اولین صداها 2.5-3 ماه هستند. زمزمه: a-aa، g-u، sh-i، boo-u، هی و غیره 4 ماه. لوله: اللّه لی، آتی آی و... 7-8.5 ماه. Babbles، هجاها را تلفظ می کند: بابا، بله-دا-دا، و غیره. 8.5-9.5 ماه. حرف زدن تعدیل شده: هجاها را با آهنگ های مختلف تکرار می کند. 9.5–1 سال 6 ماه. کلمات: مامان،

رونکو آرتم و اسماعیلوف دیما

در این کار طراحی و پژوهشی، دانش‌آموزان به بررسی ساختار گوش، ماهیت صدا و ویژگی‌های اصلی آن، تأثیر آن بر اشیاء بی‌جان و موجودات زنده پرداختند.

دانلود:

پیش نمایش:

مسابقه شهرداری آثار طراحی و پژوهشی

دانش آموزان مقطع متوسطه "من یک محقق هستم"

جهت: فیزیکی

پژوهش

موضوع: "چرا صداها را می شنویم؟"

(تحقیق امواج صوتی)

رونکو آرتیوم الکساندرویچ،

دانش آموزان کلاس چهارم دبیرستان شماره 5 MBOU

شاتورا

سرپرست: استولچنوا ماریا دمیتریونا،

معلم مدرسه ابتدایی

2012

معرفی.

1.1.از تاریخچه صدا.

1.2. صدا چیست؟

1.3. صدا و شنوایی. ساختار گوش. چرا باید مراقب گوش خود باشید؟ 1.4 انتشار صدا.

1.5. سونوگرافی و مادون صوت. پژواک در طبیعت.

فصل 2. تحقیق من.

2.1.تشکیل صدا.

2.2. مطالعه ویژگی های صدا: ارتفاع، تایم، حجم.

2.3. پدیده های صوتی. (تجربه. تأثیر حجم بر جمادات؛ بر موجودات زنده).

نتیجه.

کتابشناسی - فهرست کتب.

پیوست 1.

ضمیمه 2.

معرفی

آنها سعی می کنند تکه های پوستر را زمزمه کنند،

سقف های آهنی سعی می کنند فریاد بزنند،

و آب در لوله ها سعی می کند آواز بخواند

و به این ترتیب سیم ها بدون قدرت زمزمه می کنند.

ای. یوتوشنکو

ما در دنیای شگفت انگیزی از صداها زندگی می کنیم. همه جا ما را احاطه کرده اند. صدای باد و خش خش برگ ها، زمزمه نهر و غرش رعد و برق، صدای ساز موسیقی، آواز بلبل و جیک ملخ، صدای جیر جیر در و صدای موتورها

صدا چیست؟ چگونه بوجود می آید؟ یک صدا چه تفاوتی با صداهای دیگر دارد؟

چرا صداها را می شنویم؟ همه این سوالات برای من جالب بود. و تصمیم گرفتم تحقیق کنم.

در این زمینه خودم را قرار دادمهدف: کشف ماهیت امواج صوتی

موضوع مطالعهامواج صوتی شد وموضوع تحقیق من: آنها مشخصات فیزیکی.

فرضیه: ارتعاشات امواج صوتی بر اجسام بی جان و موجودات زنده تأثیر می گذارد.

وظایف:

1. مطالعه ادبیات و انتخاب مطالب در مورد صدا.
2. روش‌هایی را که می‌توان امواج صوتی را مطالعه کرد، شناسایی کرد.
3. نحوه تولید و انتشار صدا را مشخص کنید.
4. مطالعه ساختار گوش؛
5. خواص فیزیکی صدا را مطالعه کنید: زیر و بم، صدا، حجم.
6. دریابید که چگونه حجم صدا بر اشیاء بی جان و موجودات زنده تأثیر می گذارد.
7. مواد لازم را تهیه کنید؛
8. انجام آزمایش ها و آزمایش ها، تجزیه و تحلیل نتایج و نتیجه گیری.

مواد و روش ها:

1. بررسی و تحلیل ادبیات؛

1. رفتار آزمایش ها، آزمایش ها؛
2. کار با فرهنگ لغت، ادبیات، منابع اینترنتی؛
3. مشاهده در شرایط طبیعی(جمع آوری شواهد)، نظرسنجی;
4. تحلیل و بررسی منابع مختلفاطلاعات، مقایسه آنها با نتایج به دست آمده، تعمیم.

من تحقیقاتم را در کلاس درس و در خانه در مدت 4 ماه انجام دادم که از اکتبر شروع شد. ابتدا ادبیات را انتخاب کردم و مطالعه کردم. سپس تجهیزاتی را که در اختیارم بود برای تحقیق انتخاب کردم. بعد شروع کردم به تحقیق.

فصل 1. دنیای شگفت انگیز صداها

1.1.از تاریخچه صدا

در زمان های قدیم، صدا برای مردم محصول شگفت انگیز و مرموز نیروهای ماوراء طبیعی به نظر می رسید. آنها معتقد بودند که صداها می توانند حیوانات وحشی را رام کنند، صخره ها و کوه ها را به حرکت درآورند، مسیر آب را مسدود کنند، باران ایجاد کنند و معجزات دیگری خلق کنند. در مصر باستان، با توجه به تأثیر شگفت انگیز موسیقی بر مردم، حتی یک تعطیلات بدون سرودهای آیینی کامل نمی شد. سرخپوستان باستان زودتر از دیگران بر فرهنگ موسیقی عالی تسلط یافتند. آنها مدتها قبل از اینکه در اروپا ظاهر شود، نت موسیقی را توسعه دادند و به طور گسترده از آن استفاده کردند. مردم از زمان های بسیار قدیم در تلاش برای درک و مطالعه صدا بوده اند. فیثاغورث دانشمند و فیلسوف یونانی ثابت کرد که صدای کم در آلات موسیقی ذاتی سیم های بلند است. هنگامی که یک سیم به نصف کوتاه می شود، صدای آن یک اکتاو کامل افزایش می یابد. کشف فیثاغورث سرآغاز علم آکوستیک بود. اولین دستگاه های صوتی در تئاتر ساخته شد یونان باستانو رم: بازیگران برای تقویت صدا، بوق های کوچکی را در ماسک های خود وارد کردند. استفاده از دستگاه‌های صوتی در معابد مصری که مجسمه‌های خدایان «نجواکننده» وجود داشت نیز شناخته شده است.

1.2. صدا چیست؟

از کلاس اول می دانستم که «صداها توسط اشیا و موجودات زنده ساخته می شوند. ما می توانیم صداها را با صدای خود منتقل کنیم. او مانند یک موج نامرئی می دود. ما دستگاه های فوق العاده ای داریم که این موج را تشخیص می دهند. این دستگاه ها گوش هستند. داخل گوش ما بسیار پیچیده است. از سر و صدا، صداهای تیز و بلند می ترسد. شما باید مراقب گوش خود باشید.

گاهی صدا به مانعی می رسد (مثلاً کوه، جنگل) و برمی گردد. سپس یک پژواک می شنویم" .

صدا چیست؟

من دو آزمایش ساده انجام خواهم داد.

تجربه 1. کف دستم را روی حنجره‌ام می‌گذارم و صدای مصوتی را تلفظ می‌کنم. حنجره شروع به لرزیدن و نوسان می کند. این ارتعاشات به وضوح توسط کف دست احساس می شود. من آنها را نمی بینم، اما آنها را می شنوم.

تجربه 2. من یک خط کش فولادی بلند را در یک گیره می گیرم. اگر قسمت بزرگی از خط کش از بالای رذیله بیرون بزند، در این صورت، که باعث نوسان آن شود، امواج تولید شده توسط آن را نخواهیم شنید. اما اگر قسمت بیرون زده خط کش را کوتاه کنیم و در نتیجه فرکانس نوسانات آن را افزایش دهیم، متوجه خواهیم شد که خط کش شروع به صدا می کند.

بر اساس تجربه انجام دادمنتیجه این است که صدا در نتیجه ارتعاشات تولید می شود.این امواج که در هوا و همچنین در داخل مایعات و جامدات منتشر می شوند نامرئی هستند. با این حال، تحت شرایط خاصی می توان آنها را شنید.

امواج الاستیکی که می توانند باعث ایجاد حس شنوایی در انسان شوند، امواج صوتی یا به سادگی صدا نامیده می شوند.

فرهنگ لغت توضیحی اوژگوف می گوید که "صدا - این چیزی است که با گوش درک می شود: یک پدیده فیزیکی ناشی از حرکات نوسانی ذرات هوا یا یک رسانه دیگر.

اجازه دهید مثال هایی را در نظر بگیرم که ماهیت فیزیکی صدا را توضیح می دهد. سیم یک آلت موسیقی ارتعاشات خود را به ذرات هوای اطراف منتقل می کند. این ارتعاشات بیشتر و بیشتر پخش می شوند و با رسیدن به گوش باعث ارتعاش پرده گوش می شوند. صدا را خواهم شنید در هر محیط، در نتیجه برهمکنش بین ذرات، ارتعاشات به ذرات بیشتر و بیشتری منتقل می شود، یعنی. امواج صوتی از طریق محیط پخش می شوند.

علمی که امواج صوتی را مطالعه می کند آکوستیک نامیده می شود. آکوستیک انواع مختلفی دارد. بنابراین، آکوستیک فیزیکی با مطالعه خود ارتعاشات صوتی سروکار دارد. الکتروآکوستیک یا آکوستیک فنی، به کسب، انتقال، دریافت و ضبط صداها با استفاده از وسایل الکتریکی می پردازد. آکوستیک معماری انتشار صدا در اتاق ها را مطالعه می کند. آکوستیک موسیقی ماهیت صداهای موسیقی و همچنین حالات و سیستم های موسیقی را بررسی می کند. هیدروآکوستیک (آکوستیک دریایی) به مطالعه پدیده‌های رخ داده در محیط آبی مرتبط با انتشار، دریافت و انتشار امواج صوتی می‌پردازد. آکوستیک اتمسفر فرآیندهای صوتی را در جو، به ویژه انتشار امواج صوتی، شرط انتشار صدای فوق‌العاده برد، مطالعه می‌کند. آکوستیک فیزیولوژیکی به بررسی قابلیت های اندام های شنوایی، ساختار و عملکرد آنها می پردازد. او تشکیل صداها توسط اندام های گفتاری و درک صداها توسط اندام های شنوایی و همچنین مسائل مربوط به تجزیه و تحلیل و سنتز گفتار را مطالعه می کند. آکوستیک بیولوژیکی مسائل مربوط به صدا و ارتباطات فراصوت را در حیوانات بررسی می کند.

با عطف به ادبیات، یاد گرفتم که مانند هر موج، صدا با ویژگی مشخص می شوددامنهو طیففرکانس ها. معمولا یک فرد می شنودصداهای منتقل شده از طریق هوا، در محدوده فرکانس 16-20هرتز تا 15-20 کیلوهرتز 20 هرتز شاید صدای رعد باشد و 18000 هرتز بهترین صدای جیر جیر پشه است.

صدای زیر محدوده شنوایی انسان نامیده می شودمادون صوت; بالاتر: تا 1 گیگاهرتز، - سونوگرافی، از 1 گیگاهرتز - فراصوت. در میان صداهای شنیدنی، آوایی،صداهای گفتاریو واج ها(که شامل ... میشودگفتار شفاهی) و صداهای موسیقی(که شامل ... میشودموسیقی).

نتیجه: صدا امواج الاستیکی است که در یک محیط الاستیک منتشر می شود. فرد صدا را در محدوده 16-20 هرتز تا 15-20 کیلوهرتز می شنود. اولتراسوندها - تا 1 گیگاهرتز، فراصوت از 1 گیگاهرتز، زیر صوت - تا 16-20 هرتز وجود دارد. آکوستیک ارتعاشات صدا را مطالعه می کند.

1.3. صدا و شنوایی. ساختار گوش. چرا باید مراقب گوش خود باشید؟

من با سؤالاتی مواجه شدم: گوش از چه چیزی تشکیل شده است؟ چرا موم در گوش ایجاد می شود؟ چرا باید مراقب گوش خود باشید؟

با تماشای خانواده و دوستانم، متوجه شدم که همه ما صداهای یکسانی را متفاوت می شنویم، برای برخی ساکت به نظر می رسند و برای برخی دیگر، برعکس، بلند به نظر می رسند. به نظر می رسد که گوش انسان به صداهایی با فرکانس 1000 تا 3000 هرتز بیشترین حساسیت را دارد. بیشترین حدت شنوایی در سنین 20-15 سالگی مشاهده می شود. با افزایش سن، شنوایی بدتر می شود. در افراد زیر 40 سال، بیشترین حساسیت در ناحیه 3000 هرتز، از 40 تا 60 سال - 2000 هرتز، بالای 60 سال - 1000 هرتز است. صداها ممکن است از نظر تن صدا با یکدیگر متفاوت باشند. لحن اصلی صدا معمولاً با زنگ های ثانویه همراه است که همیشه از نظر فرکانس بالاتر هستند و به صدای اصلی رنگ آمیزی اضافی می بخشند. به آنها ورتون گفته می شود. هر چه اهنگ های بیشتری بر لحن اصلی قرار گیرد، صدا از نظر موسیقی "غنی تر" است. اندام های شنوایی، به لطف ساختار قابل توجه خود، به راحتی یک ارتعاش، صدای یکی از عزیزان یا آشنایان را از صدای افراد دیگر تشخیص می دهند. بنابراین، همانطور که یک شخص می گوید، ما در مورد روحیات، حالات و تجربیات او قضاوت می کنیم.

طبیعت که به موجودات زنده شنوایی می بخشد، نبوغ قابل توجهی از خود نشان داده است. اندام هایی که صدا را درک می کنند در نواحی بسیار متفاوت و گاهی غیرمنتظره قرار دارند: به عنوان مثال در ملخ ها و جیرجیرک ها، در ساق پاهای جلویی، در ملخ ها - روی شکم، در پشه ها - روی آنتن ها. U اندام های مهره دارانشنوایی در فرآیند تکامل در کناره‌های سر جای گرفت و پستانداران نیز گوش توسعه یافته‌ای داشتند. حیوانات پایین‌تر از چین‌های محافظ پوستی که مجرای گوش را می‌پوشاند راضی هستند: چنین چین‌هایی هنگام غواصی در زیر آب به کروکودیل کمک می‌کنند. در پرندگان - لک لک، اردک، گنجشک - یک فیلم نازک نقش محافظتی مشابهی را ایفا می کند. گوش - که اغلب به سادگی گوش نامیده می شود - در بسیاری از حیوانات بسیار متحرک است. سگ گوش می دهد، "با گوش هایش بازی می کند" - آنها را بالا می برد، پایین می آورد یا به طرفین می برد. یک اسب و یک جوجه تیغی، یک آهو و یک خرگوش گوش های خود را حرکت می دهند و جهت صدا را مشخص می کنند. کرگدن آفریقایی گوش های قیفی شکلی دارد؛ آنها می توانند مستقل از یکدیگر عمل کنند: تلاش برای تشخیص صداهای خش خش از جلو و پشت.

ساختار گوش (نگاه کنید به شکل 1، پیوست 1).

من آن را آناتومیک یاد گرفتمگوش به سه قسمت تقسیم می شود:گوش بیرونی، میانی و داخلی.
گوش بیرونی.
قسمت بیرون زده گوش خارجی گوش نامیده می شود؛ این قسمت بر اساس بافت حمایت کننده نیمه سفت - غضروف است. دهانه مجرای شنوایی خارجی در جلوی گوش قرار دارد و خود مجرای آن به سمت داخل و کمی به جلو هدایت می شود. گوش ارتعاشات صوتی را متمرکز می کند و آنها را به دهانه شنوایی خارجی هدایت می کند.
معلوم می شود که با محیطنه تنها صداها وارد ارگ می شوند، بلکه انواع مختلفی نیز دارند اجسام خارجی، میکروب ها بنابراین، یک راز به طور مداوم در کانال گوش منتشر می شود -جرم گوش .
جرم گوش ترشح مومی شکل غدد چربی و گوگرد مجرای شنوایی خارجی است. عملکرد آن محافظت از پوست این گذرگاه در برابر عفونت باکتریایی و ذرات خارجی مانند حشرات است که ممکن است وارد گوش شوند. میزان گوگرد از فردی به فرد دیگر متفاوت است. یک توده متراکم جرم گوش (سرومن پلاگین) می تواند منجر به اختلال در هدایت صدا و کاهش شنوایی شود، بنابراین گوش ها باید به طور منظم با یک سواب پنبه تمیز شوند.
گوش میانی ، این یک مجموعه کامل است - از جمله حفره تمپانو شیپور شنوایی (استاش) به دستگاه رسانای صدا اشاره دارد. غشای صاف نازک که پرده گوش نامیده می شود، انتهای داخلی مجرای شنوایی خارجی را از حفره تمپان جدا می کند - فضایی صاف و مستطیلی پر از هوا. در این حفره گوش میانی زنجیره ای از سه استخوان مینیاتوری (اسیکول) با مفصل متحرک وجود دارد که ارتعاشات را از پرده گوش به گوش داخلی منتقل می کند. بر اساس شکل آنها، استخوان ها چکش، سندان و رکاب نامیده می شوند (به شکل 2، پیوست 1 مراجعه کنید).
مالئوس با دسته خود به وسیله رباط هایی به مرکز پرده گوش متصل می شود و سر آن به انکوس متصل می شود که به نوبه خود به رکاب متصل می شود. پایه رکاب ها در پنجره بیضی شکل قرار می گیرد - یک بازشو دیواره استخوانیگوش داخلی. ماهیچه های ریز با تنظیم حرکت این استخوانچه ها به انتقال صدا کمک می کنند.

شرایط بهینه برای لرزش پرده گوش، فشار هوای برابر در دو طرف است.

این به دلیل این واقعیت است که حفره تمپان با آن ارتباط برقرار می کند محیط خارجیاز طریق نازوفارنکس و لوله شنوایی که به گوشه قدامی تحتانی حفره باز می شود. هنگام قورت دادن و خمیازه کشیدن، هوا وارد لوله و از آنجا به حفره تمپان وارد می شود که به آن اجازه می دهد فشاری برابر با فشار اتمسفر حفظ کند.
گوش داخلی. حفره استخوانی گوش داخلی که شامل تعداد زیادی حفره و گذرگاه بین آنهاست، هزارتو نامیده می شود. از دو بخش تشکیل شده است:

هزارتوی استخوانی و

هزارتوی غشایی.
هزارتوی استخوانی مجموعه ای از حفره ها است که در قسمت متراکم استخوان تمپورال قرار دارند. دارای سه جزء است: کانال های نیم دایره- یکی از منابع تکانه های عصبی که موقعیت بدن را در فضا منعکس می کند. دهلیز; و حلزون گوش - اندام شنوایی.

به هنگامی که یک موج صوتی به گوش ما می رسد، توسط آن گرفته می شود - به داخل گوش یا گوش خارجی "پرواز" می کند. صدا به پرده گوش می رسد. پرده گوش نسبتاً محکم کشیده می شود و صدا باعث نوسان و ارتعاش آن می شود. پشت پرده گوش گوش میانی قرار دارد، یک حفره کوچک پر از هوا. هنگامی که فشار در گوش خارجی افزایش می یابد، پرده گوش به سمت داخل خم می شود. تغییرات فشار در گوش میانی تغییرات فشار در موج صوتی را تکرار می کند و بیشتر به گوش داخلی منتقل می شود. گوش داخلی حفره ای است که توسط حلزون تا می شود و با مایع پر می شود. گوش دارای دو آستانه شنوایی است: پایین و بالا. یک گوش آموزش دیده می تواند صدای افتادن برگ ها را در سکوت کامل در جنگل بشنود. اگر از آستانه بالای حجم صدا فراتر بروید، درد شدیدی در گوش شما ایجاد می شود.

در عمل اندام های شنوایی نقش بزرگرزونانس بازی می کند. غشای اصلی که در امتداد حلزون گوش - گوش داخلی کشیده شده است از الیاف الاستیک زیادی تشکیل شده است. تعداد کلکه به 24000 می رسد، در قاعده حلزون کوتاه (0.04 میلی متر)، نازک و کشیده، و در راس آنها دراز (تا 0.5) میلی متر، ضخیم تر و کمتر کشیده شده اند. امواج صوتی که وارد گوش می شوند باعث ارتعاشات اجباری مایعی می شوند که گوش داخلی را پر می کند. و به دلیل پدیده رزونانس - لرزش الیاف با طول معین. هرچه صدا بالاتر باشد، الیاف کوتاه تر با آن طنین انداز می شوند. هر چه صدا قوی تر باشد، دامنه ارتعاش الیاف بیشتر می شود. این چیزی است که توانایی فرد در درک صداها را توضیح می دهد. در انسان، محدوده فرکانس های درک شده در باند 16 هرتز تا 20 کیلوهرتز قرار دارد. در حالی که یک گربه دامنه بسیار گسترده تری دارد: از 60 هرتز تا 60 کیلوهرتز. دامنه شنوایی پرندگان، لاک پشت ها، قورباغه ها و ملخ ها بسیار وسیع است. شکارچیان شبانه شنوایی بسیار ظریفی دارند.

متأسفانه همه مردم نمی توانند بشنوند.

اختلال شنوایی - کامل (ناشنوایی) یا کاهش جزئی (کاهش شنوایی) در توانایی تشخیص و درکصدا. تخلف شنیدنهر کسی می تواند رنج بکشدارگانیسم، قادر به درک استصدا. امواج صوتیمتفاوت در فرکانسو دامنه. از دست دادن توانایی تشخیص برخی (یا همه) فرکانس ها یا ناتوانی در تشخیص صداهای با تناسب پاییندامنه، اختلال شنوایی نامیده می شود.

http://ru.wikipedia.org/wiki/

ضمیمه 1

تصویر 1.

شکل 2.

شکل 3.

شکل 4.

ضمیمه 2.

میز 1.

موسیقی

با آرامش

کمی حرکت کنید

بالا و پایین پریدن

ریانا

بدون حرکت

بدون حرکت

آهسته حرکت کنید

کریستینا آگیلرا

کمی حرکت کن

کمی پرش کنید

فعالانه پریدن

تلفن لادی گاگا

بدون حرکت

بدون حرکت

حرکت فقط زمانی ظاهر می شود که باس در حال پخش است

هرزه

امینم

بدون حرکت

آهسته حرکت کنید

فعالانه حرکت می کند

آهنگ کودکانه

مادر

بدون حرکت

خزیدن

کمی پرش کنید

کلاسیک

ریچارد واگنر جاده والهالا

خزیدن

به طور فعال پرش

اشتراوس والتز

خزیدن

خزیدن، کمی پرش

به طور فعال خزیدن و پرش

ترکیب صداهای شنیدنی و نامفهوم در اصل شبیه طیف نور خورشید است که در آن یک منطقه قابل مشاهده وجود دارد - از قرمز تا رنگ بنفشو دو نامرئی - مادون قرمز و ماوراء بنفش. بر اساس قیاس با طیف خورشیدی است که صداهایی که توسط گوش انسان درک نمی شوند، نامیده می شوند: مادون صوت، اولتراسوند و فراصوت.
درک مردم از صداها بسیار فردی است. هر کس، به اصطلاح، به شیوه خود می شنود. به عنوان مثال، کودکان صداها را با فرکانس های بالاتر از افراد مسن می شنوند.
همانطور که قبلا ذکر شد، صدا را باید از منظر عینی و ذهنی در نظر گرفت. صدا به عنوان یک پدیده ذهنی پیچیده تر و کمتر از ماهیت فیزیکی عینی آن مطالعه شده است.
چگونه صدا را درک می کنیم؟
گوش خارجی شامل پینا و مجرای شنوایی است که آن را به پرده گوش متصل می کند. وظیفه اصلی گوش خارجی تعیین جهت منبع صدا است. مجرای شنوایی که لوله ای به طول دو سانتی متر است که به سمت داخل باریک می شود، از قسمت های داخلی گوش محافظت می کند و نقش تشدید کننده را ایفا می کند. مجرای شنوایی به پرده گوش ختم می شود، غشایی که تحت تأثیر امواج صوتی می لرزد. همینجا مرز خارجیگوش میانی، و تبدیل صدای عینی به ذهنی، یعنی موج صوتی به حس ذهنی آن رخ می دهد.
مستقیماً در پشت پرده گوش، سه استخوان کوچک به هم پیوسته وجود دارد: مالئوس، اینکوس و رکاب که از طریق آنها ارتعاشات به گوش داخلی منتقل می شود. در آنجا، در عصب شنوایی، آنها به سیگنال های بیوالکتریک تبدیل می شوند. حفره کوچک که در آن چکش، اینکوس و رکاب قرار دارند با هوا پر شده و توسط شیپور استاش به حفره دهان متصل می شود. به لطف دومی، فشار یکسانی بر روی داخلی و خارج ازپرده گوش معمولاً شیپور استاش بسته است و تنها زمانی باز می شود که فشار ناگهانی (هنگام خمیازه کشیدن یا بلعیدن) برای یکسان شدن آن ایجاد شود. اگر شیپور استاش فرد مسدود شده باشد، مثلاً به دلیل سرماخوردگی، سپس فشار یکسان نمی شود و فرد در گوش احساس درد می کند.
هنگامی که ارتعاشات از پرده گوش به پنجره بیضی شکل، که ابتدای گوش داخلی است، منتقل می شود، انرژی صدای اولیه، همانطور که بود، در گوش میانی متمرکز می شود. این امر به دو روش بر اساس اصول مکانیکی شناخته شده انجام می شود. اولا، دامنه کاهش می یابد، اما در همان زمان قدرت نوسان افزایش می یابد. در اینجا می توانیم با یک اهرم قیاسی را ترسیم کنیم، زمانی که برای حفظ تعادل، نیروی کمتری به شانه بزرگ و نیروی بیشتری به شانه کوچکتر وارد می شود. دقت انجام چنین تغییر شکلی در گوش انسان را می توان از این واقعیت دریافت که دامنه ارتعاش پرده گوش برابر با قطر یک اتم هیدروژن (10 تا 8 سانتی متر) و چکش، سندان و رکاب آن را سه برابر کاهش دهید. ثانیا، و این مهمتر است، غلظت صدا با تفاوت در قطر پرده گوش و پنجره بیضی گوش داخلی تعیین می شود.
نیروی وارد بر پرده گوش برابر است با حاصل ضرب فشار و مساحت پرده گوش. این نیرو از طریق چکش، اینکوس و رکاب بر روی پنجره بیضی شکل که در طرف مقابل آن سیال وجود دارد، وارد می شود. مساحت پنجره بیضی 15-30 برابر کوچکتر از ناحیه پرده گوش است، بنابراین فشار روی آن 15-30 برابر بیشتر است. علاوه بر این (همانطور که قبلاً ذکر شد، چکش، اینکوس و رکاب قدرت ارتعاش را سه برابر افزایش می دهند)، به لطف گوش میانی، فشار روی پنجره بیضی تقریباً 90 برابر فشار اولیه وارد بر پرده گوش است. این بسیار مهم است، زیرا امواج صوتی بیشتر در مایع حرکت می کنند. بدون افزایش فشار، امواج صوتی به دلیل اثر انعکاس، قادر به نفوذ به مایع نخواهد بود. مالئوس، اینکوس و رکابی عضلات کوچکی هستند که به محافظت از گوش داخلی در برابر آسیب در هنگام قرار گرفتن در معرض صداهای بلند کمک می کنند. صداهای ناگهانی و بسیار شدید می تواند این مکانیسم محافظ را از بین ببرد و آسیب جدی به گوش وارد کند.
سمعک انسانی فوق العاده است مکانیزم پیچیده. به خصوص در بخشی که با پنجره به اصطلاح بیضی شروع می شود - آستانه گوش داخلی. امواج صوتی در اینجا قبلاً در مایع (پری لنف) که حلزون حلزون با آن پر شده است منتشر می شود. این اندام گوش داخلی که واقعاً شبیه حلزون حلزون است، سه سانتی متر طول دارد و در تمام طول آن توسط سپتوم به دو قسمت تقسیم می شود. امواج صوتی که به پنجره بیضی شکل حلزون گوش می رسد به تیغه بینی می رسد، آن را دور می زند و سپس تقریباً به همان جایی که ابتدا سپتوم را لمس کرده است پخش می شود، اما در طرف دیگر.
سپتوم حلزون اساساً از یک غشای اصلی تشکیل شده است، بسیار نازک و کشیده در نزدیکی پنجره بیضی شکل، اما نزدیکتر به پنجره بیضی شکل، ضخیم و شل می شود.<хвосту>حلزون ها ارتعاشات صوت امواجی موج مانند بر روی سطح غشای اصلی ایجاد می کند که برجستگی ها برای هر فرکانس داده شده در مناطق بسیار خاصی از غشا قرار دارند. صداهای با فرکانس بالا حداکثر ارتعاشات را در ناحیه غشای اصلی که بیشترین کشش را دارد، یعنی نزدیک پنجره بیضی شکل ایجاد می کند، در حالی که صداهای با فرکانس پایین حداکثر ارتعاشات را در دم حلزون گوش، جایی که غشای اصلی است، ایجاد می کند. ضخیم و شل است این مکانیسم به توضیح چگونگی تشخیص صداهای فرکانس های مختلف توسط شخص کمک می کند.
ارتعاشات مکانیکی در یک اندام خاص (ارگان کورتی) که در بالای قسمت بالایی غشاء اصلی قرار دارد و مجموعه ای از 23.5 هزار را نشان می دهد به ارتعاشات الکتریکی تبدیل می شود.<мясистых>سلول هایی که در طول اندام در چهار ردیف قرار دارند. در بالای اندام کورتی یک غشای دریچه مانند وجود دارد. هر دوی این اندام ها در اندولنف غوطه ور شده و توسط غشای رایسنر از بقیه حلزون جدا می شوند. موهایی که از سلول های اندام کورتی رشد می کنند تقریباً به سطح غشای تککتوری نفوذ می کنند. غشای اصلی، که اندام کورتی همراه با سلول های مودار آن قرار دارد، همانطور که بود، به طور لولایی بر روی غشای تککتوری معلق است. هنگامی که غشای اصلی تغییر شکل می‌دهد، تنش‌های مماسی بین آن‌ها ایجاد می‌شود که موهای اتصال دو غشاء را خم می‌کند. به لطف این خم شدن، تبدیل نهایی صدا رخ می دهد - اکنون آن را به شکل سیگنال های الکتریکی کدگذاری می کند. خمیدگی موها به نوعی نقش محرک واکنش های الکتروشیمیایی در سلول ها را ایفا می کند. آنها منابع سیگنال های الکتریکی هستند.
اینکه چه اتفاقی در کنار صدا می افتد و چه شکلی به خود می گیرد هنوز یک راز کاملاً حل نشده باقی مانده است. آنچه شناخته شده است این است که صدا در حال حاضر در انفجارهای فعالیت الکتریکی رمزگذاری می شود، زیرا هر سلول مویی یک تکانه الکتریکی ساطع می کند. ماهیت این کد نیز هنوز ناشناخته است. رمزگشایی آن به دلیل این واقعیت پیچیده است که سلول های مو حتی زمانی که صدا وجود ندارد، تکانه های الکتریکی منتشر می کنند. تنها با بازگشایی این رمز می توان ماهیت واقعی صدای ذهنی را درک کرد و فهمید که چگونه آنچه را می شنویم می شنویم.
مشخصات فیزیکی اصلی هر حرکت نوسانی، دوره و دامنه نوسان و در رابطه با صدا، فرکانس و شدت نوسانات است.
دوره نوسان زمانی است که در طی آن یک نوسان کامل رخ می دهد، به عنوان مثال، یک آونگ در حال چرخش از سمت چپ منتهی به سمت راست منتهی می شود و به موقعیت اولیه خود باز می گردد.
فرکانس نوسان تعداد نوسانات کامل (دوره ها) در ثانیه است. این کمیت در سیستم بین المللی واحدها هرتز (Hz) نامیده می شود. فرکانس یکی از اصلی ترین ویژگی هایی است که صداها را به وسیله آن تشخیص می دهیم. هر چه فرکانس ارتعاش بیشتر باشد، صدایی که می شنویم بیشتر می شود، یعنی صدا گام بالاتری دارد.
ما انسان ها به صداهایی محدود به محدودیت های فرکانس زیر دسترسی داریم: نه کمتر از 15-20 هرتز و نه بالاتر از 16-20 هزار هرتز. زیر این حد مادون صوت (کمتر از 15 هرتز) و بالاتر از آن اولتراسوند و فراصوت، یعنی 1.5-10 4 - 10 9 هرتز و 10 9 -10 13 هرتز است.
گوش انسان به صداهایی با فرکانس 2000 تا 5000 هرتز بیشترین حساسیت را دارد. بیشترین حدت شنوایی در سنین 20-15 سالگی مشاهده می شود. سپس شنوایی بدتر می شود. در افراد زیر 40 سال، بیشترین حساسیت در ناحیه 3000 هرتز، از 40 تا 60 سال - 2000 هرتز و بالای 60 سال - 1000 هرتز است. در محدوده حداکثر 500 هرتز، فرد بین افزایش یا کاهش فرکانس تنها یک هرتز تمایز قائل می شود. در فرکانس های بالاتر، افراد نسبت به چنین تغییرات کوچکی در فرکانس حساسیت کمتری دارند. به عنوان مثال، در فرکانس بیش از 2000 هرتز، گوش انسان تنها زمانی قادر است که یک صدا را از دیگری تشخیص دهد که اختلاف فرکانس حداقل 5 هرتز باشد. با یک تفاوت کوچکتر، صداها یکسان درک می شوند. با این حال، هیچ قانون بدون استثنا وجود ندارد. افرادی هستند که شنوایی غیرعادی خوبی دارند. برای مثال، یک نوازنده با استعداد ممکن است به تغییر حتی کسری از یک ارتعاش پاسخ دهد.
مفهوم طول موج با دوره و فرکانس مرتبط است. طول موج صوت فاصله بین دو تراکم متوالی یا کمیاب شدن محیط است. در مثال امواجی که روی سطح آب منتشر می شوند، این فاصله بین دو تاج (یا فرورفتگی) است.
آیا صداها می توانند از نظر تن صدا با یکدیگر متفاوت باشند؟ این بدان معنی است که صداهای مشابه در زیر صدا می توانند متفاوت به نظر برسند، زیرا آهنگ اصلی صدا، به طور معمول، با زنگ های ثانویه همراه است که همیشه فرکانس بالاتری دارند. آنها به صدای اصلی رنگ اضافی می دهند و به آنها ورتون می گویند. به عبارت دیگر، تمر یک ویژگی کیفی صدا است. هر چه اهنگ های بیشتری روی لحن اصلی قرار گیرد،<сочнее>صدا در اصطلاح موسیقی اگر صدای اصلی با صدایی نزدیک به آن در ارتفاع همراه باشد، خود صدا ملایم خواهد بود.<бархатным>. هنگامی که لحن ها به طور قابل توجهی بالاتر از لحن اصلی هستند،<металличность>در صدا یا صدا
اندام های شنوایی، به لطف ساختار قابل توجه خود، به راحتی ویژگی های یک ارتعاش را از دیگری، صدای یک عزیز یا آشنا را از صدای افراد دیگر تشخیص می دهند. با نحوه صحبت کردن یک شخص، ما در مورد روحیه، حالت و تجربیات او قضاوت می کنیم. شادی، درد، خشم، ترس، ترس از خطر - همه اینها را می توان حتی بدون دیدن شخصی که صاحب صدا است شنید.
دومین مشخصه اصلی دامنه نوسانات است. این بزرگترین انحراف از موقعیت های تعادل در طول ارتعاشات هارمونیک است. در مثال آونگ، دامنه حداکثر انحراف آن از موقعیت تعادل به سمت راست یا چپ منتهی می شود. دامنه ارتعاشات و همچنین فرکانس، شدت (قدرت) صدا را تعیین می کند. با انتشار امواج صوتی، ذرات منفرد از محیط الاستیک به طور متوالی جابجا می شوند. این جابجایی با کمی تاخیر از ذره ای به ذره دیگر منتقل می شود که بزرگی آن به خواص اینرسی محیط بستگی دارد. انتقال جابجایی ها از ذره به ذره با تغییر در فاصله بین این ذرات همراه است و در نتیجه فشار در هر نقطه از محیط تغییر می کند.
یک موج صوتی انرژی خاصی را در جهت حرکت خود حمل می کند. به لطف این، صدای ایجاد شده توسط منبعی را می شنویم که در فاصله معینی از ما قرار دارد. هر چه انرژی صوتی بیشتر به گوش فرد برسد، صدا بلندتر شنیده می شود. قدرت صوت یا شدت آن با مقدار انرژی صوتی که در یک ثانیه در یک منطقه یک سانتی متر مربع جریان می یابد تعیین می شود. در نتیجه، شدت امواج صوتی به بزرگی فشار صوتی ایجاد شده توسط منبع صوتی در محیط بستگی دارد، که به نوبه خود با بزرگی جابجایی ذرات محیط ناشی از منبع تعیین می شود. به عنوان مثال، در آب، حتی جابجایی های بسیار کوچک امواج صوتی با شدت زیاد ایجاد می کند.
شدت صداهای معمولی درک شده توسط گوش انسان بسیار کم است. برای مثال، یک مکالمه با صدای بلند، با شدت صدای تقریباً یک میلیاردم وات در هر سانتی متر مربع مطابقت دارد. اما از آنجایی که مساحت دو مجرای شنوایی گوش یک فرد تقریباً برابر با یک سانتی متر مربع است، فرد قدرت یک میلیاردم وات را به عنوان صدای نسبتاً بلند درک می کند. اگر بخواهیم یک کتری آب را با استفاده از انرژی گفتار صوتی بجوشانیم که بدون هیچ ضرری به گرما تبدیل می شود، این به انرژی مکالمه بلند مداوم تمام ساکنان مسکو به مدت 24 ساعت نیاز دارد، در حالی که روی اجاق گاز چنین کتری می جوشد. به مدت 10 دقیقه و قدرتی که اگر همه مردم همزمان فریاد بزنند به دست می آید کره زمین، نصف قدرت موتور خودرو خواهد بود<Жигули>.
میزان صدا با شدت صدا مرتبط است. هر چه شدت صدا بیشتر باشد، بلندتر است. با این حال، مفاهیم بلندی و شدت معادل نیستند. بلندی اندازه گیری قدرت حس شنوایی ناشی از یک صدا است. صدایی با همان شدت می تواند ایجاد کند مردم مختلفادراکات شنیداری که از نظر حجم نابرابر هستند. به عنوان مثال، صداهایی که از نظر شدت یکسان هستند، اما در زیر و بم متفاوت هستند، بسته به ویژگی های ادراک شنوایی، با بلندی متفاوت توسط گوش درک می شوند. ما هم صداهای خیلی ضعیف و خیلی بلند را درک نمی کنیم. هر فرد به اصطلاح آستانه شنوایی دارد که با کمترین شدت صوت مورد نیاز برای شنیدن صدا تعیین می شود.
صداهایی که به راحتی در فرکانس درک می شوند، از نظر حجم نیز بهتر تشخیص داده می شوند. در فرکانس 32 هرتز، سه صدا از نظر حجم متفاوت هستند، در فرکانس 125 هرتز - 94 صدا، و در فرکانس 1000 هرتز - 374. این افزایش بی نهایت نیست. با شروع از فرکانس 8000 هرتز، تعداد صداهای قابل تشخیص در حجم کاهش می یابد. در فرکانس 16000 هرتز، فرد می تواند تنها 16 صدا را تشخیص دهد.
فرد از شنیدن صداهایی با شدت بسیار بالا دست می کشد و آنها را به عنوان احساس فشار یا درد درک می کند. این شدت صدا آستانه درد نامیده می شود. تحقیقات نشان داده است که شدت درد در صداهای فرکانس های مختلف متفاوت است. اگر شدت صدا یک میلیون بار افزایش یابد، صدا فقط چند صد برابر افزایش می یابد. مشخص شد که گوش قدرت صدا را طبق یک قانون لگاریتمی پیچیده به حجم تبدیل می کند و از قسمت های داخلی آن در برابر تأثیرات بیش از حد محافظت می کند.
قوی ترین صداهایی که اکثر مردم در زندگی روزمره خود با آن مواجه می شوند باعث تحریک یا حتی درد می شوند. گوش ها. اما اگر قدرت صدایی که باعث ایجاد حس دردناک در گوش می شود ده میلیون بار کاهش یابد، آنگاه چنین صدایی به اندازه کافی شدید است که در هوا پخش شود.
یک مقیاس لگاریتمی برای اندازه گیری درک ذهنی ما از صدا استفاده می شود. هنگامی که قدرت یک صدا 10 برابر بیشتر از صدای دیگر باشد، شدت صدای اول را 10 دسی بل نسبت به صدای دوم، 100 برابر - 20 دسی بل، 1000 برابر - 30 دسی بل و غیره می گویند. به عبارت دیگر، هر زمان که نسبت توان صدا به میزان 10 افزایش یابد، شدت صوت بیان شده بر حسب دسی بل 10 افزایش می یابد. با این رویکرد، ما نه یک مقیاس مطلق، بلکه فقط یک مقیاس نسبی را بدست می آوریم. باید به نحوی سطح شدت صفر را شناسایی کرد تا بتوان از آن شمارش کرد. این سطح بر اساس شاخص های ذهنی انتخاب شده است - این حداقل آستانه برای درک صدا توسط گوش انسان است که 10 تا 12 وات در هر است. متر مربع. صدایی که 10 برابر قوی‌تر است دارای سطح شدت 10 دسی‌بل، یک میلیون بار قوی‌تر دارای سطح شدت 60 دسی‌بل و صدای 10 میلیون بار قوی‌تر دارای سطح شدت 130 دسی‌بل است که معادل 10 وات در هر است. متر مربع.
ویژگی دیگری نیز در شنوایی انسان وجود دارد. اگر صدایی با فرکانس یکسان یا نزدیک به صدایی با حجم مشخصی اضافه کنید، حجم کل کمتر از مجموع ریاضی همان حجم ها خواهد بود. به نظر می رسد صداهایی که همزمان به صدا در می آیند یکدیگر را جبران یا پنهان می کنند. و صداهایی که از نظر فرکانس از هم دور هستند تأثیری روی یکدیگر نمی گذارند و حجم آنها حداکثر می شود. آهنگسازان از این الگو برای دستیابی به بیشترین قدرت صوتی برای ارکستر استفاده می کنند.
از دیدگاه ادراک اندام های شنوایی از صداها، آنها را می توان عمدتاً به سه دسته نویز، موسیقی، گفتار تقسیم کرد. این تقسیم بندی نه تنها با عادت ما به طبقه بندی پدیده ها و اشیاء توجیه می شود. سر و صدا، موسیقی و گفتار حوزه‌های مختلفی از رویدادهای صوتی هستند که اطلاعاتی مختص یک شخص دارند. به همین دلیل است که آنها توسط متخصصان مختلف مورد مطالعه قرار می گیرند.
نویز یک ترکیب غیرسیستماتیک از تعداد زیادی صدا است، زمانی که همه این صداها به چیزی آشفته و ناسازگار ادغام می شوند. هر یک از ما با این پدیده نه همیشه خوشایند کاملاً آشنا هستیم. حتی زمانی که ما درگیر افکارمان هستیم، به نظر می رسد که متوجه سروصدا نمی شویم، تأثیری معمولاً منفی روی ما می گذارد. یکی دو ساعت بعد احساس می کنیم که سرمان شروع به درد می کند و ضعف ظاهر می شود.
علاوه بر این، گاهی اوقات به نظر ما می رسد که همه اینها ظاهراً بی دلیل اتفاق می افتد. فقط اگر سر و صدا ما را کاملاً آزار دهد و آزارمان دهد، مطمئناً می دانیم که باعث سردرد ما می شود.
اکنون کارشناسان مبارزه با سر و صدا را در شهرها و به ویژه در شهرها مد نظر دارند شرکت های صنعتییکی از مهمترین مشکلات. البته این بدان معنا نیست که همه جا سکوت مطلق است. بله، ساده است و در شرایط یک شهر مدرن و تولید مدرن قابل دستیابی نیست. علاوه بر این، شخص نمی تواند در سکوت مطلق زندگی کند و هرگز برای آن تلاش نمی کند. تصادفی نیست که سکوت محفظه های عایق صدا یکی از سخت ترین آزمون ها برای کسانی است که برای پروازهای فضایی آماده می شوند. فردی که مدت هاست در سکوت مطلق به سر می برد، تجربه می کند<информационный голод>که می تواند منجر به اختلالات روانی شود. در یک کلام، سکوت مطلق طولانی‌مدت به همان اندازه برای روان مضر است که صدای افزایش یافته مداوم. هر دوی این شرایط برای انسان‌ها غیرطبیعی است که طی میلیون‌ها سال تکامل با صدای پس‌زمینه خاصی - صداهای متنوع و محجوب طبیعت - سازگار شده‌اند.
مشاهدات وضعیت سلامت کارگران در کارگاه های پر سر و صدا نشان داد که سر و صدا پویایی سیستم عصبی مرکزی و عملکرد سیستم عصبی خودمختار را مختل می کند. به عبارت ساده، سر و صدا می تواند فشار خون را افزایش دهد، نبض را تسریع یا کند، اسیدیته شیره معده و گردش خون در مغز را کاهش دهد، حافظه را ضعیف کند و قدرت شنوایی را کاهش دهد. کارگران در صنایع پر سر و صدا درصد بیشتری از عصبی و سیستم های عروقی، دستگاه گوارش.
یکی از دلایل تأثیر منفی سر و صدا این است که وقتی برای شنیدن بهتر تمرکز می کنیم، سمعک ما بیش از حد بار می شود. یک بار اضافه بار وحشتناک نیست، اما زمانی که ما روز به روز، سال به سال بیش از حد خودمان را تمرین کنیم، بدون هیچ اثری از بین نمی رود.
اینکه یک فرد چقدر و چه نوع صدایی می تواند ایجاد کند به سن بستگی دارد. معمولاً جوانان می توانند سر و صدای بیشتری را نسبت به افراد مسن تحمل کنند؛ غرش یک ارکستر یا آوازهای تیز که یک نوجوان دوست دارد، می تواند یک فرد مسن را کاملاً عصبانی کند. پزشکان و آکوستیک ها چگونه سطح صدا را تعیین می کنند؟ برای اندازه گیری شدت صدا در ادراک شنیداریمقیاس بین المللی بلندی صدا به 13 بل یا 130 دسی بل تقسیم می شود. در این مقیاس، صفر مربوط به آستانه شنوایی است، 10 دسی بل صدای زمزمه کم، 20 دسی بل زمزمه با صدای متوسط، 40 دسی بل مکالمه آرام، 50 دسی بل مکالمه با صدای متوسط، 70 دسی بل مکالمه با صدای متوسط ​​است. صدای ماشین تحریر، 80 دسی بل صدای موتور کامیون در حال کار، 100 دسی بل صدای بوق ماشین در فاصله 7-5 متری، 120 دسی بل صدای تراکتور در حال کار در فاصله یک متری و در نهایت. ، 130 دسی بل آستانه درد یعنی آستانه تحمل گوش است. مشخص شده است که حداکثر مقادیری که به نظر می رسد تأثیری بر بدن ندارند برابر با 30-35 دسی بل هستند، اما با قرار گرفتن طولانی مدت در معرض چنین سر و صدایی تقریباً افراد سالممی تواند بدهد<сбой>سیستم عصبی، که معمولا با اختلال خواب بیان می شود.
پزشکان به طور مداوم به مطالعه تأثیر سر و صدا بر سلامت انسان ادامه می دهند. به عنوان مثال، آنها دریافتند که وقتی صدا افزایش می یابد، ترشح آدرنالین افزایش می یابد. آدرنالین به نوبه خود بر عملکرد قلب تأثیر می گذارد و به ویژه باعث آزاد شدن اسیدهای چرب آزاد در خون می شود. برای این کار کافی است فرد برای مدت کوتاهی در معرض نویز با شدت 60-70 دسی بل قرار گیرد. صدای بیش از 90 دسی بل باعث ترشح فعال تر کورتیزون می شود. و این، تا حدی، توانایی کبد را برای مبارزه با مواد مضر برای بدن، از جمله مواردی که در بروز سرطان نقش دارند، تضعیف می‌کند.
معلوم شد که سر و صدا برای بینایی انسان نیز مضر است. گروهی از پزشکان بلغاری که این مشکل را بررسی کردند به این نتیجه رسیدند. متخصصانی که در این آزمایش‌ها شرکت کردند، چندین ساعت را در اتاق‌های تاریک گذراندند، جایی که صدای ناشی از عملکرد ماشین‌ها و مکانیسم‌ها که روی نوار ضبط می‌شد، دائما پخش می‌شد. در همان زمان، مشخص شد که فعالیت شبکیه چشم، که کار به آن بستگی دارد، به طور قابل توجهی کاهش می یابد. اعصاب بیناییو در نتیجه حدت بینایی. بنابراین سروصدا پدیده ای بسیار نامطلوب برای انسان است که بهره وری کار ذهنی و جسمی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. فهرست کردن همه منابع سر و صدا ساخته شده توسط انسان که از آنها محافظت فعال لازم است غیرممکن است. اما اگر سر و صدای خیابان های یک شهر بزرگ مدرن را در نظر داشته باشیم، ایجاد منبع اصلی آن چندان دشوار نیست - حمل و نقل است، به ویژه غوغای بی وقفه، یا حتی به سادگی ماشین های خروشان. در برخی کلان شهرهاصدای جهان در طول روز به 120-130 دسی بل می رسد. شهرهایی در اروپای غربی وجود دارد که برای چندین سال ساکنان آن قادر به کار در روز یا خواب شبانه نیستند - هواپیماهای جت دائماً بر فراز خانه های آنها پرواز می کنند.
این سوال پیش می آید: آیا می توان با نویز مقابله کرد و چگونه؟
در اتحاد جماهیر شوروی، مبارزه با سر و صدا و بهبود شرایط آکوستیک مورد توجه گسترده قرار گرفته است. پرواز هواپیماها بر فراز شهرها به طور کلی ممنوع است. شرکت های پر سر و صدا یا توسط فضاهای سبز از مناطق مسکونی جدا می شوند یا سعی می کنند آنها را به خارج از محدوده شهر منتقل کنند. در مناطق جدید، خیابان‌های وسیعی ساخته می‌شوند که صداها بدون انعکاس مکرر از دیوار خانه‌ها بیشتر جذب می‌شوند. که در مناطق پرجمعیتسیگنال های صوتی همه نوع حمل و نقل ممنوع است (استثناء توسط قوانین راهنمایی و رانندگی مشخص شده است).
گیاهان یک حذف کننده سر و صدا خوب هستند. درختان و درختچه ها صدا را 5، 10 و گاهی حتی 20 دسی بل کاهش می دهند. البته اثربخشی فضاهای سبز به چیدمان و گونه درختی آنها بستگی دارد. نوارهای سبز رنگ بین پیاده رو و پیاده رو موثر است. در خیابان های عریض با ترافیک قابل توجه، ایجاد کوچه هایی به عرض 10-12 متر در کنار پیاده روها توصیه می شود. اهداف در کاهش سر و صدای درختان نمدار بهترین هستند.
درختان صنوبر سر و صدای خیابان را به حدی جذب می کنند که ساکنان خانه های واقع در پشت چنین فیل مخروطی تقریباً به طور کامل از شر صدای مزاحم خیابان خلاص می شوند. شهر بزرگ.
متخصصانی که در آزمایشگاه آکوستیک ساختمان مؤسسه تحقیقاتی طراحی استاندارد و آزمایشی مسکو (MNIITEP) کار می کنند، پنجره های به اصطلاح ضد صدا را برای اماکن مسکونی پیشنهاد کردند. آنها باعث کاهش سر و صدا در آپارتمان ها تا 44 دسی بل می شوند (معمولاً یک پنجره صدای خیابان را تنها حدود 22 دسی بل کاهش می دهد). پنجره ها مجهز به دریچه های صداگیر هستند که دسترسی را فراهم می کنند هوای تازهوارد اتاق بدون خراب شدن قابل توجه حفاظت از سر و صدا.
در شرکت های صنعتی نیز مبارزه مداوم با سر و صدا وجود دارد. برای این منظور از تجهیزات حفاظت فردی استفاده می شود -<противошумы>و<антифоны>با طرح های مختلف، سطح نویز با کیفیت بالا را 30-50 درصد کاهش می دهد. یک راه موثرتر برای کاهش صدا استفاده از انواع محصولات عایق صدا و پوشش های جاذب صدا است.
یک ابتکار خوب در مبارزه با سر و صدا در انجمن پنبه ارمولینسکی انجام شده است. حمله به دسی بل از اینجا چندین سال پیش آغاز شد. کارمندان مؤسسه بهداشت حرفه ای و بیماری های شغلی آکادمی علوم پزشکی اتحاد جماهیر شوروی پیشنهاد استفاده از اسلب های معلق جاذب صدا - پشت صحنه را دادند. دانشمندان-بهداشتی و مهندسان باید تلاش زیادی می کردند تا این تله های صوتی را تا حد ممکن مؤثر کنند. به عنوان مثال، در ابتدا دیوارها با تخته های تخت پوشیده شده بودند. سپس آنها شروع به موج دار کردن آنها کردند که جلوه بیشتری داد و آنها گزینه بهینه را برای قرار دادن بال ها پیدا کردند. نتیجه واضح است - سطح سر و صدا بیش از نصف کاهش یافته است، بهره وری نیروی کار افزایش یافته است و بروز بیماری در بین بافندگان 30 درصد کاهش یافته است. نسخه ارمولینسکی کنترل نویز توسط کارخانه ابریشم مسکو به نام رزا لوکزامبورگ پذیرفته شده است.<Красная Роза>، کارخانه سرمایه بافی<Красные текстильщики>، کارخانه نساجی رامنسکی و غیره.
یکی دیگر از راه های مبارزه با نویز، جایگزینی تجهیزات فرسوده و فرسوده فیزیکی با تجهیزات پیشرفته تر است. تعمیرات منظم و باکیفیت و نوسازی تجهیزات صنعتی و سایر اقدامات نیز قابل اعمال است.
مطمئن باشید مشکل مبارزه با نویزهای صنعتی در نهایت حل خواهد شد، زیرا این امر مستلزم مصالح اجتماعی و اقتصادی جامعه است.
مبانی نظارتی و فنی راه حل جامعاین مشکل، استانداردسازی، فعالیت هدفمند و سیستماتیک است که به منظور تنظیم دقیق همه عواملی که به هر طریقی ایجاد سر و صدا می کنند و ایجاد روش ها و ابزارهای محافظت در برابر آن طراحی شده است. این دقیقاً همان کاری است که متخصصان کشورهای عضو شورای کمک های اقتصادی متقابل انجام می دهند؛ آنها استانداردهایی را برای سکوت در محل کار و خانه تدوین می کنند. در این مورد، تجربه انباشته شده در یک کشور خاص، در یک صنعت خاص، باید در نظر گرفته شود. اقتصاد ملی. هر استاندارد CMEA ترکیبی از تجربه و دستاوردهای علمی مدرن است و کاملاً بر استفاده از تجهیزات و فناوری پیشرفته متمرکز است.
متخصصان مجارستانی استانداردی را ایجاد کرده اند<Допустимые уровни звукового давления в жилых и общественных зданиях>. این سند تعدادی محدودیت صوتی را ایجاد می کند که از طریق آنها مفهوم سکوت بیان کمی پیدا می کند. بنابراین، برای مثال -! اقدامات، سکوت در آپارتمان، به گفته پزشکانی که در توسعه استاندارد مشارکت داشته اند، 40 دسی بل در روز و 30 دسی بل در شب است. برای مقایسه: 25 دسی بل صدای خش خش برگ ها در باد ملایم است، 30 دسی بل صدای تیک تیک ساعت در فاصله 1 متری است، 75-80 دسی بل صدای سر و صدای خیابان یک شهر کوچک است.
کار بر روی استانداردی در حال انجام است که 1 حداکثر سطح صدای مجاز را در مناطق مسکونی، مناطق تفریحی و مناطق بازی کودکان ایجاد می کند. استانداردهای مندرج در این استاندارد برای طراحان و سازندگان اجباری خواهد بود.
البته، برای مبارزه موثر با سر و صدا؛ شما باید بتوانید آن را اندازه گیری کنید. اما نه تنها این، ما به روش های واحد اندازه گیری و ارزیابی نیز نیاز داریم. این دقیقاً همان چیزی است که قرار است با استاندارد جدید CMEA برای روش‌های اندازه‌گیری نویز ایجاد شده توسط جریان ترافیک در خیابان‌های شهرهای بزرگ توجیه شود.
تحت CMEA یک کمیسیون دائمی با گروه کاری 1 وجود دارد حفاظت از کار، کار استانداردسازی در حال انجام در کشورهای CMEA را هماهنگ می کند. در سال 1976، استانداردهای فنی برای محدود کردن سر و صدا در شرکت های صنعت نساجی، که همانطور که مشخص است، عمدتاً زنان در آن کار می کنند، تصویب شد.
ابزارها و روش‌های حفاظت از نویز بر اساس استانداردی که توسط متخصصان شوروی تهیه شده است طبقه‌بندی می‌شود. استانداردی حاوی الزامات کلی برای روش‌های اندازه‌گیری نویز توسط متخصصان چکسلواکی ایجاد شده است. متخصصان GDR استاندارد CMEA را اثبات کردند<Допустимые уро ни шума на рабочих местах>که بر اساس آن سطح نویز دیگر نباید از 85 دسی بل بیشتر شود. البته اینها هنوز با شرایط ایده آلی که بهداشتکاران آرزوی آن را دارند فاصله دارند، با این حال، کاهش سر و صدای تولید تا این حد در همه شرکت ها بدون استثنا منجر به بهبود قابل توجهی در شرایط کار می شود.
کار روی استانداردسازی با هدف مبارزه با سر و صدا ادامه دارد. بنابراین، کمیسیون دائمی CMEA به متخصصان اتحاد جماهیر شوروی اعتماد کرد تا یک پیش نویس برنامه بلندمدت را با هدف محافظت همه جانبه از مردم در برابر اثرات مضر سر و صدا تهیه کنند.
در کلمه<музыка>ما بلافاصله شکلی از هنر را تصور می کنیم، به طور خاص - با کمک صدا تصاویر هنری- انعکاس واقعیت و تأثیر به همان اندازه خاص بر روی افراد - بر روان و احساسات آنها.
ما مدتهاست به این واقعیت عادت کرده ایم که موسیقی دنیای متنوعی از صداها است که به روشی خاص سازماندهی شده اند و به لطف آن می تواند تجربیات عاطفی افراد و وضعیت ذهنی آنها را با کاملیت کافی بیان کند. در عین حال، به نوعی فراموش می شود که تمام آن ویژگی هایی که توسط فیزیکدانان هنگام مطالعه اصوات به طور کلی تعیین و اندازه گیری می شود، برای آن قابل استفاده است. با این حال، با در نظر گرفتن ویژگی های آن قابل استفاده است، به همین دلیل است که هدف مطالعه نه آکوستیک به طور کلی، بلکه آکوستیک موسیقی است - علمی که در تقاطع آکوستیک، موسیقی شناسی، روانشناسی و فیزیولوژی متولد شده است. به هر حال، زبان موسیقایی، شاید بتوان گفت، هم در مبدأ و هم در هدفش، صدایی انسانی شده است.
اما با حقی حتی بیشتر، می‌توانیم همین را در مورد صداهایی که زبان ما را تشکیل می‌دهند، بگوییم که به طور جدایی ناپذیری با تفکر و آگاهی پیوند خورده است.
بنابراین، سر و صدا، موسیقی، گفتار صدا مانند پله‌های نردبانی هستند که به سازماندهی بیشتر و نظم در دنیای صداها، به محتوای اطلاعاتی بیشتر و بیشتر منجر می‌شوند.

"صوت، سونوگرافی، مادون صوت"

بسیاری از ما گاهی به یک سوال فیزیولوژیکی ساده در مورد نحوه شنیدن علاقه مندیم. بیایید ببینیم اندام شنوایی ما از چه چیزی تشکیل شده و چگونه کار می کند.

اول از همه، توجه می کنیم که تحلیلگر شنوایی دارای چهار بخش است:

1. گوش بیرونی. این شامل محرک شنوایی، گوش و پرده گوش است. دومی برای جداسازی انتهای داخلی سیم شنوایی از محیط کار می کند. در مورد مجرای گوش، شکل کاملاً خمیده به طول حدود 2.5 سانتی متر است. سطح مجرای گوش شامل غدد است و همچنین پوشیده از کرک است. این غدد هستند که جرم گوش ترشح می کنند که صبح آنها را پاک می کنیم. کانال گوش نیز برای حفظ رطوبت و دمای لازم در داخل گوش ضروری است.
2. گوش میانی. آن جزء از آنالایزر شنوایی که در پشت پرده گوش قرار دارد و با هوا پر شده است، گوش میانی نامیده می شود. از طریق شیپور استاش به نازوفارنکس متصل می شود. شیپور استاشاین یک کانال غضروفی نسبتاً باریک است که معمولاً بسته است. وقتی حرکات بلع را انجام می دهیم باز می شود و هوا از طریق آن وارد حفره می شود. در داخل گوش میانی سه استخوانچه کوچک شنوایی وجود دارد: اینکوس، مَلئوس و رکابی. مالئوس از یک طرف به رکاب متصل است که از قبل به ریخته گری در گوش داخلی متصل است. تحت تأثیر صداها، پرده گوش در حرکت مداوم است و استخوانچه های شنوایی ارتعاشات خود را بیشتر به داخل منتقل می کنند. این یکی از مهمترین عناصری است که هنگام بررسی ساختار گوش انسان باید مورد مطالعه قرار گیرد.
3. گوش داخلی. در این بخش از گروه شنوایی چندین ساختار به طور همزمان وجود دارد، اما تنها یکی از آنها شنوایی را کنترل می کند - حلزون گوش. این نام را به دلیل شکل مارپیچی خود دریافت کرد. دارای سه کانال است که با مایعات لنفاوی پر شده است. در کانال میانی، مایع به طور قابل توجهی در ترکیب با بقیه متفاوت است. اندامی که مسئول شنوایی است، اندام کورتی نام دارد و در کانال میانی قرار دارد. از چندین هزار مو تشکیل شده است که ارتعاشات ایجاد شده توسط مایع در حال حرکت از طریق کانال را جذب می کند. در اینجا تکانه های الکتریکی تولید می شوند که سپس به قشر مغز منتقل می شوند. یک سلول مویی خاص به نوع خاصی از صدا پاسخ می دهد. اگر این اتفاق بیفتد که سلول مو بمیرد، فرد دیگر این یا آن صدا را درک نمی کند. همچنین برای درک چگونگی شنیدن شخص باید مسیرهای شنوایی را نیز در نظر گرفت.

مسیرهای شنوایی

آنها مجموعه ای از الیاف هستند که تکانه های عصبی را از حلزون گوش به مراکز شنوایی سر شما هدایت می کنند. به لطف این مسیرها است که مغز ما این یا آن صدا را درک می کند. مراکز شنوایی در لوب های تمپورال مغز قرار دارند. صدایی که از طریق گوش خارجی به مغز می رسد حدود ده میلی ثانیه طول می کشد.

چگونه صدا را درک می کنیم

گوش انسان صداهای دریافتی از محیط را به ارتعاشات مکانیکی خاصی پردازش می کند که سپس حرکات مایع حلزون گوش را به تکانه های الکتریکی تبدیل می کند. آنها در امتداد مسیرهای سیستم شنوایی مرکزی به قسمت های زمانی مغز می گذرند تا پس از آن شناسایی و پردازش شوند. اکنون گره‌های میانی و خود مغز اطلاعاتی را در مورد میزان صدا و زیر و بم صدا و همچنین ویژگی‌های دیگر مانند زمان ضبط صدا، جهت صدا و موارد دیگر استخراج می‌کنند. بنابراین، مغز می تواند اطلاعات دریافتی از هر گوش را به نوبه خود یا به طور مشترک دریافت کند و یک احساس واحد دریافت کند.

مشخص است که در داخل گوش ما "الگوهای" خاصی از صداهای قبلاً آموخته شده ذخیره می شود که مغز ما آنها را تشخیص داده است. آنها به مغز کمک می کنند منبع اصلی اطلاعات را به درستی مرتب کرده و تعیین کند. اگر صدا کاهش یابد، مغز شروع به دریافت اطلاعات نادرست می کند، که می تواند منجر به تفسیر نادرست صداها شود. اما نه تنها صداها می توانند تحریف شوند، بلکه با گذشت زمان، مغز نیز در معرض تفسیر نادرست برخی صداها قرار می گیرد. نتیجه ممکن است واکنش نادرست فرد یا تفسیر نادرست اطلاعات باشد. برای شنیدن صحیح و قابل اعتماد آنچه می شنویم، به کار همزمان مغز و تحلیلگر شنوایی نیاز داریم. به همین دلیل است که می توان اشاره کرد که شخص نه تنها با گوش، بلکه با مغز خود نیز می شنود.

بنابراین، ساختار گوش انسان بسیار پیچیده است. فقط کار هماهنگ تمام قسمت های اندام شنوایی و مغز به ما امکان می دهد آنچه را که می شنویم به درستی درک و تفسیر کنیم.

دستگاه شنوایی انسان مکانیزمی پیچیده و در عین حال بسیار جالب است. برای اینکه واضح تر تصور کنیم صدا برای ما چیست، باید بفهمیم چه چیزی و چگونه می شنویم.

در آناتومی، گوش انسان معمولا به سه بخش تقسیم می شود: گوش خارجی، گوش میانی و گوش داخلی. گوش خارجی شامل پینا است که به تمرکز ارتعاشات صوتی کمک می کند و مجرای شنوایی خارجی. موج صوتی که وارد گوش می‌شود، بیشتر در امتداد مجرای شنوایی حرکت می‌کند (طول آن حدود 3 سانتی‌متر و قطر آن حدود 0.5 است) و وارد گوش میانی می‌شود و در آنجا به پرده گوش که یک غشای شفاف نازک است برخورد می‌کند. پرده گوش امواج صوتی را به ارتعاش تبدیل می کند (تقویت اثر یک موج صوتی ضعیف و تضعیف اثر یک موج قوی). این ارتعاشات از طریق اتصال منتقل می شود پرده گوشاستخوانچه ها - چکش، اینکوس و رکابی - وارد گوش داخلی می شود که یک لوله پیچ خورده با مایعی به قطر حدود 0.2 میلی متر و طول حدود 4 سانتی متر است که به این لوله حلزون گوش می گویند. در داخل حلزون یک غشای دیگر به نام غشای بازیلار وجود دارد که شبیه رشته ای به طول 32 میلی متر است که سلول های حسی (بیش از 20 هزار فیبر) در امتداد آن قرار دارند. ضخامت رشته در ابتدای حلزون و در بالای آن متفاوت است. در نتیجه این ساختار، غشاء با قسمت های مختلف خود در پاسخ به ارتعاشات صوتی با ارتفاعات مختلف طنین انداز می شود. بنابراین، صدای با فرکانس بالا بر انتهای عصب واقع در ابتدای حلزون گوش تأثیر می گذارد و ارتعاشات صوتی با فرکانس پایین بر انتهای انتهایی آن تأثیر می گذارد. مکانیسم تشخیص فرکانس ارتعاشات صدا بسیار پیچیده است. به طور کلی، این شامل تجزیه و تحلیل محل پایانه های عصبی تحت تاثیر ارتعاشات، و همچنین تجزیه و تحلیل فرکانس تکانه های وارد شده به مغز از پایانه های عصبی است.

یک علم کامل وجود دارد که ویژگی های روانی و فیزیولوژیکی درک انسان از صدا را مطالعه می کند. این علم نامیده می شود روان آکوستیک. در چند دهه اخیر، سایکوآکوستیک به یکی از مهمترین شاخه ها در زمینه فناوری صدا تبدیل شده است، زیرا عمدتاً به لطف دانش در زمینه سایکوآکوستیک است که فناوری های نوین صدا توسعه یافته است. بیایید به اساسی ترین حقایق که توسط روان آکوستیک ثابت شده است نگاه کنیم.

اطلاعات اولیه در مورد ارتعاشات صوتیمغز در منطقه تا 4 کیلوهرتز را دریافت می کند. این واقعیت کاملاً منطقی به نظر می رسد، با توجه به اینکه همه موارد حیاتی اصلی هستند برای یک فرد لازم استصداها دقیقاً در این باند طیفی تا 4 کیلوهرتز قرار دارند (صدای افراد و حیوانات دیگر، سر و صدای آب، باد و غیره). فرکانس های بالاتر از 4 کیلوهرتز فقط برای انسان کمکی هستند که با آزمایش های زیادی تایید شده است. به طور کلی، به طور کلی پذیرفته شده است که فرکانس های پایین "مسئول" قابل فهم بودن، وضوح اطلاعات صوتی هستند و فرکانس های بالا مسئول کیفیت صدای ذهنی هستند. سمعک انسانی قادر است اجزای فرکانس صدا را از 20 تا 30 هرتز تا تقریباً 20 کیلوهرتز تشخیص دهد. حد بالایی اعلام شده ممکن است بسته به سن شنونده و عوامل دیگر متفاوت باشد.

در طیف صوتی اکثر آلات موسیقی، برجسته ترین جزء فرکانسی از نظر دامنه مشاهده می شود. به او زنگ می زنند فرکانس اساسی یا لحن اصلی. فرکانس بنیادی یک پارامتر صدا بسیار مهم است و دلیل آن در اینجا آمده است. برای سیگنال‌های دوره‌ای، سیستم شنوایی انسان قادر به تشخیص گام است. طبق تعریف سازمان بین المللی استاندارد، گام صدا- این یک ویژگی ذهنی است که صداها را در مقیاس خاصی از کم به بالا توزیع می کند. گام درک شده یک صدا در درجه اول تحت تأثیر فرکانس زیر و بم (دوره نوسان) است، اگرچه شکل کلی موج صوتی و پیچیدگی آن (شکل دوره) نیز می تواند بر آن تأثیر بگذارد. گام را می توان توسط سیستم شنوایی برای سیگنال های پیچیده تعیین کرد، اما تنها در صورتی که لحن اصلی سیگنال باشد تناوبی(مثلاً در صدای کف زدن یا شلیک گلوله، لحن متناوب نیست و به همین دلیل گوش قادر به تخمین صدای خود نیست).

به طور کلی، بسته به دامنه مولفه های طیف، صدا می تواند رنگ های متفاوتی به دست آورد و به عنوان لحنیا چگونه سر و صدا. اگر طیف گسسته باشد (یعنی قله های مشخصی در نمودار طیف وجود داشته باشد)، در صورت وجود یک قله، صدا به عنوان یک تن درک می شود، یا همخوانی، در صورت وجود چندین قله کاملاً مشخص. اگر صدا دارای یک طیف پیوسته باشد، یعنی دامنه اجزای فرکانس طیف تقریباً برابر باشد، چنین صدایی توسط گوش به عنوان نویز درک می شود. برای نشان دادن یک مثال واضح، می توانید سعی کنید به طور تجربی آهنگ ها و هارمونی های مختلف موسیقی را "بسازید". برای انجام این کار، شما باید چندین مولد صدای خالص را از طریق یک ترکیب کننده به بلندگو متصل کنید ( اسیلاتورها). علاوه بر این، این کار را به گونه ای انجام دهید که امکان تنظیم دامنه و فرکانس هر تن خالص تولید شده وجود داشته باشد. در نتیجه کار انجام شده، می توان سیگنال های تمام نوسانگرها را به نسبت دلخواه مخلوط کرد و در نتیجه صداهای کاملاً متفاوتی ایجاد کرد. دستگاه به دست آمده یک سینت سایزر ساده صدا است.

ویژگی بسیار مهم دستگاه شنوایی انسان، توانایی تشخیص دو تن با فرکانس های مختلف است. آزمایش‌های تجربی نشان داده‌اند که در باند 0 تا 16 کیلوهرتز، شنوایی انسان قادر است تا 620 درجه‌بندی فرکانس (بسته به شدت صدا) را تشخیص دهد، در حالی که تقریباً 140 درجه‌بندی در محدوده 0 تا 500 هرتز است.

درک زیر و بمی برای تن های خالص نیز تحت تأثیر شدت و مدت صدا است. به طور خاص، اگر شدت صدای آن افزایش یابد، صدای خالص پایین حتی پایین تر به نظر می رسد. وضعیت معکوس با یک آهنگ خالص با فرکانس بالا مشاهده می شود - افزایش شدت صدا باعث می شود که زیر و بم درک ذهنی آهنگ حتی بیشتر شود.

مدت زمان صدا بر سطح درک شده به روشی انتقادی تأثیر می گذارد. بنابراین، یک صدای بسیار کوتاه مدت (کمتر از 15 میلی ثانیه) با هر فرکانس به سادگی به عنوان یک کلیک تیز در گوش به نظر می رسد - گوش قادر به تشخیص زیر و بم چنین سیگنالی نخواهد بود. زیر و بمی فقط پس از 15 میلی ثانیه برای فرکانس های در محدوده 1000-2000 هرتز و فقط پس از 60 میلی ثانیه برای فرکانس های زیر 500 هرتز شروع می شود. این پدیده نامیده می شود اینرسی شنوایی . اینرسی شنوایی با ساختار غشای پایه همراه است. انفجارهای کوتاه صدا قادر به ایجاد طنین غشاء در فرکانس مورد نظر نیستند، به این معنی که مغز اطلاعاتی در مورد زیر و بمی صداهای بسیار کوتاه دریافت نمی کند. حداقل زمان لازم برای تشخیص گام به فرکانس سیگنال صوتی و به طور دقیق تر به طول موج بستگی دارد. هر چه فرکانس صوت بیشتر باشد، طول موج صوت کوتاه‌تر می‌شود، به این معنی که ارتعاشات غشای پایه‌ای سریع‌تر تنظیم می‌شود.

در طبیعت، ما تقریبا هرگز با تن های خالص مواجه نمی شویم. صدای هر ساز موسیقی پیچیده است و از اجزای فرکانسی زیادی تشکیل شده است. همانطور که در بالا گفتیم، حتی برای چنین صداهایی، گوش می تواند زیر و بمی صدای خود را مطابق با فرکانس تن اصلی و/یا هارمونیک آن تنظیم کند. با این حال، حتی با صدای یکسان، صدای مثلاً ویولن با صدای پیانو در گوش فرق می کند. این به این دلیل است که علاوه بر زیر و بم صدا، گوش قادر است شخصیت کلی، رنگ صدا، آن را نیز ارزیابی کند. تن صدا. تن صدااین کیفیت ادراک صدا است که بدون توجه به فرکانس و دامنه به فرد اجازه می دهد یک صدا را از دیگری تشخیص دهد. تن صدا به ترکیب طیفی کلی صدا و شدت اجزای طیفی بستگی دارد. نمای کلیموج صوتی، و در واقع به زیر و بمی لحن اصلی بستگی ندارد. پدیده اینرسی سیستم شنوایی تأثیر قابل توجهی بر تن صدا دارد. این به عنوان مثال، در این واقعیت بیان می شود که گوش حدود 200 میلی ثانیه طول می کشد تا یک صدا را تشخیص دهد.

حجم صدا یکی از آن مفاهیمی است که ما هر روز بدون فکر کردن به معنای فیزیکی آن از آن استفاده می کنیم. حجم صدا- این ویژگی های روانی درک صدا، که احساس قدرت صدا را تعیین می کند. حجم صدا اگرچه به شدت به شدت مرتبط است، اما به طور نامتناسبی با افزایش شدت سیگنال صدا افزایش می یابد. صدا تحت تأثیر فرکانس و مدت سیگنال صوتی است. برای قضاوت صحیح درباره ارتباط بین احساس صدا (حجم آن) و تحریک (سطح شدت صدا)، باید در نظر داشت که تغییرات در حساسیت سیستم شنوایی انسان به شدت از قانون لگاریتمی تبعیت نمی کند.

چندین واحد برای اندازه گیری حجم صدا وجود دارد. واحد اول " زمینه"(در نام انگلیسی - "phon"). اگر شنونده معمولی سیگنال را برابر با صدایی با فرکانس 1000 هرتز و سطح فشار n dB ارزیابی کند، به صدایی گفته می شود که سطح بلندی n فون دارد. پس زمینه، مانند دسی بل، اساسا یک واحد اندازه گیری نیست، بلکه یک ویژگی ذهنی نسبی شدت صدا است. در شکل شکل 5 نموداری را با منحنی هایی با حجم مساوی نشان می دهد.

هر منحنی روی نمودار سطحی از بلندی مساوی با نقطه شروع 1000 هرتز را نشان می دهد. به عبارت دیگر، هر خط مربوط به مقدار بلندی مشخصی است که در فون اندازه گیری می شود. به عنوان مثال، خط "10 von" سطوح سیگنال را بر حسب دسی بل در فرکانس های مختلف نشان می دهد که توسط شنونده برابر با یک سیگنال با فرکانس 1000 هرتز و سطح 10 دسی بل است. توجه به این نکته ضروری است که منحنی های نشان داده شده منحنی های مرجع نیستند، بلکه به عنوان مثال آورده شده اند. تحقیقات مدرنبه وضوح نشان می دهد که شکل منحنی ها تا حد زیادی به شرایط اندازه گیری، ویژگی های صوتی اتاق و همچنین به نوع منابع صدا (بلندگو، هدفون) بستگی دارد. بنابراین، هیچ نمودار استانداردی از منحنی‌های بلندی مساوی وجود ندارد.

یک جزئیات مهم در درک صدا توسط سمعک انسان به اصطلاح است آستانه شنوایی - حداقل شدت صدا که درک سیگنال از آن شروع می شود. همانطور که دیدیم، سطح صدای برابر برای انسان با تغییر فرکانس ثابت نمی ماند. به عبارت دیگر، حساسیت دستگاه شنوایی هم به بلندی صدا و هم به فرکانس آن بستگی زیادی دارد. به ویژه، آستانه شنوایی نیز در فرکانس های مختلف یکسان نیست. به عنوان مثال، آستانه شنود برای یک سیگنال در فرکانس حدود 3 کیلوهرتز کمی کمتر از 0 دسی بل و در فرکانس 200 هرتز حدود 15 دسی بل است. برعکس، آستانه درد شنوایی بستگی کمی به فرکانس دارد و از 100 تا 130 دسی بل متغیر است. نمودار آستانه شنوایی در شکل نشان داده شده است. 6. لطفا توجه داشته باشید که از آنجایی که شدت شنوایی با افزایش سن تغییر می کند، نمودار آستانه شنوایی در باند فرکانس بالایی برای سنین مختلف متفاوت است.

اجزای فرکانس با دامنه کمتر از آستانه شنوایی (یعنی آنهایی که در زیر نمودار آستانه شنوایی قرار دارند) برای گوش نامحسوس هستند.

یک واقعیت جالب و بسیار مهم این است که آستانه شنوایی سیستم شنوایی، و همچنین منحنی های بلندی برابر، ثابت نیست. شرایط مختلف. نمودارهای آستانه شنوایی ارائه شده در بالا برای سکوت معتبر هستند. اگر آزمایش‌هایی برای اندازه‌گیری آستانه شنوایی نه در سکوت کامل، بلکه، به عنوان مثال، در یک اتاق پر سر و صدا یا در حضور برخی صدای پس‌زمینه ثابت انجام شود، نمودارها متفاوت خواهند بود. این، به طور کلی، اصلاً تعجب آور نیست. از این گذشته، وقتی در خیابان راه می رویم و با یک همکار صحبت می کنیم، مجبور می شویم وقتی کامیونی از کنارمان می گذرد، مکالمه خود را قطع کنیم، زیرا سر و صدای کامیون به ما اجازه نمی دهد صحبت را بشنویم. این اثر نامیده می شود پوشش فرکانس . دلیل اثر پوشاندن فرکانس روشی است که سیستم شنوایی صدا را درک می کند. یک سیگنال دامنه قدرتمند با فرکانس مشخص f m باعث اختلالات شدید غشای پایه در قسمت خاصی از آن می شود. سیگنالی با فرکانس f که از نظر فرکانس مشابه است اما در دامنه ضعیف‌تر است، دیگر قادر به تأثیرگذاری بر ارتعاشات غشاء نیست و بنابراین توسط پایانه‌های عصبی و مغز «تشخیص‌نشده» باقی می‌ماند.

اثر پوشش فرکانس برای اجزای فرکانس موجود در طیف سیگنال به طور همزمان معتبر است. با این حال، به دلیل اینرسی شنوایی، اثر پوشاندن می تواند در طول زمان گسترش یابد. بنابراین، برخی از مؤلفه‌های فرکانس می‌توانند مؤلفه فرکانس دیگری را حتی زمانی که نه به طور همزمان، بلکه با تأخیر زمانی در طیف ظاهر شوند، پنهان کنند. این اثر نامیده می شود موقتO استتار. در صورتی که لحن پوشاننده به موقع زودتر از نقاب پوشیده ظاهر شود، اثر نامیده می شود پس از نقاب زدن . در صورتی که لحن پوشاننده دیرتر از رنگ پوشیده ظاهر شود (چنین موردی نیز امکان پذیر است)، اثر نامیده می شود. قبل از ماسک زدن.

2.5. صدای فضایی

انسان با دو گوش می شنود و به همین دلیل می تواند جهت ورود را تشخیص دهد سیگنال های صوتی. این توانایی دستگاه شنوایی انسان نامیده می شود اثر دو گوش . مکانیسم تشخیص جهت ورود صداها پیچیده است و باید گفت که هنوز پایانی در مطالعه و روش های کاربرد آن تعیین نشده است.

گوش های فرد در فاصله ای از عرض سر قرار دارند. سرعت انتشار موج صوتی نسبتاً کم است. سیگنالی که از منبع صوتی روبروی شنونده می آید به طور همزمان به هر دو گوش می رسد و مغز این را به این صورت تفسیر می کند که منبع سیگنال پشت یا جلو است، اما نه در کنار. اگر سیگنال از یک منبع منحرف شده از مرکز سر می آید، آنگاه صدا به یک گوش سریعتر از گوش دیگر می رسد، که به مغز این امکان را می دهد که به طور مناسب این سیگنال را به عنوان سیگنالی که از سمت چپ یا راست می رسد تفسیر کند و حتی تقریباً زاویه ورود از نظر عددی، تفاوت در زمان رسیدن سیگنال در گوش چپ و راست، از 0 تا 1 میلی ثانیه، منبع صدای خیالی را به سمت گوش منتقل می کند که سیگنال را زودتر درک می کند. این روش برای تعیین جهت رسیدن صدا توسط مغز در باند فرکانسی از 300 هرتز تا 1 کیلوهرتز استفاده می شود. جهت رسیدن صدا برای فرکانس های بالای 1 کیلوهرتز توسط مغز انسان با تجزیه و تحلیل حجم صدا تعیین می شود. واقعیت این است که امواج صوتی با فرکانس بالای 1 کیلوهرتز به سرعت در فضای هوا ضعیف می شوند. بنابراین، شدت امواج صوتی که به گوش چپ و راست شنونده می رسد به قدری متفاوت است که به مغز اجازه می دهد جهت رسیدن سیگنال را با اختلاف دامنه تعیین کند. اگر صدایی در یک گوش بهتر از گوش دیگر شنیده شود، منبع صدا در سمتی از گوش قرار می گیرد که در آن بهتر شنیده می شود. کمک مهم در تعیین جهت رسیدن صدا این است که فرد بتواند سر خود را به سمت منبع ظاهری صدا بچرخاند تا صحت تشخیص را بررسی کند. توانایی مغز برای تعیین جهت ورود صدا با تفاوت زمان رسیدن سیگنال در گوش چپ و راست و همچنین با تجزیه و تحلیل حجم سیگنال، در استریوفونی.

داشتن تنها دو منبع صوتی می تواند احساس داشتن یک منبع صوتی خیالی بین دو منبع فیزیکی را در شنونده ایجاد کند. علاوه بر این، این منبع صوتی تخیلی را می توان در هر نقطه از خطی که دو منبع فیزیکی را به هم متصل می کند، "قرار گرفت". برای انجام این کار، باید یک صدای ضبط شده (مثلاً با صدای پیانو) را از طریق هر دو منبع فیزیکی پخش کنید، اما این کار را با کمی تاخیر انجام دهید. Oتاخیر در یکی از آنها و اختلاف حجم مربوطه. با استفاده صحیح از افکت توصیف شده، می توانید از یک ضبط صوتی دو کاناله استفاده کنید تا تقریباً همان تصویری از صدا را به شنونده منتقل کنید که اگر شخصاً مثلاً در یک کنسرت حضور داشت، احساس می کرد. این ضبط دو کاناله نام دارد استریوفونیک ضبط تک کاناله نامیده می شود تک صدا.

در واقع، برای انتقال صدای واقعی فضایی با کیفیت بالا به شنونده، ضبط استریو معمولی همیشه کافی نیست. دلیل اصلی این امر در این واقعیت نهفته است که یک سیگنال استریو که از دو منبع صوتی فیزیکی به شنونده می رسد، مکان منابع خیالی را فقط در صفحه ای که منابع واقعی در آن قرار دارند، تعیین می کند. منابع فیزیکیصدا. طبیعتاً نمی توان «شنونده را با صدا احاطه کرد». به طور کلی، به همین دلیل، این ایده که صدای فراگیر توسط یک سیستم چهار کاناله (دو منبع در مقابل شنونده و دو منبع در پشت او) ارائه می شود نیز یک تصور اشتباه است. به طور کلی، با انجام ضبط چند کاناله، ما فقط می‌توانیم صدایی را که توسط تجهیزات دریافت صدا (میکروفون) قرار داده شده است، به شنونده منتقل کنیم و نه بیشتر. برای بازآفرینی کم و بیش واقعی و واقعی صدای فراگیر، آنها به استفاده از رویکردهای اساساً متفاوت متوسل می شوند که مبتنی بر تکنیک های پیچیده تری است که ویژگی های سیستم شنوایی انسان و همچنین ویژگی های فیزیکی و اثرات انتقال صدا را شبیه سازی می کند. سیگنال های صوتی در فضا

یکی از این ابزارها استفاده از HRTF (عملکرد انتقال مرتبط با سر) است. با استفاده از این روش (در اصل کتابخانه ای از توابع)، سیگنال صوتی را می توان به روشی خاص تبدیل کرد و صدای فراگیر نسبتا واقعی را ارائه داد، که برای شنیدن حتی با هدفون طراحی شده است.

ماهیت HRTF انباشته شدن یک کتابخانه از توابع است که مدل روانی فیزیکی ادراک صدای سه بعدی توسط سیستم شنوایی انسان را توصیف می کند. برای ایجاد کتابخانه‌های HRTF، از یک آدمک مصنوعی KEMAR (مانیکین الکترونیکی Knowles برای تحقیقات شنیداری) یا یک "گوش دیجیتال" ویژه استفاده می‌شود. در مورد استفاده از مانکن، ماهیت اندازه گیری های انجام شده به شرح زیر است. میکروفون هایی در گوش مانکن تعبیه شده است که با کمک آنها ضبط انجام می شود. صدا توسط منابع واقع در اطراف مانکن تولید می شود. در نتیجه، ضبط شده از هر میکروفون، صدای "شنیده شده" توسط گوش مربوطه مانکن را با در نظر گرفتن تمام تغییراتی که صدا در مسیر خود به سمت گوش متحمل شده است (تضعیف و اعوجاج در نتیجه خم شدن اطراف گوش) نشان می دهد. سر و بازتاب از قسمت های مختلف آن). عملکردهای HRTF با در نظر گرفتن صدای اصلی و صدای "شنیده شده" توسط مانکن محاسبه می شود. در واقع، آزمایش‌ها شامل بازتولید سیگنال‌های مختلف آزمایشی و واقعی، ضبط آنها با استفاده از مانکن و تجزیه و تحلیل بیشتر است. پایه عملکردهای انباشته شده در این روش به شما امکان می دهد هر صدایی را پردازش کنید تا زمانی که از طریق هدفون پخش می شود، شنونده این تصور را داشته باشد که صدا نه از هدفون، بلکه از جایی در فضای اطراف او می آید.

بنابراین، HRTF مجموعه ای از دگرگونی هایی است که سیگنال صوتی در مسیر خود از منبع صوتی به سیستم شنوایی انسان متحمل می شود. پس از محاسبه تجربی، HRTF ها می توانند برای پردازش سیگنال های صوتی برای شبیه سازی تغییرات واقعی در صدا در حین حرکت از منبع به شنونده استفاده شوند. با وجود موفقیت این ایده، HRTF البته جنبه های منفی خود را نیز دارد، اما در کل ایده استفاده از HRTF کاملا موفق است. استفاده از HRTF به هر شکلی زیربنای بسیاری است فن آوری های مدرنصدای فضایی، مانند QSound 3 D (Q3 D)، EAX، Aureal3 D (A3 D) و دیگران.