Apsverot izplatīšanās teoriju un skaņas viļņu rašanās mehānismus, ieteicams saprast, kā cilvēks skaņu "interpretē" vai uztver. Pārī savienots orgāns, auss, ir atbildīgs par skaņas viļņu uztveri cilvēka ķermenī. cilvēka auss- ļoti sarežģīts orgāns, kas atbild par divām funkcijām: 1) uztver skaņas impulsus 2) darbojas kā visa cilvēka ķermeņa vestibulārais aparāts, nosaka ķermeņa stāvokli telpā un dod vitālo spēju saglabāt līdzsvaru. Vidējā cilvēka auss spēj uztvert 20 - 20 000 Hz svārstības, taču ir novirzes uz augšu vai uz leju. Ideālā gadījumā skaņas frekvenču diapazons ir 16 - 20 000 Hz, kas arī atbilst 16 m - 20 cm viļņa garumam. Auss ir sadalīta trīs daļās: ārējā, vidējā un iekšējā ausī. Katra no šīm "nodaļām" pilda savu funkciju, tomēr visas trīs nodaļas ir cieši saistītas viena ar otru un faktiski veic skaņas vibrāciju viļņa pārraidi viens otram. 
ārējā (ārējā) auss
Ārējā auss sastāv no auss kaula un ārējās dzirdes kaula. Auss ir elastīgs, sarežģītas formas skrimslis, pārklāts ar ādu. Auss kaula apakšā atrodas daiva, kas sastāv no taukaudiem un ir arī pārklāta ar ādu. Auss kauliņš darbojas kā skaņas viļņu uztvērējs no apkārtējās telpas. Īpašā auss kaula struktūras forma ļauj labāk uztvert skaņas, īpaši vidējās frekvenču diapazona skaņas, kas ir atbildīgas par runas informācijas pārraidi. Šis fakts lielā mērā ir saistīts ar evolūcijas nepieciešamību, jo cilvēks lielāko dzīves daļu pavada mutiskā saziņā ar savas sugas pārstāvjiem. Cilvēka auss ir praktiski nekustīgs, atšķirībā no liela skaita dzīvnieku sugas pārstāvju, kas izmanto ausu kustības, lai precīzāk noskaņotos uz skaņas avotu.
Cilvēka auss kaula krokas ir sakārtotas tā, lai tās veiktu korekcijas (nelielus izkropļojumus) attiecībā pret skaņas avota vertikālo un horizontālo atrašanās vietu telpā. Pateicoties šai unikālajai iezīmei, cilvēks spēj diezgan skaidri noteikt objekta atrašanās vietu telpā attiecībā pret sevi, koncentrējoties tikai uz skaņu. Šī funkcija ir labi pazīstama arī ar terminu "skaņas lokalizācija". Auss kaula galvenā funkcija ir uztvert pēc iespējas vairāk skaņu dzirdamajā frekvenču diapazonā. "Noķerto" skaņas viļņu tālākais liktenis izšķiras auss kanālā, kura garums ir 25-30 mm. Tajā ārējās auss skrimšļa daļa nonāk kaulā, un dzirdes kanāla ādas virsma ir apveltīta ar tauku un sēra dziedzeriem. Dzirdes kanāla galā ir elastīga bungu membrāna, uz kuru nonāk skaņas viļņu vibrācijas, tādējādi radot tās atbildes vibrācijas. Bungplēvīte savukārt pārraida šīs saņemtās vibrācijas uz vidusauss reģionu.
Vidusauss
Bungplēvītes pārraidītās vibrācijas nonāk vidusauss apgabalā, ko sauc par "timpāna reģionu". Tas ir apmēram viena kubikcentimetra tilpums, kurā atrodas trīs dzirdes kauli: āmurs, lakta un kāpslis. Tieši šie "starpposma" elementi veic vissvarīgāko funkciju: skaņas viļņu pārraidi uz iekšējo ausi un vienlaicīgu pastiprināšanu. Dzirdes kauli ir ārkārtīgi sarežģīta skaņas pārraides ķēde. Visi trīs kauli ir cieši saistīti viens ar otru, kā arī ar bungādiņu, kā dēļ notiek vibrāciju pārnešana "pa ķēdi". Tuvojoties iekšējās auss apgabalam, ir vestibila logs, ko bloķē kāpšļa pamatne. Lai izlīdzinātu spiedienu abās bungādiņas pusēs (piemēram, ārējā spiediena izmaiņu gadījumā), vidusauss zona caur Eistāhija caurulīti tiek savienota ar nazofarneksu. Mēs visi labi zinām ausu aizbāžņa efektu, kas rodas tieši šādas precīzas regulēšanas dēļ. No vidusauss skaņas vibrācijas, kas jau ir pastiprinātas, iekrīt iekšējās auss reģionā, vissarežģītākajā un jutīgākajā.
iekšējā auss
Sarežģītākā forma ir iekšējā auss, ko šī iemesla dēļ sauc par labirintu. Kaulu labirintā ietilpst: vestibils, gliemežnīcas un pusloku kanāli, kā arī vestibulārais aparāts atbildīgs par līdzsvaru. Tieši gliemežnīca šajā saišķī ir tieši saistīta ar dzirdi. Auss gliemežnīca ir spirālveida membrānas kanāls, kas piepildīts ar limfas šķidrumu. Iekšpusē kanāls ir sadalīts divās daļās ar citu membrānu starpsienu, ko sauc par "pamata membrānu". Šī membrāna sastāv no dažāda garuma šķiedrām (kopā vairāk nekā 24 000), izstieptas kā stīgas, katra stīga rezonē ar savu specifisko skaņu. Kanāls ir sadalīts ar membrānu augšējās un apakšējās kāpnēs, kas sazinās gliemežnīcas augšdaļā. No pretējā gala kanāls savienojas ar dzirdes analizatora receptoru aparātu, kas ir pārklāts ar sīkām matu šūnām. Šo dzirdes analizatora aparātu sauc arī par Korti orgānu. Kad vibrācijas no vidusauss nonāk gliemežnīcā, sāk vibrēt arī limfātiskais šķidrums, kas aizpilda kanālu, pārraidot vibrācijas uz galveno membrānu. Šajā brīdī iedarbojas dzirdes analizatora aparāts, kura matu šūnas, kas atrodas vairākās rindās, pārvērš skaņas vibrācijas elektriskos "nervu" impulsos, kas tiek pārraidīti pa dzirdes nervu uz smadzeņu garozas temporālo zonu. . Šādā sarežģītā un greznā veidā cilvēks galu galā sadzirdēs vēlamo skaņu.
Uztveres un runas veidošanās iezīmes
Runas veidošanas mehānisms cilvēkiem ir veidojies visā evolūcijas posmā. Šīs spējas nozīme ir verbālās un neverbālās informācijas pārsūtīšana. Pirmais nes verbālo un semantisko slodzi, otrais ir atbildīgs par emocionālās sastāvdaļas nodošanu. Runas veidošanas un uztveres process ietver: vēstījuma formulēšanu; kodēšana elementos saskaņā ar esošās valodas noteikumiem; pārejošas neiromuskulāras darbības; balss saišu kustības; akustiskā signāla emisija; Tad klausītājs nonāk darbībā, veicot: saņemtā akustiskā signāla spektrālo analīzi un akustisko pazīmju atlasi perifērajā dzirdes sistēmā, izvēlēto pazīmju pārraidi caur neironu tīkliem, valodas koda atpazīšanu (lingvistiskā analīze), izpratnes nozīmi. no ziņojuma. 
Ierīci runas signālu ģenerēšanai var salīdzināt ar sarežģītu pūšaminstrumentu, taču skaņošanas daudzpusībai un elastībai, kā arī iespējai reproducēt mazākās smalkumus un detaļas dabā nav analogu. Balss veidošanas mehānisms sastāv no trim neatdalāmām sastāvdaļām:
- Ģenerators- plaušas kā gaisa tilpuma rezervuārs. Liekā spiediena enerģija tiek uzkrāta plaušās, pēc tam caur izvadkanālu ar muskuļu sistēmas palīdzību šī enerģija tiek izvadīta caur traheju, kas savienota ar balseni. Šajā posmā gaisa plūsma tiek pārtraukta un pārveidota;
- Vibrators- sastāv no balss saitēm. Plūsmu ietekmē arī turbulentas gaisa strūklas (rada malu toņus) un impulsu avoti (sprādzieni);
- Rezonators- ietver sarežģītas ģeometriskas formas rezonanses dobumus (rīkles, mutes un deguna dobumus).
Šo elementu individuālās ierīces kopumā veidojas unikāls un individuāls katra cilvēka balss tembrs atsevišķi.
Gaisa kolonnas enerģija tiek ģenerēta plaušās, kas atmosfēras un intrapulmonārā spiediena starpības dēļ ieelpošanas un izelpas laikā rada noteiktu gaisa plūsmu. Enerģijas uzkrāšanas process tiek veikts ieelpojot, atbrīvošanas procesu raksturo izelpošana. Tas notiek krūškurvja saspiešanas un paplašināšanās dēļ, kas tiek veiktas ar divu muskuļu grupu palīdzību: starpribu un diafragmu, ar dziļu elpošanu un dziedāšanu, saraujas arī vēdera muskuļi, krūtis un kakls. Ieelpojot diafragma saraujas un nokrīt, ārējo starpribu muskuļu kontrakcija paceļ ribas un aizved uz sāniem, bet krūšu kauls uz priekšu. Krūškurvja paplašināšanās noved pie spiediena pazemināšanās plaušās (attiecībā pret atmosfēras spiedienu), un šī telpa ātri piepildās ar gaisu. Izelpojot, muskuļi attiecīgi atslābinās un viss atgriežas iepriekšējā stāvoklī (krūškurvis atgriežas sākotnējā stāvoklī savas gravitācijas ietekmē, paceļas diafragma, samazinās iepriekš paplašināto plaušu tilpums, palielinās intrapulmonārais spiediens). Ieelpošanu var raksturot kā procesu, kas prasa enerģijas patēriņu (aktīvs); izelpošana ir enerģijas uzkrāšanas process (pasīvs). Elpošanas procesa kontrole un runas veidošanās notiek neapzināti, bet dziedot, elpas iestatīšana prasa apzinātu pieeju un ilgstošus papildus treniņus.
Enerģijas daudzums, kas pēc tam tiek tērēts runas un balss veidošanai, ir atkarīgs no uzkrātā gaisa apjoma un no papildu spiediena apjoma plaušās. Maksimālais spiediens, ko izstrādā apmācīts operdziedātājs, var sasniegt 100-112 dB. Gaisa plūsmas modulācija ar balss saišu vibrāciju un zemrīkles pārspiediena radīšana, šie procesi notiek balsenē, kas ir sava veida vārsts, kas atrodas trahejas galā. Vārsts veic divkāršu funkciju: tas aizsargā plaušas no svešķermeņiem un uztur augstu spiedienu. Tā ir balsene, kas darbojas kā runas un dziedāšanas avots. Balsene ir skrimšļu kopums, ko savieno muskuļi. Balsenei ir diezgan sarežģīta struktūra, kuras galvenais elements ir balss saišu pāris. Tieši balss saites ir galvenais (bet ne vienīgais) balss veidošanās avots jeb "vibrators". Šī procesa laikā balss saites pārvietojas, ko pavada berze. Lai pasargātu no tā, tiek izdalīts īpašs gļotādas noslēpums, kas darbojas kā smērviela. Runas skaņu veidošanos nosaka saišu vibrācijas, kas noved pie gaisa plūsmas veidošanās, kas izelpota no plaušām, līdz noteikta veida amplitūdas raksturlielumam. Starp balss krokām ir mazi dobumi, kas vajadzības gadījumā darbojas kā akustiskie filtri un rezonatori.
Dzirdes uztveres īpatnības, klausīšanās drošība, dzirdes sliekšņi, adaptācija, pareizs skaļuma līmenis
Kā redzams no cilvēka auss struktūras apraksta, šis orgāns ir ļoti delikāts un diezgan sarežģītas struktūras. Ņemot vērā šo faktu, nav grūti noteikt, ka šim ārkārtīgi plānajam un jutīgajam aparātam ir noteikti ierobežojumi, sliekšņi utt. Cilvēka dzirdes sistēma ir pielāgota klusu skaņu uztverei, kā arī vidējas intensitātes skaņām. Ilgstoša skaļu skaņu iedarbība izraisa neatgriezeniskas dzirdes sliekšņu izmaiņas, kā arī citas dzirdes problēmas līdz pat pilnīgam kurlumam. Bojājuma pakāpe ir tieši proporcionāla ekspozīcijas laikam skaļā vidē. Uz šo brīdi stājas spēkā arī adaptācijas mehānisms - t.i. ilgstošu skaļu skaņu ietekmē jutība pakāpeniski samazinās, uztvertais skaļums samazinās, dzirde pielāgojas.
Adaptācija sākotnēji cenšas aizsargāt dzirdes orgānus no pārāk skaļām skaņām, tomēr tieši šī procesa ietekme visbiežāk liek cilvēkam nekontrolējami palielināt audio sistēmas skaļuma līmeni. Aizsardzība tiek realizēta, pateicoties vidusauss un iekšējās auss mehānismam: kāpslis tiek izvilkts no ovāla loga, tādējādi pasargājot no pārmērīgi skaļām skaņām. Bet aizsardzības mehānisms nav ideāls un tam ir laika aizkave, iedarbinot tikai 30-40 ms pēc skaņas ienākšanas sākuma, turklāt pilnīga aizsardzība netiek sasniegta pat ar 150 ms ilgumu. Aizsardzības mehānisms tiek aktivizēts, kad skaļuma līmenis pārsniedz 85 dB līmeni, turklāt pati aizsardzība ir līdz 20 dB. 
Par visbīstamāko šajā gadījumā var uzskatīt "dzirdes sliekšņa maiņas" fenomenu, kas praksē parasti notiek ilgstošas skaļu skaņu iedarbības rezultātā virs 90 dB. Dzirdes sistēmas atveseļošanās process pēc šādām kaitīgām sekām var ilgt līdz 16 stundām. Sliekšņa nobīde sākas jau pie 75 dB intensitātes līmeņa un proporcionāli palielinās, palielinoties signāla līmenim.
Apsverot pareiza skaņas intensitātes līmeņa problēmu, vissliktākais, kas jāapzinās, ir fakts, ka ar dzirdi saistītas problēmas (iegūtas vai iedzimtas) šajā diezgan attīstītās medicīnas laikmetā praktiski nav ārstējamas. Tam visam vajadzētu likt jebkuram saprātīgam cilvēkam aizdomāties par rūpēm par dzirdi, ja vien, protams, nav plānots pēc iespējas ilgāk saglabāt tās sākotnējo integritāti un spēju dzirdēt visu frekvenču diapazonu. Par laimi, viss nav tik biedējoši, kā varētu šķist no pirmā acu uzmetiena, un, ievērojot vairākus piesardzības pasākumus, jūs varat viegli saglabāt savu dzirdi pat vecumdienās. Pirms šo pasākumu apsvēršanas ir jāatgādina viena svarīga cilvēka dzirdes uztveres iezīme. Dzirdes aparāts uztver skaņas nelineāri. Līdzīga parādība sastāv no sekojošā: ja iedomājas kādu vienu tīra toņa frekvenci, piemēram, 300 Hz, tad nelinearitāte izpaužas, kad ausī pēc logaritmiska principa parādās šīs pamatfrekvences virstoņi (ja pamatfrekvence ir pieņemts kā f, tad frekvences virstoņi būs 2f, 3f utt. augošā secībā). Šī nelinearitāte ir arī vieglāk saprotama un daudziem ir pazīstama ar nosaukumu "nelineārie kropļojumi". Tā kā oriģinālajā tīrajā tonī šādas harmonikas (virstoņus) nerodas, izrādās, ka pati auss sākotnējā skanējumā ievieš savus labojumus un virstoņus, taču tos var noteikt tikai kā subjektīvus kropļojumus. Ja intensitātes līmenis ir zemāks par 40 dB, subjektīvi kropļojumi nenotiek. Palielinoties intensitātei no 40 dB, subjektīvo harmoniku līmenis sāk pieaugt, taču pat 80-90 dB līmenī to negatīvais devums skaņā ir salīdzinoši neliels (tāpēc šo intensitātes līmeni nosacīti var uzskatīt par sava veida harmoniku "zelta vidusceļš" mūzikas sfērā).
Pamatojoties uz šo informāciju, jūs varat viegli noteikt drošu un pieņemamu skaļuma līmeni, kas nekaitēs dzirdes orgāniem un tajā pašā laikā ļaus sadzirdēt pilnīgi visas skaņas iezīmes un detaļas, piemēram, darba gadījumā. ar "hi-fi" sistēmu. Šis "zelta vidusdaļas" līmenis ir aptuveni 85-90 dB. Tieši ar šādu skaņas intensitāti patiešām ir iespējams dzirdēt visu, kas ir iestrādāts audio ceļā, vienlaikus samazinot priekšlaicīgu bojājumu un dzirdes zuduma risku. Gandrīz pilnīgi drošu var uzskatīt par skaļuma līmeni 85 dB. Lai saprastu, kādas ir skaļas klausīšanās briesmas un kāpēc pārāk zems skaļuma līmenis neļauj sadzirdēt visas skaņas nianses, apskatīsim šo jautājumu sīkāk. Kas attiecas uz zemu skaļuma līmeni, lietderības (bet biežāk subjektīvas vēlmes) trūkums klausīties mūziku zemā līmenī ir saistīts ar šādiem iemesliem:
- Cilvēka dzirdes uztveres nelinearitāte;
- Psihoakustiskās uztveres iezīmes, kas tiks aplūkotas atsevišķi.
Dzirdes uztveres nelinearitāte, kas tika apspriesta iepriekš, būtiski ietekmē jebkuru skaļumu, kas mazāks par 80 dB. Praksē tas izskatās šādi: ja ieslēdzat mūziku klusā līmenī, piemēram, 40 dB, tad mūzikas kompozīcijas vidējo frekvenču diapazons būs visskaidrāk dzirdams neatkarīgi no tā, vai tas ir izpildītāja vokāls / izpildītājs vai instrumenti, kas spēlē šajā diapazonā. Tajā pašā laikā nepārprotami pietrūks zemo un augsto frekvenču, ko izraisa tieši uztveres nelinearitāte, kā arī tas, ka dažādas frekvences skan dažādos skaļumos. Tādējādi ir skaidrs, ka, lai pilnībā uztvertu attēlu kopumā, intensitātes frekvences līmenis ir pēc iespējas vairāk jāsaskaņo ar vienu vērtību. Neskatoties uz to, ka pat pie skaļuma līmeņa 85-90 dB nenotiek idealizēta dažādu frekvenču skaļuma izlīdzināšana, līmenis kļūst pieņemams normālai ikdienas klausīšanai. Jo mazāks skaļums tajā pašā laikā, jo skaidrāk ausis uztvers raksturīgo nelinearitāti, proti, sajūtu, ka nav atbilstoša daudzuma augstās un zemās frekvences. Tajā pašā laikā izrādās, ka ar šādu nelinearitāti nav iespējams nopietni runāt par augstas precizitātes "hi-fi" skaņas reproducēšanu, jo oriģinālā skaņas attēla pārraides precizitāte būs ārkārtīgi zema šo konkrēto situāciju.
Ja iedziļināties šajos secinājumos, kļūst skaidrs, kāpēc mūzikas klausīšanās zemā skaļumā, lai gan no veselības viedokļa ir visdrošākā, auss izjūt ārkārtīgi negatīvi, jo tiek radīti skaidri neticami mūzikas instrumentu attēli un balss, skaņas skatuves skalas trūkums. Parasti klusu mūzikas atskaņošanu var izmantot kā fona pavadījumu, taču ir pilnīgi kontrindicēts klausīties augstu "hi-fi" kvalitāti zemā skaļumā, iepriekš minēto iemeslu dēļ nav iespējams izveidot naturālistiskus skaņas skatuves attēlus, kas bija ieraksta posmā studijā veido skaņu inženieris. Bet ne tikai zems skaļums ievieš noteiktus ierobežojumus galīgās skaņas uztverei, situācija ir daudz sliktāka ar palielinātu skaļumu. Ir iespējams un pavisam vienkārši sabojāt dzirdi un pietiekami samazināt jutību, ja ilgstoši klausāties mūziku virs 90 dB. Šie dati ir balstīti uz lielu skaitu medicīnisko pētījumu, kuros secināts, ka skaņas līmenis virs 90 dB rada reālu un gandrīz neatgriezenisku kaitējumu veselībai. Šīs parādības mehānisms slēpjas dzirdes uztverē un auss strukturālajās iezīmēs. Kad auss kanālā nonāk skaņas vilnis ar intensitāti virs 90 dB, vidusauss orgāni sāk darboties, izraisot parādību, ko sauc par dzirdes adaptāciju.
Notiekošā princips šajā gadījumā ir šāds: kāpslis ir izvilkts no ovāla loga un aizsargā iekšējo ausi no pārāk skaļām skaņām. Šo procesu sauc akustiskais reflekss. Ausīm tas tiek uztverts kā īslaicīga jutīguma samazināšanās, kas var būt pazīstama ikvienam, kurš kādreiz ir apmeklējis, piemēram, rokkoncertus klubos. Pēc šāda koncerta notiek īslaicīga jutības samazināšanās, kas pēc noteikta laika tiek atjaunota iepriekšējā līmenī. Tomēr jutības atjaunošana ne vienmēr būs un tieši atkarīga no vecuma. Aiz visa tā slēpjas lielās briesmas klausīties skaļu mūziku un citas skaņas, kuru intensitāte pārsniedz 90 dB. Akustiskā refleksa rašanās nav vienīgais "redzamais" dzirdes jutības zuduma risks. Ilgstoši pakļaujoties pārāk skaļām skaņām, mati, kas atrodas iekšējās auss zonā (kas reaģē uz vibrācijām), ļoti stipri novirzās. Šajā gadījumā rodas efekts, ka mati, kas ir atbildīgi par noteiktas frekvences uztveri, tiek novirzīti lielas amplitūdas skaņas vibrāciju ietekmē. Kādā brīdī šādi mati var pārāk daudz novirzīties un nekad neatgriezties. Tas radīs atbilstošu jutības efekta zudumu noteiktā frekvencē!
Visbriesmīgākais visā šajā situācijā ir tas, ka ausu slimības ir praktiski neārstējamas pat ar vismodernākajām medicīnai zināmajām metodēm. Tas viss liek izdarīt nopietnus secinājumus: skaņa virs 90 dB ir bīstama veselībai un gandrīz garantēta var izraisīt priekšlaicīgu dzirdes zudumu vai būtisku jutības samazināšanos. Vēl vairāk nomākta ir tas, ka iepriekš pieminētā adaptācijas īpašība parādās laika gaitā. Šis process cilvēka dzirdes orgānos notiek gandrīz nemanāmi; cilvēks, kurš lēnām zaudē jūtīgumu, tuvu 100% varbūtībai, to nepamanīs līdz brīdim, kad apkārtējie pievērsīs uzmanību nemitīgiem jautājumiem, piemēram: "Ko tu tikko teici?". Secinājums beigu beigās ir ārkārtīgi vienkāršs: klausoties mūziku, ir svarīgi nepieļaut skaņas intensitātes līmeni virs 80-85 dB! Tajā pašā brīdī ir arī pozitīvā puse: skaļuma līmenis 80-85 dB aptuveni atbilst mūzikas skaņas ierakstīšanas līmenim studijas vidē. Tātad rodas jēdziens "Zelta vidusceļš", virs kura labāk nepacelties, ja veselības jautājumiem ir vismaz kāda nozīme.
Pat īslaicīga mūzikas klausīšanās 110-120 dB līmenī var radīt dzirdes problēmas, piemēram, dzīvā koncerta laikā. Acīmredzot dažreiz ir neiespējami vai ļoti grūti izvairīties no tā, taču ir ārkārtīgi svarīgi mēģināt to izdarīt, lai saglabātu dzirdes uztveres integritāti. Teorētiski īslaicīga skaļu skaņu iedarbība (ne vairāk kā 120 dB), pat pirms "dzirdes noguruma" sākuma, nerada nopietnas negatīvas sekas. Bet praksē parasti ir gadījumi, kad šādas intensitātes skaņa tiek pakļauta ilgstošai iedarbībai. Cilvēki apdzirda sevi, neapzinoties pilnu briesmu apjomu automašīnā, klausoties audiosistēmu, mājās līdzīgos apstākļos vai ar austiņām uz portatīvā atskaņotāja. Kāpēc tas notiek, un kas padara skaņu arvien skaļāku un skaļāku? Uz šo jautājumu ir divas atbildes: 1) Psihoakustikas ietekme, kas tiks aplūkota atsevišķi; 2) Pastāvīga nepieciešamība ar mūzikas skaļumu "kliegt" dažas ārējās skaņas. Pirmais problēmas aspekts ir diezgan interesants un tiks detalizēti apspriests vēlāk, bet problēmas otrā puse vairāk rada negatīvas domas un secinājumus par kļūdainu izpratni par patiesajiem pamatiem, kā pareizi klausīties "hi- fi" klase.
Neiedziļinoties detaļās, vispārējs secinājums par mūzikas klausīšanos un pareizu skaļumu ir šāds: mūzikas klausīšanās notiek ar skaņas intensitātes līmeni, kas nav augstāks par 90 dB, ne zemāks par 80 dB telpā, kurā atskan svešas skaņas no ārējiem avotiem. ir stipri apslāpētas vai vispār nav (piemēram: kaimiņu sarunas un citi trokšņi aiz dzīvokļa sienas, ielu trokšņi un tehniskie trokšņi, ja atrodaties automašīnā u.c.). Vienreiz un uz visiem laikiem gribu uzsvērt, ka tieši šādu, iespējams, stingru prasību ievērošanas gadījumā var sasniegt ilgi gaidīto apjoma līdzsvaru, kas neradīs priekšlaicīgus nevēlamus dzirdes orgānu bojājumus un sagādājiet arī patiesu baudu no savas iecienītākās mūzikas klausīšanās ar vissīkākajām skaņas detaļām augstās un zemās frekvencēs un precizitāti, ko nodrošina pati "hi-fi" skaņas koncepcija.
Psihoakustika un uztveres īpatnības
Lai vispilnīgāk atbildētu uz dažiem svarīgiem jautājumiem par cilvēka galīgo skaidras informācijas uztveri, ir vesela zinātnes nozare, kas pēta ļoti dažādus šādus aspektus. Šo sadaļu sauc par "psihoakustiku". Fakts ir tāds, ka dzirdes uztvere nebeidzas tikai ar dzirdes orgānu darbu. Pēc tiešas skaņas uztveres ar dzirdes orgānu (auss) sāk darboties vissarežģītākais un maz pētītais saņemtās informācijas analīzes mehānisms, par to pilnībā ir atbildīgas cilvēka smadzenes, kas ir veidotas tā, ka laikā. darbība ģenerē noteiktas frekvences viļņus, un tie ir norādīti arī hercos (Hz). Dažādas smadzeņu viļņu frekvences atbilst noteiktiem cilvēka stāvokļiem. Tādējādi izrādās, ka mūzikas klausīšanās veicina smadzeņu frekvences regulēšanas izmaiņas, un tas ir svarīgi ņemt vērā, klausoties mūzikas skaņdarbus. Pamatojoties uz šo teoriju, pastāv arī skaņas terapijas metode, tieši ietekmējot cilvēka garīgo stāvokli. Smadzeņu viļņi ir piecu veidu:
- Delta viļņi (viļņi zem 4 Hz). Atbilst dziļa miega stāvoklim bez sapņiem, kamēr nav ķermeņa sajūtas.
- Teta viļņi (viļņi 4-7 Hz). Miega stāvoklis vai dziļa meditācija.
- Alfa viļņi (viļņi 7-13 Hz). Relaksācijas un relaksācijas stāvokļi nomodā, miegainība.
- Beta viļņi (viļņi 13-40 Hz). Darbības stāvoklis, ikdienas domāšana un garīgā darbība, uztraukums un izziņa.
- Gamma viļņi (viļņi virs 40 Hz). Intensīvas garīgās aktivitātes, baiļu, satraukuma un apziņas stāvoklis.
Psihoakustika kā zinātnes nozare meklē atbildes uz interesantākajiem jautājumiem par cilvēka skaņas informācijas galīgo uztveri. Šī procesa izpētes procesā tiek atklāts milzīgs skaits faktoru, kuru ietekme vienmēr rodas gan mūzikas klausīšanās procesā, gan jebkurā citā skaņas informācijas apstrādes un analīzes gadījumā. Psihoakustika pēta gandrīz visas iespējamās ietekmes, sākot ar cilvēka emocionālo un garīgo stāvokli klausīšanās brīdī, beidzot ar balss saišu strukturālajām iezīmēm (ja mēs runājam par visu balss smalkumu uztveres īpatnībām). veiktspēja) un mehānisms skaņas pārvēršanai smadzeņu elektriskos impulsos. Interesantākie un vissvarīgākie faktori (kas ir ļoti svarīgi ņemt vērā katru reizi, kad klausāties savu iecienītāko mūziku, kā arī veidojot profesionālu audio sistēmu) tiks apspriesti tālāk.
Līdzskaņas jēdziens, muzikālā līdzskaņa
Cilvēka dzirdes sistēmas ierīce ir unikāla, pirmkārt, skaņas uztveres mehānismā, dzirdes sistēmas nelinearitātē, spēju grupēt skaņas augstumā ar diezgan augstu precizitātes pakāpi. Interesantākā uztveres iezīme ir dzirdes sistēmas nelinearitāte, kas izpaužas kā papildu neesošu (galvenajā tonī) harmoniku parādīšanās, kas īpaši bieži izpaužas cilvēkiem ar muzikālu vai perfektu augstumu. . Ja mēs apstājamies sīkāk un analizējam visus mūzikas skaņas uztveres smalkumus, tad ir viegli atšķirt dažādu akordu un skanējuma intervālu "līdzskaņas" un "disonanses" jēdzienus. koncepcija "līdzskaņa" tiek definēts kā līdzskaņa (no franču vārda "piekrišana") skaņa un otrādi, "disonanse"- nekonsekventa, nesaskaņota skaņa. Neskatoties uz šo mūzikas intervālu īpašību jēdzienu dažādo interpretāciju daudzveidību, visērtāk ir izmantot terminu "muzikāli psiholoģisko" interpretāciju: līdzskaņa tiek definēts un cilvēks jūtams kā patīkama un ērta, maiga skaņa; disonanse no otras puses, to var raksturot kā skaņu, kas izraisa kairinājumu, trauksmi un spriedzi. Šāda terminoloģija ir nedaudz subjektīva, un arī mūzikas attīstības vēsturē "līdzskaņam" tika ņemti pilnīgi atšķirīgi intervāli un otrādi.
Mūsdienās arī šos jēdzienus ir grūti uztvert viennozīmīgi, jo pastāv atšķirības starp cilvēkiem ar dažādām muzikālajām vēlmēm un gaumēm, kā arī nav vispāratzīta un saskaņota harmonijas jēdziena. Psihoakustiskais pamats dažādu mūzikas intervālu kā līdzskaņu vai disonantu uztverei ir tieši atkarīgs no "kritiskās joslas" jēdziena. Kritiskā josla- tas ir noteikts joslas platums, kurā dramatiski mainās dzirdes sajūtas. Kritisko joslu platums proporcionāli palielinās, palielinoties frekvencei. Tāpēc līdzskaņu un disonanšu sajūta ir tieši saistīta ar kritisko joslu klātbūtni. Cilvēka dzirdes orgāns (auss), kā minēts iepriekš, noteiktā skaņas viļņu analīzes posmā spēlē joslas caurlaides filtra lomu. Šī loma tiek piešķirta bazilārajai membrānai, uz kuras ir 24 kritiskās joslas ar no frekvences atkarīgu platumu.
Tādējādi līdzskaņa un neatbilstība (konsonanse un disonanse) ir tieši atkarīga no dzirdes sistēmas izšķirtspējas. Izrādās, ja divi dažādi toņi skan unisonā vai frekvenču starpība ir nulle, tad šī ir ideāla līdzskaņa. Tāda pati līdzskaņa rodas, ja frekvences starpība ir lielāka par kritisko joslu. Disonanse rodas tikai tad, ja frekvences atšķirība ir no 5% līdz 50% no kritiskās joslas. Vislielākā disonanses pakāpe šajā segmentā ir dzirdama, ja atšķirība ir viena ceturtdaļa no kritiskās joslas platuma. Pamatojoties uz to, ir viegli analizēt jebkuru jauktu mūzikas ierakstu un instrumentu kombināciju, lai noteiktu skaņas līdzskaņu vai disonansi. Nav grūti uzminēt, kāda liela loma šajā gadījumā ir skaņu inženierim, ierakstu studijai un citām galīgā digitālā vai analogā oriģinālā skaņu celiņa sastāvdaļām, un tas viss vēl pirms mēģinājuma to reproducēt uz skaņas reproducēšanas iekārtām.
Skaņas lokalizācija
Binaurālās dzirdes un telpiskās lokalizācijas sistēma palīdz cilvēkam uztvert telpiskās skaņas attēla pilnību. Šo uztveres mehānismu īsteno divi dzirdes uztvērēji un divi dzirdes kanāli. Skaņas informācija, kas nāk caur šiem kanāliem, pēc tam tiek apstrādāta dzirdes sistēmas perifērajā daļā un tiek pakļauta spektrālai un laika analīzei. Tālāk šī informācija tiek pārraidīta uz augstākajām smadzeņu daļām, kur tiek salīdzināta kreisā un labā skaņas signāla atšķirība, kā arī veidojas vienots skaņas attēls. Šo aprakstīto mehānismu sauc binaurālā dzirde. Pateicoties tam, cilvēkam ir šādas unikālas iespējas:
1) skaņas signālu lokalizācija no viena vai vairākiem avotiem, vienlaikus veidojot skaņas lauka uztveres telpisku attēlu
2) no dažādiem avotiem nākošo signālu atdalīšana
3) dažu signālu atlase uz citu fona (piemēram, runas un balss atlase no trokšņa vai instrumentu skaņas)
Telpisko lokalizāciju ir viegli novērot ar vienkāršu piemēru. Koncertā ar skatuvi un noteiktu skaitu mūziķu uz tās noteiktā attālumā viens no otra, ir viegli (ja vēlas, pat aizverot acis) noteikt katra instrumenta skaņas signāla ienākšanas virzienu, novērtēt skaņas lauka dziļumu un telpiskumu. Tādā pašā veidā tiek novērtēta laba hi-fi sistēma, kas spēj droši "atveidot" šādus telpiskuma un lokalizācijas efektus, tādējādi faktiski "maldinot" smadzenes, liekot sajust sava iecienītā izpildītāja pilnīgu klātbūtni dzīvajā izpildījumā. Skaņas avota lokalizāciju parasti nosaka trīs galvenie faktori: temporālais, intensitāte un spektrālais. Neatkarīgi no šiem faktoriem ir vairāki modeļi, kurus var izmantot, lai izprastu skaņas lokalizācijas pamatus.
Vislielākā lokalizācijas ietekme, ko uztver cilvēka dzirdes orgāni, ir vidējās frekvences reģionā. Tajā pašā laikā ir gandrīz neiespējami noteikt skaņu virzienu frekvencēm virs 8000 Hz un zem 150 Hz. Pēdējais fakts īpaši plaši tiek izmantots hi-fi un mājas kinozāles sistēmās, izvēloties zemfrekvences skaļruņa (zemfrekvences saite) atrašanās vietu, kura atrašanās vieta telpā, jo nav lokalizētas frekvences zem 150 Hz, praktiski nav nozīmes, un klausītājs jebkurā gadījumā iegūst skaņu skatuves holistisku priekšstatu. Lokalizācijas precizitāte ir atkarīga no skaņas viļņu starojuma avota atrašanās vietas telpā. Tādējādi vislielākā skaņas lokalizācijas precizitāte tiek atzīmēta horizontālajā plaknē, sasniedzot vērtību 3°. Vertikālā plaknē cilvēka dzirdes sistēma daudz sliktāk nosaka avota virzienu, precizitāte šajā gadījumā ir 10-15 ° (sakarā ar ausu kauliņu specifisko struktūru un sarežģīto ģeometriju). Lokalizācijas precizitāte nedaudz mainās atkarībā no skaņu izstarojošo objektu leņķa telpā ar leņķiem attiecībā pret klausītāju, un klausītāja galvas skaņas viļņu difrakcijas pakāpe arī ietekmē gala efektu. Jāņem vērā arī tas, ka platjoslas signāli ir labāk lokalizēti nekā šaurjoslas trokšņi.
Daudz interesantāka ir situācija ar virziena skaņas dziļuma definīciju. Piemēram, attālumu līdz objektam cilvēks var noteikt pēc skaņas, tomēr tas notiek lielākā mērā skaņas spiediena izmaiņu dēļ telpā. Parasti, jo tālāk objekts atrodas no klausītāja, jo vairāk skaņas viļņi tiek vājināti brīvā telpā (telpās tiek pievienota atstaroto skaņas viļņu ietekme). Tādējādi varam secināt, ka lokalizācijas precizitāte ir augstāka slēgtā telpā tieši reverbācijas rašanās dēļ. Atstarotie viļņi, kas rodas slēgtās telpās, rada tādus interesantus efektus kā skaņu skatuves izplešanās, aptveršana utt. Šīs parādības ir iespējamas tieši trīsdimensiju skaņas lokalizācijas jutīguma dēļ. Galvenās atkarības, kas nosaka skaņas horizontālo lokalizāciju, ir: 1) skaņas viļņa ierašanās laika atšķirība kreisajā un labajā ausī; 2) intensitātes atšķirība difrakcijas dēļ klausītāja galvā. Lai noteiktu skaņas dziļumu, svarīga ir skaņas spiediena līmeņa atšķirība un spektrālā sastāva atšķirība. Lokalizācija vertikālajā plaknē ir arī ļoti atkarīga no difrakcijas auss kauliņā.
Situācija ir sarežģītāka ar modernām telpiskās skaņas sistēmām, kuru pamatā ir dolby surround tehnoloģija un analogi. Šķiet, ka mājas kinozāles sistēmu izveides princips skaidri regulē metodi, kā atjaunot diezgan naturālistisku 3D skaņas telpisko attēlu ar raksturīgo skaļumu un virtuālo avotu lokalizāciju telpā. Tomēr ne viss ir tik triviāls, jo parasti netiek ņemti vērā daudzu skaņas avotu uztveres un lokalizācijas mehānismi. Skaņas pārveidošana dzirdes orgānos ietver signālu pievienošanas procesu no dažādiem avotiem, kas nonākuši dažādās ausīs. Turklāt, ja dažādu skaņu fāzes struktūra ir vairāk vai mazāk sinhrona, šādu procesu auss uztver kā skaņu, kas izplūst no viena avota. Ir arī vairākas grūtības, tostarp lokalizācijas mehānisma īpatnības, kas apgrūtina precīzu avota virziena noteikšanu telpā.
Ņemot vērā iepriekš minēto, visgrūtākais uzdevums ir atdalīt skaņas no dažādiem avotiem, it īpaši, ja šie dažādie avoti atskaņo līdzīgu amplitūdas-frekvences signālu. Un tieši tas notiek praksē jebkurā modernā telpiskās skaņas sistēmā un pat parastajā stereo sistēmā. Kad cilvēks klausās lielu skaitu skaņu, kas nāk no dažādiem avotiem, sākumā tiek noteikta katras konkrētās skaņas piederība avotam, kas to rada (grupēšana pēc frekvences, augstuma, tembra). Un tikai otrajā posmā baumas mēģina lokalizēt avotu. Pēc tam ienākošās skaņas tiek sadalītas straumēs, pamatojoties uz telpiskajām iezīmēm (signālu ierašanās laika atšķirība, amplitūdas atšķirība). Pamatojoties uz saņemto informāciju, veidojas vairāk vai mazāk statisks un fiksēts dzirdes attēls, no kura var noteikt, no kurienes nāk katra konkrētā skaņa.
Ir ļoti ērti izsekot šiem procesiem uz parastas skatuves piemēra, uz kuras ir fiksēti mūziķi. Tajā pašā laikā ir ļoti interesanti, ka, ja vokālists/izpildītājs, ieņemot sākotnēji noteiktu pozīciju uz skatuves, sāks raiti kustēties pa skatuvi jebkurā virzienā, iepriekš izveidotais dzirdes tēls nemainīsies! No vokālista nākošās skaņas virziena noteikšana subjektīvi paliks nemainīga, it kā viņš stāvētu tajā pašā vietā, kur stāvēja pirms pārvietošanās. Tikai krasi mainoties izpildītāja atrašanās vietai uz skatuves, notiks izveidotā skaņas attēla šķelšanās. Papildus aplūkotajām problēmām un skaņas lokalizācijas procesu sarežģītībai telpā daudzkanālu telpiskās skaņas sistēmu gadījumā diezgan lielu lomu spēlē reverbācijas process pēdējā klausīšanās telpā. Šī atkarība ir visskaidrāk novērojama, ja liels skaits atstaroto skaņu nāk no visiem virzieniem - lokalizācijas precizitāte ievērojami pasliktinās. Ja atstaroto viļņu enerģijas piesātinājums ir lielāks (dominē) nekā tiešās skaņas, lokalizācijas kritērijs šādā telpā kļūst ārkārtīgi neskaidrs, ir ārkārtīgi grūti (ja ne neiespējami) runāt par šādu avotu noteikšanas precizitāti.
Tomēr telpā ar augstu reverberantu teorētiski notiek lokalizācija, platjoslas signālu gadījumā dzirde tiek vadīta pēc intensitātes atšķirības parametra. Šajā gadījumā virzienu nosaka spektra augstfrekvences komponents. Jebkurā telpā lokalizācijas precizitāte būs atkarīga no atstaroto skaņu ierašanās laika pēc tiešajām skaņām. Ja atstarpes intervāls starp šiem skaņas signāliem ir pārāk mazs, "tiešā viļņa likums" sāk darboties, lai palīdzētu dzirdes sistēmai. Šīs parādības būtība: ja skaņas ar īsu laika aiztures intervālu nāk no dažādiem virzieniem, tad visas skaņas lokalizācija notiek atbilstoši pirmajai atnākušajai skaņai, t.i. dzirde zināmā mērā ignorē atstaroto skaņu, ja tā nāk pārāk īsu laiku pēc tiešās. Līdzīgs efekts parādās arī tad, ja tiek noteikts skaņas ienākšanas virziens vertikālajā plaknē, taču šajā gadījumā tas ir daudz vājāks (sakarā ar to, ka dzirdes sistēmas uzņēmība pret lokalizāciju vertikālajā plaknē ir ievērojami sliktāka).
Prioritātes efekta būtība ir daudz dziļāka, un tai ir psiholoģisks, nevis fizioloģisks raksturs. Tika veikts liels skaits eksperimentu, uz kuru pamata tika noteikta atkarība. Šis efekts rodas galvenokārt tad, ja atbalss rašanās laiks, tās amplitūda un virziens sakrīt ar kādu klausītāja "gaidījumu" no tā, kā šīs konkrētās telpas akustika veido skaņas attēlu. Iespējams, personai jau ir bijusi klausīšanās pieredze šajā telpā vai tamlīdzīgi, kas veido dzirdes sistēmas predispozīciju uz "paredzamā" prioritātes efekta rašanos. Lai apietu šos cilvēka dzirdei raksturīgos ierobežojumus, vairāku skaņas avotu gadījumā tiek izmantoti dažādi triki un triki, ar kuru palīdzību galu galā veidojas vairāk vai mazāk ticama mūzikas instrumentu/citu skaņas avotu lokalizācija telpā. . Kopumā stereo un daudzkanālu skaņas attēlu reproducēšana ir balstīta uz lielu maldināšanu un dzirdes ilūzijas radīšanu.
Kad divi vai vairāki skaļruņi (piemēram, 5.1 vai 7.1, vai pat 9.1) atveido skaņu no dažādiem telpas punktiem, klausītājs dzird skaņas, kas nāk no neesošiem vai iedomātiem avotiem, uztverot noteiktu skaņas panorāmu. Šīs maldināšanas iespēja slēpjas cilvēka ķermeņa uzbūves bioloģiskajās īpatnībās. Visticamāk, cilvēkam nebija laika pielāgoties šādas maldināšanas atpazīšanai, jo "mākslīgās" skaņas reproducēšanas principi parādījās salīdzinoši nesen. 
Bet, lai gan iedomātas lokalizācijas izveides process izrādījās iespējams, īstenošana joprojām ir tālu no perfekta. Fakts ir tāds, ka dzirde patiešām uztver skaņas avotu tur, kur tā patiesībā neeksistē, bet skaņas informācijas (jo īpaši tembra) pārraides pareizība un precizitāte ir liels jautājums. Ar daudzu eksperimentu metodi reālās reverberācijas telpās un klusinātās kamerās tika konstatēts, ka skaņas viļņu tembrs atšķiras no reāliem un iedomātiem avotiem. Tas galvenokārt ietekmē subjektīvo spektrālā skaļuma uztveri, tembrs šajā gadījumā būtiski un pamanāmi mainās (salīdzinot ar līdzīgu skaņu, ko atveido reāls avots).
Daudzkanālu mājas kinozāles sistēmu gadījumā kropļojumu līmenis ir ievērojami augstāks vairāku iemeslu dēļ: 1) Daudzi skaņas signāli, kas ir līdzīgi amplitūdas-frekvences un fāzes reakcijas ziņā, vienlaikus nāk no dažādiem avotiem un virzieniem (tostarp atkārtoti atspoguļotiem viļņiem). katram auss kanālam. Tas izraisa palielinātus izkropļojumus un ķemmes filtrēšanas izskatu. 2) Spēcīgs skaļruņu atstatums telpā (attiecībā viens pret otru, daudzkanālu sistēmās šis attālums var būt vairāki metri vai vairāk) veicina tembru kropļojumu un skaņas krāsojuma pieaugumu iedomātā avota reģionā. Rezultātā var teikt, ka tembru krāsojums daudzkanālu un telpiskās skaņas sistēmās praksē notiek divu iemeslu dēļ: ķemmes filtrēšanas fenomens un reverb procesu ietekme konkrētā telpā. Ja par skaņas informācijas reproducēšanu ir atbildīgs vairāk nekā viens avots (tas attiecas arī uz stereosistēmu ar 2 avotiem), "ķemmes filtrēšanas" efekts ir neizbēgams, ko izraisa dažādi skaņas viļņu pienākšanas laiki katrā dzirdes kanālā. Īpaši nelīdzenumi tiek novēroti augšējā vidējā 1-4 kHz reģionā.
Raksta saturs
DZIRDE, spēja uztvert skaņas. Dzirde ir atkarīga no: 1) auss - ārējās, vidējās un iekšējās - kas uztver skaņas vibrācijas; 2) dzirdes nervs, kas pārraida no auss saņemtos signālus; 3) noteiktas smadzeņu daļas (dzirdes centri), kurās dzirdes nervu pārraidītie impulsi izraisa sākotnējo skaņas signālu apziņu.
Jebkurš skaņas avots – vijoles stīga, uz kuras tika uzvilkts lociņš, gaisa stabs, kas kustas ērģeļu caurulē, vai runājoša cilvēka balss saites – rada vibrācijas apkārtējā gaisā: vispirms momentānu saspiešanu, tad momentānu retināšanu. Citiem vārdiem sakot, katrs skaņas avots izstaro virkni mainīgu augsta un zema spiediena viļņu, kas ātri izplatās pa gaisu. Šī kustīgā viļņu plūsma veido skaņu, ko uztver dzirdes orgāni.
Lielākā daļa skaņu, ar kurām mēs sastopamies katru dienu, ir diezgan sarežģītas. Tos rada sarežģītas skaņas avota svārstību kustības, radot veselu skaņas viļņu kompleksu. Dzirdes eksperimentos cenšas izvēlēties pēc iespējas vienkāršākus skaņas signālus, lai būtu vieglāk novērtēt rezultātus. Daudz pūļu tiek tērēts, lai nodrošinātu vienkāršas periodiskas skaņas avota svārstības (piemēram, svārsts). Iegūto vienas frekvences skaņas viļņu plūsmu sauc par tīru toni; tā ir regulāra, vienmērīga augsta un zema spiediena maiņa.
Dzirdes uztveres robežas.
Aprakstīto "ideālo" skaņas avotu var panākt, lai tas svārstītos ātri vai lēni. Tas ļauj noskaidrot vienu no galvenajiem jautājumiem, kas rodas dzirdes izpētē, proti, kāda ir minimālā un maksimālā svārstību frekvence, ko cilvēka auss uztver kā skaņu. Eksperimenti parādīja sekojošo. Kad svārstības ir ļoti lēnas, mazāk nekā 20 pilnīgas svārstības sekundē (20 Hz), katrs skaņas vilnis tiek dzirdams atsevišķi un neveido nepārtrauktu toni. Palielinoties vibrācijas frekvencei, cilvēks sāk dzirdēt nepārtrauktu zemu toni, kas līdzinās ērģeļu zemākās basa caurules skaņai. Biežumam vēl vairāk palielinoties, uztvertais tonis kļūst arvien augstāks un augstāks; 1000 Hz frekvencē tas atgādina soprāna augšējo C. Tomēr šī nots joprojām ir tālu no cilvēka dzirdes augšējās robežas. Tikai tad, kad frekvence tuvojas aptuveni 20 000 Hz, parastā cilvēka auss pakāpeniski pārstāj dzirdēt.
Auss jutība pret dažādu frekvenču skaņas vibrācijām nav vienāda. Tas ir īpaši jutīgs pret vidējas frekvences svārstībām (no 1000 līdz 4000 Hz). Šeit jutība ir tik liela, ka jebkurš būtisks tās pieaugums būtu nelabvēlīgs: tajā pašā laikā tiktu uztverts pastāvīgs gaisa molekulu nejaušas kustības fona troksnis. Biežumam samazinoties vai palielinoties attiecībā pret vidējo diapazonu, dzirdes asums pakāpeniski samazinās. Uztveramā frekvenču diapazona malās skaņai ir jābūt ļoti spēcīgai, lai to sadzirdētu, tik spēcīgai, ka dažreiz tā ir jūtama fiziski pirms dzirdamības.
Skaņa un tās uztvere.
Tīram tonim ir divas neatkarīgas īpašības: 1) frekvence un 2) stiprums vai intensitāte. Frekvenci mēra hercos, t.i. nosaka pilno svārstību ciklu skaits sekundē. Intensitāti mēra pēc skaņas viļņu pulsējošā spiediena lieluma uz jebkuras skaitītāja virsmas, un to parasti izsaka relatīvās, logaritmiskās vienībās - decibelos (dB). Jāatceras, ka frekvences un intensitātes jēdzieni attiecas tikai uz skaņu kā ārēju fizisku stimulu; tas ir tā sauktais. skaņas akustiskās īpašības. Kad mēs runājam par uztveri, t.i. par fizioloģisko procesu skaņa tiek novērtēta kā augsta vai zema, un tās stiprums tiek uztverts kā skaļums. Kopumā augstums – skaņas subjektīvā īpašība – ir cieši saistīts ar tās frekvenci; augstas frekvences skaņas tiek uztvertas kā augstas. Tāpat kopumā var teikt, ka uztvertais skaļums ir atkarīgs no skaņas stipruma: intensīvākas skaņas dzirdam kā skaļākas. Tomēr šīs attiecības nav fiksētas un absolūtas, kā bieži tiek pieņemts. Skaņas uztverto augstumu zināmā mērā ietekmē tās stiprums, savukārt uztverto skaļumu ietekmē tās frekvence. Tādējādi, mainot skaņas frekvenci, var izvairīties no uztveramā augstuma maiņas, attiecīgi mainot tās stiprumu.
"Minimālā pamanāmā atšķirība."
Gan no praktiskā, gan teorētiskā viedokļa minimālās auss uztveramās skaņas frekvences un stipruma atšķirības noteikšana ir ļoti svarīga problēma. Kā jāmaina audio signālu frekvence un stiprums, lai klausītājs to pamanītu? Izrādījās, ka minimālo pamanāmo atšķirību nosaka skaņas raksturlielumu relatīvās izmaiņas, nevis absolūtās izmaiņas. Tas attiecas gan uz skaņas frekvenci, gan stiprumu.
Diskriminācijai nepieciešamās frekvences relatīvās izmaiņas ir atšķirīgas gan dažādu frekvenču skaņām, gan vienas frekvences, bet dažāda stipruma skaņām. Tomēr var teikt, ka tas ir aptuveni 0,5% plašā frekvenču diapazonā no 1000 līdz 12 000 Hz. Šis procents (tā sauktais diskriminācijas slieksnis) ir nedaudz augstāks augstākās frekvencēs un daudz augstāks zemākās frekvencēs. Līdz ar to auss ir mazāk jutīga pret frekvences izmaiņām frekvenču diapazona galos nekā vidējā diapazonā, un to bieži ievēro visi klavieres spēlētāji; intervāls starp divām ļoti augstām vai ļoti zemām notīm šķiet īsāks nekā vidējā diapazona notīm.
Minimālā pamanāmā atšķirība skaņas stipruma ziņā ir nedaudz atšķirīga. Diskriminācijai ir nepieciešamas diezgan lielas skaņas viļņu spiediena izmaiņas, aptuveni 10% (t.i., apmēram 1 dB), un šī vērtība ir relatīvi nemainīga gandrīz jebkuras frekvences un intensitātes skaņām. Tomēr, ja stimula intensitāte ir zema, minimālā uztveramā atšķirība ievērojami palielinās, īpaši zemas frekvences toņos.
Virstoni ausī.
Gandrīz jebkura skaņas avota raksturīga īpašība ir tāda, ka tas rada ne tikai vienkāršas periodiskas svārstības (tīrs tonis), bet arī veic sarežģītas svārstību kustības, kas vienlaikus dod vairākus tīrus toņus. Parasti šāds sarežģīts tonis sastāv no harmoniskām sērijām (harmonikas), t.i. no zemākās pamatfrekvences plus virstoņi, kuru frekvences pārsniedz pamatfrekvences par veselu skaitu reižu (2, 3, 4 utt.). Tādējādi objekts, kas vibrē ar pamatfrekvenci 500 Hz, var radīt arī virstoņus 1000, 1500, 2000 Hz utt. Cilvēka auss reaģē uz skaņas signālu līdzīgi. Auss anatomiskās īpatnības sniedz daudzas iespējas ienākošā tīrā toņa enerģiju vismaz daļēji pārvērst virstoņos. Tātad, pat tad, kad avots dod tīru toni, vērīgs klausītājs var dzirdēt ne tikai galveno toni, bet arī tikko manāmu vienu vai divus virstonis.
Divu toņu mijiedarbība.
Kad auss vienlaikus uztver divus tīrus toņus, atkarībā no pašu toņu rakstura var novērot šādus to kopīgās darbības variantus. Viņi var maskēt viens otru, savstarpēji samazinot skaļumu. Visbiežāk tas notiek, ja toņu biežums būtiski neatšķiras. Divi toņi var savienoties viens ar otru. Tajā pašā laikā mēs dzirdam skaņas, kas atbilst vai nu frekvenču atšķirībai starp tām, vai arī to frekvenču summai. Kad divi toņi ir ļoti tuvu frekvencei, mēs dzirdam vienu signālu, kura augstums aptuveni atbilst šai frekvencei. Tomēr šis tonis kļūst skaļāks un klusāks, jo abi nedaudz nesaskaņotie akustiskie signāli nepārtraukti mijiedarbojas, pastiprinot un izslēdzot viens otru.
Tembris.
Objektīvi vērtējot, vieni un tie paši sarežģītie toņi var atšķirties pēc sarežģītības pakāpes, t.i. virstoņu kompozīcija un intensitāte. Uztveres subjektīvā īpašība, kas kopumā atspoguļo skaņas īpatnības, ir tembrs. Tādējādi sarežģītā toņa radītajām sajūtām ir raksturīgs ne tikai noteikts augstums un skaļums, bet arī tembrs. Dažas skaņas ir bagātīgas un pilnas, citas nav. Pirmkārt, pateicoties tembru atšķirībām, starp dažādām skaņām mēs atpazīstam dažādu instrumentu balsis. Uz klavierēm atskaņoto A noti var viegli atšķirt no tās pašas nots, kas tiek atskaņota uz raga. Ja tomēr izdodas filtrēt un apslāpēt katra instrumenta virstoņus, šīs notis nevar atšķirt.
Skaņas lokalizācija.
Cilvēka auss ne tikai atšķir skaņas un to avotus; abas ausis, strādājot kopā, spēj diezgan precīzi noteikt virzienu, no kura nāk skaņa. Tā kā ausis atrodas pretējās galvas pusēs, skaņas viļņi no skaņas avota nesasniedz tās vienlaikus un darbojas ar nedaudz atšķirīgu stiprumu. Pateicoties minimālajai laika un spēka atšķirībai, smadzenes diezgan precīzi nosaka skaņas avota virzienu. Ja skaņas avots atrodas stingri priekšā, tad smadzenes to lokalizē pa horizontālo asi ar vairāku grādu precizitāti. Ja avots tiek novirzīts uz vienu pusi, lokalizācijas precizitāte ir nedaudz mazāka. Atšķirt skaņu no aizmugures no skaņas priekšā, kā arī lokalizēt to pa vertikālo asi, ir nedaudz grūtāk.
Troksnis
bieži aprakstīta kā atonāla skaņa, t.i. kas sastāv no dažādām frekvences, kas nav savstarpēji saistītas un tāpēc pietiekami konsekventi neatkārto šādu augsta un zema spiediena viļņu maiņu, lai iegūtu kādu konkrētu frekvenci. Tomēr patiesībā gandrīz jebkuram "troksnim" ir savs augstums, ko ir viegli redzēt, klausoties un salīdzinot parastos trokšņus. No otras puses, jebkurā "tonī" ir raupjuma elementi. Tāpēc šajos terminos ir grūti definēt atšķirības starp troksni un toni. Pašreizējā tendence ir troksni definēt psiholoģiski, nevis akustiski, saucot troksni vienkārši par nevēlamu skaņu. Trokšņa samazināšana šajā ziņā ir kļuvusi par aktuālu mūsdienu problēmu. Lai gan nepārtraukts skaļš troksnis neapšaubāmi noved pie kurluma un darbs trokšņainos apstākļos rada īslaicīgu stresu, tomēr tam, iespējams, ir mazāk ilgstoša un spēcīga ietekme, nekā dažkārt tiek piedēvēts.
Patoloģiska dzirde un dzirde dzīvniekiem.
Cilvēka auss dabiskais stimuls ir skaņa, kas izplatās gaisā, bet ausi var ietekmēt arī citādi. Ikviens, piemēram, labi zina, ka zem ūdens ir dzirdama skaņa. Tāpat, ja vibrācijas avots tiek uzlikts galvas kaulai daļai, rodas skaņas sajūta kaulu vadītspējas dēļ. Šī parādība ir ļoti noderīga dažās kurluma formās: mazs raidītājs, kas tiek pielietots tieši mastoidālajam procesam (galvaskausa daļai, kas atrodas tieši aiz auss), ļauj pacientam dzirdēt raidītāja pastiprinātās skaņas caur galvaskausa kauliem. uz kaulu vadīšanu.
Protams, cilvēki nav vienīgie ar dzirdi. Spēja dzirdēt rodas evolūcijas sākumā un jau pastāv kukaiņiem. Dažādu veidu dzīvnieki uztver dažādu frekvenču skaņas. Daži cilvēki dzird mazāku skaņu diapazonu nekā cilvēks, citi - lielāku. Labs piemērs ir suns, kura auss ir jutīga pret frekvencēm, kas ir ārpus cilvēka dzirdes. Viens no izmantošanas veidiem ir radīt svilpes, kas cilvēkiem nav dzirdamas, bet pietiekamas suņiem.
Cilvēka uztvere par skaņām
1. Cilvēka auss skaņu uztveres īpatnības
Visas programmas, kas tiek pārraidītas pa apraides, sakaru un skaņas ierakstīšanas sistēmām, ir paredzētas cilvēka informācijas uztverei. Tāpēc prasības šo sistēmu galvenajiem raksturlielumiem nevar saprātīgi formulēt bez precīzas informācijas par dzirdes īpašībām. Jebkurš sistēmas uzlabojums, kas nebūs jūtams ar ausi, novedīs pie bezjēdzīgas naudas un laika tērēšanas. Tāpēc speciālistam, kas nodarbojas ar skaņu ierakstīšanas un atskaņošanas sistēmu izstrādi vai ekspluatāciju, ir jāzina galvenās cilvēka auss skaņu uztveres iezīmes.
Cilvēka dzirdes orgāns atrodas īslaicīgo kaulu biezumā un ir sadalīts ārējā ausī, vidusausī un iekšējā ausī. Ārējā auss ietver auss kauli un dzirdes kauli, kas akli beidzas ar bungādiņu. Auss kanālā ir vāja rezonanse aptuveni 3 kHz frekvencē un pieaugums pie rezonanses frekvences ~ 3. Bungplēvīti veido elastīgi saistaudi, kas vibrē skaņas viļņu iedarbībā. Aiz bungādiņas atrodas vidusauss, kurā ietilpst: bungādiņa, kas piepildīta ar gaisu; dzirdes kauli un dzirdes (Eustāhija) caurule, kas savieno vidusauss dobumu ar rīkles dobumu. Dzirdes kauli: āmurs, lakta un kāpslis veido sviras sistēmu, kas pārraida bungādiņas vibrācijas uz ovālo loga membrānu, kas atdala vidējo un iekšējo ausi. Šī sviru sistēma pārveido bungādiņas vibrācijas ar lielu ātruma amplitūdu un mazu spiediena amplitūdu membrānas vibrācijās ar mazu ātruma amplitūdu un lielu spiediena amplitūdu. Šīs sistēmas transformācijas koeficients ir aptuveni 50 - 60. Bungdobumā ir vāji izteikta rezonanse ~ 1200 Hz frekvencē. Aiz foramen ovale membrānas atrodas iekšējā auss, kas sastāv no vestibila, trim pusapaļiem kanāliem un ar šķidrumu pildītas gliemežnīcas. Pusapaļie kanāli ir daļa no līdzsvara orgāna, un gliemežnīca ir daļa no dzirdes orgāna. Auss gliemežnīca ir ~32 mm garš kanāls, saritināts. Kanālu visā garumā sadala divas starpsienas: Reisnera membrāna un bazilārā (galvenā) membrāna (skat. 1. att.).
| Ar a - a |
| L" 2 |
2. attēls. Dzirdes analizatora ekvivalentā elektriskā ķēde.
Ekvivalentā ķēde satur ~ 140 paralēlās saites - rezonatorus, kas imitē bazilārās membrānas šķiedras, virknē savienotās induktivitātes L "i ir ekvivalentas limfas masai, strāva rezonatoros ir proporcionāla šķiedru ātrumam. Rezonatoru selektivitāte ir zema.
Tātad 250 Hz frekvencei rezonatora joslas platums ir ~ 35 Hz (Q = 7), 1000 Hz frekvencei tas ir 50 Hz (Q = 20), bet frekvencei 4000 Hz tas ir 200 Hz ( Q = 20). Šie joslas platumi raksturo t.s. kritiskās svītras. Kritisko dzirdes svītru jēdziens tiek izmantots, aprēķinot runas saprotamību utt.
Tā kā ar vienu nervu šķiedru ir saistītas vairākas matu šūnas, cilvēks var atcerēties ne vairāk kā 250 gradācijas visā frekvenču diapazonā.Samazinoties skaņas intensitātei, šis skaitlis samazinās un vidēji ir 150 gradācijas.
Blakus esošās frekvences vērtības atšķiras vismaz par 4%. Kas aptuveni sakrīt ar kritisko dzirdes joslu platumu (Šī iemesla dēļ filmas, kas uzņemtas ar ātrumu 24 kadri sekundē, var tikt rādītas televīzijā ar -25 kadriem sekundē. Pat izsmalcināti mūziķi nepamana skaņas atšķirību).
Tomēr, vienlaikus pastāvot divām vibrācijām, auss sitienu parādīšanās dēļ nosaka frekvenču atšķirību ~ 0,5 Hz.
Skaņas vibrāciju biežums rada skaņas kvalitātes sajūtu, ko sauc par augstumu. Pakāpeniski palielinot vibrācijas frekvenci, rodas sajūta, ka tonis mainās no zema (basa) uz augstu. Augstumu raksturo mūzikas piezīmju skala, kas ir unikāli saistīta ar frekvences skalu.
Intervāls starp divām frekvencēm nosaka toņa izmaiņu apjomu. Augstuma maiņas pamatvienība ir oktāva. Viena oktāva atbilst frekvences maiņai divreiz: 1 oktāva
. Oktāvu skaitu, par kādu tonis ir mainījies, var noteikt šādi: . Oktāva ir liels toņu intervāls, tāpēc tiek izmantoti mazāki intervāli: trešdaļas, pustoņi, centi. oktāva = 3 trešdaļas = 12 pustoņi = 1200 centi. Frekvences attiecība: trešdaļā - 1,26, pustonis - 1,06, centam - 1,0006.Skaņai, tāpat kā signālam, ir bezgalīgs vibrāciju skaits un tā var nest tādu pašu bezgalīgu informācijas daudzumu. Tās uztveres pakāpe būs atšķirīga atkarībā no auss fizioloģiskajām iespējām, šajā gadījumā izslēdzot psiholoģiskos faktorus. Atkarībā no trokšņa veida, tā biežuma un spiediena cilvēks jūt tā ietekmi uz sevi.
Cilvēka auss jutības slieksnis decibelos
Cilvēks uztver skaņas frekvenci no 16 līdz 20 000 Hz. Bungādiņas ir jutīgas pret skaņas vibrāciju spiedienu, kuras līmenis tiek mērīts decibelos (dB). Optimālais līmenis ir no 35 līdz 60 dB, troksnis 60-70 dB uzlabo garīgo darbu, vairāk nekā 80 dB, gluži pretēji, vājina uzmanību un pasliktina domāšanas procesu, un ilgstoša skaņas uztvere virs 80 dB var izraisīt dzirdi. zaudējums.
Frekvence līdz 10-15 Hz ir infraskaņa, ko auss neuztver, kas izraisa rezonanses vibrācijas. Spēja kontrolēt skaņas radītās vibrācijas ir visspēcīgākais masu iznīcināšanas ierocis. Ausij nedzirdamā infraskaņa spēj nobraukt lielus attālumus, pārraidot pavēles, kas liek cilvēkiem rīkoties pēc noteikta scenārija, izraisa paniku un šausmas, liek aizmirst par visu, kam nav nekāda sakara ar vēlmi slēpties, aizbēgt no tā. bailes. Un ar noteiktu frekvences un skaņas spiediena attiecību šāds aparāts spēj ne tikai nomākt gribu, bet arī nogalināt, savainot cilvēka audus.
Cilvēka auss absolūtās jutības slieksnis decibelos
Diapazons no 7 līdz 13 Hz izstaro dabas katastrofas: vulkānus, zemestrīces, taifūnus un izraisa panikas un šausmu sajūtu. Tā kā cilvēka organismā ir arī svārstību frekvence, kas svārstās no 8 līdz 15 Hz, ar šādas infraskaņas palīdzību rezonanses radīšana un amplitūdas desmitkāršošana nemaksā, lai cilvēku novestu līdz pašnāvībai vai sabojātu iekšējos orgānus.
Pie zemām frekvencēm un augsta spiediena parādās slikta dūša un sāpes vēderā, kas ātri pārvēršas par nopietniem kuņģa-zarnu trakta traucējumiem, un spiediena palielināšanās līdz 150 dB noved pie fiziskiem bojājumiem. Iekšējo orgānu rezonanse zemās frekvencēs izraisa asiņošanu un spazmas, vidējās frekvencēs - nervu uzbudinājums un iekšējo orgānu traumas, augstās frekvencēs - līdz 30 Hz - audu apdegumus.
Mūsdienu pasaulē aktīvi notiek skaņu ieroču izstrāde, un, acīmredzot, ne velti vācu mikrobiologs Roberts Kohs prognozēja, ka būs jāmeklē “vakcinācija” no trokšņa, piemēram, no mēra vai holēras.
MEDICĪNAS ENCIKLOPĒDIJA
FIZIOLOĢIJA
Kā auss uztver skaņas?
Auss ir orgāns, kas pārvērš skaņas viļņus nervu impulsos, ko smadzenes var uztvert. Mijiedarbojoties savā starpā, iekšējās auss elementi dod
spēja atšķirt skaņas.
Anatomiski sadalīts trīs daļās:
□ Ārējā auss – paredzēta skaņas viļņu novirzīšanai auss iekšējās struktūrās. Tas sastāv no auss kaula, kas ir elastīgs skrimslis, kas pārklāts ar ādu ar zemādas audiem, savienots ar galvaskausa ādu un ārējo dzirdes kanālu - dzirdes caurulīti, pārklāts ar ausu sēru. Šī caurule beidzas pie bungādiņas.
□ Vidusauss ir dobums, kurā atrodas mazi dzirdes kauliņi (āmurs, lakta, kāpslis) un divu mazu muskuļu cīpslas. Kāpša novietojums ļauj tam atsisties pret ovālu logu, kas ir ieeja gliemežnīcā.
□ Iekšējā auss sastāv no:
■ no kaulainā labirinta un labirinta vestibila pusloku kanāliem, kas ir daļa no vestibulārā aparāta;
■ no gliemežnīcas – faktiskā dzirdes orgāna. Iekšējās auss gliemežnīca ir ļoti līdzīga dzīva gliemeža čaulai. šķērsvirziena
sadaļā, jūs varat redzēt, ka tas sastāv no trim gareniskām daļām: scala tympani, vestibulārā skala un kohleārā kanāla. Visas trīs konstrukcijas ir piepildītas ar šķidrumu. Kohleārajā kanālā atrodas Korti spirālveida orgāns. Tas sastāv no 23 500 jutīgām, matainām šūnām, kas faktiski uztver skaņas viļņus un pēc tam nodod tos caur dzirdes nervu uz smadzenēm.
auss anatomija
ārējā auss
Sastāv no auss kaula un ārējā dzirdes kanāla.
Vidusauss
Satur trīs mazus kaulus: āmuru, laktu un kāpsli.
iekšējā auss
Satur kaulainā labirinta pusapaļus kanālus, labirinta vestibilu un gliemežnīcu.
< Наружная, видимая часть уха называется ушной раковиной. Она служит для передачи звуковых волн в слуховой канал, а оттуда в среднее и внутреннее ухо.
A Ārējai, vidējai un iekšējai ausij ir liela nozīme skaņas vadīšanā un pārraidē no ārējās vides uz smadzenēm.
Kas ir skaņa
Skaņa pārvietojas pa atmosfēru, pārejot no augsta spiediena reģiona uz zema spiediena reģionu.
Skaņu vilnis
ar augstāku frekvenci (zils) atbilst augstai skaņai. Zaļā krāsa norāda uz zemu skaņu.
Lielākā daļa mūsu dzirdamo skaņu ir dažādas frekvences un amplitūdas skaņas viļņu kombinācija.
Skaņa ir enerģijas veids; skaņas enerģija tiek pārraidīta atmosfērā gaisa molekulu vibrāciju veidā. Ja nav molekulārās vides (gaisa vai jebkura cita), skaņa nevar izplatīties.
MOLEKULU KUSTĪBA Atmosfērā, kurā izplatās skaņa, ir augsta spiediena zonas, kurās gaisa molekulas atrodas tuvāk viena otrai. Tie mijas ar zema spiediena zonām, kur gaisa molekulas atrodas lielākā attālumā viena no otras.
Dažas molekulas, saduroties ar blakus esošajām, nodod tām savu enerģiju. Tiek izveidots vilnis, kas var izplatīties lielos attālumos.
Tādējādi tiek pārraidīta skaņas enerģija.
Kad augsta un zema spiediena viļņi ir vienmērīgi sadalīti, tonis tiek uzskatīts par skaidru. Toņdakša rada šādu skaņas vilni.
Skaņas viļņi, kas rodas runas reproducēšanas laikā, ir nevienmērīgi sadalīti un ir apvienoti.
SOLIS UN AMPLTŪDA Skaņas augstumu nosaka skaņas viļņa frekvence. To mēra hercos (Hz).Jo augstāka frekvence, jo augstāka ir skaņa. Skaņas skaļumu nosaka skaņas viļņa svārstību amplitūda. Cilvēka auss uztver skaņas, kuru frekvence ir diapazonā no 20 līdz 20 000 Hz.
< Полный диапазон слышимости человека составляет от 20 до 20 ООО Гц. Человеческое ухо может дифференцировать примерно 400 ООО различных звуков.
Šiem diviem vēršiem ir vienāda frekvence, bet atšķiras a^vviy-du (gaiši zila krāsa atbilst skaļākai skaņai).