูดมากกว่า มุมเบี่ยงเบนของแหล่งกำเนิดเสียงจากเส้นกึ่งกลาง (เส้นสมมาตร) จะเป็นสัดส่วนโดยประมาณกับลอการิทึมของอัตราส่วนแอมพลิจูด
ในการกำหนดทิศทางของแหล่งกำเนิดเสียงที่มีความถี่ต่ำกว่า 1,500-2,000 เฮิรตซ์ ความแตกต่างของเฟสจึงมีนัยสำคัญ ดูเหมือนว่าเสียงนั้นมาจากด้านที่คลื่นที่อยู่ข้างหน้าเข้ามาถึงหู มุมเบี่ยงเบนของเสียงจากเส้นกึ่งกลางจะเป็นสัดส่วนกับความแตกต่างของเวลาที่คลื่นเสียงมาถึงหูทั้งสองข้าง ผู้ที่ได้รับการฝึกอบรมสามารถสังเกตเห็นความแตกต่างของเฟสโดยมีความต่างของเวลา 100 มิลลิวินาที
ความสามารถในการกำหนดทิศทางของเสียงในระนาบแนวตั้งนั้นมีการพัฒนาน้อยกว่ามาก (ประมาณ 10 เท่า) ลักษณะทางสรีรวิทยานี้สัมพันธ์กับการวางแนวของอวัยวะการได้ยินในระนาบแนวนอน
คุณลักษณะเฉพาะของการรับรู้เชิงพื้นที่ของเสียงโดยบุคคลนั้นแสดงออกมาในความจริงที่ว่าอวัยวะการได้ยินสามารถรับรู้ถึงการแปลเชิงพื้นที่โดยรวมทั้งหมดที่สร้างขึ้นด้วยความช่วยเหลือของวิธีการมีอิทธิพลเทียม เช่น ในห้องจะมีลำโพงสองตัวติดตั้งไว้ด้านหน้า โดยให้ห่างจากกัน 2-3 เมตร ผู้ฟังอยู่ในระยะห่างจากแกนของระบบเชื่อมต่อเท่ากันโดยอยู่ตรงกลางอย่างเคร่งครัด ในห้องหนึ่ง เสียงสองเสียงที่มีเฟส ความถี่ และความเข้มข้นเท่ากันจะถูกส่งผ่านลำโพง อันเป็นผลมาจากการระบุตัวตนของเสียงที่ผ่านเข้าไปในอวัยวะของการได้ยินบุคคลจึงไม่สามารถแยกออกจากกันได้ ความรู้สึกของเขาให้แนวคิดเกี่ยวกับแหล่งกำเนิดเสียงเดียวที่ชัดเจน (เสมือน) ซึ่งตั้งอยู่ที่ศูนย์กลางบนแกนสมมาตรอย่างเคร่งครัด
ถ้าเราลดระดับเสียงของลำโพงตัวหนึ่งลง แหล่งกำเนิดเสียงที่ชัดเจนจะเคลื่อนไปทางลำโพงที่ดังกว่า ภาพลวงตาของแหล่งกำเนิดเสียงที่เคลื่อนไหวนั้นไม่เพียงแต่จะได้รับจากการเปลี่ยนระดับสัญญาณเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการหน่วงเวลาเสียงหนึ่งที่สัมพันธ์กับเสียงอื่นด้วย ในกรณีนี้ แหล่งกำเนิดเสียงที่ชัดเจนจะเปลี่ยนไปทางลำโพงที่ส่งสัญญาณล่วงหน้า
เพื่อแสดงให้เห็นการแปลเชิงบูรณาการ เรายกตัวอย่าง ระยะห่างระหว่างลำโพงคือ 2 ม. ระยะห่างจากแนวหน้าถึงผู้ฟังคือ 2 ม. เพื่อให้แหล่งกำเนิดเคลื่อนไปทางซ้ายหรือขวา 40 ซม. จำเป็นต้องส่งสัญญาณสองตัวที่มีระดับความเข้มต่างกัน 5 dB หรือมีการหน่วงเวลา 0.3 ms ด้วยระดับความแตกต่าง 10 dB หรือการหน่วงเวลา 0.6 ms แหล่งกำเนิดจะ "ย้าย" จากจุดศูนย์กลาง 70 ซม.
ดังนั้น หากคุณเปลี่ยนความดันเสียงที่สร้างโดยผู้พูด ภาพลวงตาของการเคลื่อนที่ของแหล่งกำเนิดเสียงก็จะเกิดขึ้น ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการแปลโดยสรุป ในการสร้างการแปลแบบสรุป จะใช้ระบบส่งสัญญาณเสียงสเตอริโอสองแชนเนล
มีการติดตั้งไมโครโฟนสองตัวในห้องหลัก ซึ่งแต่ละไมโครโฟนทำงานในช่องของตัวเอง ตัวรองมีลำโพงสองตัว ไมโครโฟนจะอยู่ห่างจากกันในแนวขนานกับตำแหน่งของตัวส่งเสียง เมื่อเคลื่อนย้ายตัวส่งเสียง ความดันเสียงที่แตกต่างกันจะกระทำต่อไมโครโฟน และเวลาที่คลื่นเสียงมาถึงจะแตกต่างกันเนื่องจากระยะห่างระหว่างตัวส่งเสียงและไมโครโฟนไม่เท่ากัน ความแตกต่างนี้สร้างเอฟเฟกต์การแปลเป็นภาษาท้องถิ่นโดยรวมในห้องรอง ซึ่งส่งผลให้แหล่งที่มาที่ชัดเจนถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นที่จุดใดจุดหนึ่งในช่องว่างซึ่งอยู่ระหว่างลำโพงสองตัว
ควรจะกล่าวถึงระบบส่งสัญญาณเสียงแบบสองหู ด้วยระบบนี้เรียกว่าระบบศีรษะเทียม ไมโครโฟนสองตัวแยกกันจะถูกวางไว้ในห้องหลัก โดยเว้นระยะห่างจากกันเท่ากับระยะห่างระหว่างหูของบุคคล ไมโครโฟนแต่ละตัวมีช่องส่งสัญญาณเสียงที่เป็นอิสระ ซึ่งเอาต์พุตในห้องรองจะมีโทรศัพท์สำหรับหูซ้ายและขวา หากช่องส่งสัญญาณเสียงเหมือนกัน ระบบดังกล่าวจะถ่ายทอดเอฟเฟกต์แบบสองหูที่สร้างขึ้นใกล้กับหูของ "ศีรษะเทียม" ในห้องหลักได้อย่างแม่นยำ การมีหูฟังและต้องใช้เป็นเวลานานถือเป็นข้อเสีย
อวัยวะในการได้ยินจะกำหนดระยะห่างจากแหล่งกำเนิดเสียงโดยใช้สัญญาณทางอ้อมจำนวนหนึ่งและมีข้อผิดพลาดบางประการ ขึ้นอยู่กับว่าระยะห่างจากแหล่งสัญญาณนั้นน้อยหรือใหญ่ การประเมินเชิงอัตนัยจะเปลี่ยนไปภายใต้อิทธิพลของปัจจัยต่างๆ พบว่าหากระยะทางที่กำหนดมีขนาดเล็ก (สูงสุด 3 ม.) การประเมินเชิงอัตนัยนั้นเกือบจะสัมพันธ์เชิงเส้นตรงกับการเปลี่ยนแปลงระดับเสียงของแหล่งกำเนิดเสียงที่เคลื่อนที่ไปตามความลึก ปัจจัยเพิ่มเติมสำหรับสัญญาณที่ซับซ้อนคือเสียงต่ำ ซึ่งจะ “หนักขึ้น” มากขึ้นเมื่อแหล่งสัญญาณเข้ามาใกล้ผู้ฟัง ทั้งนี้ เนื่องจากการขยายเสียงที่เพิ่มขึ้นของโอเวอร์โทนต่ำเมื่อเทียบกับเสียงโอเวอร์โทนสูง ซึ่งเกิดจากระดับเสียงที่เพิ่มขึ้น
สำหรับระยะทางเฉลี่ย 3-10 ม. การย้ายแหล่งกำเนิดออกจากผู้ฟังจะมาพร้อมกับระดับเสียงที่ลดลงตามสัดส่วน และการเปลี่ยนแปลงนี้จะมีผลกับความถี่พื้นฐานและส่วนประกอบฮาร์มอนิกอย่างเท่าเทียมกัน เป็นผลให้มีการเสริมความแข็งแกร่งของส่วนความถี่สูงของสเปกตรัมและเสียงต่ำจะสว่างขึ้น
เมื่อระยะทางเพิ่มขึ้น การสูญเสียพลังงานในอากาศจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนกำลังสองของความถี่ การสูญเสียโอเวอร์โทนรีจิสเตอร์สูงที่เพิ่มขึ้นจะส่งผลให้ความสว่างของเสียงลดลง ดังนั้นการประเมินระยะทางแบบอัตนัยจึงสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของระดับเสียงและเสียงต่ำ
ในห้องปิด สัญญาณของการสะท้อนครั้งแรกซึ่งล่าช้าเมื่อเทียบกับการสะท้อนโดยตรง 20-40 มิลลิวินาที อวัยวะการได้ยินจะรับรู้ว่ามาจากทิศทางที่ต่างกัน ในเวลาเดียวกัน ความล่าช้าที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดความรู้สึกถึงระยะห่างที่สำคัญจากจุดที่เกิดการสะท้อนเหล่านี้ ดังนั้น เมื่อถึงเวลาหน่วง เราสามารถตัดสินระยะทางสัมพัทธ์ของแหล่งทุติยภูมิหรือขนาดที่เท่ากันของห้องได้
คุณสมบัติบางประการของการรับรู้เชิงอัตนัยของการออกอากาศแบบสเตอริโอโฟนิก
ระบบส่งสัญญาณเสียงสเตอริโอมีคุณสมบัติที่สำคัญหลายประการเมื่อเปรียบเทียบกับระบบโมโนโฟนิกทั่วไป
คุณภาพที่แยกแยะเสียงสเตอริโอระดับเสียงเช่น มุมมองอะคูสติกที่เป็นธรรมชาติสามารถประเมินได้โดยใช้ตัวบ่งชี้เพิ่มเติมบางตัวที่ไม่สมเหตุสมผลกับเทคนิคการส่งผ่านเสียงแบบโมโนโฟนิก เพื่อดังกล่าว ตัวชี้วัดเพิ่มเติมควรรวมถึง: มุมการได้ยิน เช่น มุมที่ผู้ฟังรับรู้ภาพเสียงสเตอริโอ ความละเอียดสเตอริโอ เช่น การกำหนดตำแหน่งส่วนบุคคลขององค์ประกอบแต่ละส่วนของภาพเสียงในบางจุดในอวกาศภายในมุมการได้ยิน บรรยากาศอะคูสติกเช่น ผลของการให้ความรู้สึกแก่ผู้ฟังว่าอยู่ในห้องหลักซึ่งมีเหตุการณ์เสียงที่ส่งเกิดขึ้น
เกี่ยวกับบทบาทของระบบเสียงในห้อง
เสียงที่มีสีสันไม่เพียงแต่ได้รับความช่วยเหลือจากอุปกรณ์สร้างเสียงเท่านั้น แม้ว่าจะมีอุปกรณ์ที่ค่อนข้างดี คุณภาพเสียงก็อาจจะแย่หากห้องฟังไม่มีคุณสมบัติบางอย่าง เป็นที่ทราบกันว่าในห้องปิดจะเกิดปรากฏการณ์เสียงทางจมูกที่เรียกว่าเสียงสะท้อน เสียงก้อง (ขึ้นอยู่กับระยะเวลา) ส่งผลต่ออวัยวะในการได้ยิน ซึ่งสามารถปรับปรุงหรือทำให้คุณภาพเสียงแย่ลงได้
คนในห้องไม่เพียงรับรู้คลื่นเสียงโดยตรงที่สร้างขึ้นจากแหล่งกำเนิดเสียงโดยตรง แต่ยังรวมถึงคลื่นที่สะท้อนจากเพดานและผนังห้องด้วย คลื่นที่สะท้อนจะได้ยินเป็นระยะเวลาหนึ่งหลังจากที่แหล่งกำเนิดเสียงหยุดแล้ว
บางครั้งเชื่อกันว่าสัญญาณที่สะท้อนกลับมีบทบาทเชิงลบเท่านั้น โดยรบกวนการรับรู้ของสัญญาณหลัก อย่างไรก็ตาม แนวคิดนี้ไม่ถูกต้อง พลังงานส่วนหนึ่งของเสียงสะท้อนเริ่มต้นที่สะท้อนถึงหูมนุษย์ด้วยความล่าช้าสั้น ๆ จะขยายสัญญาณหลักและเพิ่มคุณค่าให้กับเสียง ในทางตรงกันข้ามสะท้อนสะท้อนในภายหลัง ซึ่งเวลาหน่วงเกินค่าวิกฤตที่แน่นอน จะสร้างพื้นหลังเสียงที่ทำให้ยากต่อการรับรู้สัญญาณหลัก
ห้องฟังไม่ควรจะมี ครั้งใหญ่เสียงก้อง ตามกฎแล้วห้องนั่งเล่นจะมีเสียงสะท้อนเล็กน้อยเนื่องจากขนาดที่ จำกัด และมีพื้นผิวดูดซับเสียงเฟอร์นิเจอร์หุ้มเบาะพรมผ้าม่าน ฯลฯ
สิ่งกีดขวางที่มีลักษณะและคุณสมบัติต่างกันจะมีลักษณะเป็นค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนเสียง ซึ่งเป็นอัตราส่วนของพลังงานที่ดูดซับต่อพลังงานทั้งหมดของคลื่นเสียงที่ตกกระทบ
เพื่อเพิ่มคุณสมบัติดูดซับเสียงของพรม (และลดเสียงรบกวนในห้องนั่งเล่น) แนะนำให้แขวนพรมไม่ชิดผนัง แต่มีช่องว่าง 30-50 มม.)
เนื้อหาของบทความ
การได้ยินความสามารถในการรับรู้เสียง การได้ยินขึ้นอยู่กับ: 1) หู - ภายนอก, กลางและภายใน - ซึ่งรับรู้การสั่นสะเทือนของเสียง; 2) เส้นประสาทการได้ยินซึ่งส่งสัญญาณที่ได้รับจากหู 3) บางส่วนของสมอง (ศูนย์การได้ยิน) ซึ่งแรงกระตุ้นที่ส่งผ่านประสาทการได้ยินทำให้เกิดการรับรู้ถึงต้นฉบับ สัญญาณเสียง.
แหล่งที่มาของเสียงใดๆ เช่น สายไวโอลินที่ตีด้วยคันธนู สายอากาศที่เคลื่อนไปในท่อออร์แกน หรือ สายเสียง ผู้ชายกำลังพูด- ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนในอากาศโดยรอบ: การบีบอัดครั้งแรกทันที จากนั้นจึงทำให้บริสุทธิ์ทันที กล่าวอีกนัยหนึ่งคือชุดของคลื่นสลับที่เพิ่มขึ้นและ ความดันโลหิตต่ำซึ่งแพร่กระจายไปในอากาศอย่างรวดเร็ว กระแสคลื่นที่เคลื่อนไหวนี้สร้างเสียงที่อวัยวะการได้ยินรับรู้
เสียงส่วนใหญ่ที่เราพบเจอทุกวันค่อนข้างซับซ้อน พวกมันถูกสร้างขึ้นโดยการเคลื่อนที่ของการสั่นที่ซับซ้อนของแหล่งกำเนิดเสียง ทำให้เกิดคลื่นเสียงที่ซับซ้อนทั้งหมด ในการทดลองวิจัยการได้ยิน พวกเขาพยายามเลือกสัญญาณเสียงที่ง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้ประเมินผลลัพธ์ได้ง่ายขึ้น มีการใช้ความพยายามอย่างมากเพื่อให้แน่ใจว่าการสั่นของแหล่งกำเนิดเสียงเป็นระยะอย่างง่าย (เช่นลูกตุ้ม) กระแสคลื่นเสียงที่เกิดขึ้นในความถี่หนึ่งเรียกว่าโทนเสียงบริสุทธิ์ มันแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงของค่าสูงและราบรื่นสม่ำเสมอ ความดันต่ำ.
ขอบเขตของการรับรู้ทางการได้ยิน
แหล่งกำเนิดเสียง "ในอุดมคติ" ที่อธิบายไว้สามารถทำให้สั่นเร็วหรือช้าได้ สิ่งนี้ทำให้สามารถชี้แจงหนึ่งในคำถามหลักที่เกิดขึ้นในการศึกษาการได้ยินกล่าวคือความถี่ขั้นต่ำและสูงสุดของการสั่นสะเทือนที่หูมนุษย์รับรู้เป็นเสียงคืออะไร การทดลองได้แสดงสิ่งต่อไปนี้ เมื่อการสั่นเกิดขึ้นช้ามาก โดยน้อยกว่า 20 รอบการสั่นที่สมบูรณ์ต่อวินาที (20 เฮิรตซ์) แต่ละคลื่นเสียงจะได้ยินแยกจากกันและไม่ก่อให้เกิดเสียงต่อเนื่อง เมื่อความถี่การสั่นสะเทือนเพิ่มขึ้น บุคคลจะเริ่มได้ยินเสียงต่ำอย่างต่อเนื่อง คล้ายกับเสียงของท่อเบสต่ำสุดของออร์แกน เมื่อความถี่เพิ่มขึ้น ระดับการรับรู้ก็จะสูงขึ้น ที่ความถี่ 1,000 เฮิร์ตซ์ คล้ายกับเสียงสูงของโซปราโน อย่างไรก็ตาม ข้อความนี้ยังห่างไกลจากขีดจำกัดบนของการได้ยินของมนุษย์ เมื่อความถี่เข้าใกล้ประมาณ 20,000 เฮิรตซ์เท่านั้นที่หูปกติของมนุษย์จะค่อยๆ ไม่สามารถได้ยินได้
ความไวของหูต่อการสั่นสะเทือนของเสียงในความถี่ที่ต่างกันไม่เหมือนกัน ตอบสนองโดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อความผันผวนของความถี่กลาง (ตั้งแต่ 1,000 ถึง 4,000 Hz) ที่นี่ความไวนั้นยอดเยี่ยมมากจนการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญใด ๆ จะไม่เป็นผลดี: ในเวลาเดียวกันจะรับรู้เสียงพื้นหลังคงที่ของการเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุลอากาศ เมื่อความถี่ลดลงหรือเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับช่วงเฉลี่ย ความสามารถในการได้ยินจะค่อยๆ ลดลง ที่ขอบของช่วงความถี่ที่มองเห็นได้ เสียงจะต้องแรงมากจึงจะได้ยิน แรงมากจนบางครั้งอาจรู้สึกได้ทางร่างกายก่อนที่จะได้ยิน
เสียงและการรับรู้ของมัน
โทนเสียงบริสุทธิ์มีลักษณะเฉพาะสองประการที่แยกจากกัน: 1) ความถี่ และ 2) ความแรง หรือความเข้ม ความถี่วัดเป็นเฮิรตซ์เช่น กำหนดโดยจำนวนรอบการสั่นที่สมบูรณ์ต่อวินาที ความเข้มวัดโดยขนาดของแรงดันที่เต้นเป็นจังหวะของคลื่นเสียงบนพื้นผิวใดๆ ที่สวนมา และมักจะแสดงเป็นหน่วยสัมพัทธ์ของลอการิทึม - เดซิเบล (dB) ต้องจำไว้ว่าแนวคิดเรื่องความถี่และความรุนแรงใช้เฉพาะกับเสียงที่เป็นสิ่งกระตุ้นทางกายภาพภายนอกเท่านั้น นี่คือสิ่งที่เรียกว่า ลักษณะทางเสียงของเสียง เมื่อเราพูดถึงการรับรู้นั่นคือ เกี่ยวกับกระบวนการทางสรีรวิทยา เสียงจะถูกประเมินว่าสูงหรือต่ำ และความแรงของเสียงจะถูกมองว่าเป็นความดัง โดยทั่วไป ระดับเสียง ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของเสียง มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความถี่ของมัน เสียงความถี่สูงจะถูกมองว่าเป็นเสียงแหลมสูง นอกจากนี้ เพื่อเป็นการสรุป เราสามารถพูดได้ว่าความดังที่รับรู้นั้นขึ้นอยู่กับความแรงของเสียง เราจะได้ยินเสียงที่เข้มข้นมากขึ้นเมื่อดังมากขึ้น อย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์เหล่านี้ไม่เปลี่ยนแปลงและสัมบูรณ์อย่างที่มักเชื่อกัน ระดับเสียงที่รับรู้ของเสียงได้รับอิทธิพลจากความเข้มของมัน และความดังที่รับรู้ได้รับอิทธิพลจากความถี่ในระดับหนึ่ง ดังนั้น ด้วยการเปลี่ยนความถี่ของเสียง เราสามารถหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนระดับเสียงที่รับรู้ได้ และเปลี่ยนความแรงของเสียงตามนั้น
"ความแตกต่างขั้นต่ำที่เห็นได้ชัดเจน"
จากมุมมองทั้งในทางปฏิบัติและทางทฤษฎี การกำหนดความแตกต่างขั้นต่ำในความถี่และความเข้มของเสียงที่หูสามารถตรวจจับได้ถือเป็นปัญหาที่สำคัญมาก ความถี่และความแรงของสัญญาณเสียงควรเปลี่ยนแปลงอย่างไรเพื่อให้ผู้ฟังสังเกตเห็น? ปรากฎว่าความแตกต่างขั้นต่ำที่เห็นได้ชัดเจนนั้นพิจารณาจากการเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ในลักษณะเสียงมากกว่าการเปลี่ยนแปลงโดยสมบูรณ์ สิ่งนี้ใช้ได้กับทั้งความถี่และความแรงของเสียง
การเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ในความถี่ที่จำเป็นสำหรับการเลือกปฏิบัติจะแตกต่างกันทั้งสำหรับเสียงที่มีความถี่ต่างกันและเสียงที่มีความถี่เดียวกัน แต่มีจุดแข็งต่างกัน อย่างไรก็ตาม อาจกล่าวได้ว่ามีค่าประมาณ 0.5% ในช่วงความถี่กว้างตั้งแต่ 1,000 ถึง 12,000 Hz เปอร์เซ็นต์นี้ (ที่เรียกว่าเกณฑ์การเลือกปฏิบัติ) จะสูงขึ้นเล็กน้อยที่ความถี่สูงกว่าและสูงขึ้นอย่างมากที่ความถี่ต่ำกว่า ด้วยเหตุนี้ หูจึงมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงความถี่ที่ขอบของช่วงความถี่น้อยกว่าค่ากลาง และทุกคนที่เล่นเปียโนมักสังเกตเห็นสิ่งนี้ ช่วงเวลาระหว่างโน้ตที่สูงมากหรือต่ำมากสองตัวจะปรากฏน้อยกว่าโน้ตที่อยู่ตรงกลาง
ความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนขั้นต่ำจะแตกต่างกันเล็กน้อยในเรื่องความเข้มของเสียง การเลือกปฏิบัติต้องมีการเปลี่ยนแปลงความดันของคลื่นเสียงค่อนข้างมากประมาณ 10% (เช่น ประมาณ 1 เดซิเบล) และค่านี้ค่อนข้างคงที่สำหรับเสียงที่มีความถี่และความเข้มเกือบทุกประเภท อย่างไรก็ตาม เมื่อความเข้มข้นของการกระตุ้นต่ำ ความแตกต่างที่รับรู้ได้ขั้นต่ำจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโทนเสียงความถี่ต่ำ
เสียงหวือหวาในหู
คุณสมบัติที่เป็นลักษณะเฉพาะของแหล่งกำเนิดเสียงเกือบทุกชนิดคือ ไม่เพียงแต่สร้างการสั่นเป็นระยะอย่างง่าย (โทนเสียงบริสุทธิ์) เท่านั้น แต่ยังทำการเคลื่อนไหวการสั่นที่ซับซ้อนซึ่งสร้างโทนเสียงบริสุทธิ์หลายโทนในเวลาเดียวกัน โดยทั่วไปแล้วโทนเสียงที่ซับซ้อนจะประกอบด้วยอนุกรมฮาร์มอนิก (ฮาร์โมนิก) เช่น จากความถี่ต่ำสุด พื้นฐาน ความถี่บวกโอเวอร์โทน ซึ่งความถี่ที่เกินความถี่พื้นฐานเป็นจำนวนเต็มครั้ง (2, 3, 4 เป็นต้น) ดังนั้น วัตถุที่สั่นสะเทือนที่ความถี่พื้นฐาน 500 เฮิรตซ์ ก็อาจสร้างเสียงโอเวอร์โทนที่ 1,000, 1500, 2000 เฮิรตซ์ เป็นต้น หูของมนุษย์มีพฤติกรรมคล้ายกันในการตอบสนองต่อสัญญาณเสียง ลักษณะทางกายวิภาคของหูให้โอกาสมากมายในการแปลงพลังงานของโทนเสียงบริสุทธิ์ที่เข้ามา อย่างน้อยก็บางส่วนให้เป็นเสียงหวือหวา ซึ่งหมายความว่าแม้ว่าแหล่งที่มาจะสร้างโทนเสียงที่บริสุทธิ์ ผู้ฟังที่ตั้งใจจะได้ยินไม่เพียงแต่โทนเสียงหลักเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเสียงหวือหวาที่ละเอียดอ่อนหนึ่งหรือสองเสียงด้วย
ปฏิสัมพันธ์ของสองเสียง
เมื่อหูรับรู้โทนเสียงบริสุทธิ์สองโทนพร้อมกัน จะสามารถสังเกตเห็นการกระทำร่วมกันที่แตกต่างกันต่อไปนี้ ขึ้นอยู่กับลักษณะของโทนเสียงนั้นเอง พวกเขาสามารถปกปิดกันและกันโดยการลดระดับเสียงร่วมกัน สิ่งนี้มักเกิดขึ้นเมื่อโทนเสียงมีความถี่ไม่แตกต่างกันมากนัก ทั้งสองโทนสามารถเชื่อมต่อถึงกันได้ ในเวลาเดียวกัน เราจะได้ยินเสียงที่สอดคล้องกับความแตกต่างของความถี่ระหว่างเสียงเหล่านั้น หรือกับผลรวมของความถี่เหล่านั้น เมื่อสองโทนเสียงมีความถี่ใกล้เคียงกันมาก เราจะได้ยินโทนเสียงเดียวซึ่งมีระดับเสียงประมาณเท่ากับความถี่นั้น อย่างไรก็ตาม โทนเสียงนี้จะดังขึ้นและเงียบลงเมื่อสัญญาณเสียงทั้งสองที่ไม่ตรงกันเล็กน้อยโต้ตอบกันอย่างต่อเนื่อง ไม่ว่าจะเพิ่มหรือยกเลิกซึ่งกันและกัน
ทิมเบร.
พูดตามความเป็นจริง น้ำเสียงที่ซับซ้อนเดียวกันอาจแตกต่างกันไปตามระดับของความซับซ้อน เช่น โดยองค์ประกอบและความเข้มของโอเวอร์โทน ลักษณะเฉพาะของการรับรู้ซึ่งโดยทั่วไปสะท้อนถึงลักษณะเฉพาะของเสียงคือเสียงต่ำ ดังนั้นความรู้สึกที่เกิดจากน้ำเสียงที่ซับซ้อนจึงไม่เพียงมีลักษณะเฉพาะด้วยระดับเสียงและระดับเสียงที่แน่นอนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเสียงต่ำด้วย เสียงบางเสียงดูสมบูรณ์และเต็มอิ่ม แต่บางเสียงก็ไม่ ต้องขอบคุณความแตกต่างในเสียงร้องเป็นหลัก เราจึงจดจำเสียงของเครื่องดนตรีต่างๆ ท่ามกลางเสียงต่างๆ มากมาย โน้ต A ที่เล่นบนเปียโนสามารถแยกแยะได้ง่ายจากโน้ตตัวเดียวกันที่เล่นบนแตร อย่างไรก็ตาม หากใครสามารถกรองและทำให้เสียงหวือหวาของแต่ละเครื่องดนตรีลดน้อยลงได้ ก็จะไม่สามารถแยกแยะโน้ตเหล่านี้ได้
การแปลเสียง
หูของมนุษย์ไม่เพียงแต่แยกแยะเสียงและแหล่งที่มาเท่านั้น หูทั้งสองข้างทำงานร่วมกันสามารถกำหนดทิศทางของเสียงได้อย่างแม่นยำ เนื่องจากหูตั้งอยู่คนละฝั่งของศีรษะ คลื่นเสียงจากแหล่งกำเนิดเสียงจึงไม่สามารถเข้าถึงได้ในเวลาเดียวกันและทำหน้าที่ด้วยจุดแข็งที่ต่างกันเล็กน้อย เนื่องจากเวลาและแรงต่างกันเพียงเล็กน้อย สมองจึงกำหนดทิศทางของแหล่งกำเนิดเสียงได้อย่างแม่นยำ หากแหล่งกำเนิดเสียงอยู่ด้านหน้าอย่างเคร่งครัด สมองจะแปลตามแกนนอนด้วยความแม่นยำหลายองศา หากแหล่งที่มาถูกเลื่อนไปด้านใดด้านหนึ่ง ความแม่นยำในการระบุตำแหน่งจะน้อยลงเล็กน้อย การแยกแยะเสียงจากด้านหลังจากเสียงจากด้านหน้ารวมถึงการแปลตามแกนแนวตั้งนั้นค่อนข้างยากกว่า
เสียงรบกวน
มักอธิบายว่าเป็นเสียง atonal เช่น ประกอบด้วยหลากหลาย ความถี่ที่ไม่เกี่ยวข้องกัน ดังนั้นจึงไม่เกิดการสลับกันของคลื่นความกดอากาศสูงและต่ำซ้ำ ๆ อย่างสม่ำเสมอเพื่อสร้างความถี่เฉพาะใดๆ อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง “เสียงรบกวน” เกือบทุกประเภทมีความสูงในตัวเอง ซึ่งง่ายต่อการตรวจสอบโดยการฟังและเปรียบเทียบเสียงธรรมดา ในทางกลับกัน “โทนสี” ใดๆ ก็มีองค์ประกอบของความหยาบ ดังนั้นความแตกต่างระหว่างเสียงรบกวนและโทนเสียงจึงเป็นเรื่องยากที่จะกำหนดในเงื่อนไขเหล่านี้ ปัจจุบันมีแนวโน้มที่จะให้คำจำกัดความของเสียงรบกวนในทางจิตวิทยามากกว่าเชิงเสียง โดยเรียกเสียงรบกวนว่าเป็นเสียงที่ไม่พึงประสงค์ การลดเสียงรบกวนในแง่นี้จึงกลายเป็นเรื่องเร่งด่วน ปัญหาสมัยใหม่. แม้ว่าเสียงดังอย่างต่อเนื่องจะทำให้หูหนวกอย่างไม่ต้องสงสัย และการทำงานโดยใช้เสียงทำให้เกิดความเครียดชั่วคราว แต่ผลกระทบนั้นอาจจะคงอยู่ได้ยาวนานน้อยกว่าและรุนแรงน้อยกว่าที่บางครั้งอาจเกิดจากสาเหตุนั้น
การได้ยินผิดปกติและการได้ยินของสัตว์
สิ่งกระตุ้นตามธรรมชาติสำหรับหูของมนุษย์คือเสียงที่เคลื่อนที่ไปในอากาศ แต่หูสามารถถูกกระตุ้นด้วยวิธีอื่นได้ ตัวอย่างเช่น ทุกคนรู้ดีว่าสามารถได้ยินเสียงใต้น้ำได้ นอกจากนี้หากคุณใช้แหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนที่ส่วนกระดูกของศีรษะเนื่องจาก การนำกระดูกความรู้สึกของเสียงปรากฏขึ้น ปรากฏการณ์นี้ค่อนข้างมีประโยชน์กับอาการหูหนวกบางรูปแบบ: เครื่องส่งสัญญาณขนาดเล็กที่ใช้โดยตรง กระบวนการกกหู(ส่วนของกะโหลกศีรษะที่อยู่ด้านหลังใบหู) ช่วยให้ผู้ป่วยได้ยินเสียงที่ขยายโดยเครื่องส่งสัญญาณผ่านกระดูกของกะโหลกศีรษะเนื่องจากการนำกระดูก
แน่นอนว่าไม่ใช่แค่คนเท่านั้นที่ได้ยิน ความสามารถในการได้ยินเกิดขึ้นในช่วงเริ่มต้นของวิวัฒนาการและมีอยู่แล้วในแมลง ประเภทต่างๆสัตว์รับรู้เสียงที่มีความถี่ต่างกัน บางคนได้ยินเสียงในช่วงที่เล็กกว่ามนุษย์ และบางคนก็ได้ยินช่วงเสียงที่กว้างกว่า ตัวอย่างที่ดี– สุนัขที่หูไวต่อความถี่ที่เกินขอบเขตการได้ยินของมนุษย์ ประโยชน์อย่างหนึ่งคือส่งเสียงนกหวีด ซึ่งเป็นเสียงที่มนุษย์ไม่ได้ยินแต่ดังพอที่สุนัขจะได้ยิน
สำหรับการปฐมนิเทศในโลกรอบตัวเรา การได้ยินมีบทบาทเช่นเดียวกับการมองเห็น หูช่วยให้เราสื่อสารกันโดยใช้เสียงและมีความไวเป็นพิเศษต่อความถี่เสียงของคำพูด ด้วยความช่วยเหลือของหูบุคคลจะรับการสั่นสะเทือนของเสียงต่างๆในอากาศ การสั่นสะเทือนที่มาจากวัตถุ (แหล่งกำเนิดเสียง) จะถูกส่งผ่านอากาศ ซึ่งทำหน้าที่เป็นเครื่องส่งสัญญาณเสียง และจะถูกจับโดยหู หูของมนุษย์รับรู้การสั่นสะเทือนของอากาศด้วยความถี่ 16 ถึง 20,000 เฮิรตซ์ การสั่นสะเทือนที่มีความถี่สูงกว่าถือเป็นคลื่นอัลตราโซนิก แต่หูของมนุษย์ไม่รับรู้ ความสามารถในการแยกแยะโทนสีสูงจะลดลงตามอายุ ความสามารถในการรับเสียงด้วยหูทั้งสองข้างทำให้สามารถระบุได้ว่าเสียงนั้นอยู่ที่ไหน ในหู การสั่นสะเทือนของอากาศจะถูกแปลงเป็น แรงกระตุ้นไฟฟ้าซึ่งสมองรับรู้ว่าเป็นเสียง
หูยังเป็นที่เก็บอวัยวะสำหรับตรวจจับการเคลื่อนไหวและตำแหน่งของร่างกายในอวกาศ - อุปกรณ์ขนถ่าย. ระบบการทรงตัวมีบทบาทสำคัญในการวางแนวเชิงพื้นที่ของบุคคล วิเคราะห์และส่งข้อมูลเกี่ยวกับความเร่งและการชะลอตัวของการเคลื่อนไหวเชิงเส้นและการหมุน รวมถึงเมื่อตำแหน่งของศีรษะเปลี่ยนแปลงในอวกาศ
โครงสร้างหู
ซึ่งเป็นรากฐาน โครงสร้างภายนอกหูแบ่งออกเป็นสามส่วน สองส่วนแรกของหู ซึ่งเป็นส่วนนอก (ด้านนอก) และส่วนตรงกลาง ทำหน้าที่นำเสียง ส่วนที่สาม - ได้ยินกับหู- ประกอบด้วยเซลล์การได้ยิน กลไกในการรับรู้คุณลักษณะทั้งสามของเสียง ได้แก่ ระดับเสียง ความหนักแน่น และเสียงต่ำ
หูชั้นนอก- ส่วนที่ยื่นออกมาของหูชั้นนอกเรียกว่า ใบหู พื้นฐานของมันประกอบด้วยเนื้อเยื่อรองรับกึ่งแข็ง - กระดูกอ่อน พื้นผิวด้านหน้าของใบหูมีโครงสร้างที่ซับซ้อนและรูปร่างที่แปรผัน ประกอบด้วยกระดูกอ่อนและเนื้อเยื่อเส้นใยยกเว้นส่วนล่าง - กลีบหูส่วนล่าง (ใบหูส่วนล่าง) ที่เกิดจากเนื้อเยื่อไขมัน ที่ฐานของใบหูจะมีกล้ามเนื้อหูด้านหน้า ด้านบน และด้านหลัง ซึ่งการเคลื่อนไหวมีจำกัด
นอกเหนือจากฟังก์ชันอะคูสติก (รวบรวมเสียง) แล้ว ใบหูยังมีบทบาทในการปกป้อง ปกป้องช่องหูเข้าสู่แก้วหูจาก ผลกระทบที่เป็นอันตราย สิ่งแวดล้อม(น้ำเข้า, ฝุ่น, กระแสลมแรง) ทั้งรูปร่างและขนาดของหูเป็นของแต่ละคน ความยาวของใบหูในผู้ชายคือ 50–82 มม. และกว้าง 32–52 มม. ในผู้หญิงขนาดจะเล็กกว่าเล็กน้อย พื้นที่เล็ก ๆ ของใบหูแสดงถึงความไวของร่างกายและ อวัยวะภายใน. ดังนั้นจึงสามารถนำมาใช้เพื่อให้ได้มาซึ่งทางชีวภาพได้ ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับสภาพของอวัยวะใดๆ ใบหูจะเน้นไปที่การสั่นสะเทือนของเสียงและนำไปยังช่องหูภายนอก
ช่องหูภายนอกทำหน้าที่ส่งเสียงสั่นสะเทือนของอากาศจากใบหูไปยังแก้วหู ช่องหูภายนอกมีความยาว 2 ถึง 5 ซม. ส่วนที่สามด้านนอกประกอบด้วยเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนและ 2/3 ด้านในประกอบด้วยกระดูก ช่องหูภายนอกโค้งไปในทิศทางที่เหนือกว่าและด้านหลัง และยืดออกได้ง่ายเมื่อใบหูถูกดึงขึ้นและไปด้านหลัง ในผิวหนังของช่องหูมีต่อมพิเศษที่หลั่งสารคัดหลั่ง สีเหลือง (ขี้หู) ซึ่งมีหน้าที่ปกป้องผิวจาก ติดเชื้อแบคทีเรียและอนุภาคแปลกปลอม (แมลง)
ช่องหูภายนอกแยกออกจากหูชั้นกลางด้วยแก้วหู ซึ่งจะหดเข้าด้านในเสมอ นี่คือแผ่นเนื้อเยื่อเกี่ยวพันบาง ๆ ปกคลุมด้านนอกด้วยเยื่อบุผิวหลายชั้นและด้านในด้วยเยื่อเมือก ช่องหูภายนอกทำหน้าที่นำการสั่นสะเทือนของเสียงไปยังแก้วหู ซึ่งแยกหูชั้นนอกออกจากกัน โพรงแก้วหู(หูชั้นกลาง).
หูชั้นกลางหรือช่องแก้วหูเป็นช่องอากาศขนาดเล็กที่ตั้งอยู่ในปิรามิด กระดูกขมับและแยกออกจากช่องหูภายนอกด้วยแก้วหู ช่องนี้มีผนังกระดูกและเยื่อ (เยื่อแก้วหู)
แก้วหูเป็นเมมเบรนเคลื่อนที่ต่ำ หนา 0.1 ไมครอน ทอจากเส้นใยที่วิ่งไปในทิศทางที่ต่างกันและถูกยืดออกไม่สม่ำเสมอในบริเวณต่างๆ เนื่องจากโครงสร้างนี้ แก้วหูจึงไม่มีระยะเวลาการสั่นของตัวเอง ซึ่งจะนำไปสู่การขยายสัญญาณเสียงที่ตรงกับความถี่ของการสั่นของมันเอง มันเริ่มสั่นสะเทือนภายใต้อิทธิพลของการสั่นสะเทือนของเสียงที่ผ่านช่องหูภายนอก ผ่านรูบน ผนังด้านหลังแก้วหูสื่อสารกับถ้ำกกหู
การเปิดท่อหู (ยูสเตเชียน) อยู่ที่ผนังด้านหน้าของโพรงแก้วหูและนำไปสู่ส่วนจมูกของคอหอย ด้วยเหตุนี้อากาศในชั้นบรรยากาศจึงสามารถเข้าไปในโพรงแก้วหูได้ โดยปกติแล้วช่องเปิดของท่อยูสเตเชียนจะปิด โดยจะเปิดขึ้นในระหว่างการกลืนหรือหาว ซึ่งช่วยปรับความดันอากาศบนแก้วหูจากด้านข้างของช่องหูชั้นกลางและช่องหูภายนอกให้เท่ากัน จึงช่วยปกป้องแก้วหูจากการแตกซึ่งนำไปสู่ความบกพร่องทางการได้ยิน
ในช่องแก้วหูโกหก กระดูกหู. พวกมันมีขนาดเล็กมากและเชื่อมต่อกันเป็นโซ่ที่ยื่นออกมา แก้วหูไปจนถึงผนังด้านในของช่องแก้วหู
กระดูกชั้นนอกสุดคือ ค้อน- ด้ามจับเชื่อมต่อกับแก้วหู ส่วนหัวของมัลลีอุสเชื่อมต่อกับอินคัส ซึ่งประกบกับศีรษะได้อย่างคล่องตัว โกลน.
กระดูกหูได้รับชื่อดังกล่าวเนื่องจากรูปร่างของมัน กระดูกถูกปกคลุมด้วยเยื่อเมือก กล้ามเนื้อสองมัดควบคุมการเคลื่อนไหวของกระดูก การเชื่อมต่อของกระดูกนั้นทำให้ความดันของคลื่นเสียงบนเมมเบรนของหน้าต่างรูปไข่เพิ่มขึ้น 22 เท่าซึ่งช่วยให้คลื่นเสียงที่อ่อนแอสามารถเคลื่อนย้ายของเหลวเข้าไปได้ หอยทาก.
ได้ยินกับหูล้อมรอบอยู่ในกระดูกขมับและเป็นระบบของฟันผุและคลองที่อยู่ในสารกระดูกของส่วน petrous ของกระดูกขมับ พวกมันร่วมกันสร้างเขาวงกตกระดูก ซึ่งภายในนั้นมีเขาวงกตที่เป็นเยื่อหุ้ม เขาวงกตกระดูกหมายถึงโพรงกระดูก รูปทรงต่างๆประกอบด้วยห้องโถง คลองครึ่งวงกลม 3 ช่อง และคอเคลีย เขาวงกตเมมเบรนประกอบด้วยระบบที่ซับซ้อนของการก่อตัวเป็นเยื่อบาง ๆ ที่อยู่ในเขาวงกตกระดูก
ฟันผุทั้งหมด ได้ยินกับหูเต็มไปด้วยของเหลว ภายในเยื่อเขาวงกตจะมีเอนโดลิมฟ์ และของเหลวที่ล้างเขาวงกตที่เป็นเยื่อหุ้มด้านนอกคือ perilymph และมีองค์ประกอบคล้ายคลึงกับน้ำไขสันหลัง Endolymph แตกต่างจาก perilymph (ประกอบด้วยโพแทสเซียมไอออนมากกว่าและโซเดียมไอออนน้อยกว่า) โดยมีประจุบวกสัมพันธ์กับ perilymph
โหมโรง- ส่วนกลางของเขาวงกตกระดูกซึ่งสื่อสารกับทุกส่วน ด้านหลังห้องโถงมีคลองครึ่งวงกลมกระดูกสามช่อง: เหนือกว่า ด้านหลัง และด้านข้าง คลองครึ่งวงกลมด้านข้างอยู่ในแนวนอน ส่วนอีกสองคลองทำมุมฉาก แต่ละช่องมีส่วนขยาย - หลอดบรรจุ ประกอบด้วยเยื่อแอมพูลลาที่เต็มไปด้วยเอนโดลิมฟ์ เมื่อเอนโดลิมฟ์เคลื่อนไหวระหว่างการเปลี่ยนตำแหน่งศีรษะในอวกาศจะเกิดการระคายเคือง ปลายประสาท. การกระตุ้นจะถูกส่งไปตามเส้นใยประสาทไปยังสมอง
หอยทากเป็นท่อเกลียวที่มีรูปร่างสองรอบครึ่งรอบแท่งกระดูกรูปกรวย เป็นส่วนสำคัญของอวัยวะการได้ยิน ภายในคลองกระดูกของคอเคลียมีเขาวงกตเมมเบรนหรือท่อประสาทหูซึ่งปลายของส่วนที่แปดของประสาทหูเทียม เส้นประสาทสมองการสั่นสะเทือนของ perilymph จะถูกส่งไปยัง endolymph ของท่อประสาทหูเทียมและกระตุ้นปลายประสาทของส่วนการได้ยินของเส้นประสาทสมองที่แปด
เส้นประสาท Vestibulocochlear ประกอบด้วย 2 ส่วน ส่วนขนถ่ายดำเนินการ แรงกระตุ้นของเส้นประสาทตั้งแต่ห้องโถงด้นและคลองครึ่งวงกลมไปจนถึงนิวเคลียสขนถ่ายของพอนส์และไขกระดูกออบลองกาตา และต่อไปจนถึงซีรีเบลลัม ส่วนประสาทหูเทียมจะส่งข้อมูลไปตามเส้นใยที่ต่อจากอวัยวะก้นหอย (คอร์ติ) ไปยัง นิวเคลียสของการได้ยินลำตัวและอื่น ๆ - ผ่านชุดสวิตช์ในศูนย์กลาง subcortical - ไปยังเยื่อหุ้มสมองของกลีบขมับตอนบนของซีกสมอง
กลไกการรับรู้การสั่นของเสียง
เสียงเกิดขึ้นเนื่องจากการสั่นสะเทือนของอากาศและถูกขยายออกไปในใบหู จากนั้นคลื่นเสียงจะเคลื่อนไปตามด้านนอก ช่องหูไปจนถึงแก้วหูทำให้เกิดการสั่นสะเทือน การสั่นสะเทือนของแก้วหูจะถูกส่งไปยังสายโซ่ของกระดูกหู: มัลลีอุส อินคัส และกระดูกโกลน ฐานของกระดูกโกลนถูกจับจ้องไปที่หน้าต่างของด้นหน้าด้วยความช่วยเหลือของเอ็นยืดหยุ่นเนื่องจากการที่การสั่นสะเทือนถูกส่งไปยัง perilymph ในทางกลับกันการสั่นสะเทือนเหล่านี้ผ่านผนังเมมเบรนของท่อประสาทหูผ่านไปยัง endolymph การเคลื่อนไหวซึ่งทำให้เกิดการระคายเคืองต่อเซลล์รับของอวัยวะเกลียว แรงกระตุ้นเส้นประสาทที่เกิดขึ้นจะติดตามเส้นใยของส่วนประสาทหูเทียมของเส้นประสาทขนถ่ายไปยังสมอง
การแปลเสียงที่อวัยวะการได้ยินรับรู้เป็นที่น่าพอใจและ รู้สึกไม่สบายเกิดขึ้นในสมอง คลื่นเสียงที่ไม่สม่ำเสมอจะทำให้เกิดความรู้สึกของเสียงรบกวน ในขณะที่คลื่นเสียงที่เป็นจังหวะปกติจะถูกมองว่าเป็นโทนเสียงดนตรี เสียงเดินทางด้วยความเร็ว 343 กม./วินาที ที่อุณหภูมิอากาศ 15–16°С
สารานุกรมการแพทย์
สรีรวิทยา
หูรับรู้เสียงอย่างไร
หูเป็นอวัยวะที่แปลงคลื่นเสียงเป็นแรงกระตุ้นเส้นประสาทที่สมองสามารถรับรู้ได้ องค์ประกอบของหูชั้นในมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน
เราสามารถแยกแยะเสียงได้
แบ่งออกเป็นสามส่วนทางกายวิภาค:
□ หูชั้นนอก - ออกแบบมาเพื่อส่งคลื่นเสียงเข้าสู่โครงสร้างภายในของหู ประกอบด้วยใบหูซึ่งเป็นกระดูกอ่อนยืดหยุ่นที่ปกคลุมไปด้วยผิวหนัง เนื้อเยื่อใต้ผิวหนังเชื่อมต่อกับหนังศีรษะและช่องหูภายนอก - ท่อหูที่ปกคลุมด้วยขี้หู ท่อนี้ไปสิ้นสุดที่แก้วหู
□ หูชั้นกลางเป็นโพรงที่มีกระดูกหูขนาดเล็ก (ค้อน กระดูกสัน กระดูกโกลน) และเส้นเอ็นของกล้ามเนื้อเล็ก 2 มัด ตำแหน่งของโกลนช่วยให้สามารถโจมตีได้ หน้าต่างรูปไข่ซึ่งเป็นทางเข้าสู่คอเคลีย
□ หูชั้นในประกอบด้วย:
■ จากคลองครึ่งวงกลมของเขาวงกตกระดูกและห้องโถงของเขาวงกตซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์ขนถ่าย;
■ จากคอเคลีย - อวัยวะการได้ยินที่แท้จริง คอเคลียของหูชั้นในมีลักษณะคล้ายกับเปลือกหอยทากที่มีชีวิตอย่างใกล้ชิด ในแนวขวาง
ในภาพตัดขวาง คุณจะเห็นว่ามันประกอบด้วยส่วนตามยาวสามส่วน: สกาลาทิมปานี, สกาล่าขนถ่าย และคลองประสาทหู โครงสร้างทั้งสามนั้นเต็มไปด้วยของเหลว อวัยวะก้นหอยของคอร์ติตั้งอยู่ในช่องประสาทหูเทียม ประกอบด้วยเซลล์ผมที่ไวต่อความรู้สึกจำนวน 23,500 เซลล์ ซึ่งจับคลื่นเสียงและส่งผ่านไปยังเซลล์เหล่านั้น ประสาทหูส่งพวกมันไปยังสมอง
กายวิภาคของหู
หูชั้นนอก
ประกอบด้วยใบหูและช่องหูภายนอก
หูชั้นกลาง
ประกอบด้วยกระดูกเล็กๆ 3 ชิ้น ได้แก่ มัลลีอุส ทั่งตีเหล็ก และโกลน
ได้ยินกับหู
ประกอบด้วยคลองครึ่งวงกลมของเขาวงกตกระดูก ห้องโถงของเขาวงกต และคอเคลีย
< Наружная, видимая часть уха называется ушной раковиной. Она служит для передачи звуковых волн в слуховой канал, а оттуда в среднее и внутреннее ухо.
และการเล่นหูชั้นนอก กลาง และชั้นใน บทบาทสำคัญในการถ่ายทอดและส่งสัญญาณเสียงจาก สภาพแวดล้อมภายนอกเข้าสู่สมอง
เสียงคืออะไร?
เสียงเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศ เคลื่อนตัวจากบริเวณหนึ่ง ความดันสูงสู่พื้นที่ต่ำ
คลื่นเสียง
ที่มีความถี่สูงกว่า (สีน้ำเงิน) สอดคล้องกับเสียงที่มีระดับเสียงสูง สีเขียวหมายถึงเสียงต่ำ
เสียงส่วนใหญ่ที่เราได้ยินคือการรวมกันของคลื่นเสียงที่มีความถี่และแอมพลิจูดต่างกัน
เสียงเป็นพลังงานประเภทหนึ่ง พลังงานเสียงถูกส่งไปในชั้นบรรยากาศในรูปของการสั่นสะเทือนของโมเลกุลอากาศ ในกรณีที่ไม่มีตัวกลางโมเลกุล (อากาศหรืออื่นๆ) เสียงจะไม่สามารถเดินทางได้
การเคลื่อนไหวของโมเลกุล ในชั้นบรรยากาศที่เสียงเดินทาง มีพื้นที่ที่มีความกดดันสูงซึ่งโมเลกุลอากาศตั้งอยู่ใกล้กัน สลับกับบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำ ซึ่งโมเลกุลของอากาศอยู่ห่างกันมากขึ้น
เมื่อโมเลกุลบางตัวชนกับโมเลกุลข้างเคียง พวกมันจะถ่ายโอนพลังงานไปให้พวกมัน มีการสร้างคลื่นที่สามารถเดินทางในระยะทางไกลได้
นี่คือวิธีการถ่ายโอนพลังงานเสียง
เมื่อคลื่นความกดอากาศสูงและต่ำกระจายเท่ากัน น้ำเสียงก็จะชัดเจน คลื่นเสียงดังกล่าวถูกสร้างขึ้นโดยส้อมเสียง
คลื่นเสียงที่เกิดขึ้นระหว่างการสร้างเสียงพูดมีการกระจายไม่สม่ำเสมอและรวมกัน
ความสูงและแอมพลิจูด ระดับเสียงจะถูกกำหนดโดยความถี่ของการสั่นของคลื่นเสียง มีหน่วยวัดเป็นเฮิรตซ์ (Hz) ยิ่งความถี่สูงเสียงก็จะยิ่งสูงขึ้น ความดังของเสียงถูกกำหนดโดยความกว้างของการสั่นของคลื่นเสียง หูของมนุษย์รับรู้เสียงที่มีความถี่ตั้งแต่ 20 ถึง 20,000 เฮิรตซ์
< Полный диапазон слышимости человека составляет от 20 до 20 ООО Гц. Человеческое ухо может дифференцировать примерно 400 ООО различных звуков.
วัวสองตัวนี้มีความถี่เท่ากัน แต่ต่างกัน a^vviy-du (สีฟ้าตรงกับเสียงที่ดังกว่า)