Nenormali klausa ir gyvūnų klausa. Garso suvokimas žmogaus ausimi

Orientuojantis į mus supantį pasaulį klausa atlieka tą patį vaidmenį kaip ir regėjimas. Ausis leidžia mums bendrauti tarpusavyje naudojant garsus, ji turi ypatingą jautrumą garso dažnius kalba. Ausies pagalba žmogus paima įvairius garso virpesius ore. Iš objekto (garso šaltinio) sklindančios vibracijos perduodamos oru, kuris atlieka garso siųstuvo vaidmenį, ir fiksuojamas ausimi. Žmogaus ausis suvokia oro virpesius, kurių dažnis yra nuo 16 iki 20 000 Hz. Aukštesnio dažnio virpesiai laikomi ultragarsiniais, tačiau žmogaus ausis jų nesuvokia. Gebėjimas atskirti aukštus tonus mažėja su amžiumi. Galimybė paimti garsą abiem ausimis leidžia nustatyti, kur jis yra. Ausyje oro virpesiai paverčiami elektriniais impulsais, kuriuos smegenys suvokia kaip garsą.

Ausyje taip pat yra organas, skirtas suvokti kūno judėjimą ir padėtį erdvėje. vestibuliarinis aparatas. Vestibulinė sistema vaidina didelį vaidmenį žmogaus erdvinėje orientacijoje, analizuoja ir perduoda informaciją apie linijinio ir sukamojo judesio pagreičius ir lėtėjimus, taip pat kai keičiasi galvos padėtis erdvėje.

Ausies struktūra

Pagrįstas išorinė struktūra ausis padalinta į tris dalis. Pirmosios dvi ausies dalys – išorinė (išorinė) ir vidurinė – praleidžia garsą. Trečioje dalyje – vidinėje ausyje – yra klausos ląstelės, mechanizmai, skirti suvokti visas tris garso ypatybes: aukštį, stiprumą ir tembrą.

Išorinė ausis- vadinama išsikišusi išorinės ausies dalis ausies kaklelis , jo pagrindą sudaro pusiau standus atraminis audinys – kremzlė. Priekinis ausies kaušelio paviršius turi sudėtingą struktūrą ir įvairią formą. Jį sudaro kremzlės ir pluoštinis audinys, išskyrus apatinę dalį - lobules ( ausies spenelis) susidaro riebaliniame audinyje. Ausies kaklelio apačioje yra priekiniai, viršutiniai ir užpakaliniai ausies raumenys, kurių judesiai yra riboti.

Be akustinės (garso surinkimo) funkcijos, auskaras atlieka apsauginis vaidmuo, apsauganti ausies kanalasį ausies būgnelį iš žalingas poveikis aplinką(vandens, dulkių patekimas, stiprios oro srovės). Tiek ausų forma, tiek dydis yra individualūs. Vyrų ausies kaušelio ilgis yra 50–82 mm, o moterų plotis 32–52 mm; Mažas ausies plotas atspindi visą kūno jautrumą ir Vidaus organai. Todėl jis gali būti naudojamas gauti biologiškai svarbi informacija apie kurio nors organo būklę. Ausies kaklelis koncentruoja garso virpesius ir nukreipia juos į išorinę klausos angą.

Išorinis klausos kanalas atlieka garso virpesius iš ausies kaušelio į ausies būgnelį. Išorinis klausos kanalas yra 2–5 cm ilgio kremzlės audinio, o vidinė 2/3 yra kaulas. Išorinis klausos kanalas yra išlenktas viršutine-užpakaline kryptimi ir lengvai išsitiesina, kai ausies kaklelis patraukiamas aukštyn ir atgal. Ausies kanalo odoje yra specialių liaukų, kurios išskiria gelsvą sekretą ( ausų vaškas), kurių funkcija yra apsaugoti odą nuo bakterinė infekcija ir pašalinių dalelių (vabzdžių).

Išorinį klausos kanalą nuo vidurinės ausies skiria ausies būgnelis, kuris visada yra įtrauktas į vidų. Tai plona jungiamojo audinio plokštelė, padengta išorėje sluoksniuotas epitelis, o iš vidaus – gleivinė. Išorinis klausos kanalas skirtas garso virpesiams perduoti į ausies būgnelį, kuris atskiria išorinę ausį nuo būgninė ertmė(vidurinė ausis).

Vidurinė ausis, arba būgninė ertmė, yra maža oru užpildyta kamera, esanti piramidėje laikinasis kaulas ir nuo išorinio klausos kanalo yra atskirtas ausies būgneliu. Šioje ertmėje yra kaulinės ir membraninės (būgninės membranos) sienos.

Ausies būgnelis yra mažai judanti 0,1 mikrono storio membrana, austa iš pluoštų, kurie eina skirtingomis kryptimis ir yra netolygiai ištempti skirtingos sritys. Dėl šios struktūros ausies būgnelis neturi savo svyravimų periodo, dėl kurio sustiprėtų garso signalai, sutampantys su jo paties svyravimų dažniu. Jis pradeda vibruoti veikiamas garso virpesių, einančių per išorinį klausos kanalą. Per skylę ant galinė siena Būgninė membrana susisiekia su mastoidiniu urvu.

Klausos (Eustachijaus) vamzdelio anga yra priekinėje būgninės ertmės sienelėje ir veda į nosies ryklės dalį. Dėl to atmosferos oras gali patekti į būgninę ertmę. Normali skylė Eustachijaus vamzdis uždaryta. Jis atsidaro rijimo judesių ar žiovulio metu, padėdamas išlyginti oro slėgį ausies būgnelyje iš vidurinės ausies ertmės pusės ir išorinės klausos angos, taip apsaugodamas ją nuo plyšimų, dėl kurių pablogėja klausa.

Būgno ertmėje guli klausos kaulai . Jie yra labai mažo dydžio ir yra sujungti grandine, kuri tęsiasi nuo ausies būgnelis prieš vidinė siena būgninė ertmė.

Tolimiausias kaulas yra plaktukas- jo rankena sujungta su ausies būgneliu. Malleus galva yra sujungta su incus, kuris judamai susijungia su galva balnakilpės.

Klausos kaulai tokius pavadinimus gavo dėl savo formos. Kaulai yra padengti gleivine. Du raumenys reguliuoja kaulų judėjimą. Kaulų jungtis yra tokia, kad garso bangų slėgis ovalo lango membranoje padidėja 22 kartus, o tai leidžia silpnoms garso bangoms perkelti skystį viduje. sraigė.

Vidinė ausis uždarytas smilkininiame kaule ir yra ertmių ir kanalų sistema, esanti smilkininio kaulo kaulinėje dalyje. Kartu jie sudaro kaulinį labirintą, kuriame yra membraninis labirintas. Kaulų labirintas reprezentuoja kaulų ertmes įvairių formų ir susideda iš vestibiulio, trijų pusapvalių kanalų ir sraigės. Membraninis labirintas apima sudėtinga sistema ploni membraniniai dariniai, išsidėstę kaulų labirinte.

Visos vidinės ausies ertmės užpildytos skysčiu. Plėvinio labirinto viduje yra endolimfa, o skystis, plaunantis membraninį labirintą išorėje, yra perilimfa ir savo sudėtimi panašus į smegenų skystį. Endolimfa skiriasi nuo perilimfos (joje yra daugiau kalio jonų ir mažiau natrio jonų) – ji turi teigiamą krūvį perilimfos atžvilgiu.

Preliudija- centrinė dalis kaulinis labirintas, kuris bendrauja su visomis savo dalimis. Užpakalinėje prieangyje yra trys kauliniai pusapvaliai kanalai: viršutinis, užpakalinis ir šoninis. Šoninis pusapvalis kanalas yra horizontaliai, kiti du yra stačiu kampu į jį. Kiekvienas kanalas turi išplėstą dalį – ampulę. Jame yra membraninė ampulė, užpildyta endolimfa. Kai endolimfa pasislenka pasikeitus galvos padėčiai erdvėje, ji susierzina nervų galūnės. Sužadinimas nervinėmis skaidulomis perduodamas į smegenis.

Sraigė yra spiralinis vamzdis, kuris sudaro du su puse apsisukimo aplink kūgio formos kaulinį strypą. Tai centrinė klausos organo dalis. Sraigės kaulinio kanalo viduje yra plėvinis labirintas, arba sraigės latakas, į kurį patenka aštuntos kochlearinės dalies galūnės. kaukolės nervas Virpesiai perilimfoje perduodami kochlearinio latako endolimfai ir suaktyvina aštuntojo galvinio nervo klausos dalies nervines galūnes.

Vestibulokochlearinis nervas susideda iš dviejų dalių. Vestibuliarinė dalis veda nerviniai impulsai nuo prieangio ir pusapvalių kanalų iki tilto vestibuliarinių branduolių ir pailgosios smegenys o toliau – iki smegenėlių. Kochlearinė dalis perduoda informaciją išilgai skaidulų, einančių iš spiralinio (žievės) organo į kamieno klausos branduolius, o po to per keletą jungiklių subkortikiniai centrai- iki žievės viršutinė dalis laikinoji skiltis smegenų pusrutuliai.

Garso virpesių suvokimo mechanizmas

Garsai kyla dėl oro virpesių ir sustiprėja ausyje. Tada garso banga per išorinį klausos kanalą nukreipiama į ausies būgnelį, todėl ji vibruoja. Ausies būgnelio vibracija perduodama klausos kauliukų grandinei: malleus, incus ir stapes. Pagrindas kėbulo naudojant elastinis raištis pritvirtintas prie vestibiulio lango, dėl kurio vibracijos perduodamos į perilimfą. Savo ruožtu per membraninę kochlearinio latako sienelę šios vibracijos pereina į endolimfą, kurios judėjimas sukelia spiralinio organo receptorinių ląstelių dirginimą. Gautas nervinis impulsas seka vestibulokochlearinio nervo kochlearinės dalies skaidulas į smegenis.

Klausos organu suvokiamų garsų vertimas kaip malonus ir diskomfortas vyksta smegenyse. Netaisyklingos garso bangos sukelia triukšmo pojūtį, o įprastos, ritmiškos bangos suvokiamos kaip muzikos tonai. Garsai sklinda 343 km/s greičiu, esant 15–16ºС oro temperatūrai.

MEDICINOS ENCIKLOPEDIJA

FIZIOLOGIJA

Kaip ausis suvokia garsus

Ausis yra organas, kuris garso bangas paverčia nerviniais impulsais, kuriuos smegenys gali suvokti. Sąveikaujant tarpusavyje, vidinės ausies elementai duoda

gebame atskirti garsus.

Anatomiškai padalintas į tris dalis:

□ Išorinė ausis – skirta nukreipti garso bangas į vidines ausies struktūras. Jį sudaro ausies kaklelis, kuris yra elastinga kremzlė, padengta oda poodinis audinys, sujungtas su galvos oda ir išoriniu klausos kanalu – klausos vamzdeliu, padengtas ausų siera. Šis vamzdelis baigiasi ausies būgneliu.

□ Vidurinė ausis yra ertmė, kurioje yra maži klausos kaulai (plaktukas, įdubimas, kuokšteliai) ir dviejų mažų raumenų sausgyslės. Balnakilpės padėtis leidžia jai atsitrenkti ovalus langas, kuris yra įėjimas į sraigę.

□ Vidinę ausį sudaro:

■ iš kaulinio labirinto pusapvalių kanalų ir labirinto prieangio, kurie yra dalis vestibuliarinis aparatas;

■ iš sraigės – tikrojo klausos organo. Vidinės ausies sraigė labai primena gyvos sraigės kiautą. Skersai

Skerspjūvyje matosi, kad jis susideda iš trijų išilginių dalių: scala tympani, scala vestibular ir kochlearinio kanalo. Visos trys konstrukcijos užpildytos skysčiu. Spiralinis Corti organas yra kochleariniame kanale. Jį sudaro 23 500 jautrių, plaukais aprūpintų ląstelių, kurios iš tikrųjų fiksuoja garso bangas ir perduoda jas klausos nervas perduoti juos į smegenis.

Ausies anatomija

Išorinė ausis

Susideda iš ausies kaušelio ir išorinio klausos kanalo.

Vidurinė ausis

Jame yra trys maži kaulai: plaktukas, priekalas ir balnakilpė.

Vidinė ausis

Jame yra kaulinio labirinto pusapvaliai kanalai, labirinto prieangis ir sraigė.

< Наружная, видимая часть уха называется ушной раковиной. Она служит для передачи звуковых волн в слуховой канал, а оттуда в среднее и внутреннее ухо.

Ir groja išorinė, vidurinė ir vidinė ausis svarbus vaidmuo laiduojant ir perduodant garsą iš išorinė aplinkaį smegenis.

Kas yra garsas?

Garsas sklinda per atmosferą, judėdamas iš srities aukštas spaudimasį žemą plotą.

Garso banga

su aukštesniu dažniu (mėlyna) atitinka aukšto tono garsą. Žalia spalva rodo žemą garsą.

Dauguma garsų, kuriuos girdime, yra įvairaus dažnio ir amplitudės garso bangų derinys.

Garsas yra energijos rūšis; Garso energija atmosferoje perduodama oro molekulių virpesių pavidalu. Nesant molekulinės terpės (oro ar bet kokios kitos), garsas negali sklisti.

MOLEKULIŲ JUDĖJIMAS Atmosferoje, kurioje sklinda garsas, yra aukšto slėgio sritys, kuriose oro molekulės išsidėsčiusios arčiau viena kitos. Jie pakaitomis su sritimis žemas spaudimas, kur oro molekulės yra nutolusios viena nuo kitos didesniu atstumu.

Kai kurios molekulės susiduria su kaimyninėmis molekulėmis, jos perduoda joms savo energiją. Sukuriama banga, galinti nukeliauti didelius atstumus.

Taip perduodama garso energija.

Kai aukšto ir žemo slėgio bangos pasiskirsto tolygiai, sakoma, kad tonas yra aiškus. Tokią garso bangą sukuria kamertonas.

Kalbos atkūrimo metu sukuriamos garso bangos pasiskirsto netolygiai ir yra sujungtos.

AUKŠTIS IR AMPLITUDA Garso aukštį lemia garso bangos virpesių dažnis. Jis matuojamas hercais (Hz), tuo didesnis garsas. Garso garsumą lemia garso bangos virpesių amplitudė. Žmogaus ausis suvokia garsus, kurių dažnis svyruoja nuo 20 iki 20 000 Hz.

< Полный диапазон слышимости человека составляет от 20 до 20 ООО Гц. Человеческое ухо может дифференцировать примерно 400 ООО различных звуков.

Šių dviejų jaučių dažnis yra toks pat, bet skiriasi a^vviy-du (vogna mėlyna spalva atitinka stipresnį garsą).

Straipsnio turinys

KLAUSDA, gebėjimas suvokti garsus. Klausa priklauso nuo: 1) ausies – išorinės, vidurinės ir vidinės – kuri suvokia garso virpesius; 2) klausos nervas, kuris perduoda iš ausies gaunamus signalus; 3) tam tikros smegenų dalys (klausos centrai), kuriose klausos nervais perduodami impulsai sukelia pradinių garso signalų suvokimą.

Bet koks garso šaltinis – smuiko styga, kuri laikoma lanku, oro stulpelis, judantis vargonų vamzdyje arba balso stygos kalbantis vyras– sukelia vibracijas aplinkiniame ore: iš pradžių momentinis suspaudimas, paskui momentinis retėjimas. Kitaip tariant, kintamų bangų serija padidėjo ir žemas kraujo spaudimas, kurie greitai plinta ore. Šis judantis bangų srautas sukuria garsą, kurį suvokia klausos organai.

Dauguma garsų, su kuriais susiduriame kiekvieną dieną, yra gana sudėtingi. Juos sukuria sudėtingi garso šaltinio svyruojantys judesiai, sukuriantys visą garso bangų kompleksą. Klausos tyrimo eksperimentuose jie stengiasi parinkti kuo paprastesnius garso signalus, kad būtų lengviau įvertinti rezultatus. Daug pastangų dedama siekiant užtikrinti paprastus periodinius garso šaltinio svyravimus (kaip švytuoklę). Gautas vieno dažnio garso bangų srautas vadinamas grynuoju tonu; tai yra reguliarus, sklandus aukšto ir žemo slėgio pasikeitimas.

Klausos suvokimo ribos.

Aprašytą „idealų“ garso šaltinį galima priversti vibruoti greitai arba lėtai. Tai leidžia išsiaiškinti vieną iš pagrindinių klausimų, kylančių tiriant klausą, būtent, koks yra minimalus ir maksimalus vibracijų, kurias žmogaus ausis suvokia kaip garsą, dažnis. Eksperimentai parodė šiuos dalykus. Kai svyravimai vyksta labai lėtai, mažiau nei 20 pilnų virpesių ciklų per sekundę (20 Hz), kiekviena garso banga girdima atskirai ir nesudaro ištisinio tono. Didėjant vibracijos dažniui, žmogus pradeda girdėti nuolatinį žemą toną, panašų į žemiausio vargonų boso vamzdžio garsą. Toliau didėjant dažniui, suvokiamas aukštis tampa didesnis; esant 1000 Hz, jis primena soprano aukštą C. Tačiau ši nata dar toli nuo viršutinės žmogaus klausos ribos. Tik kai dažnis artėja prie maždaug 20 000 Hz, normali žmogaus ausis pamažu nebegirdi.

Ausies jautrumas skirtingų dažnių garso virpesiams nėra vienodas. Jis ypač jautriai reaguoja į vidutinių dažnių (nuo 1000 iki 4000 Hz) svyravimus. Čia jautrumas toks didelis, kad bet koks reikšmingas jo padidėjimas būtų nepalankus: tuo pačiu ir konstanta foninis triukšmas atsitiktinis oro molekulių judėjimas. Kai dažnis mažėja arba didėja, palyginti su vidutiniu diapazonu, klausos aštrumas palaipsniui mažėja. Jaučiamo dažnių diapazono pakraščiuose garsas turi būti labai stiprus, kad būtų girdimas, toks stiprus, kad kartais fiziškai pajuntamas prieš išgirstant.

Garsas ir jo suvokimas.

Grynas tonas turi dvi nepriklausomas charakteristikas: 1) dažnį ir 2) stiprumą arba intensyvumą. Dažnis matuojamas hercais, t.y. nustatomas pagal pilnų virpesių ciklų skaičių per sekundę. Intensyvumas matuojamas garso bangų pulsuojančio slėgio dydžiu ant bet kurio artėjančio paviršiaus ir paprastai išreiškiamas santykiniais, logaritminiais vienetais – decibelais (dB). Reikia atsiminti, kad dažnio ir intensyvumo sąvokos taikomos tik garsui kaip išoriniam fiziniam dirgikliui; tai yra vadinamasis garso akustines charakteristikas. Kai kalbame apie suvokimą, t.y. O fiziologinis procesas, garsas vertinamas kaip aukštas arba žemas, o jo stiprumas suvokiamas kaip garsumas. Apskritai aukštis, subjektyvi garso charakteristika, yra glaudžiai susijęs su jo dažniu; Aukšto dažnio garsai suvokiami kaip aukšti. Taip pat, apibendrinant, galima sakyti, kad suvokiamas garsumas priklauso nuo garso stiprumo: intensyvesnius garsus girdime kaip stipresnius. Tačiau šie santykiai nėra nekintantys ir absoliutūs, kaip dažnai manoma. Jaučiamą garso aukštį tam tikru mastu įtakoja jo intensyvumas, o suvokiamą garsumą tam tikru mastu įtakoja dažnis. Taigi, keičiant garso dažnį, galima išvengti juntamo aukščio pasikeitimo, atitinkamai keičiant jo stiprumą.

"Mažiausias pastebimas skirtumas."

Tiek praktiniu, tiek teoriniu požiūriu, nustatyti minimalų dažnio ir garso stiprumo skirtumą, kurį gali aptikti ausis, yra labai svarbu. svarbi problema. Kaip reikėtų keisti garso signalų dažnį ir stiprumą, kad klausytojas tai pastebėtų? Pasirodo, minimalų pastebimą skirtumą lemia santykinis garso charakteristikų pokytis, o ne absoliutus pokytis. Tai taikoma tiek dažniui, tiek garso stiprumui.

Santykinis dažnio pokytis, reikalingas diskriminacijai, skiriasi garsams skirtingi dažniai, ir to paties dažnio, bet skirtingo stiprumo garsams. Tačiau galima sakyti, kad plačiame dažnių diapazone nuo 1000 iki 12 000 Hz jis yra maždaug 0,5%. Šis procentas (vadinamasis diskriminacijos slenkstis) yra šiek tiek didesnis, kai dažnis yra aukštesnis, ir žymiai didesnis, kai dažnis žemesnis. Vadinasi, ausis yra mažiau jautri dažnio pokyčiams dažnių diapazono pakraščiuose nei vidutinėse reikšmėse, ir tai dažnai pastebi visi grojantys pianinu; intervalas tarp dviejų labai aukštų arba labai žemų natų atrodo mažesnis nei vidurinio diapazono natų.

Mažiausias pastebimas skirtumas šiek tiek skiriasi, kai kalbama apie garso intensyvumą. Diskriminacijai reikalingas gana didelis, apie 10 %, garso bangų slėgio pokytis (t. y. apie 1 dB), o ši vertė yra gana pastovi beveik bet kokio dažnio ir intensyvumo garsams. Tačiau kai dirgiklio intensyvumas mažas, minimalus juntamas skirtumas žymiai padidėja, ypač žemo dažnio tonams.

Obertonai ausyje.

Būdinga beveik bet kurio garso šaltinio savybė yra ta, kad jis ne tik sukuria paprastus periodinius virpesius (grynas tonas), bet ir atlieka sudėtingus svyruojančius judesius, kurie vienu metu sukuria kelis grynus tonus. Paprastai toks sudėtingas tonas susideda iš harmoninių eilučių (harmonikų), t.y. nuo žemiausio, pagrindinio, dažnio plius obertonai, kurių dažniai viršija pagrindinį sveikuoju skaičiumi kartų (2, 3, 4 ir pan.). Taigi objektas, vibruojantis 500 Hz pagrindiniu dažniu, taip pat gali sukurti 1000, 1500, 2000 Hz ir tt obertonus. Žmogaus ausis, reaguodama į garso signalą, elgiasi panašiai. Anatominės savybės ausis suteikia daug galimybių įeinančio gryno tono energiją bent iš dalies paversti obertonais. Tai reiškia, kad net tada, kai šaltinis sukuria gryną toną, dėmesingas klausytojas gali išgirsti ne tik pagrindinį toną, bet ir vieną ar du subtilius obertonus.

Dviejų tonų sąveika.

Kai ausis vienu metu suvokia du grynus tonus, galima pastebėti tokius jų variantus: bendras veiksmas, priklausomai nuo pačių tonų pobūdžio. Jie gali užmaskuoti vienas kitą, mažindami garsumą. Dažniausiai tai atsitinka, kai tonai mažai skiriasi dažniu. Du tonai gali sujungti vienas su kitu. Tuo pačiu metu girdime garsus, kurie atitinka arba dažnių skirtumą tarp jų, arba jų dažnių sumą. Kai du tonai yra labai artimi dažniui, girdime vieną toną, kurio aukštis yra maždaug lygus tam dažniui. Tačiau šis tonas tampa garsesnis ir tylesnis, nes du šiek tiek nesuderinami akustiniai signalai nuolat sąveikauja, sustiprindami arba panaikindami vienas kitą.

Tembras.

Objektyviai vertinant, tie patys sudėtingi tonai gali skirtis sudėtingumo laipsniu, t.y. pagal kompoziciją ir obertonų intensyvumą. Subjektyvi suvokimo ypatybė, paprastai atspindinti garso savitumą, yra tembras. Taigi sudėtingo tono sukeliami pojūčiai pasižymi ne tik tam tikru aukščiu ir garsumu, bet ir tembru. Kai kurie garsai atrodo sodrūs ir sotūs, kiti – ne. Visų pirma dėl tembrų skirtumų tarp daugybės garsų atpažįstame įvairių instrumentų balsus. Fortepijonu grojamą A natą galima lengvai atskirti nuo tos pačios natos, grojamos ant rago. Tačiau jei pavyksta išfiltruoti ir prislopinti kiekvieno instrumento obertonus, šių natų atskirti nepavyks.

Garsų lokalizavimas.

Žmogaus ausis ne tik skiria garsus ir jų šaltinius; abi ausys, dirbdamos kartu, gali gana tiksliai nustatyti, iš kurios pusės sklinda garsas. Kadangi ausys yra priešingose ​​galvos pusėse, garso bangos iš garso šaltinio jų nepasiekia tiksliai vienu metu ir paveikia keletą skirtingos stiprybės. Dėl minimalaus laiko ir jėgos skirtumo smegenys gana tiksliai nustato garso šaltinio kryptį. Jei garso šaltinis yra griežtai priekyje, smegenys jį lokalizuoja kartu horizontalioji ašis kelių laipsnių tikslumu. Jei šaltinis perkeliamas į vieną pusę, lokalizacijos tikslumas yra šiek tiek mažesnis. Atskirti garsą iš užpakalio nuo garso priekyje, taip pat lokalizuoti jį išilgai vertikalios ašies, pasirodo, yra šiek tiek sunkiau.

Triukšmas

dažnai apibūdinamas kaip atonalus garsas, t.y. susidedantis iš įvairių. nesusijusius dažnius, todėl nuosekliai nekartoja tokio aukšto ir žemo slėgio bangų kaitos, kad sukurtų kokį nors konkretų dažnį. Tačiau iš tikrųjų beveik bet koks „triukšmas“ turi savo aukštį, kurį lengva patikrinti klausantis ir lyginant įprastus triukšmus. Kita vertus, bet koks „tonas“ turi grubumo elementų. Todėl šiais terminais sunku apibrėžti triukšmo ir tono skirtumus. Dabar vyrauja tendencija triukšmą apibrėžti psichologiškai, o ne akustiškai, triukšmą vadinant tiesiog nepageidaujamu garsu. Sumažinti triukšmą šia prasme tapo skubu šiuolaikinė problema. Nors nuolatinis garsus triukšmas neabejotinai sukelia kurtumą, o darbas triukšmingoje aplinkoje sukelia laikiną stresą, poveikis tikriausiai yra mažiau ilgalaikis ir stiprus poveikis, kuri kartais jam priskiriama.

Nenormali klausa ir gyvūnų klausa.

Natūrali paskata žmogaus ausis garsas sklinda ore, tačiau ausį galima paveikti kitais būdais. Pavyzdžiui, visi žino, kad po vandeniu girdimas garsas. Taip pat, jei kaulinę galvos dalį pritaikysite vibracijos šaltiniu, dėl kaulų laidumas atsiranda garso pojūtis. Šis reiškinys yra gana naudingas esant kai kurioms kurtumo formoms: mažas siųstuvas, uždedamas tiesiai ant mastoidinio audinio (kaukolės dalies, esančios už ausies), leidžia pacientui išgirsti garsus, kuriuos sustiprina siųstuvas per kaukolės kaulus per kaulą. laidumas.

Žinoma, ne tik žmonės turi klausą. Gebėjimas girdėti atsiranda ankstyvosiose evoliucijos stadijose ir jau egzistuoja vabzdžiuose. Skirtingi tipai gyvūnai suvokia įvairaus dažnio garsus. Vieni girdi mažesnį garsų diapazoną nei žmogus, kiti – didesnį. Puikus pavyzdys yra šuo, kurio ausis jautriai reaguoja į dažnius, kurie yra už žmogaus klausos diapazono ribų. Vienas iš naudojimo būdų yra švilpukų gamyba, kurių garsas žmonėms negirdimas, bet pakankamai stiprus, kad šunys girdėtų.

Klausos organai leidžia išgirsti ir analizuoti informaciją, atskirti daugybę garsų. Nuo jų priklauso bendravimas ir saugumas. Klausos organo suvokiama informacija sudaro 30% visų duomenų, iš kurių žmogus gauna išorinis pasaulis. Kokios žmogaus klausos ypatybės ir garso suvokimo ribos bus aptartos straipsnyje.

Žmogaus klausos išskirtinumas

Šiuo metu žmonės duomenis suvokia pirmiausia per regėjimą, o gebėjimas girdėti vis dar yra būtinas gyvenimo aspektas.

Žmogaus klausa – tai gebėjimas priimti garsinę informaciją per klausos organus. Akustinis suvokimas yra vienas iš 5 biologinių žmogaus pojūčių. Mūsų vestibuliarinis-klausos organas ne tik fiksuoja garso bangas, bet ir yra atsakingas už kūno pusiausvyrą erdvėje. Dabar mokslininkai gali nesunkiai išmatuoti garso impulsų dažnį ir diapazoną, tačiau vis dar sunku paaiškinti, kaip gauta informacija atvaizduojama smegenyse.

Klausos organas yra labai jautrus ir efektyviai atlieka savo funkcijas. Tuo pačiu gamta pasirūpino jautrumo laipsniu, jei jis būtų dar didesnis, žmogus suvoktų dar daugiau garsų ir girdėtų nuolatinį šnypštimą ir mišrius garsus. Todėl didėjant jautrumui klausos organai garso įtakos nereikia.

Ausys praktiškai nepavargsta nepaisant to, kad savo funkcijas atlieka visą laiką. Atsigavimas po lengvos mankštos sveikas žmogusįvyksta per kelias minutes. Abi ausys yra tarpusavyje susijusios, jei viena pavargsta, kitoje laikinai susilpnėja klausos funkcija.

Apie klausą svarbu žinoti, kad esant normaliam aštrumui, žmogaus ausis šnabždesį suvokia nuo 6–7 m. Pastebėta, kad su amžiumi blogėja klausos funkcija. Didžiausia ūminė klausa laikoma 12–20 metų amžiaus. Jau sulaukęs 20 metų žmogus nepastebimai pradeda blogiau girdėti. Tai paaiškinama tuo, kad laikui bėgant miršta specialūs receptoriai, kurie suvokia garso virpesius ir paverčia juos nerviniais impulsais.

Spektaklis paprastos taisyklės klausos higiena, reguliarus patikrinimas profilaktiniai tyrimai Ir laiku gydyti ENT ligos, sumažinkite riziką ankstyvas nuosmukis jo sąmojis.

Garso suvokimo mechanizmas

Daroma prielaida, kad garsas yra fizinės prigimties reiškinys, kuris yra nuolatinis signalas, perduodantis informaciją.

Jo suvokimo ausyse mechanizmas yra gana sudėtingas ir susideda iš šių etapų:

• Garso impulsas patenka į ausies kanalą ir stimuliuoja ausies būgnelio virpesius.
• Garso slėgis provokuoja vibruojančius ausies būgnelio judesius.
• Susidariusios vibracijos prasiskverbia į sraigę.
• Sraigėje esantis skystis vibruoja, todėl plaukų ląstelės juda.
• Plaukų ląstelės gamina elektrinius signalus, kurie veikia klausos nervą.
• Signalas į smegenis patenka per klausos nervą.

Visi garsai, kuriuos suvokia žmonės, skiriasi garsumu, tonalumu ir dažniu. Signalo garsumas tiesiogiai priklauso nuo atstumo tarp klausos organo ir objekto, skleidžiančio garso impulsą.

Garsą skleidžiančio objekto vibracijos greitis lemia garso dažnį. Tonalumo lygiui įtakos turi garso signale esantys obertonai, tiksliau jų skaičius ir stiprumas.

Galime girdėti skirtingus garsus, nes jie sukelia skirtingas vibracijas, todėl į smegenis siunčiami skirtingi impulsai.

Be to, asmuo, suvokiantis garso pranešimus, gali lengvai nustatyti, iš kur ateina signalas. Tai paaiškinama tuo, kad oro virpesiai iš pradžių patenka į vieną, o paskui į kitą ausį su tūkstantosios sekundės dalies skirtumu. Ši seka leidžia naršyti, iš kurios pusės sklinda garsas.

Garso suvokimo ribos

Yra žinoma, kad žmogaus klausos dažnių diapazonas svyruoja nuo 16 iki 20 000 Hz. Viršutinis limitas mažėja su amžiumi. Kai kurie žmonės gali aptikti net 24 000 Hz dažnius, o tai yra reta. Įdomu tai, kad gyvūnai geba aptikti aukštesnio dažnio garso virpesius, todėl šunys gali girdėti signalus, kurių dažnis siekia iki 38 000 Hz, katės – iki 70 000 Hz.

Asmuo gali suvokti garso bangas žemiau 60 Hz tik esant žemesniam nei 16 Hz vibracijos lygiui (infragarsai). Jie gali neigiamai paveikti nervų būklę ir endokrininės sistemos, Vidaus organai. Infragarsai generuojami per natūralus fenomenas(žemės drebėjimai, audros, uraganai ir kt.). Jie taip pat gali atsirasti dėl didelės įrangos (turbinų, užtvankų, generatorių, krosnių ir kt.) veikimo.

Jei dažnis viršija 20 000 Hz, tai yra ultragarsas, kuris nekelia pavojaus žmonėms, kai kurie gyvūnai jį naudoja informacijos perdavimui tarpusavyje. Palyginimui, žmogaus kalba atitinka 300–4000 Hz ribą.

Be to, diapazonas skirstomas į žemų dažnių garsus – iki 500 Hz, vidutinius – 500–1000 Hz ir aukštus – virš 10000 Hz.

Daugelis veiksnių turi įtakos žmogaus gebėjimui atskirti dažnius:

• Amžius.
• Klausos aparato ligos.
• Nuovargis.
• Klausos lavinimo lygis.

Garso suvokimas labai priklauso nuo garsumo lygio ir matuojamas decibelais (dB):

• 0 dB ( apatinė eilutė) – nieko negirdi.
• 25–30 dB – žmogaus šnabždesys.
• 40–45 dB – normalus pokalbis.
• 100 dB – orkestras, metro vagonas, didžiausias leistinas ausinių garsumas.
• 120 dB – kūjis.
• 130 dB – ateina skausmo slenkstis ir smegenų sukrėtimas (lėktuvas kilimo metu).
• 150 dB – traumos (raketos paleidimas).
• Jei garso slėgis viršija 160 dB, gali plyšti ausies būgnelis ir plaučiai.
• Pasiekus 200 dB ribą, įvyksta mirtis (triukšmo ginklas).

Retas trumpas garso slėgio padidėjimas iki 120 dB nesukels neigiamų pasekmių, tačiau jei žmogaus klausa dažnai ir ilgai bus veikiama garsumo, viršijančio 80 dB, klausos funkcija pablogės ar net iš dalies prarandama.

Turėtumėte saugoti ausis ir naudoti ausų apsaugos priemones asmeninė apsauga(ausinės, ausinės, šalmai), jei dirbate triukšmingoje pramonėje, dažnai einate į medžioklę, šaudote arba naudojate elektrinius įrankius (plaktuką, grąžtą, plaktuką ir kt.).

Žmogus garsą suvokia per ausį (pav.).

Lauke yra kriauklė išorinė ausis , einantis į klausos landą skersmens D 1 = 5 mm ir ilgis 3 cm.

Toliau – ausies būgnelis, kuris vibruoja veikiamas garso bangos (rezonuoja). Membrana pritvirtinta prie kaulų vidurinė ausis , perduodant vibraciją į kitą membraną ir toliau į vidinę ausį.

Vidinė ausis atrodo kaip susuktas vamzdelis („sraigė“) su skysčiu. Šio vamzdžio skersmuo D 2 = 0,2 mm ilgio 3-4 cm ilgai.

Kadangi oro vibracijos garso bangoje yra silpnos, kad tiesiogiai sužadintų skystį sraigėje, vidurinės ir vidinės ausies sistema kartu su jų membranomis atlieka hidraulinio stiprintuvo vaidmenį. Vidinės ausies būgnelio plotas yra mažesnis nei vidurinės ausies membranos plotas. Garso spaudimas ausų būgneliams yra atvirkščiai proporcingas sričiai:

.

Todėl vidinės ausies spaudimas žymiai padidėja:

.

Vidinėje ausyje per visą ilgį ištempta kita plėvelė (išilginė), ausies pradžioje kieta, o gale minkšta. Kiekviena šios išilginės membranos dalis gali vibruoti savo dažniu. Kietojoje dalyje sužadinami aukšto dažnio svyravimai, o minkštoje – žemo dažnio svyravimai. Išilgai šios membranos yra vestibulokochlearinis nervas, kuris jaučia vibracijas ir perduoda jas į smegenis.

Mažiausias garso šaltinio vibracijos dažnis 16-20 Hz ausis suvokia kaip žemo dažnio garsą. Regionas didžiausias klausos jautrumas fiksuoja dalį vidutinio dažnio ir dalį aukšto dažnio subdiapazonų ir atitinka dažnių diapazoną nuo 500 Hz prieš 4-5 kHz . Žmogaus balsas ir daugumos mums svarbių gamtos procesų skleidžiami garsai turi dažnį tame pačiame intervale. Šiuo atveju garsai, kurių dažniai svyruoja nuo 2 kHz prieš 5 kHz girdimas ausimi kaip skambėjimas ar švilpimas. Kitaip tariant, svarbiausia informacija perduodama garso dažniais iki maždaug 4-5 kHz.

Pasąmoningai žmogus skirsto garsus į „teigiamus“, „neigiamus“ ir „neutralius“.

Neigiami garsai apima garsus, kurie anksčiau buvo nepažįstami, keisti ir nepaaiškinami. Jie sukelia baimę ir nerimą. Tai taip pat apima žemo dažnio garsus, pavyzdžiui, žemą būgno ūžimą ar vilko kauksmą, nes jie kelia baimę. Be to, baimę ir siaubą kelia negirdimi žemo dažnio garsai (infragarsas). Pavyzdžiai:

XX amžiaus 30-aisiais didžiulis vargonų vamzdis buvo naudojamas kaip scenos efektas viename iš Londono teatrų. Šio vamzdžio infragarsas privertė visą pastatą drebėti, o žmones apėmė siaubas.

Nacionalinės fizikos laboratorijos Anglijoje darbuotojai atliko eksperimentą, įprastų akustinių klasikinės muzikos instrumentų garsą papildydami itin žemais (infragarsiniais) dažniais. Klausytojai pajuto nuotaikos kritimą ir išgyveno baimės jausmą.

Maskvos valstybinio universiteto Akustikos katedroje buvo atliekami roko ir pop muzikos įtakos tyrimai Žmogaus kūnas. Paaiškėjo, kad pagrindinio kompozicijos „Deep People“ ritmo dažnis sukelia nekontroliuojamą jaudulį, savęs kontrolės praradimą, agresyvumą aplinkiniams ar neigiamas emocijas sau. Iš pirmo žvilgsnio eufoniška daina „The Beatles“ pasirodė žalinga ir net pavojinga, nes jos bazinis ritmas yra apie 6,4 Hz. Šis dažnis rezonuoja su dažniais krūtinė, pilvo ertmė ir yra artimas natūraliam smegenų dažniui (7 Hz). Todėl klausantis šios kompozicijos pilvo ir krūtinės audiniai pradeda skaudėti ir pamažu griūva.

Infragarsas sukelia žmogaus kūno vibracijas įvairios sistemos, ypač širdies ir kraujagyslių. Tai turi neigiamą poveikį ir gali sukelti, pavyzdžiui, hipertenziją. 12 Hz dažnio virpesiai, jei jų intensyvumas viršija kritinę ribą, gali sukelti mirtį aukštesni organizmai, įskaitant žmones. Šis ir kiti infragarso dažniai yra gamybos triukšmas, greitkelių triukšmas ir kiti šaltiniai.

komentuoti: Gyvūnams muzikos dažnių ir natūralių dažnių rezonansas gali sukelti smegenų funkcijos sutrikimą. Skambant „metal rock“, karvės nustoja duoti pieno, o kiaulės, atvirkščiai, dievina metalinį roką.

Upelio, jūros potvynio ar paukščių čiulbėjimo garsai yra teigiami; jie sukelia ramybę.

Be to, rokas ne visada yra blogas. Pavyzdžiui, bando grojama kantri muzika padeda pasveikti, nors ir blogai veikia sveikatą pačioje ligos pradžioje.

Teigiami garsai apima klasikines melodijas. Pavyzdžiui, amerikiečių mokslininkai neišnešiotus kūdikius įdėdavo į dėžes, kad galėtų klausytis Bacho ir Mocarto muzikos, vaikai greitai atsigavo ir priaugo svorio.

Varpelių skambėjimas teigiamai veikia žmonių sveikatą.

Bet koks garso efektas sustiprėja prieblandoje ir tamsoje, nes mažėja per regėjimą gaunamos informacijos dalis

Garso sugertis ore ir apgaubiančius paviršius

Garso sugertis ore

Kiekvienu laiko momentu bet kuriame patalpos taške garso intensyvumas yra lygus tiesioginio garso, tiesiogiai sklindančio iš šaltinio, ir garso, atsispindinčio nuo patalpą uždarančių paviršių, intensyvumo sumai:

Kai garsas sklinda atmosferos ore ir bet kurioje kitoje terpėje, atsiranda intensyvumo nuostoliai. Šie nuostoliai atsiranda dėl garso energijos sugerties ore ir apgaubiančių paviršių. Panagrinėkime garso sugerties naudojimą bangų teorija .

Absorbcija garsas yra reiškinys, kai garso bangos energija negrįžtamai virsta kitos rūšies energija, pirmiausia energija šiluminis judėjimas aplinkos dalelių. Garso sugertis vyksta tiek ore, tiek tada, kai garsas atsispindi nuo gaubiančių paviršių.

Garso sugertis ore kartu su garso slėgio sumažėjimu. Tegul garsas sklinda kryptimi r iš šaltinio. Tada priklausomai nuo atstumo r garso šaltinio atžvilgiu garso slėgio amplitudė mažėja pagal eksponentinė teisė :

, (63)

Kur p 0 – pradinis garso slėgis ties r = 0

,

 – absorbcijos koeficientas garsas. Formulė (63) išreiškia garso sugerties dėsnis .

Fizinė prasmė koeficientas  yra tai, kad absorbcijos koeficientas yra skaitinis lygi vertei, atstumas, kuriuo garso slėgis sumažėja e = 2,71 kartą:

SI vienetas:

.

Kadangi garso stiprumas (intensyvumas) yra proporcingas garso slėgio kvadratui, tai tas pats garso sugerties dėsnis gali būti parašytas taip:

, (63*)

Kur aš 0 – garso stiprumas (intensyvumas) šalia garso šaltinio, t.y r = 0 :

.

Priklausomybių grafikai p garsas (r) Ir aš(r) yra pateiktos fig. 16.

Iš formulės (63*) išplaukia, kad garso intensyvumo lygiui galioja lygtis:

.

. (64)

Todėl absorbcijos koeficiento SI vienetas yra: neper vienam metrui

,

Be to, jį galima apskaičiuoti belah už metrą (b/m) arba decibelų už metrą (dB/m).

komentuoti: Galima apibūdinti garso sugertį nuostolių faktorius , kuris yra lygus

, (65)

Kur  – garso bangos ilgis, gaminys  – l ogaritminio slopinimo koeficientas garsas. Reikšmė, lygi nuostolių koeficiento atvirkštinei dydžiui

,

paskambino kokybės faktorius .

Kol kas nėra visos teorijos apie garso sugertį ore (atmosferoje). Daugybė empirinių įvertinimų suteikia skirtingas absorbcijos koeficiento vertes.

Pirmąją (klasikinę) garso sugerties teoriją sukūrė Stoksas ir ji remiasi klampumo (vidinės trinties tarp terpės sluoksnių) ir šilumos laidumo (temperatūros išlyginimo tarp terpės sluoksnių) įtaka. Supaprastinta Stokso formulė turi formą:

, (66)

Kur  – oro klampumas,  – Puasono koeficientas,  0 – oro tankis esant 0 0 C,  – garso greitis ore. Įprastomis sąlygomis ši formulė bus tokia:

. (66*)

Tačiau Stokso formulė (63) arba (63*) galioja tik monatominis dujos, kurių atomai turi tris transliacinius laisvės laipsnius, t.y., kai  =1,67 .

Dėl 2, 3 arba poliatominių molekulių dujos prasmė  žymiai daugiau, nes garsas sužadina sukimosi ir vibracinius molekulių laisvės laipsnius. Tokioms dujoms (įskaitant orą) formulė tikslesnė

, (67)

Kur T n = 273,15 tūkst. absoliuti ledo tirpimo temperatūra (trigubas taškas), p n = 1,013 . 10 5 Pa - normalus atmosferos slėgis, T Ir p– tikroji (išmatuota) temperatūra ir atmosferos slėgis,  =1,33 dviatominėms dujoms,  =1,33 tri- ir daugiaatomėms dujoms.

Garso sugertis uždarant paviršius

Garso sugertis uždarant paviršius atsiranda, kai nuo jų atsispindi garsas. Šiuo atveju dalis garso bangos energijos atsispindi ir sukelia stovinčių garso bangų atsiradimą, o kita energija paverčiama kliūties dalelių šiluminio judėjimo energija. Šie procesai pasižymi atitveriančios konstrukcijos atspindžio koeficientu ir sugerties koeficientu.

Atspindžio koeficientas garsas iš kliūties bematis dydis, lygus bangos energijos dalies santykiuiW neigiamas , atsispindi nuo kliūties, į visą bangos energijąW padas krisdamas ant kliūties

.

Garso sugertis kliūtimi pasižymi absorbcijos koeficientas – bematis dydis, lygus bangos energijos dalies santykiuiW sugeriantis apimtas kliūties(ir paverčiama barjerinės medžiagos vidine energija), visai bangų energijaiW padas krisdamas ant kliūties

.

Vidutinis absorbcijos koeficientas visų gaubiančių paviršių garsas yra lygus

,

, (68*)

Kur  i – medžiagos garso sugerties koeficientas i kliūtis, S i – sritis i kliūtis S– bendras kliūčių plotas, n- įvairių kliūčių skaičius.

Iš šios išraiškos galime daryti išvadą, kad vidutinis sugerties koeficientas atitinka vieną medžiagą, kuri galėtų padengti visus patalpos barjerų paviršius, išlaikant bendra garso sugertis (A ), lygus

. (69)

Fizinė bendros garso sugerties reikšmė (A): skaičiais lygus 1 m2 ploto atviros angos garso sugerties koeficientui.

.

Garso sugerties matavimo vienetas vadinamas sabin:

.