Rozsah zvukových frekvencí vnímaných lidmi. Vnímání zvukových vln různých frekvencí a amplitud

Člověk je každou sekundu svého života obklopen nejrůznějšími zvuky. Sluch je nedílnou součástí plného vnímání obrazu světa. Zní to jako všechno. Ale člověk neslyší všechno. Zvuky, které lidské ucho nedokáže zachytit, však přesto působí na lidský organismus. Tento vliv ovlivňuje naši pohodu a zdraví obecně.

CO JE KYMATIKA
Nedávný výzkum fyziků naznačuje, že absolutně všechno v našem světě má vlnovou povahu, dokonce i lidské myšlenky a pocity. Jak všichni víme, zvuk je také vlna. Z toho vyplývá, že člověk vnímá informace z jakéhokoli předmětu, často nevědomě.
Existuje taková věda, jako je kymatika, studuje tvarotvorné vlastnosti vln. Jejím zakladatelem je švýcarský lékař Hans Jenny. Provedl řadu úžasných experimentů a vytvořil viditelné zvukové prostředí. Vědec umístil písek, plast, pryskyřici, jíl, prach, vodu a další tekutiny na kovové desky připevněné k zařízení schopnému produkovat tisíce frekvencí. Jak se vytvářely a měnily frekvence, látky se formovaly do úžasných a rozmanitých symetrických vzorů. Čím vyšší frekvence vibrací, tím složitější se formy staly. A některé z nich vypadaly jako tradiční mandaly (posvátný schematický obraz používaný v buddhistických a hinduistických náboženských a esoterických praktikách). Tyto experimenty prokázaly, že zvuk má schopnost vytvářet formu. Cymatika dokázala, že vibrace organizují hmotu. Proto harmonické zvuky vytvářejí řád z chaosu.

Postupem času začali vědci chápat, že různé frekvence mají určitý vliv na lidský organismus. Jak prospěšné, tak naopak destruktivní.

JAKÉ FREKVENCE ČLOVĚK VNÍMÁ?
Zvukové frekvence vnímané lidským uchem se pohybují od 16 do 20 000 Hz. Méně než 20 Hz je infrazvuk, který lidské ucho nedokáže vnímat. Infrazvuk je obsažen v hluku atmosféry, lesa a moře. Zdrojem infrazvukových vibrací jsou výboje blesku, stejně jako výbuchy a výstřely z děl. V zemská kůra rázy a vibrace infrazvukových frekvencí jsou pozorovány z široké škály různé zdroje včetně výbuchů zhroucení a transportu patogenů. Infrazvuk se vyznačuje nízkou absorpcí v různá prostředí Díky tomu se infrazvukové vlny ve vzduchu, vodě a v zemské kůře mohou šířit na velmi velké vzdálenosti. Šíření infrazvuku na velké vzdálenosti v moři umožňuje předpovídat tsunami. Zvuky explozí obsahujících velký počet infrazvukové frekvence, používané pro výzkum horní vrstvy atmosféra, vlastnosti vodní prostředí.
Frekvence nad 20 000 Hz se nazývají ultrazvuk. V přírodě se ultrazvuk nachází jako součást mnoha přírodních zvuků: ve hluku větru, vodopádů, deště, mořských oblázků válených příbojem. Mnoho savců, jako jsou kočky a psi, má schopnost vnímat ultrazvuk s frekvencí až 100 kHz a lokalizační schopnosti netopýrů, nočního hmyzu a mořských živočichů jsou všem dobře známy.
Nezapomeňte, že každý má schopnost vnímat zvukové vibrace. odlišní lidé odlišný. Je ovlivněno dědičností, výcvikem, věkem a dokonce i pohlavím.

CO JE HLUK
Hluk jsou hlasité zvuky sloučené do nesouhlasného zvuku.
Hladina hluku se měří v jednotkách vyjadřujících míru akustického tlaku – decibelech. Hladina hluku 20-30 decibelů (DB) je pro člověka prakticky neškodná, jedná se o přirozený hluk pozadí. Například lidský šepot je hluk přibližně 20 dB. Tichá lidská řeč (30 - 40 dB) ovlivňuje spánek spícího člověka, jehož mozek v reakci na zvuk takové intenzity začíná generovat sny. Mluvení zvýšeným hlasem (50 – 60 dB) snižuje nejen pozornost a reakce člověka, ale také zhoršuje vidění. Večírky a diskotéky (80 dB) způsobují změny prokrvení pokožky a nabudí nervový systém.
80 dB je přípustná hranice únosné expozice lidského těla hluku. Zvuk 130 decibelů již způsobí bolestivé pocity, a 150 se pro něj stane nesnesitelným. Ve středověku se dokonce popravovalo „pod zvonem“. Za dob Ivana Hrozného to byla metoda pomalého zabíjení odsouzené osoby pomocí zvonění. Hukot tohoto zvonění mučil a pomalu zabíjel odsouzeného. Úroveň průmyslového hluku je také velmi vysoká. V mnoha zaměstnáních a hlučných odvětvích dosahuje 90-110 decibelů nebo více.

V současné době provádějí vědci v mnoha zemích světa výzkum, který má určit vliv hluku na lidské zdraví.

Jak se ukázalo, absolutní ticho také nepříznivě ovlivňuje stav člověka. Například zaměstnanci jedné projekční kanceláře, která měla vynikající zvukovou izolaci, si po týdnu začali stěžovat na nemožnost pracovat v podmínkách tísnivého ticha. Začali být nervózní a ztráceli schopnost pracovat. Dalším objevem bylo, že zvuky určité síly stimulují proces myšlení, zejména proces počítání.
Neustálé vystavování se hlasitému hluku může nejen negativně ovlivnit váš sluch, ale způsobit i další škodlivé účinky – zvonění v uších, závratě, bolesti hlavy a zvýšenou únavu. Příliš hlučná moderní hudba mimochodem také otupuje sluch a způsobuje nervová onemocnění.

JAK ZVUKY OVLIVŇUJÍ LIDSKÝ STAV. POŠKODIT
Studie prokázaly, že zvuky, které člověk neslyší, mohou mít také škodlivý vliv na jeho zdraví. Infrazvuky mají tedy obzvláště silný vliv na duševní stav člověka: jsou ovlivněny všechny druhy intelektuální činnosti, klesá nálada, někdy se člověk cítí zmatený, úzkostný, vyděšený, vystrašený a při vysoké intenzitě - pocit slabosti, jako po silný nervový šok. Lidé vystavení infrazvuku zažívají přibližně stejné pocity jako při návštěvě míst, kde docházelo k setkání s duchy. V rezonanci s lidskými biorytmy může infrazvuk obzvláště vysoké intenzity způsobit okamžitou smrt. Infrazvuk působí nejen na uši, ale i na celé tělo. Začněte váhat vnitřní orgány– žaludek, srdce, plíce a tak dále. V tomto případě je jejich poškození nevyhnutelné. Infrazvuk, i když není příliš silný, může narušit fungování našeho mozku, způsobit mdloby a vést k dočasné slepotě. Na počátku 50. let 20. století francouzský badatel V. Gavreau, který studoval vliv infrazvuku na lidské tělo, zjistil, že s kolísáním v řádu 6 Hz zažívali dobrovolníci účastnící se experimentů pocit únavy, poté úzkosti, přecházející v nezodpovědnost. hrůza. Gavreau si vzpomněl, jak musel zastavit experimenty s jedním z generátorů. Účastníci experimentu se cítili tak špatně, že i po několika hodinách vnímali obvyklý tichý zvuk jako bolestivý. Byl také případ, kdy se každému, kdo byl v laboratoři, začaly třást předměty v kapsách: pera, sešity, klíče. Tak ukázal svou sílu infrazvuk o frekvenci 16 hertzů.

Neméně poškozují lidské zdraví infrazvuky s nízkým výkonem, ale dlouhotrvající zvuk.

Podle vědců jsou to infrazvuky, tiše pronikající skrz nejtlustší stěny, které způsobují mnoho nervových onemocnění obyvatel megaměst. Někteří vysvětlují fenomén Bermudského trojúhelníku právě infrazvukem, který je generován velkými vlnami: lidé začnou velmi panikařit, dostanou se do nerovnováhy (mohou se navzájem zabít).
Ultrazvuky také zaujímají přední místo v oblasti průmyslového hluku a nejsou o nic méně nebezpečné než výše uvedené frekvence. Mechanismy jejich působení na živé organismy jsou nesmírně rozmanité. K jejich negativním účinkům jsou zvláště náchylné buňky nervový systém: ke změnám dochází nejen ve sluchových orgánech, ale i na buněčné úrovni, kde ultrazvuk způsobuje kavitaci – tvorbu dutin v buněčných tekutinách, což vede k buněčné smrti. Ultrazvuk potlačuje imunitní systém a uvádí člověka do pasivního stavu. Při zaostřování zvukového paprsku můžete zasáhnout životně důležitá centra mozku a doslova rozpůlit lebku. Použití náhlého impulsu může zastavit srdce. Frekvence nad 100 kHz již mají tepelné a mechanické účinky, způsobují bolesti hlavy, křeče, poruchy vidění a dýchání a ztrátu vědomí.

JAK ZVUKY OVLIVŇUJÍ LIDSKÝ STAV. VÝHODA

Je však třeba poznamenat, že lidé byli schopni získat výhody z tohoto frekvenčního rozsahu pro své zdraví. Byly vytvořeny lékařské přístroje, které dokážou provádět ultrazvukovou mikromasáž zlepšující krevní oběh, což pomáhá například urychlit regeneraci tělesných tkání po různých lézích. Existují také lékařské přístroje, které pomocí ultrazvuku ničí bakterie a viry, jako jsou streptokoky a virus dětské obrny.
Samozřejmostí jsou zvuky, které jsou nejen destruktivní, ale i prospěšné lidskému zdraví. Kočičí předení tak zlepšuje činnost kardiovaskulárního systému, normalizuje krevní tlak a zlepšuje spánek. Klasická hudba má uklidňující účinek. Kromě toho také zpomaluje srdeční frekvenci. Ještě blahodárnější účinek mají zvuky přírody. Jsou ve frekvenčním rozsahu, který nejvíce odpovídá lidské přirozenosti. Zdá se, že člověk vibruje s přírodou na stejné frekvenci. Takže zpěv ptáků povzbudí a zvedne vaši náladu a zvuk deště uklidňuje a uvolňuje. Je mnohem snazší probudit se za cvrlikání ptáků a také usnout za zvuku deště.

JAKÉ JE ŠEST FREKVENCÍ SOLFEGIO
Existuje také šest „frekvencí Solfeggio“, nazývaných také „frekvence vzestupu“. Hudbu frekvencí vzestupu znovu objevil Dr. Joseph Puleo, který studoval starověké rukopisy gregoriánských mnichů a zjistil, že jejich zpěvy jsou mocnými léčiteli právě díky speciálnímu uspořádání šesti tónů solfeggia. Tyto jedinečné zvukové frekvence byly součástí starověké hudební školy, kterou používali staří Egypťané a Řekové, a poté ji přijalo křesťanství za papeže Řehoře Velikého na počátku 7. století našeho letopočtu. a staly se základními tóny starověkých gregoriánských chorálů. Zvukově jsou nejblíže tibetským zpívajícím mísám. Každý tón má elektromagnetická vlna a frekvenci, která odpovídá konkrétní čakře.
1. Kořenová čakra / 396 Hz / C nota / Uvolnění viny a strachu; proměnit smutek v radost. Je zajímavé, že na počátku 20. stol. největší génius Nikola Tesla řekl: "Kdybyste znali jen velkolepost 3, 6 a 9, měli byste klíč k vesmíru."
2. Sakrální čakra / 417 Hz / D / Odstranění situací a podpora změny
3. Čakra Solar Plexus / 528Hz / Mi / Transformace a zázraky. Ukázalo se, že stejnou frekvenci používají k nápravě poškození DNA i moderní biochemici-genetici
4. Srdeční čakra / 639 Hz / poznámka Fa / Jednota; vztah k duchovní rodině
5. Krční čakra / 741 Hz / poznámka Sůl / Výraz; Řešení
6. Čakra třetího oka / 852 Hz / poznámka A / Probuzení intuice; Návrat do duchovního řádu

S novými objevy ve vědě se odkrývá obraz schopností Solfeggio frekvencí řídit všechny procesy v našem těle a v našem vědomí.

Svět zvuků se nám zdá tak blízký a srozumitelný, ale zároveň má mnoho záhad a tajemství. Každým dnem přibývá umělých, umělých zvuků a mají dopad na lidskou psychiku a zdraví. Přirozeně se nedokážeme zcela vyhnout nejrůznějším frekvencím, které negativně ovlivňují fyzický i psychický stav člověka. Ale v rámci stávajících možností chránit se před ničivými vlnami a zaměstnat uši příznivými zvuky je stále naším bezprostředním úkolem.

Pokud najdete chybu, zvýrazněte část textu a klikněte Ctrl+Enter.

Člověk vnímá zvuk uchem (obr.).

Venku je umyvadlo vnější ucho , přecházející do zvukovodu o prům D 1 = 5 mm a délka 3 cm.

Další je bubínek, který se vlivem zvukové vlny chvěje (rezonuje). Membrána je připojena ke kostem střední ucho , přenášející vibrace na další membránu a dále do vnitřní ucho.

Vnitřní ucho vypadá jako zkroucená trubice („šnek“) s kapalinou. Průměr této trubky D 2 = 0,2 mm délka 3 – 4 cm dlouho.

Vzhledem k tomu, že vibrace vzduchu ve zvukové vlně jsou slabé na přímé vybuzení tekutiny v hlemýždi, hraje systém středního a vnitřního ucha spolu s jejich membránami roli hydraulického zesilovače. Oblast ušního bubínku vnitřní ucho menší plocha membrány středního ucha. Tlak vyvíjený zvukem na ušní bubínky je nepřímo úměrný oblasti:

Proto se tlak na vnitřní ucho výrazně zvyšuje:

Ve vnitřním uchu je po celé délce natažena další blána (podélná), na začátku ucha tvrdá a na konci měkká. Každá část této podélné membrány může vibrovat na své vlastní frekvenci. V tvrdé sekci jsou buzeny vysokofrekvenční kmity a v měkké sekci jsou buzeny nízkofrekvenční kmity. Podél této membrány je vestibulokochleární nerv, který snímá vibrace a přenáší je do mozku.

Nejnižší frekvence vibrací zdroje zvuku 16-20 Hz je sluchem vnímán jako zvuk s nízkými basy. Kraj nejvyšší citlivost sluchu zachycuje část středofrekvenčních a část vysokofrekvenčních podrozsahů a odpovídá frekvenčnímu rozsahu od 500 Hz před 4-5 kHz . Lidský hlas a zvuky produkované většinou procesů v přírodě, které jsou pro nás důležité, mají frekvenci ve stejném intervalu. V tomto případě zvuky s frekvencemi v rozmezí od 2 kHz před 5 kHz slyšet uchem jako zvuk zvonění nebo pískání. Jinými slovy, nejdůležitější informace jsou přenášeny na zvukových frekvencích až přibližně 4-5 kHz.

Člověk podvědomě rozděluje zvuky na „pozitivní“, „negativní“ a „neutrální“.

Negativní zvuky zahrnují zvuky, které byly dříve neznámé, podivné a nevysvětlitelné. Způsobují strach a úzkost. Patří mezi ně i nízkofrekvenční zvuky, například tiché bubnování nebo vytí vlka, protože vzbuzují strach. Strach a hrůzu navíc vzbuzují neslyšitelné nízkofrekvenční zvuky (infrazvuk). Příklady:

Ve 30. letech 20. století byla obrovská varhanní píšťala použita jako jevištní efekt v jednom z londýnských divadel. Infrazvuk tohoto potrubí způsobil, že se celá budova zachvěla a v lidech se usadila hrůza.

Zaměstnanci National Physics Laboratory v Anglii provedli experiment přidáním ultranízkých (infrazvukových) frekvencí ke zvuku konvenčních akustických nástrojů klasické hudby. Posluchači pocítili pokles nálady a zažili pocit strachu.

Na katedře akustiky Moskevské státní univerzity byly provedeny studie o vlivu rockové a populární hudby na lidské tělo. Ukázalo se, že frekvence hlavního rytmu skladby „Deep People“ způsobuje nekontrolovatelné vzrušení, ztrátu kontroly nad sebou samým, agresivitu vůči ostatním nebo negativní emoce vůči sobě. Skladba "The Beatles", na první pohled eufonická, se ukázala jako škodlivá a dokonce nebezpečná, protože má základní rytmus asi 6,4 Hz. Tato frekvence rezonuje s frekvencemi hrudníku, břišní dutiny a je blízká přirozené frekvenci mozku (7 Hz.). Proto při poslechu této skladby začnou bolet a postupně kolabovat tkáně břicha a hrudníku.

Infrazvuk způsobuje vibrace v lidském těle různé systémy zejména kardiovaskulární. To má nepříznivé účinky a může vést například k hypertenzi. Oscilace o frekvenci 12 Hz mohou, pokud jejich intenzita překročí kritický práh, způsobit smrt vyšších organismů, včetně člověka. Tato a další infrazvukové frekvence jsou přítomny v průmyslovém hluku, hluku na dálnici a dalších zdrojích.

Komentář: U zvířat může rezonance hudebních frekvencí a přirozených frekvencí vést k narušení funkce mozku. Když zazní „metal rock“, krávy přestanou dávat mléko, ale prasata naopak metal rock zbožňují.

Zvuky potoka, přílivu nebo zpěvu ptáků jsou pozitivní; navozují klid.

Kromě toho rock není vždy špatný. Například country hudba hraná na banjo pomáhá k uzdravení, i když na samém počátku nemoci má špatný vliv na zdraví.

Mezi pozitivní zvuky patří klasické melodie. Například američtí vědci umístili předčasně narozené děti do krabic, aby poslouchali hudbu Bacha a Mozarta, a děti se rychle zotavily a přibraly na váze.

Zvonění má blahodárný vliv na lidské zdraví.

Jakýkoli zvukový efekt je zesílen za šera a tmy, protože se snižuje podíl informací přijatých zrakem

Absorpce zvuku ve vzduchu a okolních plochách

Absorpce zvuku ve vzduchu

V každém okamžiku v kterémkoli bodě místnosti je intenzita zvuku rovna součtu intenzity přímého zvuku přímo vycházejícího ze zdroje a intenzity zvuku odraženého od okolních povrchů místnosti:

Při šíření zvuku v atmosférickém vzduchu a v jakémkoli jiném prostředí dochází ke ztrátám intenzity. Tyto ztráty jsou způsobeny absorpcí zvukové energie ve vzduchu a okolních plochách. Zvažme použití pohlcování zvuku vlnová teorie .

Vstřebávání zvuk je jev nevratné přeměny energie zvukové vlny na jiný druh energie, především na energii tepelný pohybčástice prostředí. K pohlcování zvuku dochází jak ve vzduchu, tak při odrazu zvuku od okolních povrchů.

Absorpce zvuku ve vzduchu doprovázené poklesem akustického tlaku. Nechte zvuk šířit se ve směru r ze zdroje. Pak podle vzdálenosti r vzhledem ke zdroji zvuku se amplituda akustického tlaku snižuje podle exponenciální zákon :

, (63)

Kde p 0 – počáteční akustický tlak při r = 0

 – absorpční koeficient zvuk. Vzorec (63) vyjadřuje zákon absorpce zvuku .

Fyzický význam součinitel  je, že koeficient absorpce je číselně roven převrácené hodnotě vzdálenosti, ve které klesá akustický tlak E = 2,71 jednou:

jednotka SI:

Vzhledem k tomu, že síla (intenzita) zvuku je úměrná druhé mocnině akustického tlaku, pak totéž zákon absorpce zvuku lze napsat jako:

, (63*)

Kde já 0 – síla (intenzita) zvuku v blízkosti zdroje zvuku, tj r = 0 :

Grafy závislostí p zvuk (r) A já(r) jsou uvedeny na Obr. 16.

Ze vzorce (63*) vyplývá, že pro hladinu intenzity zvuku platí rovnice:

. (64)

Jednotkou SI absorpčního koeficientu je tedy: neper na metr

Navíc se dá počítat v belah za metr (b/m) nebo decibelů na metr (dB/m).

Komentář: Zvukovou absorpci lze charakterizovat ztrátový faktor , což se rovná

, (65)

Kde  – vlnová délka zvuku, produkt  – l koeficient ogaritmického útlumu zvuk. Hodnota rovna převrácené hodnotě ztrátového koeficientu

volal faktor kvality .

Úplná teorie absorpce zvuku ve vzduchu (atmosféře) zatím neexistuje. Četné empirické odhady poskytují různé hodnoty koeficientu absorpce.

První (klasickou) teorii zvukové pohltivosti vytvořil Stokes a je založena na zohlednění vlivu viskozity (vnitřní tření mezi vrstvami média) a tepelné vodivosti (vyrovnání teplot mezi vrstvami média). Zjednodušený Stokesův vzorec má tvar:

, (66)

Kde  – viskozita vzduchu,  – Poissonův poměr,  0 – hustota vzduchu při 0 0 C,  – rychlost zvuku ve vzduchu. Za normálních podmínek bude mít tento vzorec tvar:

. (66*)

Stokesův vzorec (63) nebo (63*) je však platný pouze pro monatomický plyny, jejichž atomy mají tři translační stupně volnosti, tj. kdy  =1,67 .

Pro plyny o 2, 3 nebo víceatomových molekulách význam  podstatně více, protože zvuk budí rotační a vibrační stupně volnosti molekul. Pro takové plyny (včetně vzduchu) je vzorec přesnější

, (67)

Kde T n = 273,15 K – absolutní teplota tání ledu (trojitý bod), p n = 1,013 . 10 5 pá – normální atmosférický tlak, T A p– skutečná (naměřená) teplota a atmosférický tlak,  =1,33 pro dvouatomové plyny,  =1,33 pro trojatomové a víceatomové plyny.

Absorpce zvuku uzavřenými plochami

Absorpce zvuku uzavřenými plochami nastává, když se od nich odráží zvuk. V tomto případě se část energie zvukové vlny odrazí a způsobí vznik stojatých zvukových vln a druhá energie se přemění na energii tepelného pohybu částic překážky. Tyto procesy jsou charakterizovány koeficientem odrazu a koeficientem absorpce uzavírací konstrukce.

Koeficient odrazu zvuk z překážky je bezrozměrná veličina rovna poměru části energie vlněníW negativní , odražené od překážky, na celou energii vlnyW podložka pád na překážku

Absorpce zvuku překážkou se vyznačuje absorpční koeficient – bezrozměrná veličina rovna poměru části energie vlněníW pohlcující pohlcena překážkou(a přeměněna na vnitřní energii bariérové látky), na veškerou energii vlnW podložka pád na překážku

Průměrný absorpční koeficient zvuk všech okolních ploch je stejný

, (68*)

Kde  i – koeficient zvukové pohltivosti materiálu i překážka, S i – plocha i překážky S- celková plocha překážek, n- množství různých překážek.

Z tohoto výrazu můžeme usoudit, že průměrný koeficient absorpce odpovídá jedinému materiálu, který by mohl pokrýt všechny povrchy bariér místnosti při zachování celková absorpce zvuku (A ), rovnat se

. (69)

Fyzikální význam celkové absorpce zvuku (A): číselně se rovná koeficientu zvukové pohltivosti otevřeného otvoru o ploše 1 m2.

Jednotka měření zvukové pohltivosti se nazývá sabin:

Po zvážení teorie šíření a mechanismů, kterými zvukové vlny vznikají, je užitečné pochopit, jak je zvuk „interpretován“ nebo vnímán lidmi. Párový orgán, ucho, je zodpovědný za vnímání zvukových vln v lidském těle. Lidské ucho- velmi složitý orgán, který má dvě funkce: 1) vnímá zvukové impulsy 2) působí jako vestibulární aparát celku Lidské tělo, určuje polohu těla v prostoru a dává vitální schopnost udržovat rovnováhu. Průměrné lidské ucho je schopno detekovat vibrace 20 - 20 000 Hz, ale existují odchylky nahoru nebo dolů. V ideálním případě je slyšitelný frekvenční rozsah 16 - 20 000 Hz, což také odpovídá vlnové délce 16 m - 20 cm. Ucho se dělí na tři složky: vnější, střední a vnitřní ucho. Každá z těchto „divizí“ plní svou vlastní funkci, ale všechny tři divize jsou spolu úzce propojeny a ve skutečnosti si navzájem přenášejí zvukové vlny.

Vnější (vnější) ucho

Vnější ucho se skládá z boltce a vnějšího zvukovod. Ušní boltec je elastická chrupavka složitého tvaru, pokrytá kůží. Ve spodní části boltce je lalok, který se skládá z tukové tkáně a je také pokryt kůží. Boltec funguje jako přijímač zvukových vln z okolního prostoru. Speciální tvar Struktura boltce umožňuje lépe zachytit zvuky, zejména zvuky středního frekvenčního rozsahu, který je zodpovědný za přenos řečových informací. Tato skutečnost je z velké části způsobena evoluční nutností, protože lidé většina tráví svůj život v ústní komunikace s příslušníky vlastního druhu. Lidský boltec je prakticky nehybný, na rozdíl od velkého množství zástupců živočišných druhů, kteří pohybem uší přesnější naladění na zdroj zvuku.

Záhyby lidského boltce jsou navrženy tak, aby zaváděly korekce (drobné zkreslení) s ohledem na vertikální a horizontální umístění zdroje zvuku v prostoru. Díky této jedinečné vlastnosti je člověk schopen poměrně jasně určit polohu objektu v prostoru vzhledem k sobě, veden pouze zvukem. Tato funkce je také dobře známá pod pojmem „lokalizace zvuku“. Hlavní funkcí boltce je zachytit co nejvíce zvuků ve slyšitelném frekvenčním rozsahu. O dalším osudu „chycených“ zvukových vln se rozhoduje ve zvukovodu, jehož délka je 25-30 mm. V něm chrupavčitá část vnějšího boltce přechází do kosti a povrch kůže zvukovodu je vybaven mazovými a sirnými žlázami. Na konci zvukovodu je pružný bubínek, na který dopadají vibrace zvukových vln a tím vyvolávají jeho odezvu vibracemi. Ušní bubínek pak tyto vzniklé vibrace přenáší do středního ucha.

Střední ucho

Vibrace přenášené ušním bubínkem pronikají do oblasti středního ucha nazývané „oblasť bubínku“. Jedná se o oblast o objemu asi jeden krychlový centimetr, ve které jsou umístěny tři sluchové kůstky: malleus, incus a stapes. Jsou to tyto „střední“ prvky, které fungují nejdůležitější funkce: Přenáší zvukové vlny do vnitřního ucha a současně je zesiluje. Sluchové kůstky představují extrémně složitý řetězec přenosu zvuku. Všechny tři kůstky jsou spolu úzce spojeny, stejně jako s ušním bubínkem, díky čemuž se vibrace přenášejí „po řetězu“. Na přístupu k oblasti vnitřního ucha je okno vestibulu, které je blokováno základnou třmenů. Pro vyrovnání tlaku na obou stranách bubínku (například při změnách vnějšího tlaku) je oblast středního ucha spojena s nosohltanem Eustachova trubice. Efekt ucpaných uší, ke kterému dochází právě kvůli takovému jemnému doladění, známe všichni. Ze středního ucha vstupují zvukové vibrace, již zesílené, do oblasti vnitřního ucha, nejsložitější a nejcitlivější.

Vnitřní ucho

Nejsložitější formu představuje vnitřní ucho, nazývané z tohoto důvodu labyrint. Kostěný labyrint zahrnuje: vestibul, kochlea a polokruhové kanály, stejně jako vestibulárního aparátu , zodpovědný za rovnováhu. Cochlea v této souvislosti přímo souvisí se sluchem. Cochlea je spirálovitý membránový kanál naplněný lymfatickou tekutinou. Uvnitř je kanál rozdělen na dvě části další membránovou přepážkou zvanou „hlavní membrána“. Tato membrána se skládá z vláken různých délek (celkem více než 24 000), natažených jako struny, přičemž každá struna rezonuje svým specifickým zvukem. Kanál je rozdělen membránou na horní a dolní scala, komunikující na vrcholu kochley. Na opačném konci se kanál připojuje k receptorovému aparátu sluchového analyzátoru, který je pokryt drobnými vláskovými buňkami. Tento analyzátor sluchu se také nazývá „Cortiho orgán“. Když vibrace ze středního ucha vstoupí do hlemýždě, lymfatická tekutina plnění kanálu také začne vibrovat a přenášet vibrace na hlavní membránu. V tomto okamžiku přichází do činnosti aparát sluchového analyzátoru, jehož vláskové buňky umístěné v několika řadách přeměňují zvukové vibrace na elektrické „nervové“ impulsy, které Sluchový nerv přeneseny do časové zóny mozkové kůry. Takto složitým a zdobným způsobem člověk nakonec uslyší požadovaný zvuk.

Vlastnosti percepce a tvorby řeči

Mechanismus tvorby řeči se u lidí formoval v průběhu celé evoluční fáze. Smyslem této schopnosti je přenášet verbální i neverbální informace. První nese verbální a sémantickou zátěž, druhá je zodpovědná za přenos emocionální složky. Proces vytváření a vnímání řeči zahrnuje: formulaci sdělení; kódování do prvků podle pravidel stávajícího jazyka; přechodné neuromuskulární akce; hnutí hlasivky; vydávání akustického signálu; Dále přichází do akce posluchač, který provádí: spektrální analýzu přijímaného akustického signálu a výběr akustické značky v periferním sluchovém systému, přenos vybraných vlastností neuronovými sítěmi, rozpoznání jazykového kódu (lingvistická analýza), pochopení významu sdělení.
Zařízení pro generování řečových signálů lze přirovnat ke složitému dechovému nástroji, ale všestrannost a flexibilita konfigurace a schopnost reprodukovat sebemenší jemnosti a detaily nemá v přírodě obdoby. Mechanismus tvorby hlasu se skládá ze tří neoddělitelných součástí:

Generátor- plíce jako zásobník objemu vzduchu. Energie přetlaku se ukládá v plicích, následně je vylučovacím kanálem za pomoci svalového systému tato energie odváděna přes průdušnici spojenou s hrtanem. V této fázi je proud vzduchu přerušen a upraven;
Vibrátor- skládá se z hlasivek. Proudění ovlivňují i turbulentní proudy vzduchu (vytvářející okrajové tóny) a pulzní zdroje (výbuchy);
Rezonátor- zahrnuje rezonanční dutiny složitého geometrického tvaru (hltan, dutiny ústní a nosní).

Souhrn individuálního uspořádání těchto prvků tvoří jedinečný a individuální zabarvení hlasu každého jednotlivce.

Energie vzduchového sloupce vzniká v plicích, které vytvářejí určitý proud vzduchu při nádechu a výdechu v důsledku rozdílu atmosférického a intrapulmonálního tlaku. Proces akumulace energie se provádí vdechováním, proces uvolňování je charakterizován výdechem. To se děje v důsledku stlačení a expanze hrudníku, které se provádí pomocí dvou svalových skupin: mezižeberní a bránice s hlubokým dýcháním a zpěvem, svaly břišního lisu, hrudníku a krku se také stahují. Při nádechu se bránice stahuje a pohybuje se dolů, kontrakce vnějších mezižeberních svalů zvedá žebra a posouvá je do stran a hrudní kost dopředu. Zvětšení hrudníku vede k poklesu tlaku uvnitř plic (vzhledem k atmosférickému tlaku) a tento prostor se rychle plní vzduchem. Při výdechu se svaly odpovídajícím způsobem uvolní a vše se vrátí do původního stavu (hrudník se díky vlastní gravitaci vrátí do původního stavu, bránice se zvedne, objem dříve rozšířených plic se zmenší, intrapulmonální tlak se zvýší). Inhalaci lze popsat jako proces, který vyžaduje energetický výdej (aktivní); výdech je proces akumulace energie (pasivní). Kontrola procesu dýchání a tvorby řeči probíhá nevědomě, ale při zpěvu vyžaduje kontrola dýchání vědomý přístup a dlouhodobý další trénink.

Množství energie, které je následně vynaloženo na tvorbu řeči a hlasu, závisí na objemu uloženého vzduchu a na velikosti přídavného tlaku v plicích. Maximální vyvinutý tlak trénovaného operního pěvce může dosáhnout 100-112 dB. Modulace proudění vzduchu vibrací hlasivek a vytváření subfaryngeálního přetlaku, k těmto procesům dochází v hrtanu, což je druh ventilu umístěného na konci průdušnice. Ventil plní dvojí funkci: chrání plíce před cizími předměty a udržuje vysoký tlak. Je to hrtan, který funguje jako zdroj řeči a zpěvu. Hrtan je soubor chrupavek spojených svaly. Hrtan má poměrně složitou strukturu, jejímž hlavním prvkem je pár hlasivek. Právě hlasivky jsou hlavním (ale ne jediným) zdrojem hlasové produkce neboli „vibrátoru“. Během tohoto procesu se hlasivky začnou pohybovat, doprovázené třením. K ochraně proti tomu se vylučuje speciální slizniční sekret, který působí jako lubrikant. Tvorba zvuků řeči je určena vibracemi vazů, což vede k vytvoření proudu vzduchu vydechovaného z plic na určitý typ amplitudové charakteristiky. Mezi hlasivkami jsou malé dutiny, které v případě potřeby fungují jako akustické filtry a rezonátory.

Vlastnosti sluchového vnímání, bezpečnost poslechu, sluchové prahy, adaptace, správná úroveň hlasitosti

Jak je vidět z popisu struktury lidského ucha, tento orgán je velmi jemný a má poměrně složitou strukturu. Vezmeme-li v úvahu tuto skutečnost, není těžké určit, že toto extrémně jemné a citlivé zařízení má řadu omezení, prahů atd. Sluchové ústrojí člověka je uzpůsobeno k vnímání tichých zvuků, ale i zvuků střední intenzity. Dlouhodobé vystavení hlasitým zvukům má za následek nevratné posuny sluchových prahů, stejně jako další problémy se sluchem, včetně úplné hluchoty. Stupeň poškození je přímo úměrný době expozice v hlučném prostředí. V tuto chvíli také vstupuje v platnost adaptační mechanismus - tzn. Pod vlivem déletrvajících hlasitých zvuků se postupně snižuje citlivost, snižuje se vnímaná hlasitost a sluch se přizpůsobuje.

Adaptace se zpočátku snaží chránit sluchové orgány před příliš hlasitými zvuky, nicméně právě vliv tohoto procesu člověka nejčastěji nutí k nekontrolovatelnému zvyšování úrovně hlasitosti audiosystému. Ochrana je realizována díky práci mechanismu středního a vnitřního ucha: třmen se stahuje oválné okno, čímž se chrání před nadměrně hlasitými zvuky. Ochranný mechanismus však není ideální a má časové zpoždění, spustí se pouze 30-40 ms po začátku příchodu zvuku a plné ochrany není dosaženo ani po trvání 150 ms. Ochranný mechanismus se aktivuje, když úroveň hlasitosti překročí 85 dB, přičemž samotná ochrana je až 20 dB.
Za nejnebezpečnější lze v tomto případě považovat fenomén „posunutí sluchového prahu“, ke kterému v praxi obvykle dochází v důsledku dlouhodobá expozice hlasité zvuky nad 90 dB. Proces obnovy sluchové ústrojí po takových škodlivých účincích může trvat až 16 hodin. Posun prahu začíná již při úrovni intenzity 75 dB a zvyšuje se úměrně se zvyšující se úrovní signálu.

Při zvažování problému správná úroveň intenzity zvuku, nejhorší je uvědomit si fakt, že problémy (získané nebo vrozené) spojené se sluchem jsou v naší době poměrně rozvinuté medicíny prakticky neléčitelné. To vše by mělo každého příčetného člověka přivést k zamyšlení nad tím, jak se o svůj sluch dobře starat, pokud ovšem plánuje zachovat jeho nedotčenou celistvost a schopnost slyšet celý frekvenční rozsah co nejdéle. Naštěstí vše není tak děsivé, jak by se na první pohled mohlo zdát, a řadou opatření si snadno uchováte sluch i ve vyšším věku. Před zvažováním těchto opatření je nutné si jedno zapamatovat důležitou vlastností lidské sluchové vnímání. Sluchadlo vnímá zvuky nelineárně. Tento jev je následující: pokud si představíme jednu frekvenci čistého tónu, například 300 Hz, pak se objeví nelinearita, když se v boltci objeví podtóny této základní frekvence podle logaritmického principu (pokud je základní frekvence brána f, pak budou podtóny frekvence 2f, 3f atd. v rostoucím pořadí). Tato nelinearita je také snáze pochopitelná a je mnohým známá pod tímto názvem "nelineární zkreslení". Protože se takové harmonické (přesahy) v původním čistém tónu neobjevují, ukazuje se, že ucho samo dělá vlastní korekce a podtóny původního zvuku, ale lze je určit pouze jako subjektivní zkreslení. Při úrovních intenzity pod 40 dB nedochází k subjektivnímu zkreslení. Se zvyšující se intenzitou od 40 dB se začíná zvyšovat úroveň subjektivních harmonických, ale i na úrovni 80-90 dB je jejich negativní příspěvek ke zvuku relativně malý (proto lze tuto úroveň intenzity podmíněně považovat za jakousi „ zlatá střední cesta“ v hudební oblasti).

Na základě těchto informací snadno určíte bezpečnou a přijatelnou úroveň hlasitosti, která nepoškodí sluchové orgány a zároveň umožní slyšet naprosto všechny vlastnosti a detaily zvuku, např. práce s „hi-fi“ systémem. Tato úroveň "zlatého průměru" je přibližně 85-90 dB. Právě při této intenzitě zvuku je možné slyšet vše, co je obsaženo ve zvukové cestě, přičemž je minimalizováno riziko předčasného poškození a ztráty sluchu. Úroveň hlasitosti 85 dB lze považovat za téměř zcela bezpečnou. Abychom pochopili, jaká jsou nebezpečí hlasitého poslechu a proč příliš nízká úroveň hlasitosti neumožňuje slyšet všechny nuance zvuku, podívejme se na tento problém podrobněji. Pokud jde o nízké úrovně hlasitosti, nedostatek účelnosti (ale častěji subjektivní touha) poslouchat hudbu při nízkých úrovních je způsoben následujícími důvody:

Nelinearita lidského sluchového vnímání;
Vlastnosti psychoakustického vnímání, které budou diskutovány samostatně.

Výše diskutovaná nelinearita sluchového vnímání má významný vliv při jakékoli hlasitosti pod 80 dB. V praxi to vypadá takto: pokud zapnete hudbu na tichou úroveň, například 40 dB, pak bude nejzřetelněji slyšet středofrekvenční rozsah hudební skladby, ať už jde o vokál interpreta nebo nástroje hrající v tento rozsah. Zároveň bude jasný nedostatek nízkých a vysokých frekvencí, a to právě kvůli nelinearitě vnímání a také kvůli tomu, že různé frekvence znějí při různé hlasitosti. Je tedy zřejmé, že pro plné vnímání celého obrazu musí být úroveň frekvenční intenzity co nejvíce sladěna s jedinou hodnotou. Nehledě na to, že i při úrovni hlasitosti 85-90 dB idealizovaného vyrovnání hlasitosti různé frekvence nedojde, úroveň se stane přijatelnou pro běžný každodenní poslech. Čím nižší je zároveň hlasitost, tím zřetelněji bude sluchem vnímána charakteristická nelinearita, a to pocit absence patřičného množství vysokých a nízkých frekvencí. Zároveň se ukazuje, že s takovou nelinearitou nelze vážně hovořit o reprodukci vysoce věrného „hi-fi“ zvuku, protože přesnost původního zvukového obrazu bude v této konkrétní situaci extrémně nízká.

Pokud se ponoříte do těchto poznatků, je jasné, proč je poslech hudby při nízké hlasitosti, i když je ze zdravotního hlediska nejbezpečnější, extrémně negativní pro ucho kvůli vytváření jasně nevěrohodných obrazů hudebních nástrojů a hlasů. a nedostatek měřítka zvukové scény. Obecně lze tiché přehrávání hudby použít jako doprovod na pozadí, ale je zcela kontraindikováno poslouchat vysokou „hi-fi“ kvalitu při nízké hlasitosti z výše uvedených důvodů nemožnosti vytvářet naturalistické obrazy zvukové scény, která byla tvořený zvukařem ve studiu, ve fázi nahrávání zvuku. Ale nejen nízká hlasitost přináší určitá omezení pro vnímání výsledného zvuku, mnohem horší je situace se zvýšenou hlasitostí. Poškození sluchu a výrazné snížení citlivosti je možné a celkem jednoduché dlouho poslouchat hudbu při úrovních nad 90 dB. Tyto údaje jsou založeny na velkém počtu lékařských studií, které došly k závěru, že zvuk nad 90 dB způsobuje skutečné a téměř nenapravitelné poškození zdraví. Mechanismus tohoto jevu spočívá ve sluchovém vnímání a strukturálních rysech ucha. Když do zvukovodu pronikne zvuková vlna o intenzitě nad 90 dB, dostanou se do hry středoušní orgány, které způsobí jev zvaný sluchová adaptace.

Princip toho, co se děje v tomto případě, je tento: třmeny jsou odsunuty od oválného okénka a chrání vnitřní ucho před příliš hlasitými zvuky. Tento proces se nazývá akustický reflex. Uchem je to vnímáno jako krátkodobý pokles citlivosti, který může znát každý, kdo někdy navštívil například rockové koncerty v klubech. Po takovém koncertu dochází ke krátkodobému snížení citlivosti, která se po určité době vrátí na předchozí úroveň. K obnovení citlivosti však nedojde vždy a přímo závisí na věku. Za tím vším se skrývá velké nebezpečí poslechu hlasité hudby a dalších zvuků, jejichž intenzita přesahuje 90 dB. Výskyt akustického reflexu není jediným „viditelným“ nebezpečím ztráty sluchové citlivosti. Při dlouhodobém vystavení příliš hlasitým zvukům se chloupky nacházející se v oblasti vnitřního ucha (které reagují na vibrace) velmi vychylují. V tomto případě dochází k efektu, že vlasy odpovědné za vnímání určité frekvence jsou vychylovány pod vlivem vibrací zvuku s vysokou amplitudou. V určitém okamžiku se takový vlas může příliš odchýlit a nemůže se vrátit zpět. To způsobí odpovídající ztrátu citlivosti na určité frekvenci!

Nejhorší na celé této situaci je, že nemoci uší jsou prakticky neléčitelné, a to ani nejmodernějšími metodami, které medicína zná. To vše vede k jistým závažným závěrům: zvuk nad 90 dB je zdraví nebezpečný a téměř zaručeně způsobí předčasnou ztrátu sluchu nebo výrazné snížení citlivosti. O to nepříjemnější je, že dříve zmíněná vlastnost adaptace vstupuje do hry v průběhu času. Tento proces v lidských sluchových orgánech probíhá téměř neznatelně, tzn. u člověka, který pomalu ztrácí citlivost, je téměř 100% pravděpodobnost, že si toho nevšimne, dokud lidé kolem nich sami nevěnují pozornost neustálým opakovaným otázkám, jako: "Co jsi to právě řekl?" Závěr je nakonec velmi jednoduchý: při poslechu hudby je životně důležité nepovolit úrovně intenzity zvuku nad 80-85 dB! V tomto bodě je také pozitivní stránka: úroveň hlasitosti 80-85 dB přibližně odpovídá úrovni hudebního záznamu ve studiovém prostředí. Zde vzniká koncept „zlaté střední cesty“, nad kterou je lepší se nepovyšovat, pokud jsou zdravotní problémy jakkoli důležité.

I krátký poslech hudby na úrovni 110-120 dB může způsobit problémy se sluchem, například při živém koncertu. Je zřejmé, že je někdy nemožné nebo velmi obtížné se tomu vyhnout, ale je nesmírně důležité se o to pokusit, aby byla zachována integrita sluchového vnímání. Teoreticky nevede krátkodobé vystavení hlasitým zvukům (nepřesahujícím 120 dB), ještě před nástupem „sluchové únavy“, k vážným negativním důsledkům. Ale v praxi se obvykle vyskytují případy dlouhodobého vystavení zvuku takové intenzity. Lidé se ohlušují, aniž by si uvědomovali celý rozsah nebezpečí v autě při poslechu audiosystému, doma v podobných podmínkách nebo ve sluchátkách přenosného přehrávače. Proč se to děje a co nutí zvuk, aby byl stále hlasitější? Na tuto otázku existují dvě odpovědi: 1) Vliv psychoakustiky, o kterém bude pojednáno samostatně; 2) Neustálá potřeba „překřičet“ některé vnější zvuky s hlasitostí hudby. První aspekt problému je docela zajímavý a bude podrobně diskutován dále, ale druhá stránka problému vede spíše k negativním myšlenkám a závěrům o chybném pochopení skutečných základů správného poslechu zvuku třídy hi-fi.

Aniž bychom zacházeli do specifik, obecný závěr o poslechu hudby a správné hlasitosti je následující: poslech hudby by měl probíhat při úrovních intenzity zvuku ne vyšší než 90 dB, ne nižší než 80 dB v místnosti, kde je hodně hluk nebo žádný hluk. cizí zvuky externí zdroje (jako jsou: hovory sousedů a jiný hluk mimo stěnu bytu; hluk z ulice a technický hluk, pokud jste v autě atd.). Rád bych jednou provždy zdůraznil, že právě při splnění takto pravděpodobně přísných požadavků lze dosáhnout dlouho očekávané rovnováhy objemu, která nezpůsobí předčasné nechtěné poškození sluchových orgánů a navíc přinese opravdové potěšení od poslechu vašich oblíbených hudebních děl s nejmenšími zvukovými detaily na vysokých a nízkých frekvencích a přesností, kterou sleduje samotný koncept „hi-fi“ zvuku.

Psychoakustika a rysy vnímání

Abych co nejvíce odpověděl na některé důležité otázky Pokud jde o konečné lidské vnímání zvukových informací, existuje celá část vědy, která studuje obrovské množství takových aspektů. Tato sekce se nazývá „psychoakustika“. Faktem je, že sluchové vnímání nekončí pouze fungováním sluchových orgánů. Po přímém vnímání zvuku orgánem sluchu (uchem) přichází na řadu nejsložitější a málo prozkoumaný mechanismus analýzy přijatých informací, který je plně v kompetenci takto koncipovaného lidského mozku že během provozu generuje vlny o určité frekvenci a jsou také označeny v Hertzech (Hz). Různé frekvence mozkových vln odpovídají určitým lidským stavům. Ukazuje se tedy, že poslech hudby pomáhá měnit frekvenční ladění mozku, a to je důležité vzít v úvahu při poslechu hudebních skladeb. Na základě této teorie existuje také metoda zvukové terapie přímým ovlivňováním duševního stavu člověka. Existuje pět typů mozkových vln:

Delta vlny (vlny pod 4 Hz). Odpovídá stavu hlubokého spánku bez snů, přičemž dochází k naprosté absenci tělesných vjemů.
Theta vlny (4-7 Hz vlny). Stav spánku nebo hluboké meditace.
Alfa vlny (vlny 7-13 Hz). Stav relaxace a relaxace během bdělosti, ospalosti.
Beta vlny (vlny 13-40 Hz). Stav aktivity, každodenní myšlení a duševní činnost, vzrušení a poznávání.
Gama vlny (vlny nad 40 Hz). Stav intenzivní duševní aktivity, strachu, vzrušení a uvědomění.

Psychoakustika jako vědní obor hledá odpovědi na nejzajímavější otázky týkající se konečného lidského vnímání zvukových informací. V procesu studia tohoto procesu se odhaluje velké množství faktorů, jejichž vliv se vždy vyskytuje jak v procesu poslechu hudby, tak v jakémkoli jiném případě zpracování a analýzy jakékoli zvukové informace. Psychoakustik studuje téměř celou škálu možných vlivů, počínaje emocionálním a duševním stavem člověka v době poslechu, konče strukturálními rysy hlasivek (pokud mluvíme o zvláštnostech vnímání všech jemností vokální výkon) a mechanismus přeměny zvuku na elektrické impulsy mozku. Nejzajímavější a nejdůležitější faktory (které je životně důležité vzít v úvahu pokaždé, když posloucháte své oblíbené hudební skladby, stejně jako při budování profesionálního audio systému) budou probrány dále.

Pojem konsonance, hudební konsonance

Struktura lidského sluchového ústrojí je jedinečná především mechanismem vnímání zvuku, nelinearitou sluchového systému a schopností seskupovat zvuky podle výšky s poměrně vysokou mírou přesnosti. Většina zajímavá vlastnost vnímání, lze zaznamenat nelinearitu sluchového systému, která se projevuje ve formě vzhledu dalších neexistujících (v základním tónu) harmonických, zvláště často se projevuje u lidí s hudební nebo absolutní výškou. Pokud se zastavíme podrobněji a analyzujeme všechny jemnosti vnímání hudebního zvuku, lze snadno rozlišit koncept „konsonance“ a „disonance“ různých akordů a zvukových intervalů. Pojem "souzvuk" je definován jako souhláskový (z francouzského slova „dohoda“) zvuk, a v souladu s tím naopak, "disonance"- nesouladný, nesouhlasný zvuk. Navzdory rozmanitosti různé výklady Tyto pojmy jsou charakteristikou hudebních intervalů, nejvýhodnější je použít „hudebně-psychologické“ dekódování pojmů: souzvuk je definován a pociťován člověkem jako příjemný a pohodlný, měkký zvuk; disonance na druhou stranu jej lze charakterizovat jako zvuk vyvolávající podráždění, úzkost a napětí. Takováto terminologie je mírně subjektivní povahy a také v průběhu dějin vývoje hudby byly jako „souhlásky“ brány zcela jiné intervaly a naopak.

V dnešní době je také obtížné tyto pojmy jednoznačně vnímat, protože mezi lidmi s různými hudebními preferencemi a vkusem existují rozdíly a neexistuje obecně přijímaný a dohodnutý koncept harmonie. Psychoakustický základ pro vnímání různých hudebních intervalů jako konsonantních nebo disonantních přímo závisí na konceptu „kritické kapely“. Kritická kapela- to je určitá šířka pásma, ve které se dramaticky mění sluchové vjemy. Šířka kritických pásem se úměrně zvětšuje s rostoucí frekvencí. Proto pociťování konsonancí a disonancí přímo souvisí s přítomností kritických pásem. Sluchový orgánčlověk (ucho), jak již bylo zmíněno dříve, hraje roli pásmového filtru v určité fázi analýzy zvukových vln. Tato role je přiřazena bazilární membráně, na které se nachází 24 kritických pásem s frekvenčně závislými šířkami.

Tedy konsonance a nekonzistence (konsonance a disonance) přímo závisí na rozlišovací schopnosti sluchového ústrojí. Ukazuje se, že pokud dva různé tóny znějí unisono nebo je frekvenční rozdíl nulový, jedná se o dokonalou shodu. Ke stejné shodě dochází, je-li frekvenční rozdíl větší než kritické pásmo. K disonanci dochází pouze tehdy, když je frekvenční rozdíl od 5 % do 50 % kritického pásma. Nejvyšší stupeň disonance v daném segmentu je slyšitelná, pokud je rozdíl jedna čtvrtina šířky kritického pásma. Na základě toho je snadné analyzovat jakoukoli smíšenou hudební nahrávku a kombinaci nástrojů na shodu nebo disonanci zvuku. Není těžké uhodnout, jakou velkou roli v tomto případě hraje zvukař, nahrávací studio a další komponenty výsledné digitální či analogové zvukové stopy, a to vše ještě před pokusem o přehrání na zařízení pro reprodukci zvuku.

Lokalizace zvuku

Systém binaurálního sluchu a prostorové lokalizace pomáhá člověku vnímat plnost prostorového zvukového obrazu. Tento mechanismus vnímání je realizován prostřednictvím dvou sluchových přijímačů a dvou sluchových kanálů. Zvuková informace, která těmito kanály přichází, je následně zpracovávána v periferní části sluchového systému a je podrobena spektrotemporální analýze. Dále se tato informace přenáší do vyšších částí mozku, kde se porovnává rozdíl mezi levým a pravým zvukovým signálem a vytváří se jediný zvukový obraz. Tento popsaný mechanismus se nazývá binaurální slyšení. Díky tomu má člověk následující jedinečné schopnosti:

1) lokalizace zvukových signálů z jednoho nebo více zdrojů, čímž se vytvoří prostorový obraz vnímání zvukového pole
2) oddělení signálů přicházejících z různých zdrojů
3) zvýraznění některých signálů na pozadí jiných (například izolování řeči a hlasu od hluku nebo zvuku nástrojů)

Prostorová lokalizace je snadno pozorovatelná jednoduchý příklad. Na koncertě, kdy je pódium a na něm určitý počet hudebníků v určité vzdálenosti od sebe, můžete snadno (v případě potřeby i zavřením očí) určit směr příchodu zvukového signálu každého nástroje, vyhodnotit hloubka a prostorovost zvukového pole. Stejně tak se cení dobrý hi-fi systém, schopný spolehlivě „reprodukovat“ takové efekty prostorovosti a lokalizace, a tím vlastně „oklamat“ mozek, aby cítil plnou přítomnost na živém vystoupení vašeho oblíbeného interpreta. Lokalizace zdroje zvuku je obvykle určena třemi hlavními faktory: časem, intenzitou a spektrem. Bez ohledu na tyto faktory existuje řada vzorů, které lze použít k pochopení základů týkajících se lokalizace zvuku.

Největší lokalizační efekt vnímaný lidským sluchem je v oblasti střední frekvence. Určit směr zvuků frekvencí nad 8000 Hz a pod 150 Hz je přitom téměř nemožné. Posledně jmenovaný fakt je zvláště hojně využíván u hi-fi systémů a systémů domácího kina při volbě umístění subwooferu (nízkofrekvenční sekce), jehož umístění v místnosti je z důvodu chybějící lokalizace frekvencí pod 150 Hz prakticky irelevantní a posluchač má v každém případě ucelený obraz zvukové scény. Přesnost lokalizace závisí na umístění zdroje záření zvukových vln v prostoru. Největší přesnost lokalizace zvuku je tedy pozorována v horizontální rovině, dosahuje hodnoty 3°. Ve vertikální rovině lidský sluchový systém určuje směr zdroje mnohem hůře, přesnost je v tomto případě 10-15° (vzhledem ke specifické struktuře; uši a komplexní geometrie). Přesnost lokalizace se mírně liší v závislosti na úhlu objektů vydávajících zvuk v prostoru vzhledem k posluchači a výsledný efekt je ovlivněn i mírou difrakce zvukových vln z hlavy posluchače. Je třeba také poznamenat, že širokopásmové signály jsou lokalizovány lépe než úzkopásmový šum.

Mnohem zajímavější je situace s určením hloubky směrového zvuku. Člověk může například zvukem určit vzdálenost k předmětu, k tomu však dochází ve větší míře v důsledku změn akustického tlaku v prostoru. Typicky platí, že čím dále je objekt od posluchače, tím více jsou zvukové vlny ve volném prostoru utlumeny (v místnosti se přidává vliv odražených zvukových vln). Můžeme tedy usoudit, že přesnost lokalizace je vyšší v uzavřené místnosti právě díky výskytu dozvuku. Odražené vlny vznikající v uzavřených prostorách to umožňují zajímavé efekty, jako je rozšíření zvukové scény, obalování atd. Tyto jevy jsou možné právě díky citlivosti trojrozměrné lokalizace zvuku. Hlavní závislosti, které určují horizontální lokalizaci zvuku: 1) rozdíl v době příchodu zvukové vlny doleva a pravé ucho; 2) rozdíly v intenzitě v důsledku difrakce na hlavě posluchače. Pro určení hloubky zvuku je důležitý rozdíl hladiny akustického tlaku a rozdíl ve spektrálním složení. Lokalizace ve vertikální rovině je také silně závislá na difrakci v boltci.

Situace je složitější u moderních systémů prostorového zvuku založených na technologii dolby surround a analogech. Zdálo by se, že principy konstrukce systémů domácího kina jasně regulují způsob obnovy dosti naturalistického prostorového obrazu 3D zvuku s vlastní hlasitostí a lokalizací virtuálních zdrojů v prostoru. Ne vše je však tak triviální, protože samotné mechanismy vnímání a lokalizace velkého množství zdrojů zvuku se obvykle neberou v úvahu. Transformace zvuku orgány sluchu zahrnuje proces přidávání signálů z různých zdrojů přicházejících do různých uší. Navíc, pokud je fázová struktura různých zvuků více či méně synchronní, je takový proces sluchem vnímán jako zvuk vycházející z jednoho zdroje. Existuje také řada obtíží, včetně zvláštností mechanismu lokalizace, který ztěžuje přesné určení směru zdroje v prostoru.

S ohledem na výše uvedené se nejobtížnějším úkolem stává oddělení zvuků z různých zdrojů, zvláště pokud tyto různé zdroje hrají podobný amplitudově-frekvenční signál. A přesně to se v praxi děje v každém moderní systém prostorový zvuk, a to i v běžném stereo systému. Když člověk poslouchá velké množství zvuků vycházejících z různých zdrojů, prvním krokem je určit, zda každý konkrétní zvuk patří ke zdroji, který jej vytváří (seskupení podle frekvence, výšky, zabarvení). A teprve ve druhé fázi se sluch pokouší lokalizovat zdroj. Poté jsou příchozí zvuky rozděleny do proudů na základě prostorových charakteristik (rozdíl v čase příchodu signálů, rozdíl v amplitudě). Na základě přijatých informací se vytváří víceméně statický a neměnný sluchový obraz, ze kterého lze určit, odkud každý konkrétní zvuk pochází.

Je velmi vhodné sledovat tyto procesy na příkladu běžného jeviště, na kterém jsou pevně umístěni hudebníci. Přitom je velmi zajímavé, že pokud se zpěvák/interpret, zaujímající na pódiu zpočátku určitou pozici, začne plynule pohybovat po pódiu libovolným směrem, nezmění se dříve vytvořený sluchový obraz! Určení směru zvuku vycházejícího z vokalisty zůstane subjektivně stejné, jako by stál na stejném místě, kde stál, než se pohnul. Pouze v případě náhlé změny umístění interpreta na jevišti dojde k rozdělení vytvořeného zvukového obrazu. Kromě diskutovaných problémů a složitosti procesů lokalizace zvuků v prostoru hraje v případě vícekanálových prostorových zvukových systémů poměrně velkou roli proces dozvuku v konečné poslechové místnosti. Tato závislost je nejzřetelněji pozorována při velké číslo odražené zvuky přicházejí ze všech stran – přesnost lokalizace se výrazně zhoršuje. Pokud je energetická saturace odražených vln větší (převládající) než přímé zvuky, je kritérium lokalizace v takové místnosti extrémně rozmazané a je extrémně obtížné (ne-li nemožné) mluvit o přesnosti určení takových zdrojů.

V silně dozvukové místnosti však teoreticky dochází k lokalizaci v případě širokopásmových signálů, sluch se řídí parametrem rozdílu intenzity. V tomto případě je směr určen pomocí vysokofrekvenční složky spektra. V každé místnosti bude přesnost lokalizace záviset na době příchodu odražených zvuků po přímých zvucích. Pokud je mezera mezi těmito zvukovými signály příliš malá, začne fungovat „zákon přímé vlny“, aby pomohl sluchovému systému. Podstata tohoto jevu: přijdou-li zvuky s krátkým časovým intervalem zpoždění různé směry, pak dochází k lokalizaci celého zvuku podle prvního příchozího zvuku, tzn. ucho do jisté míry ignoruje odražený zvuk, pokud dorazí příliš brzy po přímém zvuku. Obdobný efekt se objevuje také při určení směru příchodu zvuku ve vertikální rovině, v tomto případě je však mnohem slabší (vzhledem k tomu, že citlivost sluchového ústrojí na lokalizaci ve vertikální rovině je znatelně horší).

Podstata efektu přednosti je mnohem hlubší a má spíše psychologickou než fyziologickou povahu. Bylo provedeno velké množství experimentů, na jejichž základě byla zjištěna závislost. K tomuto efektu dochází především tehdy, když se čas výskytu ozvěny, její amplituda a směr shodují s některým z posluchačových „očekávání“, jak akustika konkrétní místnosti tvoří zvukový obraz. Možná, že daná osoba již má zkušenosti s poslechem v této nebo podobných místnostech, což předurčuje sluchové ústrojí k výskytu „očekávaného“ efektu přednosti. Chcete-li obejít tato omezení inherentní na lidský sluch, v případě více zdrojů zvuku se používají různé triky a triky, s jejichž pomocí se nakonec formuje více či méně věrohodná lokalizace hudebních nástrojů/jiných zdrojů zvuku v prostoru. Celkově vzato je reprodukce stereo a vícekanálových zvukových obrazů založena na velkém klamu a vytváření sluchové iluze.

Když dva nebo více reproduktorových systémů (například 5.1 nebo 7.1 nebo dokonce 9.1) reprodukují zvuk z různých míst v místnosti, posluchač slyší zvuky vycházející z neexistujících nebo imaginárních zdrojů a vnímá určité zvukové panorama. Možnost tohoto podvodu spočívá v biologické rysy zařízení lidského těla. S největší pravděpodobností člověk neměl čas přizpůsobit se rozpoznání takového podvodu kvůli skutečnosti, že principy „umělé“ reprodukce zvuku se objevily relativně nedávno. Ale ačkoli se proces vytvoření imaginární lokalizace ukázal jako možný, implementace má stále k dokonalosti daleko. Faktem je, že ucho skutečně vnímá zdroj zvuku tam, kde ve skutečnosti neexistuje, ale správnost a přesnost přenosu zvukových informací (zejména zabarvení) je velkou otázkou. Prostřednictvím četných experimentů ve skutečných dozvukových místnostech a v bezdozvukových komorách bylo zjištěno, že zabarvení zvukových vln ze skutečných a imaginárních zdrojů je odlišné. To ovlivňuje především subjektivní vnímání spektrální hlasitosti; zabarvení se v tomto případě výrazně a znatelně mění (ve srovnání s podobným zvukem reprodukovaným skutečným zdrojem).

V případě vícekanálových systémů domácího kina je úroveň zkreslení znatelně vyšší z několika důvodů: 1) Mnoho zvukových signálů podobných amplitudově-frekvenčním a fázovým charakteristikám současně přichází z různých zdrojů a směrů (včetně odražených vln) do každého z nich. zvukovod. To vede ke zvýšenému zkreslení a vzniku hřebenového filtrování. 2) Silné oddělení reproduktorů v prostoru (vzájemně; u vícekanálových systémů může být tato vzdálenost několik metrů i více) přispívá k nárůstu zkreslení témbrů a zabarvení zvuku v oblasti imaginárního zdroje. V důsledku toho můžeme říci, že k zabarvení témbru ve vícekanálových a prostorových zvukových systémech v praxi dochází ze dvou důvodů: fenomén hřebenové filtrace a vliv procesů dozvuku v konkrétní místnosti. Pokud je za reprodukci zvukové informace zodpovědný více než jeden zdroj (to platí i pro stereo systém se dvěma zdroji), je nevyhnutelný výskyt efektu „hřebenového filtrování“, který je způsoben různými časy příchodu zvukových vln do každého zvukového kanálu. . Zvláštní nerovnoměrnost je pozorována v horní střední oblasti 1-4 kHz.

Každý viděl takový parametr hlasitosti nebo parametr s ním spojený na audiogramech nebo audio zařízení. Toto je jednotka měření hlasitosti. Kdysi se lidé shodli a určili, že člověk běžně slyší od 0 dB, což vlastně znamená určitý akustický tlak, který vnímá ucho. Statistiky říkají, že normální rozsah je buď mírný pokles až o 20 dB, nebo je sluch nadnormální v podobě -10 dB! Delta „normy“ je 30 dB, což je nějak hodně.

Co je dynamický rozsah sluchu? Jedná se o schopnost slyšet zvuky s různou hlasitostí. Obecně se uznává, že lidské ucho slyší od 0dB do 120-140dB. Důrazně se doporučuje dlouho neposlouchat zvuky 90 dB nebo vyšší.

Dynamický rozsah každého ucha nám říká, že při 0dB ucho slyší dobře a detailně, při 50dB slyší ucho dobře a detailně. Je to možné při 100 dB. V praxi byl každý v klubu nebo na koncertě, kde byla hudba puštěna nahlas – a detaily byly úžasné. Nahrávku jsme tiše poslouchali přes sluchátka, když jsme leželi v tiché místnosti – a také všechny detaily byly na svém místě.

Ve skutečnosti lze pokles sluchu popsat jako snížení dynamického rozsahu. Ve skutečnosti osoba se špatným sluchem neslyší detaily při nízké hlasitosti. Jeho dynamický rozsah je zúžený. Místo 130 dB to bude 50-80 dB. To je důvod, proč: neexistuje způsob, jak „strčit“ informace, které jsou ve skutečnosti v rozsahu 130 dB, do rozsahu 80 dB. A pokud si také pamatujeme, že decibely jsou nelineární vztah, pak se tragičnost situace vyjasní.

Ale teď si připomeňme dobrý sluch. Tady někdo slyší vše na úrovni asi 10 dB pokles. To je normální a společensky přijatelné. V praxi takový člověk slyší běžnou řeč na vzdálenost 10 metrů. Pak se ale objeví člověk s dokonalým sluchem – nad 0 x 10 dB – a slyší stejnou řeč z 50 metrů za stejných podmínek. Dynamický rozsah je širší – je zde více detailů a možností.

Široký dynamický rozsah nutí mozek pracovat zcela, kvalitativně jiným způsobem. Informací je mnohem více, jsou mnohem přesnější a podrobnější, protože... Je slyšet stále více různých podtextů a harmonických, které mizí s úzkým dynamickým rozsahem: unikají lidské pozornosti, protože nemožné je slyšet.

Mimochodem, jelikož je k dispozici dynamický rozsah 100dB+, znamená to i to, že ho člověk může neustále využívat. Jen jsem poslouchal na úrovni hlasitosti 70 dB, pak najednou začal poslouchat - 20 dB, pak 100 dB. Přechod by měl trvat minimálně. A vlastně se dá říct, že člověk s poklesem si nepřipouští velký dynamický rozsah. Nedoslýchaví lidé zřejmě nahrazují myšlenku, že vše je nyní velmi hlasité – a ucho se připravuje slyšet hlasitě nebo velmi hlasitě, namísto skutečné situace.

Přítomnost dynamického rozsahu zároveň ukazuje, že ucho nejen zaznamenává zvuky, ale také se přizpůsobuje aktuální hlasitosti, aby vše dobře slyšelo. Celkový parametr hlasitosti je přenášen do mozku stejným způsobem jako zvukové signály.

Ale člověk s perfektní výškou může velmi flexibilně měnit svůj dynamický rozsah. A aby něco slyšel, nenapíná se, ale prostě relaxuje. Sluch tak zůstává výborný jak v dynamickém rozsahu, tak zároveň i ve frekvenčním rozsahu.

Poslední příspěvky z tohoto deníku

Sluchadla jsou skutečně spásou pro nedoslýchavé. Často vám umožňují okamžitě velmi dobře slyšet. A pak přijde nápad...
Efekt přítomnosti, tady a teď, žití v přítomnosti – to vše je čistě o práci sluchu. Jak se to stane? Jaký je důvod? A jak klamou...
Naděje pro nové skvělé lidi. Svět prý potřebuje nové objevy, neotřelé myšlenky. V praxi se ukazuje, že talentovaných lidí je přemíra...
Svalová kongesce, jak trénovat efektivněji. Video

Základním kamenem tréninku je touha po svalové kontrakci, úplném vyčerpání nebo alespoň pořádné zátěži. Touhy přicházejí na řadu...
Každý člověk musí mít především příležitosti, respektive zdraví: všechny smysly, svaly a vše ostatní musí dobře fungovat...
Ztráta sluchu u malých dětí. Co dělat?!. Úpravy sluchu #271. Video

Někdy, dokonce i před rokem, se zdá, že je dítěti diagnostikována ztráta sluchu. Nebo ve 2 letech. Co dělat? Jaké jsou vlastnosti? kde začít? A je to možné...

Člověk je skutečně nejinteligentnější ze zvířat obývajících planetu. Naše mysl nás však často připravuje o nadřazené schopnosti, jako je vnímání okolí prostřednictvím čichu, sluchu a dalších smyslových vjemů. Většina zvířat je tedy daleko před námi, pokud jde o jejich sluchový rozsah. Rozsah lidského sluchu je rozsah frekvencí, které může lidské ucho vnímat. Pokusme se pochopit, jak funguje lidské ucho ve vztahu k vnímání zvuku.

Rozsah lidského sluchu za normálních podmínek

V průměru lidské ucho dokáže detekovat a rozlišit zvukové vlny v rozsahu 20 Hz až 20 kHz (20 000 Hz). S přibývajícím věkem se však sluchový rozsah člověka snižuje, zejména se snižuje jeho horní hranice. U starších lidí je obvykle mnohem nižší než u mladých lidí, přičemž nejvyšší sluchové schopnosti mají kojenci a děti. Sluchové vnímání vysokých frekvencí se začíná zhoršovat od osmi let.

Lidský sluch za ideálních podmínek

V laboratoři se člověku zjišťuje dosah sluchu pomocí audiometru, který vydává zvukové vlny různých frekvencí, a podle toho se naladí sluchátka. Za takových ideálních podmínek dokáže lidské ucho detekovat frekvence v rozsahu od 12 Hz do 20 kHz.

Rozsah sluchu u mužů a žen

Mezi sluchovým rozsahem mužů a žen je významný rozdíl. Bylo zjištěno, že ženy jsou citlivější na vysoké frekvence ve srovnání s muži. Vnímání nízkých frekvencí je u mužů a žen na víceméně stejné úrovni.

Různé stupnice pro indikaci rozsahu sluchu

Ačkoli je frekvenční stupnice nejběžnější stupnicí pro měření dosahu lidského sluchu, často se také měří v pascalech (Pa) a decibelech (dB). Měření v pascalech je však považováno za nepohodlné, protože tato jednotka vyžaduje práci s velmi velkými čísly. Jeden mikroPascal je vzdálenost, kterou urazí zvuková vlna během vibrace, která se rovná jedné desetině průměru atomu vodíku. Zvukové vlny se v lidském uchu pohybují na mnohem větší vzdálenost, takže je obtížné určit rozsah lidského sluchu v pascalech.

Nejjemnější zvuk, který může lidské ucho zaznamenat, je přibližně 20 µPa. Decibelová stupnice se používá snadněji, protože se jedná o logaritmickou stupnici, která přímo odkazuje na stupnici Pa. Bere 0 dB (20 µPa) jako referenční bod a poté pokračuje ve stlačování této tlakové stupnice. 20 milionů µPa se tedy rovná pouze 120 dB. Ukazuje se, že dosah lidského ucha je 0-120 dB.

Rozsah sluchu se u každého člověka výrazně liší. Pro detekci ztráty sluchu je proto nejlepší měřit rozsah slyšitelných zvuků ve vztahu k referenční stupnici, spíše než ve vztahu ke konvenční standardizované stupnici. Testy lze provádět pomocí sofistikovaných sluchových diagnostických přístrojů, které dokážou přesně určit rozsah a diagnostikovat příčiny ztráty sluchu.