L'udito è come ascoltiamo. Come sentiamo. Metodi soggettivi di valutazione dell'udito

Tutto su tutto. Volume 3 Likum Arkady

Come sentiamo suoni diversi?

Tutti i suoni sono prodotti da oggetti vibranti, cioè oggetti che compiono rapidi movimenti in avanti. Questa vibrazione fa muovere le molecole nell'aria, il che fa muovere le molecole nelle loro vicinanze, e presto le molecole nell'aria iniziano a muoversi in avanti, producendo quelle che chiamiamo onde sonore.

Ma le vibrazioni sono diverse e producono suoni diversi. I suoni differiscono l'uno dall'altro in tre caratteristiche principali: volume, tono e tonalità. Il volume del suono dipende dalla distanza tra l'oggetto vibrante e l'orecchio umano, nonché dall'ampiezza delle vibrazioni dell'oggetto vibrante. Maggiore è la portata di questo movimento, più forte sarà il suono. Il tono del suono dipende dalla velocità di vibrazione (frequenza) dell'oggetto che suona.

La tonalità dipende dal numero e dalla forza degli armonici presenti nel suono. Questo accade quando si mescolano suoni alti e bassi. Non sentiremo nulla finché l'onda sonora non passa attraverso l'apertura dell'orecchio e raggiunge il timpano. La membrana timpanica agisce come la superficie del tamburo e fa muovere le tre piccole ossa dell'orecchio medio a tempo con il suono. Di conseguenza, il liquido inizia a muoversi orecchio interno.

Le onde sonore muovono il liquido e anche le piccole cellule ciliate nel liquido iniziano a muoversi. Queste cellule ciliate convertono il movimento in impulsi nervosi che viaggiano verso il cervello e il cervello li riconosce come suoni. Ma suoni diversi produrre e movimento diverso nel nostro orecchio, che porta a diversi impulsi nervosi che entrano nel cervello, il che porta al fatto che sentiamo suoni diversi!

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Come sentiamo? Il suono è costituito dalle onde elastiche percepite dall'orecchio nei gas (aria), nei liquidi e nei solidi. Una persona è in grado di ascoltare suoni con frequenze da 16 hertz a 20 kilohertz, un delfino - da 100 hertz a 200 kilohertz. Il suono viaggia attraverso il padiglione auricolare e l'orecchio esterno fino al

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I primi suoni 2,5-3 mesi. Tubare: a-aa, g-y, sh-i, boo-y, hey, ecc. 4 mesi. Pipa: all-le-e-ly, aty-ay, ecc. 7-8,5 mesi. Balbetta, pronuncia sillabe: donna, sì-sì-sì, ecc. 8,5–9,5 mesi. Balbettio modulato: ripete le sillabe con una varietà di intonazioni 9,5–1 anno 6 mesi. Parole: mamma

Revenko Artem e Ismailov Dima

In questo lavoro di ricerca-progetto, gli studenti hanno studiato la struttura dell'orecchio, la natura del suono e le sue caratteristiche principali, il suo effetto su oggetti inanimati ed esseri viventi.

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Anteprima:

Concorso comunale di opere di progettazione e ricerca

scolari junior "Sono un ricercatore"

Direzione: fisica

Ricerca

Soggetto: "Perché sentiamo i suoni?"

(Ricerca delle onde sonore)

Revenko Artyom Alexandrovich,

Studenti di 4a elementare MBOU scuola secondaria n. 5

Stura

Supervisore: Stolchneva Maria Dmitrievna,

insegnante della scuola elementare

2012

Introduzione.

1.1 Dalla storia del suono.

1.2.Cos'è il suono?

1.3 Suono e udito. Struttura dell'orecchio. Perché dovresti prenderti cura delle tue orecchie? 1.4 Distribuzione del suono.

1.5. Ultrasuoni e infrasuoni. ecolocalizzazione in natura.

Capitolo 2. La mia ricerca.

2.1 Formazione del suono.

2.2 Studio delle caratteristiche del suono: altezza, timbro, volume.

2.3 Fenomeni sonori. (Esperimento. L'influenza del volume sugli oggetti inanimati; sugli esseri viventi).

Conclusione.

Bibliografia.

Allegato 1.

Appendice 2

introduzione

Cercano di sussurrare brandelli di manifesti,

Cerca di urlare tetti di ferro,

E l'acqua cerca di cantare nei tubi

E così i fili muggiscono impotenti.

E. Evtusenko

Viviamo in un fantastico mondo di suoni. Ci circondano ovunque. Sentiamo il suono del vento e il fruscio delle foglie, il mormorio di un ruscello e il rombo del tuono, il suono di uno strumento musicale, il canto di un usignolo e il cinguettio di una cavalletta, il cigolio di una porta e il rumore dei motori.

Cos'è il suono? Come nasce? In che modo un suono è diverso dagli altri?

Perché sentiamo i suoni? Tutte queste domande mi hanno incuriosito. E ho deciso di fare qualche ricerca.

Per questo motivo, mi sono imposto bersaglio: esplorare la natura delle onde sonore.

L'oggetto di studiodivenne onde sonore, eoggetto della mia ricerca: loro Proprietà fisiche.

Ipotesi: le vibrazioni delle onde sonore influenzano gli oggetti inanimati e gli esseri viventi.

Compiti:

  1. studiare la letteratura e raccogliere materiale sul suono;
  2. determinare i metodi con cui le onde sonore possono essere studiate;
  3. stabilire come il suono viene prodotto e propagato;
  4. studiare la struttura dell'orecchio;
  5. studiare le proprietà fisiche del suono: altezza, timbro, volume;
  6. scoprire come il volume del suono influenza gli oggetti inanimati e gli esseri viventi;
  7. preparare i materiali necessari;
  8. condurre esperimenti ed esperimenti, analizzare i risultati e trarre conclusioni.

Metodi :

  1. revisione e analisi della letteratura;
  1. comportamento di esperimenti, esperienze;
  2. lavorare con un dizionario, letteratura, risorse Internet;
  3. osservazione dentro vivo(raccolta di prove), sondaggio;
  4. analisi varie fonti informazioni, loro confronto con i risultati ottenuti, generalizzazione.

Ho condotto le mie ricerche in classe ea casa per 4 mesi, da ottobre. Per prima cosa ho preso in mano la letteratura, l'ho studiata. Poi ho ritirato l'attrezzatura a mia disposizione per la ricerca. Poi ho iniziato a fare ricerche.

Capitolo 1

1.1.Dalla storia del suono

Nei tempi antichi, il suono sembrava alle persone un prodotto straordinario e misterioso di forze soprannaturali. Credevano che i suoni potessero domare gli animali selvatici, spostare rocce e montagne, bloccare l'acqua, causare la pioggia e compiere altri miracoli. Nell'antico Egitto, notando l'incredibile impatto della musica su una persona, nessuna vacanza era completa senza canti rituali. Gli antichi indiani padroneggiavano un'alta cultura musicale prima di altri. Hanno sviluppato e ampiamente utilizzato la notazione musicale molto prima che apparisse in Europa. Le persone hanno cercato di capire e studiare il suono da tempo immemorabile. Lo scienziato e filosofo greco Pitagora ha dimostrato che i toni bassi negli strumenti musicali sono inerenti alle corde lunghe. Quando una corda viene accorciata della metà, il suo suono aumenterà di un'intera ottava. La scoperta di Pitagora segnò l'inizio della scienza dell'acustica. I primi dispositivi audio sono stati creati nei teatri Grecia antica e Rima: gli attori inserivano nelle loro maschere dei piccoli corni per amplificare il suono. È anche noto l'uso di dispositivi sonori nei templi egizi, dove c'erano statue "sussurranti" degli dei.

1.2.Cos'è il suono?

Già dalla prima elementare sapevo che “gli oggetti e gli esseri viventi emettono suoni. Possiamo trasmettere suoni con la nostra voce. Corre in un'onda invisibile. Abbiamo dispositivi meravigliosi che raccolgono questa onda. Questi dispositivi sono orecchie. All'interno, il nostro orecchio è molto complesso. Ha paura del rumore, dei suoni acuti e forti. Le orecchie devono essere protette.

A volte il suono viaggia verso qualche ostacolo (ad esempio, verso una montagna, una foresta) e ritorno. Poi sentiamo un'eco" .

Cos'è il suono?

Farò due semplici esperimenti.

Esperienza 1 . Metterò la mano sulla mia laringe, pronuncerò qualsiasi suono vocale. La laringe inizia a tremare, fluttuare. Queste vibrazioni sono ben percepite dal palmo. Non li vedo, ma li sento.

Esperienza 2. Fisserò un lungo righello d'acciaio in una morsa. Se gran parte del righello sporge sopra la morsa, allora, avendone provocato le vibrazioni, non sentiremo le onde da esso generate. Ma se accorciamo la parte sporgente del righello e quindi aumentiamo la frequenza delle sue oscillazioni, scopriremo che il righello inizierà a suonare.

Sulla base dell'esperienza, ho fatto la conclusione che il suono è prodotto dalle vibrazioni.Queste onde, che si propagano nell'aria, così come all'interno di liquidi e solidi, sono invisibili. Tuttavia, a determinate condizioni possono essere ascoltati.

Le onde elastiche che possono provocare sensazioni uditive in una persona sono chiamate onde sonore o semplicemente suono.

Il dizionario esplicativo di Ozhegov dice che " suono - questo è ciò che si sente, percepito dall'orecchio: un fenomeno fisico causato dai movimenti oscillatori di particelle d'aria o altro mezzo.

Prenderò in considerazione esempi che spiegano l'essenza fisica del suono. La corda di uno strumento musicale trasmette le sue vibrazioni alle particelle d'aria circostanti. Queste vibrazioni si diffonderanno sempre più lontano e, quando raggiungeranno l'orecchio, faranno vibrare il timpano. sentirò un suono. In ogni mezzo, come risultato dell'interazione tra le particelle, le vibrazioni vengono trasmesse a sempre più nuove particelle, ad es. le onde sonore si propagano nel mezzo.

La scienza che studia le onde sonore si chiama acustica. L'acustica ha diverse varietà. Quindi l'acustica fisica si occupa dello studio delle vibrazioni sonore stesse. L'elettroacustica, o acustica tecnica, si occupa della ricezione, trasmissione, ricezione e registrazione di suoni mediante dispositivi elettrici. L'acustica architettonica studia la propagazione del suono negli ambienti. L'acustica musicale esplora la natura dei suoni musicali, nonché gli stati d'animo e i sistemi musicali. L'idroacustica (acustica marina) si occupa dello studio dei fenomeni che si verificano nell'ambiente acquatico associati all'emissione, alla ricezione e alla propagazione delle onde acustiche. L'acustica atmosferica studia i processi sonori nell'atmosfera, in particolare la propagazione delle onde sonore, la condizione per la propagazione del suono a lunghissimo raggio. L'acustica fisiologica esplora le capacità degli organi uditivi, la loro struttura e azione. Studia la formazione dei suoni da parte degli organi della parola e la percezione dei suoni da parte degli organi dell'udito, nonché l'analisi e la sintesi della parola. L'acustica biologica considera i problemi della comunicazione sonora e ultrasonica degli animali.

Passando alla letteratura, ho imparato che, come ogni onda, il suono è caratterizzato daampiezza E spettrofrequenze. Di solito una persona sentesuoni trasmessi attraverso l'aria, nella gamma di frequenze da 16-20Hz fino a 15-20 kHz. 20 Hz è, forse, scoppi di tuono e 18.000 Hz è il cigolio di zanzara più sottile.

Viene chiamato il suono al di sotto della portata dell'udito umanoinfrasuoni; sopra: fino a 1 GHz, - ecografia, da 1 GHz - ipersonico. Tra i suoni udibili vanno evidenziati anche quelli fonetici,suoni del linguaggio E fonemi(di cui è compostodiscorso orale) E suoni musicali(di cui è compostomusica).

Conclusione: il suono è costituito da onde elastiche che si propagano in un mezzo elastico. Una persona sente il suono nell'intervallo da 16-20 Hz a 15-20 kHz. Esistono ultrasuoni - fino a 1 GHz, ipersuoni da 1 GHz, infrasuoni - fino a 16-20 Hz. L'acustica studia le vibrazioni sonore.

1.3 Suono e udito. Struttura dell'orecchio. Perché dovresti prenderti cura delle tue orecchie?

Davanti a me c'erano le domande: in cosa consiste l'orecchio? Perché si forma la cera nelle orecchie? Perché dovresti prenderti cura delle tue orecchie?

Guardando la mia famiglia e i miei amici, mi sono reso conto che tutti sentiamo gli stessi suoni in modo diverso, per alcuni sembrano silenziosi, ma per altri, al contrario, sono forti. Si scopre che l'orecchio umano è più sensibile ai suoni con una frequenza da 1000 a 3000 Hz. La massima acutezza uditiva si osserva all'età di 15-20 anni. L'udito si deteriora con l'età. In una persona di età inferiore ai 40 anni, la sensibilità massima è nella regione di 3000 Hz, da 40 a 60 anni - 2000 Hz, oltre 60 anni - 1000 Hz. I suoni possono differire l'uno dall'altro nel timbro. Il tono principale del suono è accompagnato, di regola, da toni secondari, che sono sempre più alti di frequenza e danno al suono principale un colore aggiuntivo. Si chiamano sovratoni. Maggiore è il numero di armonici sovrapposti al tono fondamentale, più "ricco" è il suono musicalmente. Gli organi dell'udito, grazie al loro straordinario dispositivo, distinguono facilmente una vibrazione da un'altra, la voce di una persona vicina o familiare dalle voci di altre persone. Pertanto, come dice una persona, giudichiamo il suo umore, stato, esperienze.

La natura, dotando gli esseri viventi dell'udito, ha mostrato una notevole ingegnosità. Gli organi che percepiscono il suono si trovano in essi in aree molto diverse, e talvolta inaspettate: in una cavalletta e in un grillo, ad esempio, sugli stinchi delle zampe anteriori, nelle locuste - sull'addome, nelle zanzare - sulle antenne- antenne. A organi vertebrali l'udito nel processo di evoluzione occupava un posto d'onore ai lati della testa e nei mammiferi appariva un padiglione auricolare sviluppato. Gli animali inferiori si accontentano di pieghe protettive della pelle che ricoprono il condotto uditivo: tali pieghe aiutano il coccodrillo durante le immersioni; negli uccelli - cicogne, anatre, passeri - un film sottile svolge un ruolo protettivo simile. Il padiglione auricolare - più spesso viene semplicemente chiamato orecchio - è molto mobile in molti animali. Il cane ascolta, "giocando con le sue orecchie" - alzandole, abbassandole o portandole di lato. Un cavallo e un riccio, un cervo e una lepre muovono le orecchie, determinando la direzione del suono. Il rinoceronte africano ha orecchie a forma di imbuto, possono agire indipendentemente l'una dall'altra: cercando di riconoscere i fruscii davanti e dietro.

struttura dell'orecchio (vedi fig. 1, appendice 1).

L'ho imparato anatomicamenteL'orecchio è diviso in tre parti:orecchio esterno, medio e interno.
Orecchio esterno.
La parte sporgente dell'orecchio esterno è chiamata padiglione auricolare, la sua base è un tessuto di supporto semirigido: la cartilagine. L'apertura del canale uditivo esterno si trova davanti al padiglione auricolare e il canale stesso è diretto verso l'interno e leggermente in avanti. Il padiglione auricolare concentra le vibrazioni sonore e le dirige verso l'apertura uditiva esterna.
Si scopre che con ambiente non solo i suoni entrano nell'organo, ma anche vari corpi stranieri, microbi. Pertanto, un segreto viene costantemente secreto nel condotto uditivo:
cerume .
Il cerume è una secrezione cerosa delle ghiandole sebacee e solforiche del condotto uditivo esterno. La sua funzione è quella di proteggere la pelle di questo passaggio da infezioni batteriche e particelle estranee, come insetti, che possono entrare nell'orecchio. Persone diverse hanno quantità diverse di zolfo. Un denso grumo di cerume (tappo di cera) può portare a una ridotta conduzione del suono e alla perdita dell'udito, quindi le orecchie dovrebbero essere pulite regolarmente con un batuffolo di cotone.
Orecchio medio , questo è un intero complesso - incluso cavità timpanica e la tuba uditiva (di Eustachio), si riferisce all'apparato di conduzione del suono. Membrana piatta sottile , chiamata membrana timpanica, separa l'estremità interna del canale uditivo esterno dalla cavità timpanica, uno spazio appiattito di forma rettangolare pieno d'aria. Questa cavità dell'orecchio medio ospita una catena di tre ossa articolate in miniatura (ossicini) che trasmettono le vibrazioni dal timpano all'orecchio interno. In accordo con la forma, le ossa sono chiamate martello, incudine e staffa (vedi Fig. 2, Appendice 1).
Il martello con il suo manico è fissato al centro del timpano con l'ausilio di legamenti e la sua testa è collegata all'incudine, che a sua volta è fissata alla staffa. La base della staffa è inserita nella finestra ovale - un buco dentro parete ossea orecchio interno. Piccoli muscoli aiutano a trasmettere il suono regolando il movimento di queste ossa.

La condizione ottimale per l'oscillazione del timpano è la stessa pressione dell'aria su entrambi i lati.

Ciò è dovuto al fatto che comunica con la cavità timpanica ambiente esterno attraverso il rinofaringe e il tubo uditivo, che si apre nell'angolo inferiore anteriore della cavità. Durante la deglutizione e lo sbadiglio, l'aria entra nel tubo e da lì nella cavità timpanica, che consente di mantenere una pressione al suo interno uguale alla pressione atmosferica.
Orecchio interno. La cavità ossea dell'orecchio interno, contenente un gran numero di camere e passaggi tra di loro, è chiamata labirinto. Si compone di due parti:

labirinto osseo e

Il labirinto membranoso.
Il labirinto osseo è una serie di cavità situate nella parte densa dell'osso temporale; ha tre componenti: canali semicircolari- una delle fonti di impulsi nervosi che riflettono la posizione del corpo nello spazio; vestibolo; e la coclea, l'organo dell'udito.

A Quando un'onda sonora raggiunge il nostro orecchio, ne viene catturata: "vola" nel padiglione auricolare o nell'orecchio esterno. Il suono raggiunge il timpano. Il timpano è teso in modo relativamente stretto e il suono lo fa oscillare, vibrare. Dietro il timpano si trova l'orecchio medio, una piccola cavità piena d'aria. Quando la pressione nell'orecchio esterno aumenta, il timpano si flette verso l'interno. Le cadute di pressione nell'orecchio medio ripetono le cadute di pressione nell'onda sonora e vengono trasmesse ulteriormente all'orecchio interno. L'orecchio interno è una cavità arrotolata dalla coclea e riempita di liquido. L'orecchio ha due soglie uditive: inferiore e superiore. Un orecchio allenato può sentire, in completo silenzio nella foresta, il rumore delle foglie che cadono. Se superi la soglia superiore del volume del suono, ci sarà un forte dolore alle orecchie.

Nell'azione degli organi dell'udito grande ruolo suona la risonanza. La membrana principale, tesa lungo la coclea - l'orecchio interno, è costituita da molte fibre elastiche, numero totale che raggiunge i 24.000, alla base della coclea sono corti (0,04 mm), sottili e allungati, e nella parte superiore sono lunghi (fino a 0,5) mm, più spessi e meno allungati. Le onde sonore che entrano nell'orecchio provocano vibrazioni forzate nel fluido che riempie l'orecchio interno. E a causa del fenomeno della risonanza - il tremolio delle fibre di una certa lunghezza. Più alto è il suono, più corte sono le fibre che risuonano con esso; più forte è il suono, maggiore è la gamma di oscillazione delle fibre. Questo spiega la capacità di una persona di percepire i suoni. Nell'uomo, la gamma delle frequenze percepite si trova nella banda da 16 Hz a 20 kHz. Mentre un gatto ha una gamma molto più ampia: da 60 Hz a 60 kHz. Banda abbastanza ampia di udibilità in uccelli, tartarughe, rane, cavallette. I predatori notturni hanno un "udito eccellente".

Sfortunatamente, non tutte le persone possono sentire.

Perdita dell'udito - completasordità) o parziale (perdita dell'udito) riduzione della capacità di rilevare e comprenderesuoni. Violazione uditochiunque può soffrireorganismoin grado di percepiresuono. onde sonore differire in frequenza E ampiezza. Perdita della capacità di rilevare alcune (o tutte) le frequenze o incapacità di distinguere le basseampiezzasi chiama perdita dell'udito.

http://en.wikipedia.org/wiki/

ALLEGATO 1

Immagine 1.

Figura 2.

Figura 3

Figura 4

Appendice 2

Tabella 1.

Sorgente di rumore, stanza

Livello di rumore, dB

La risposta del corpo all'esposizione acustica prolungata

fogliame, surf,

Rumore medio nell'appartamento, in classe

Lenisce

Norma igienica

Rumore all'interno dell'edificio in autostrada

tv

Treno (metropolitana, via

Irritabilità, stanchezza, mal di testa

musica

con calma

muoviti leggermente

rimbalzo

Riana

nessun movimento

nessun movimento

muoviti lentamente

Kristina Agilera

muoviti un po'

leggermente rimbalzante

saltare attivamente

Lady Gaga Telefono

nessun movimento

nessun movimento

Il movimento appare solo quando suonano i bassi

rap

Eminem

nessun movimento

muoviti lentamente

muoversi attivamente

canzone per bambini

Madre

nessun movimento

strisciare

leggermente rimbalzante

Classico

Richard Wagner Strada per Valhalla

strisciare

rimbalzare attivamente

Valzer di Strauss

strisciare

strisciando, rimbalzando leggermente

strisciare e rimbalzare attivamente

Enrico Hertzche ha dato un importante contributo allo sviluppoelettrodinamica. Il nome è stato stabilitoCommissione Elettrotecnica Internazionale v 1930. IN 1960alla Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure, questo nome è stato adottato per sostituire il termine preesistente (numero di cicli al secondo).
Ultrasuoni in agricoltura
Ultrasuoni nell'industria alimentare
Ultrasuoni in biologia
Diagnostica ecografica delle malattie
Trattamento ad ultrasuoni delle malattie
A terra e in mare

La totalità dei suoni udibili e non udibili assomiglia, in linea di principio, allo spettro della luce solare, in cui vi è una regione visibile - dal rosso al viola e due invisibili: infrarossi e ultravioletti. È per analogia con lo spettro solare che sono stati denominati suoni non percepiti dall'orecchio umano: infrasuoni, ultrasuoni e ipersuoni.
La percezione dei suoni da parte delle persone è molto individuale. Ognuno ascolta, per così dire, a modo suo. I bambini, ad esempio, sentono suoni a frequenza più alta rispetto agli anziani.
Come già accennato, il suono va considerato da un punto di vista oggettivo e soggettivo. Il suono come fenomeno soggettivo è più complesso e meno studiato della sua oggettiva essenza fisica.
Come percepiamo il suono?
L'orecchio esterno è costituito dal padiglione auricolare e dal condotto uditivo, che lo collega al timpano. La funzione principale dell'orecchio esterno è determinare la direzione della sorgente sonora. Il condotto uditivo, che è un tubo lungo due centimetri che si assottiglia verso l'interno, protegge le parti interne dell'orecchio e funge da risonatore. Il condotto uditivo termina alla membrana timpanica, una membrana che vibra sotto l'azione delle onde sonore. Proprio qui confine esterno medio, e il suono oggettivo si trasforma in soggettivo, cioè l'onda sonora si trasforma nella sua sensazione soggettiva.
Direttamente dietro il timpano ci sono tre piccole ossa interconnesse: il martello, l'incudine e la staffa, attraverso le quali le vibrazioni vengono trasmesse all'orecchio interno. Lì, nel nervo uditivo, vengono convertiti in segnali bioelettrici. La piccola cavità, dove si trovano il martello, l'incudine e la staffa, è riempita d'aria ed è collegata alla cavità orale dalla tromba di Eustachio. Grazie a quest'ultimo, viene mantenuta la stessa pressione sull'interno e lato esterno timpano. Di solito la tromba di Eustachio è chiusa e si apre solo con un improvviso cambiamento di pressione (quando si sbadiglia o si deglutisce) per equalizzarla. Se una persona ha una tromba di Eustachio bloccata, ad esempio a causa di raffreddori, quindi la pressione non si equalizza e la persona avverte dolore alle orecchie.
Quando le vibrazioni vengono trasmesse dalla membrana timpanica alla finestra ovale, che è l'inizio dell'orecchio interno, l'energia del suono originale si concentra nell'orecchio medio. Questo viene fatto in due modi, sulla base di ben noti principi di meccanica. Innanzitutto, l'ampiezza diminuisce, ma allo stesso tempo aumenta la potenza delle oscillazioni. Qui puoi tracciare un'analogia con una leva, quando, per mantenere l'equilibrio, viene applicata una forza minore a una spalla grande e una grande a una più piccola. L'accuratezza con cui tale trasformazione viene effettuata nell'orecchio umano si può vedere dal fatto che l'ampiezza delle oscillazioni della membrana timpanica è pari al diametro di un atomo di idrogeno (10~8 cm), mentre martello, incudine e staffa ridurla di un fattore tre. In secondo luogo, e più significativamente, la concentrazione del suono è determinata dalla differenza nei diametri della membrana timpanica e della finestra ovale dell'orecchio interno.
La forza che agisce sulla membrana timpanica è uguale al prodotto della pressione e dell'area della membrana timpanica. Questa forza attraverso il martello, l'incudine e la staffa agisce sulla finestra ovale, dalla parte opposta della quale c'è un liquido. L'area della finestra ovale è 15-30 volte più piccola dell'area della membrana timpanica, e quindi la pressione su di essa è 15-30 volte maggiore. Inoltre (come già accennato, martello, incudine e staffa aumentano di tre volte la potenza di oscillazione), grazie all'orecchio medio, la pressione sulla finestra ovale supera di quasi 90 volte la pressione iniziale che agisce sul timpano. Questo è molto importante, poiché le onde sonore si propagano oltre 8 liquidi. Se non ci fosse aumento di pressione, le onde sonore non sarebbero in grado di penetrare nel liquido a causa dell'effetto riflesso. Il martello, l'incudine e la staffa hanno minuscoli muscoli che proteggono l'orecchio interno dai danni se esposti a forti rumori. Suoni improvvisi e molto intensi possono distruggere questo meccanismo di difesa e causare gravi danni all'orecchio.
L'apparecchio acustico umano - straordinariamente meccanismo complesso. Soprattutto nella parte che inizia con la cosiddetta finestra ovale, la soglia dell'orecchio interno. Le onde sonore qui si stanno già propagando nel fluido (perilinfa) che riempie la coclea. Questo organo dell'orecchio interno, che assomiglia davvero a una lumaca, è lungo tre centimetri ed è diviso in due parti per tutta la lunghezza da un setto. Le onde sonore che colpiscono la finestra ovale della coclea raggiungono il setto, lo aggirano e poi si propagano quasi nello stesso punto in cui hanno toccato per la prima volta il setto, ma dall'altro lato.
Il setto cocleare consiste essenzialmente in una membrana basilare che è molto sottile e tesa vicino al forame ovale ma diventa spessa e flaccida vicino al forame ovale.<хвосту>lumache. Le vibrazioni sonore creano increspature ondulate sulla superficie della membrana principale, mentre le creste per ogni data frequenza si trovano in aree molto specifiche della membrana. I suoni ad alta frequenza creano un massimo di oscillazioni in quella parte della membrana principale dove è più tesa, cioè vicino alla finestra ovale, mentre i suoni a bassa frequenza - nella parte caudale della coclea, dove la membrana principale è spessa e pigro. Questo meccanismo ci consente di spiegare come una persona alloca toni di frequenze diverse.
Le vibrazioni meccaniche vengono convertite in vibrazioni elettriche in un organo speciale (l'organo di Corti), situato sopra la parte superiore della membrana principale e che rappresenta un insieme di 23,5 mila<мясистых>cellule disposte lungo la lunghezza dell'organo in quattro file. Sopra l'organo del Corti c'è una membrana tettoria simile a un lembo. Entrambi questi organi sono immersi nell'endolinfa e separati dal resto della coclea dalla membrana di Reissner. I peli che crescono dalle cellule dell'organo del Corti penetrano quasi nella superficie della membrana tettoria. La membrana principale, su cui si trova l'organo di Corti, insieme alle sue cellule capellute, è come sospesa incernierata sulla membrana tettoria. Quando la membrana principale è deformata, sorgono sollecitazioni tangenziali tra di loro, che piegano i peli che collegano le due membrane. Grazie a questa curva, avviene la trasformazione finale del suono - ora è già codificato sotto forma di segnali elettrici. Le curve dei peli svolgono in qualche modo il ruolo di inneschi per le reazioni elettrochimiche nelle cellule. Sono la fonte dei segnali elettrici.
Quello che succede dopo con il suono e quale forma prende è ancora un mistero irrisolto. Quello che si sa è che il suono è ora codificato in esplosioni di attività elettrica, poiché ogni cellula pelosa rilascia un impulso elettrico. Anche la natura di questo codice è ancora sconosciuta. La sua decifrazione è complicata dal fatto che le cellule pelose emettono impulsi elettrici anche quando non c'è suono. Solo decifrando questo codice sarà possibile comprendere la vera natura del suono soggettivo, capire come ascoltiamo ciò che ascoltiamo.
Le principali caratteristiche fisiche di qualsiasi movimento oscillatorio sono il periodo e l'ampiezza dell'oscillazione e, in relazione al suono, la frequenza e l'intensità delle oscillazioni.
Il periodo di oscillazione è il tempo durante il quale si verifica un'oscillazione completa, quando, ad esempio, un pendolo oscillante si sposta dalla posizione di estrema sinistra all'estrema destra e ritorna alla sua posizione originale.
La frequenza di oscillazione è il numero di oscillazioni complete (periodi) in un secondo. Questo valore nel Sistema Internazionale di Unità è chiamato hertz (Hz). La frequenza è una delle caratteristiche principali con cui distinguiamo i suoni. Maggiore è la frequenza di oscillazione, più alto è il suono che sentiamo, cioè il suono ha un tono più alto.
Noi umani abbiamo accesso a suoni limitati dai seguenti limiti di frequenza: non inferiore a 15-20 hertz e non superiore a 16-20 mila hertz. Al di sotto di questo limite si trovano gli infrasuoni (meno di 15 hertz) e sopra gli ultrasuoni e l'ipersuono, ovvero rispettivamente 1,5-10 4 - 10 9 hertz e 10 9 -10 13 hertz.
L'orecchio umano è più sensibile ai suoni con una frequenza da 2000 a 5000 hertz. La massima acutezza uditiva si osserva all'età di 15-20 anni. Poi l'udito peggiora. In una persona di età inferiore ai 40 anni, la sensibilità massima è nella regione di 3000 hertz, da 40 a 60 anni - 2000 hertz e oltre 60 anni - 1000 hertz. Nell'intervallo fino a 500 hertz, una persona distingue tra un aumento o una diminuzione della frequenza di un solo hertz. A frequenze più alte, le persone sono meno suscettibili a questo leggero cambiamento di frequenza. Quindi, ad esempio, a una frequenza superiore a 2000 hertz, l'orecchio umano è in grado di distinguere un suono da un altro solo quando la differenza di frequenza è di almeno 5 hertz. Se la differenza è minore, i suoni saranno percepiti come gli stessi. Tuttavia, non ci sono regole senza eccezioni. Ci sono persone che hanno un udito insolitamente fine. Ad esempio, un musicista dotato può rispondere a un cambiamento anche in una frazione di una singola vibrazione.
Il concetto di lunghezza d'onda è associato al periodo e alla frequenza. La lunghezza di un'onda sonora è la distanza tra due successive concentrazioni o rarefazioni del mezzo. Usando l'esempio delle onde che si propagano sulla superficie dell'acqua, questa è la distanza tra due creste (o avvallamenti).
I suoni possono differire l'uno dall'altro e nel timbro?. Ciò significa che gli stessi suoni in altezza possono suonare in modo diverso, perché il tono principale del suono è solitamente accompagnato da toni secondari, che sono sempre più alti in frequenza. Danno al suono principale un colore aggiuntivo e sono chiamati armonici. In altre parole, il timbro è una caratteristica qualitativa del suono. I più armonici sovrapposti al tono fondamentale, il<сочнее>suono musicale. Se il suono principale è accompagnato da sfumature vicine ad esso in altezza, il suono stesso sarà morbido,<бархатным>. Quando gli armonici sono significativamente più alti del tono fondamentale, c'è<металличность>nel suono o nella voce.
Gli organi dell'udito, grazie al loro straordinario dispositivo, distinguono facilmente le caratteristiche di una vibrazione da un'altra, la voce di una persona vicina o familiare dalle voci di altre persone. Dal modo in cui una persona parla, giudichiamo il suo umore, stato, esperienze. Gioia, dolore, rabbia, paura, paura del pericolo: tutto questo può essere ascoltato senza nemmeno vedere colui che possiede la voce.
La seconda caratteristica principale è l'ampiezza delle oscillazioni. Questa è la più grande deviazione dalle posizioni di equilibrio per le vibrazioni armoniche. Nell'esempio di un pendolo, l'ampiezza è la sua massima deviazione dalla posizione di equilibrio alla posizione estrema destra o sinistra. L'ampiezza delle oscillazioni, così come la frequenza, determina l'intensità (forza) del suono. Quando le onde sonore si propagano, le singole particelle di un mezzo elastico vengono successivamente spostate. Questo spostamento viene trasmesso da particella a particella con un certo ritardo, il cui valore dipende dalle proprietà inerziali del mezzo. Il trasferimento degli spostamenti da particella a particella è accompagnato da una variazione della distanza tra queste particelle, con conseguente variazione della pressione in ogni punto del mezzo.
Un'onda acustica trasporta una certa energia nella direzione del suo movimento. Grazie a ciò, sentiamo il suono creato da una sorgente situata a una certa distanza da noi. Più energia acustica raggiunge l'orecchio umano, più forte si sente il suono. La forza del suono, o la sua intensità, è determinata dalla quantità di energia acustica che scorre in un secondo attraverso un'area di un centimetro quadrato. Di conseguenza, l'intensità delle onde acustiche dipende dall'entità della pressione acustica creata dalla sorgente sonora nel mezzo, che, a sua volta, è determinata dall'entità dello spostamento delle particelle del mezzo causato dalla sorgente. In acqua, ad esempio, anche spostamenti molto piccoli creano una grande intensità di onde sonore.
L'intensità dei suoni ordinari percepiti dall'orecchio umano è molto piccola. Una conversazione ad alto volume, ad esempio, corrisponde a un'intensità sonora di circa un miliardesimo di watt per centimetro quadrato. Ma poiché l'area dei due canali uditivi delle orecchie di una persona è approssimativamente uguale a un centimetro quadrato, una persona percepisce una potenza di un miliardesimo di watt come un suono abbastanza forte. Se volessimo far bollire un bollitore d'acqua usando l'energia di un discorso sonoro convertito in calore senza alcuna perdita, ciò richiederebbe l'energia di una conversazione ad alta voce continua di tutti gli abitanti di Mosca durante il giorno, mentre su una stufa a gas come bollitore bolle per 10 minuti. E il potere che si otterrebbe con il grido simultaneo di tutte le persone il globo, sarebbe la metà della potenza del motore dell'auto<Жигули>.
Il volume è correlato all'intensità del suono. Maggiore è l'intensità del suono, più forte è. Tuttavia, i concetti di volume e intensità non sono equivalenti. Il volume di un suono è una misura della forza della sensazione uditiva causata da un suono. Suono della stessa intensità può creare varie persone percezioni uditive che non sono le stesse nel loro volume. Così, ad esempio, i suoni che hanno la stessa intensità ma differiscono nel tono vengono percepiti dall'orecchio con intensità diversa a seconda delle caratteristiche delle percezioni uditive. Non percepiamo suoni sia molto deboli che molto forti. Ogni persona ha una cosiddetta soglia uditiva, che è definita come l'intensità sonora più bassa necessaria affinché un suono venga udito.
I suoni più ben percepiti in termini di frequenza si distinguono meglio in termini di volume. A una frequenza di 32 hertz, tre suoni si distinguono per volume, a una frequenza di 125 hertz - 94 suoni ea una frequenza di 1000 hertz - 374. L'aumento non è illimitato. A partire da una frequenza di 8000 hertz, il numero di suoni distinguibili diminuisce di volume. A una frequenza di 16.000 hertz, una persona può distinguere solo 16 suoni.
Una persona smette di sentire suoni di altissima intensità e li percepisce come una sensazione di pressione o dolore. Questa forza del suono è chiamata soglia del dolore. Gli studi hanno dimostrato che l'intensità con cui i suoni di frequenze diverse causano dolore è diversa. Se l'intensità del suono aumenta di un milione di volte, il volume aumenta solo di poche centinaia di volte. Si è scoperto che l'orecchio converte l'intensità del suono in volume secondo una complessa legge logaritmica, proteggendo le sue parti interne da influenze eccessive.
I suoni più potenti con cui la maggior parte delle persone ha a che fare nella vita quotidiana causano irritazione o addirittura dolore. orecchie. Ma se la potenza del suono che provoca la sensazione dolorosa nelle orecchie viene ridotta di dieci milioni di volte, allora tale suono è abbastanza intenso da propagarsi nell'aria.
Una scala logaritmica viene utilizzata per misurare la nostra percezione soggettiva del suono. Quando la potenza di un suono è 10 volte maggiore della potenza di un altro, allora dicono che l'intensità del primo suono è di 10 decibel rispetto al secondo, 100 volte - 20 decibel, 1000 volte - 30 decibel, ecc. parole, ogni volta che il rapporto di potenza sonora viene aumentato di un fattore 10, l'intensità sonora, espressa in decibel, aumenta di 10. Con questo approccio, non otteniamo una scala assoluta, ma solo relativa. È necessario in qualche modo selezionare il livello di intensità zero per contare da esso. Questo livello è stato scelto sulla base di indicatori soggettivi: questa è la soglia minima per la percezione del suono da parte dell'orecchio umano, che è di 10 ~ 12 watt per metro quadro. Il suono 10 volte più potente ha un livello di intensità di 10 decibel, un milione di volte di più - 60 decibel, 10 milioni di volte più doloroso - 130 decibel, che corrisponde a 10 watt per metro quadrato.
C'è un'altra caratteristica dell'udito umano. Se un suono della stessa frequenza o simile viene aggiunto a un suono di un certo volume, il volume totale sarà inferiore alla somma matematica degli stessi volumi. I suoni che suonano simultaneamente, per così dire, si compensano o si mascherano a vicenda. E i suoni che sono molto distanti in frequenza non si influenzano a vicenda e il loro volume è massimo. I compositori usano questo modello per ottenere la massima potenza del suono dell'orchestra.
Dal punto di vista della percezione dei suoni da parte degli organi dell'udito, possono essere suddivisi principalmente in tre categorie: rumore, musica, parola. Una tale divisione è giustificata non solo dalla nostra abitudine di classificare fenomeni e oggetti. Il rumore, la musica e la parola sono aree diverse di eventi sonori che hanno informazioni specifiche per una persona. Ecco perché sono studiati da diversi specialisti.
Il rumore è una combinazione non sistematica di un gran numero di suoni, quando tutti questi suoni si fondono in qualcosa di caotico, discordante. Ognuno di noi ha abbastanza familiarità con questo fenomeno non sempre piacevole. Anche quando noi, preoccupati dei nostri pensieri, sembriamo non accorgerci del rumore, ha il suo effetto su di noi, di regola, negativamente. Un'ora, un'altra, e sentiamo che la testa comincia a far male, appare la debolezza.
E a volte ci sembra che tutto ciò avvenga apparentemente senza motivo. Solo se il rumore interferisce a fondo con noi, agisce su di noi in modo irritante, sappiamo per certo che ci fa male la testa.
Ora gli esperti considerano la lotta contro il rumore nelle città e soprattutto in imprese industriali uno di problemi critici. Questo, ovviamente, non riguarda il silenzio assoluto ovunque. Sì, è semplicemente e non realizzabile nelle condizioni di una città moderna e di una produzione moderna. Inoltre, una persona non può vivere in assoluto silenzio e non si sforza mai per questo. Non a caso il silenzio delle camere sonore è una delle prove più difficili per chi si prepara ai voli spaziali. Una persona che è stata in assoluto silenzio per molto tempo sperimenta<информационный голод>che può portare a disturbi mentali. In una parola, il silenzio assoluto prolungato è altrettanto dannoso per la psiche quanto l'aumento ininterrotto del rumore. Entrambi questi stati sono innaturali per una persona che, nel corso di milioni di anni di evoluzione, si è adattata a un certo rumore di fondo: suoni della natura vari e discreti.
Le osservazioni sullo stato di salute dei lavoratori nelle officine rumorose hanno mostrato che sotto l'influenza del rumore, la dinamica del sistema nervoso centrale e le funzioni del sistema nervoso autonomo sono disturbate. In poche parole, il rumore può aumentare la pressione sanguigna, accelerare o rallentare il polso, abbassare l'acidità del succo gastrico, la circolazione sanguigna nel cervello, indebolire la memoria e ridurre l'acuità dell'udito. I lavoratori delle industrie rumorose hanno una percentuale più alta di malattie del sistema nervoso e sistemi vascolari, tratto gastrointestinale.
Uno dei motivi degli effetti negativi del rumore è che quando ci concentriamo per sentire meglio, i nostri apparecchi acustici sono sovraccarichi. Un sovraccarico una tantum non è terribile, ma quando ci sovraccarichiamo di giorno in giorno, di anno in anno, non passa senza lasciare traccia.
Quanto e che tipo di rumore può sopportare una persona dipende dall'età. I giovani tendono a sopportare più rumore degli anziani, il ruggito di un'orchestra o il canto stridulo che piace a un adolescente può far incazzare completamente una persona anziana. In che modo medici e acustici determinano i livelli di rumore? Per misurare l'intensità del suono in percezione uditiva ha adottato la scala internazionale del volume, divisa in 13 bel o 130 decibel. Su questa scala, zero corrisponde alla soglia dell'udito, 10 decibel - un sussurro di volume basso, 20 decibel - un sussurro di volume medio, 40 decibel - una conversazione tranquilla, 50 decibel - una conversazione di volume medio, 70 decibel - il rumore di una macchina da scrivere, 80 decibel - il rumore di un motore di un camion in funzione , 100 decibel - un forte segnale di un'auto a una distanza di 5-7 metri, 120 decibel - il rumore di un trattore funzionante a una distanza di un metro e, infine , 130 decibel: la soglia del dolore, ovvero la soglia di resistenza dell'orecchio. È stato accertato che i valori massimi che non sembrano influenzare il corpo sono 30-35 decibel, tuttavia, con un'esposizione prolungata a tale rumore, praticamente persone sane posso dare<сбой>sistema nervoso, che è espresso, di regola, da disturbi del sonno.
I medici continuano costantemente a studiare l'impatto del rumore sulla salute umana. Ad esempio, hanno scoperto che quando il rumore aumenta, aumenta il rilascio di adrenalina. L'adrenalina, a sua volta, influisce sul funzionamento del cuore e, in particolare, favorisce il rilascio di acidi grassi liberi nel sangue. Per fare ciò, è sufficiente che una persona sia esposta brevemente a un rumore con un'intensità di 60-70 decibel. Il rumore superiore a 90 decibel favorisce un rilascio più attivo di cortisone. E questo, in una certa misura, indebolisce la capacità del fegato di combattere le sostanze dannose per l'organismo, comprese quelle che contribuiscono all'insorgenza del cancro.
Si è scoperto che il rumore è anche dannoso per la visione umana. Questa conclusione è stata raggiunta da un gruppo di medici bulgari che hanno indagato su questo problema. Gli specialisti che hanno partecipato agli esperimenti hanno trascorso diverse ore in celle oscurate, dove veniva costantemente trasmesso il rumore del funzionamento di macchine e meccanismi registrati su nastro. Allo stesso tempo, si è scoperto che l'attività della retina dell'occhio, da cui dipende il lavoro nervi oftalmici e quindi l'acuità visiva. Quindi, il rumore è un fenomeno molto sfavorevole per una persona, riduce significativamente la produttività del lavoro mentale e fisico. Non è possibile elencare tutte le fonti di rumore di origine antropica dalle quali è richiesta una protezione attiva. Ma se teniamo presente il rumore della strada di una grande città moderna, la sua fonte principale non è così difficile da stabilire: si tratta di trasporti, soprattutto di rombi incessanti o anche solo di macchine ruggenti. In qualche principali città il rumore mondiale durante il giorno raggiunge i 120-130 decibel. Ci sono città dell'Europa occidentale dove per diversi anni i residenti non possono lavorare durante il giorno e dormire la notte: gli aerei a reazione sorvolano continuamente le loro case.
La domanda sorge spontanea, è possibile affrontare il rumore e come?
In Unione Sovietica, la lotta al rumore e il miglioramento delle condizioni acustiche ricevono un'attenzione diffusa. Agli aerei è generalmente vietato sorvolare le città. Le imprese rumorose sono isolate dalle aree residenziali con spazi verdi o cercano di portarle fuori dai confini della città. Nelle nuove aree si stanno costruendo ampi viali, dove i suoni vengono maggiormente assorbiti, senza essere ripetutamente riflessi dai muri delle case. IN insediamenti sono vietati i segnali sonori di tutti i tipi di trasporto (le eccezioni sono previste dal codice della strada).
Le piante sono un buon smorzatore di rumore. Alberi e arbusti riducono il rumore di 5, 10 e talvolta 20 decibel. Naturalmente, l'efficacia degli spazi verdi dipende dalla loro disposizione e dalle specie arboree. Efficaci strisce verdi tra il marciapiede e il marciapiede. Su strade larghe con traffico significativo, si consiglia di creare vicoli larghi 10-12 metri accanto ai marciapiedi. È meglio smorzare il rumore del tiglio del bersaglio.
Gli abeti rossi assorbono il rumore della strada a tal punto che i residenti delle case situate dietro un tale elefante di conifere eliminano quasi completamente i fastidiosi rumori della strada. grande città.
Gli specialisti che lavorano nel laboratorio di acustica degli edifici dell'Istituto di ricerca scientifica di Mosca per la progettazione standard e sperimentale /MNIITEP/ hanno proposto le cosiddette finestre antirumore per gli alloggi. Forniscono 44 decibel di riduzione del rumore negli appartamenti (in genere una finestra riduce solo il rumore della strada di circa 22 decibel). Le finestre sono dotate di silenziatori, che consentono l'accesso aria fresca nella stanza senza un significativo deterioramento della protezione dal rumore.
Anche nelle imprese industriali c'è una lotta persistente contro il rumore. Per questo, vengono utilizzati dispositivi di protezione individuale -<противошумы>E<антифоны>vari design, riducendo il livello di rumore di alta qualità del 30-50 percento. Un modo più efficace per ridurre il rumore è utilizzare una varietà di rivestimenti insonorizzanti e fonoassorbenti.
Una buona iniziativa nella lotta contro il rumore è stata fatta presso l'associazione di cotone Yermolinsky. L'attacco ai decibel è iniziato qui qualche anno fa. I dipendenti dell'Istituto di salute sul lavoro e malattie professionali dell'Accademia delle scienze mediche dell'URSS hanno suggerito di utilizzare lastre sospese fonoassorbenti - nel backstage. Igienisti e ingegneri hanno dovuto lavorare molto per rendere queste trappole acustiche il più efficaci possibile. All'inizio, ad esempio, le pareti erano rivestite con lastre piane. Poi hanno iniziato a renderli ondulati, il che ha dato un effetto ancora maggiore, hanno trovato l'opzione migliore per posizionare il backstage. Il risultato è ovvio: il livello di rumore è stato ridotto di oltre la metà, la produttività del lavoro è aumentata e l'incidenza dei tessitori è diminuita del 30%. La variante Ermolinsky del controllo del rumore è stata adottata dalla Rosa Luxembourg Moscow Silk Mill<Красная Роза>, fabbrica di tessitura capitale<Красные текстильщики>, stabilimento tessile Ramensky, ecc.
Un altro modo per combattere il rumore è sostituire le apparecchiature fisicamente usurate e obsolete con una più avanzata. È inoltre possibile applicare riparazioni e ammodernamenti ben organizzati e di alta qualità di attrezzature industriali e altre misure.
Puoi star certo che il problema della lotta al rumore industriale alla fine sarà risolto, perché ciò è richiesto dagli interessi sociali ed economici della società.
Basi normative e tecniche soluzione completa Questo problema è la standardizzazione, un'attività mirata e sistematica progettata per regolare rigorosamente tutti i fattori che in un modo o nell'altro generano rumore e per stabilire metodi e metodi di protezione contro di esso. Questo è esattamente ciò che stanno facendo gli specialisti dei paesi - membri del Consiglio per la mutua assistenza economica, stanno sviluppando standard per il silenzio sul lavoro ea casa. Allo stesso tempo, l'esperienza accumulata in un determinato paese, in un determinato settore, viene necessariamente presa in considerazione. economia nazionale. Ogni standard CMEA è una sintesi di esperienza e risultati scientifici moderni ed è interamente orientato all'uso di ingegneria e tecnologia avanzate.
Gli specialisti ungheresi hanno sviluppato uno standard<Допустимые уровни звукового давления в жилых и общественных зданиях>. Questo documento stabilisce una serie di limiti acustici, grazie ai quali il concetto di silenzio acquista un'espressione quantitativa. Quindi, per esempio! misure, il silenzio nell'appartamento, secondo i medici coinvolti nello sviluppo dello standard, è di 40 decibel durante il giorno e 30 decibel di notte. Per fare un confronto: 25 decibel danno il fruscio delle foglie con vento moderato, 30 decibel - il ticchettio di un orologio a una distanza di 1 metro, 75-80 decibel - il rumore per strada di una piccola città.
Sono in corso i lavori su uno standard che stabilirà1 i livelli massimi di rumore ammissibili nei complessi residenziali, nelle aree ricreative e nelle aree gioco per bambini. Le norme stabilite in questa norma saranno obbligatorie per progettisti e costruttori.
Certo, per affrontare efficacemente il rumore; devi essere in grado di misurarlo. Ma non solo, sono necessari anche metodi uniformi di misurazione e valutazione. È quanto dovrebbe suffragare la nuova norma CMEA per i metodi di misurazione del rumore generato dai flussi di traffico] sulle strade delle grandi città.
Il CMEA ha una commissione permanente con un gruppo di lavoro-1 su protezione del lavoro, coordina i lavori di normazione in corso nei paesi del Comecon. Nel 1976 sono state approvate le norme tecniche per limitare il rumore nell'industria tessile, dove è noto che lavorano prevalentemente donne.
Mezzi e metodi di protezione contro il rumore classificano lo standard sviluppato da specialisti sovietici Lo standard contenente i requisiti generali per il metodo di misurazione del rumore è stato creato da specialisti della Cecoslovacchia. Gli specialisti della DDR hanno giustificato lo standard CMEA<Допустимые уро ни шума на рабочих местах>, secondo cui il livello di rumore d'ora in poi non dovrebbe superare gli 85 decibel. Certo, queste sono tutt'altro che le condizioni ideali sognate dagli igienisti, tuttavia, ridurre il rumore industriale a questo livello in tutte le imprese senza eccezioni porterebbe a un significativo miglioramento delle condizioni di lavoro.
Proseguono i lavori di normalizzazione finalizzati alla lotta al rumore. Pertanto, la Commissione permanente del CMEA ha affidato agli specialisti dell'URSS lo sviluppo di un progetto di programma a lungo termine volto a proteggere in modo completo le persone dagli effetti dannosi del rumore.
Alla parola<музыка>immaginiamo immediatamente una sorta di arte, in particolare - con l'aiuto del suono immagini artistiche- riflettere la realtà e influenzare in modo altrettanto specifico le persone - la loro psiche ed emozioni.
Siamo da tempo abituati al fatto che la musica sia un mondo eterogeneo di suoni organizzati in modo speciale, grazie al quale è in grado di esprimere con sufficiente completezza le esperienze emotive delle persone, il loro stato d'animo. Allo stesso tempo, si dimentica in qualche modo che tutte quelle caratteristiche stabilite e misurate dai fisici nello studio dei suoni in generale sono applicabili ad esso. Sono applicabili, tuttavia, tenendo conto delle sue caratteristiche, motivo per cui è oggetto di studio non dell'acustica in generale, ma dell'acustica musicale, una scienza nata all'incrocio tra acustica, musicologia, psicologia e fisiologia. Dopotutto, il linguaggio musicale è, si potrebbe dire, un suono umanizzato sia nella sua origine che nel suo scopo.
Ma con ancora più diritto, possiamo dire lo stesso dei suoni che compongono il nostro linguaggio, che è indissolubilmente legato al pensiero, alla coscienza.
Pertanto, il rumore, la musica, la parola sonora sono, per così dire, gradini di una scala che porta a sempre più organizzazione, ordine nel mondo dei suoni, al loro contenuto informativo sempre maggiore.

"Suoni, ultrasuoni, infrasuoni"

Molti di noi a volte sono interessati a una semplice domanda fisiologica riguardante il modo in cui sentiamo. Diamo un'occhiata a in cosa consiste il nostro organo uditivo e come funziona.

Prima di tutto, notiamo che l'analizzatore uditivo ha quattro parti:

  1. Orecchio esterno. Include la spinta uditiva, il padiglione auricolare e il timpano. Quest'ultimo serve per isolare l'estremità interna del filo uditivo dall'ambiente. Per quanto riguarda il condotto uditivo, ha una forma completamente ricurva, lunga circa 2,5 centimetri. Sulla superficie del condotto uditivo ci sono ghiandole ed è anche ricoperto di peli. Sono queste ghiandole che secernono il cerume, che puliamo al mattino. Inoltre, il condotto uditivo è necessario per mantenere l'umidità e la temperatura necessarie all'interno dell'orecchio.
  2. Orecchio medio. Quel componente dell'analizzatore uditivo, che si trova dietro il timpano ed è pieno d'aria, è chiamato orecchio medio. È collegato dalla tromba di Eustachio al rinofaringe. tromba d'Eustachioè un canale cartilagineo abbastanza stretto, normalmente chiuso. Quando facciamo movimenti di deglutizione, si apre e l'aria entra nella cavità attraverso di essa. All'interno dell'orecchio medio ci sono tre piccoli ossicini uditivi: l'incudine, il martello e la staffa. Il martello, con l'aiuto di un'estremità, è collegato alla staffa, ed è già con una colata nell'orecchio interno. Sotto l'influenza dei suoni, la membrana timpanica è in costante movimento e gli ossicini uditivi trasmettono ulteriormente le sue vibrazioni verso l'interno. È uno degli elementi più importanti che devono essere studiati quando si considera quale struttura dell'orecchio umano
  3. Orecchio interno. In questa parte dell'insieme uditivo ci sono più strutture contemporaneamente, ma solo una di esse, la coclea, controlla l'udito. Ha preso il nome dalla sua forma a spirale. Ha tre canali pieni di fluidi linfatici. Nel canale centrale, il liquido differisce significativamente nella composizione dal resto. L'organo responsabile dell'udito è chiamato organo del Corti e si trova nel canale medio. Consiste di diverse migliaia di peli che raccolgono le vibrazioni create dal fluido che si muove attraverso il canale. Genera anche impulsi elettrici, che vengono poi trasmessi alla corteccia cerebrale. Una particolare cellula ciliata risponde a un particolare tipo di suono. Se accade che la cellula ciliata muoia, la persona smette di percepire questo o quel suono. Inoltre, per capire come una persona sente, si dovrebbero considerare anche le vie uditive.

percorsi uditivi

Sono un insieme di fibre che conducono gli impulsi nervosi dalla coclea stessa ai centri uditivi della testa. È attraverso i percorsi che il nostro cervello percepisce un suono particolare. I centri uditivi si trovano nei lobi temporali del cervello. Il suono che viaggia attraverso l'orecchio esterno al cervello dura circa dieci millisecondi.

Come percepiamo il suono?

L'orecchio umano elabora i suoni ricevuti dall'ambiente in speciali vibrazioni meccaniche, che poi convertono i movimenti fluidi nella coclea in impulsi elettrici. Passano lungo i percorsi del sistema uditivo centrale fino alle parti temporali del cervello, in modo che possano essere riconosciute ed elaborate. Ora i nodi intermedi e il cervello stesso estraggono alcune informazioni riguardanti il ​​volume e l'altezza del suono, così come altre caratteristiche, come il momento in cui capta il suono, la direzione del suono e altro. Pertanto, il cervello può percepire le informazioni ricevute da ciascun orecchio a turno o congiuntamente, ricevendo un'unica sensazione.

È noto che all'interno del nostro orecchio ci sono dei “modelli” di suoni già studiati che il nostro cervello ha riconosciuto. Aiutano il cervello a ordinare e identificare correttamente la fonte primaria di informazioni. Se il suono viene ridotto, il cervello di conseguenza inizia a ricevere informazioni errate, che possono portare a interpretazioni errate dei suoni. Ma non solo i suoni possono essere distorti, nel tempo anche il cervello è soggetto a interpretazioni errate di certi suoni. Il risultato potrebbe essere una reazione errata di una persona o un'interpretazione errata delle informazioni. Per ascoltare correttamente e interpretare in modo affidabile ciò che ascoltiamo, abbiamo bisogno del lavoro sincrono sia del cervello che dell'analizzatore uditivo. Ecco perché si può notare che una persona sente non solo con le orecchie, ma anche con il cervello.

Pertanto, la struttura dell'orecchio umano è piuttosto complessa. Solo il lavoro coordinato di tutte le parti dell'organo uditivo e del cervello ci consentirà di comprendere e interpretare correttamente ciò che ascoltiamo.

Il sistema uditivo umano è un meccanismo complesso e allo stesso tempo molto interessante. Per immaginare più chiaramente cosa sia per noi il suono, dobbiamo capire cosa e come ascoltiamo.

In anatomia, l'orecchio umano è solitamente diviso in tre parti: l'orecchio esterno, l'orecchio medio e l'orecchio interno. L'orecchio esterno comprende il padiglione auricolare, che aiuta a concentrare le vibrazioni sonore, e il condotto uditivo esterno. L'onda sonora, entrando nel padiglione auricolare, passa ulteriormente lungo il canale uditivo (la sua lunghezza è di circa 3 cm e il diametro è di circa 0,5) ed entra nell'orecchio medio, dove colpisce il timpano, che è una sottile membrana traslucida. Il timpano converte l'onda sonora in vibrazioni (rafforzando l'effetto di un'onda sonora debole e indebolendo quella forte). Queste vibrazioni vengono trasmesse attraverso il collegato timpano ossa - il martello, l'incudine e la staffa - nell'orecchio interno, che è un tubo arricciato con liquido di circa 0,2 mm di diametro e lungo circa 4 cm, chiamato coclea. All'interno della coclea c'è un'altra membrana chiamata membrana basilare, che assomiglia a un filo lungo 32 mm, lungo il quale si trovano le cellule sensibili (più di 20mila fibre). Lo spessore della corda all'inizio della coclea e alla sua sommità è diverso. Come risultato di questa struttura, la membrana risuona con le sue diverse parti in risposta a vibrazioni sonore di diversa altezza. Quindi, il suono ad alta frequenza influenza le terminazioni nervose situate all'inizio della coclea e le vibrazioni sonore a bassa frequenza influenzano le terminazioni nella sua parte superiore. Il meccanismo per riconoscere la frequenza delle vibrazioni sonore è piuttosto complicato. In generale, consiste nell'analizzare la posizione delle terminazioni nervose interessate, nonché nell'analizzare la frequenza degli impulsi che entrano nel cervello dalle terminazioni nervose.

C'è un'intera scienza che studia le caratteristiche psicologiche e fisiologiche della percezione umana del suono. Questa scienza si chiama psicoacustica. Negli ultimi decenni, la psicoacustica è diventata una delle branche più importanti nel campo della tecnologia del suono, poiché è principalmente grazie alle conoscenze nel campo della psicoacustica che si sono sviluppate le moderne tecnologie del suono. Diamo un'occhiata ai fatti più basilari stabiliti dalla psicoacustica.

Informazioni di base su vibrazioni sonore il cervello riceve nella regione fino a 4 kHz. Questo fatto risulta essere abbastanza logico, dato che tutto il principale vitale necessario per una persona i suoni sono in questa banda spettrale, fino a 4 kHz (voci di altre persone e animali, il suono dell'acqua, del vento, ecc.). Le frequenze superiori a 4 kHz sono solo ausiliarie per l'uomo, il che è confermato da molti esperimenti. In generale, è generalmente accettato che le basse frequenze siano "responsabili" dell'intelligibilità, della chiarezza delle informazioni audio e che le alte frequenze siano responsabili della qualità soggettiva del suono. L'apparecchio acustico umano è in grado di distinguere le componenti di frequenza del suono che vanno da 20-30 Hz a circa 20 kHz. Il limite superiore specificato può variare a seconda dell'età dell'ascoltatore e di altri fattori.

Nello spettro sonoro della maggior parte degli strumenti musicali si osserva la componente di frequenza che risalta maggiormente in ampiezza. La chiamano frequenza fondamentale O tono principale. La frequenza fondamentale è un parametro sonoro molto importante, ed ecco perché. Per i segnali periodici, il sistema uditivo umano è in grado di distinguere il tono. Come definito dall'International Standards Organization, pece- questa è una caratteristica soggettiva che distribuisce i suoni su una certa scala dal basso verso l'alto. Il tono percepito è influenzato principalmente dalla frequenza del tono (periodo), ma anche la forma complessiva dell'onda sonora e la sua complessità (forma del periodo) possono influenzarla. Il tono può essere determinato dal sistema uditivo per segnali complessi, ma solo se il tono fondamentale del segnale lo è periodico(ad esempio, nel suono di un battito di mani o di uno sparo, il tono non è periodico e, quindi, l'orecchio non è in grado di valutarne l'altezza).

In generale, a seconda delle ampiezze delle componenti dello spettro, il suono può acquisire un colore diverso ed essere percepito come tono o come rumore. Se lo spettro è discreto (ovvero, ci sono picchi chiaramente espressi sul grafico dello spettro), allora il suono viene percepito come un tono se c'è un picco, o come consonanza, nel caso della presenza di più picchi pronunciati. Se il suono ha uno spettro continuo, cioè le ampiezze delle componenti di frequenza dello spettro sono approssimativamente uguali, allora a orecchio tale suono viene percepito come rumore. Per dimostrare un esempio illustrativo, puoi provare a "produrre" sperimentalmente vari toni e armonie musicali. Per fare ciò, è necessario collegare più generatori di toni puri all'altoparlante tramite un sommatore ( oscillatori). Inoltre, farlo in modo tale che sia possibile regolare l'ampiezza e la frequenza di ogni tono puro generato. Come risultato del lavoro svolto, sarà possibile miscelare i segnali di tutti gli oscillatori nella proporzione desiderata, creando così suoni completamente diversi. Il dispositivo appreso sarà il sintetizzatore di suoni più semplice.

Una caratteristica molto importante del sistema uditivo umano è la capacità di distinguere tra due toni con frequenze diverse. Test sperimentali hanno dimostrato che nella banda da 0 a 16 kHz l'udito umano è in grado di distinguere fino a 620 gradazioni di frequenza (a seconda dell'intensità del suono), mentre circa 140 gradazioni sono nella gamma da 0 a 500 Hz.

La percezione del tono per i toni puri è influenzata anche dall'intensità e dalla durata del suono. In particolare, un tono puro basso sembrerà ancora più basso se la sua intensità viene aumentata. La situazione inversa si osserva con un tono puro ad alta frequenza: l'aumento dell'intensità del suono renderà il tono percepito soggettivamente ancora più alto.

La durata del suono influisce in modo critico sull'intonazione percepita. Quindi, un suono molto breve (meno di 15 ms) di qualsiasi frequenza sembrerà all'orecchio solo un clic acuto: l'orecchio non sarà in grado di distinguere l'altezza di un tale segnale. L'intonazione comincia ad essere percepita solo dopo 15 ms per frequenze nella banda 1000 - 2000 Hz e solo dopo 60 ms per frequenze inferiori a 500 Hz. Questo fenomeno è chiamato inerzia dell'udito . L'inerzia dell'udito è associata alla struttura della membrana basilare. Le esplosioni sonore a breve termine non sono in grado di far risuonare la membrana alla frequenza desiderata, il che significa che il cervello non riceve informazioni sull'altezza dei suoni molto brevi. Il tempo minimo necessario per riconoscere l'altezza dipende dalla frequenza del segnale audio e, più precisamente, dalla lunghezza d'onda. Maggiore è la frequenza del suono, minore è la lunghezza d'onda dell'onda sonora, il che significa che le vibrazioni della membrana basilare vengono "stabilite" più velocemente.

In natura, non incontriamo quasi mai toni puri. Il suono di qualsiasi strumento musicale è complesso e consiste di molte componenti di frequenza. Come abbiamo detto sopra, anche per tali suoni, l'orecchio è in grado di impostare l'altezza del loro suono, in accordo con la frequenza del tono fondamentale e/o dei suoi armonici. Tuttavia, anche con la stessa altezza, il suono, ad esempio, di un violino differisce a orecchio dal suono di un pianoforte a coda. Ciò è dovuto al fatto che oltre all'altezza del suono, l'orecchio è anche in grado di valutare il carattere generale, il colore del suono, la sua timbro. timbro sonoro Questa è la qualità della percezione del suono, che, indipendentemente dalla frequenza e dall'ampiezza, consente di distinguere un suono dall'altro. Il timbro del suono dipende dalla composizione spettrale complessiva del suono e dall'intensità delle componenti spettrali, cioè da vista generale onda sonora, e infatti non dipende dall'altezza del tono fondamentale. Il fenomeno di inerzia del sistema uditivo ha una notevole influenza sul timbro del suono. Ciò si esprime, ad esempio, nel fatto che occorrono circa 200 ms per riconoscere un timbro a orecchio.

Il volume del suono è uno di quei concetti che usiamo tutti i giorni, senza pensare a quale significato fisico abbia. Volume del suono- Questo caratteristica psicologica percezione del suono, che determina la sensazione della forza del suono. Il volume del suono, sebbene strettamente correlato all'intensità, aumenta in modo sproporzionato all'aumentare dell'intensità del segnale sonoro. Il volume è influenzato dalla frequenza e dalla durata del segnale acustico. Per giudicare correttamente la connessione tra la sensazione del suono (il suo volume) e l'irritazione (il livello di intensità del suono), si deve tenere conto del fatto che il cambiamento della sensibilità dell'apparecchio acustico umano non obbedisce esattamente alla legge logaritmica .

Esistono diverse unità per misurare il volume del suono. La prima unità è sfondo"(nella designazione inglese -" phon "). Si dice che "il livello di intensità del suono è n phon" se l'ascoltatore medio giudica il segnale uguale in intensità a un tono con una frequenza di 1000 Hz e un livello di pressione di n dB. Lo sfondo, come il decibel, non è essenzialmente un'unità di misura, ma è una caratteristica soggettiva relativa dell'intensità del suono. Sulla fig. 5 è un grafico con curve di loudness uguali.

Ogni curva nel grafico mostra un livello di volume uguale con un punto di partenza a 1000 Hz. In altre parole, ogni riga corrisponde a un valore di loudness misurato in phon. Ad esempio, la riga "10 phon" mostra i livelli del segnale in dB alle diverse frequenze, percepite dall'ascoltatore come volume uguale a un segnale con frequenza di 1000 Hz e livello di 10 dB. È importante notare che le curve fornite non sono di riferimento, ma sono fornite come esempio. Ricerca moderna indicare chiaramente che la forma delle curve dipende in misura sufficiente dalle condizioni di misura, dalle caratteristiche acustiche della stanza, ed anche dal tipo di sorgenti sonore (altoparlanti, cuffie). Pertanto, non esiste un grafico di riferimento delle curve di volume uguale.

Un dettaglio importante della percezione del suono da parte dell'apparecchio acustico umano è il cosiddetto soglia uditiva - l'intensità sonora minima alla quale inizia la percezione del segnale. Come abbiamo visto, i livelli di volume umano uguali non rimangono costanti con la frequenza. In altre parole, la sensibilità del sistema uditivo dipende fortemente sia dal volume del suono che dalla sua frequenza. In particolare, anche la soglia uditiva non è la stessa a frequenze diverse. Ad esempio, la soglia di udibilità di un segnale a una frequenza di circa 3 kHz è leggermente inferiore a 0 dB e a una frequenza di 200 Hz è di circa 15 dB. Al contrario, la soglia del dolore dell'udibilità dipende poco dalla frequenza e varia da 100 a 130 dB. Il grafico della soglia uditiva è mostrato in Fig. 6. Si noti che poiché l'acuità uditiva cambia con l'età, il grafico della soglia di udibilità nella banda di frequenza superiore è diverso per le diverse età.

Le componenti di frequenza con ampiezza inferiore alla soglia di udibilità (cioè quelle sotto il grafico della soglia di udibilità) sono invisibili all'orecchio.

Interessante ed estremamente importante è il fatto che la soglia uditiva del sistema uditivo, così come le curve di volume uguale, non è costante in condizioni diverse. I grafici della soglia di udibilità presentati sopra sono validi per il silenzio. Nel caso di esperimenti per misurare la soglia dell'udito non in completo silenzio, ma, ad esempio, in una stanza rumorosa o in presenza di una sorta di suono di sottofondo costante, i grafici risulteranno diversi. Questo, in generale, non è affatto sorprendente. Del resto, camminando per strada e parlando con un interlocutore, siamo costretti a interrompere la nostra conversazione quando ci passa accanto un camion, perché il rumore del camion non ci permette di sentire l'interlocutore. Questo effetto è chiamato mascheramento di frequenza . La ragione della comparsa dell'effetto del mascheramento di frequenza è lo schema della percezione del suono da parte del sistema uditivo. Un potente segnale di ampiezza di una certa frequenza f m provoca forti perturbazioni della membrana basilare in alcuni dei suoi segmenti. Un segnale vicino in frequenza, ma più debole in ampiezza, con una frequenza f non è più in grado di influenzare le oscillazioni di membrana, e quindi rimane “inosservato” dalle terminazioni nervose e dal cervello.

L'effetto di mascheramento della frequenza è valido per i componenti di frequenza che sono presenti nello spettro del segnale contemporaneamente. Tuttavia, a causa dell'inerzia dell'udito, l'effetto del mascheramento può anche diffondersi nel tempo. Quindi alcune componenti di frequenza possono mascherare un'altra componente di frequenza anche quando appaiono nello spettro non contemporaneamente, ma con un certo ritardo nel tempo. Questo effetto è chiamato temporaneoO e travestimento. Nel caso in cui il tono di mascheramento appaia in tempo prima di quello mascherato, viene chiamato l'effetto post travestimento . Nel caso in cui il tono di mascheramento appaia più tardi di quello mascherato (questo caso è anche possibile), viene chiamato l'effetto pre-camuffamento.

2.5. Suono spaziale.

Una persona sente con due orecchie e per questo è in grado di distinguere la direzione di arrivo segnali sonori. Questa capacità del sistema uditivo umano è chiamata effetto binaurale . Il meccanismo di riconoscimento della direzione di arrivo dei suoni è complesso e, va detto, non si è ancora posta fine al suo studio e alle modalità di applicazione.

Le orecchie umane sono distanziate a una certa distanza lungo la larghezza della testa. La velocità di propagazione di un'onda sonora è relativamente bassa. Un segnale proveniente da una sorgente sonora opposta all'ascoltatore arriva contemporaneamente in entrambe le orecchie e il cervello lo interpreta come la posizione della sorgente del segnale dietro o davanti, ma non di lato. Se il segnale proviene da una sorgente spostata rispetto al centro della testa, allora il suono arriva in un orecchio più velocemente che nell'altro, il che consente al cervello di interpretarlo in modo appropriato come un segnale proveniente da sinistra o da destra, e anche approssimativamente determinare l'angolo di arrivo. Numericamente, la differenza nel tempo di arrivo del segnale nell'orecchio sinistro e destro, che va da 0 a 1 ms, sposta la sorgente sonora immaginaria verso l'orecchio che percepisce il segnale prima. Questo metodo per determinare la direzione dell'arrivo del suono viene utilizzato dal cervello nella banda di frequenza da 300 Hz a 1 kHz. La direzione dell'arrivo del suono per frequenze superiori a 1 kHz è determinata dal cervello umano analizzando il volume del suono. Il fatto è che le onde sonore con una frequenza superiore a 1 kHz si attenuano rapidamente nello spazio aereo. Pertanto, l'intensità delle onde sonore che raggiungono l'orecchio sinistro e destro dell'ascoltatore differisce così tanto da consentire al cervello di determinare la direzione dell'arrivo del segnale in base alla differenza di ampiezza. Se il suono in un orecchio si sente meglio che nell'altro, allora la sorgente del suono è dal lato dell'orecchio in cui si sente meglio. Un aiuto importante nel determinare la direzione di arrivo del suono è la capacità di una persona di girare la testa verso la sorgente apparente del suono per verificare la correttezza della definizione. La capacità del cervello di determinare la direzione dell'arrivo del suono in base alla differenza nel tempo di arrivo del segnale nell'orecchio sinistro e destro, nonché analizzando il volume del segnale viene utilizzata in stereofonia.

Con due sole sorgenti sonore è possibile creare nell'ascoltatore la sensazione di avere una sorgente sonora immaginaria tra due sorgenti fisiche. Inoltre, questa sorgente sonora immaginaria può essere "localizzata" in qualsiasi punto della linea che collega due sorgenti fisiche. Per fare ciò, è necessario riprodurre una registrazione audio (ad esempio, con il suono di un pianoforte) attraverso entrambe le sorgenti fisiche, ma farlo con un certo ritardo. O e il ritardo in uno di essi e la corrispondente differenza di volume. Utilizzando correttamente l'effetto descritto, utilizzando una registrazione audio a due canali, è possibile trasmettere all'ascoltatore quasi la stessa immagine sonora che proverebbe se assistesse personalmente, ad esempio, a qualche concerto. Viene chiamata una tale registrazione a due canali stereo. Viene chiamata la registrazione a canale singolo monofonico.

Infatti, per una segnalazione di alta qualità di suoni spaziali realistici all'ascoltatore, la registrazione stereo convenzionale non è sempre sufficiente. La ragione principale di ciò risiede nel fatto che il segnale stereo che arriva all'ascoltatore da due sorgenti sonore fisiche determina la posizione delle sorgenti immaginarie solo nel piano in cui si trovano quelle reali. fonti fisiche suono. Naturalmente non è possibile “circondare di suono l'ascoltatore”. In generale, per lo stesso motivo, anche l'idea che il suono surround sia fornito da un sistema quadrifonico (a quattro canali) (due sorgenti davanti all'ascoltatore e due dietro di lui) è fuorviante. In generale, eseguendo una registrazione multicanale, riusciamo a trasmettere all'ascoltatore solo il suono così come è stato “ascoltato” dalle apparecchiature di ricezione del suono (microfoni) da noi posizionate, e niente di più. Per ricreare un suono veramente surround più o meno realistico, ricorrono all'uso di approcci fondamentalmente diversi, che si basano su tecniche più complesse che modellano le caratteristiche del sistema uditivo umano, nonché le caratteristiche fisiche e gli effetti della trasmissione di segnali sonori nello spazio.

Uno di questi strumenti è l'uso di HRTF (Head Related Transfer Function). Utilizzando questo metodo (in effetti, una libreria di funzioni), il segnale audio può essere convertito in modo speciale e fornire un suono surround abbastanza realistico, progettato per essere ascoltato anche con le cuffie.

L'essenza di HRTF è l'accumulo di una libreria di funzioni che descrivono il modello psicofisico della percezione del suono surround da parte del sistema uditivo umano. Per creare librerie HRTF, viene utilizzato un manichino artificiale KEMAR (Knowles Electronics Manikin for Auditory Research) o uno speciale "orecchio digitale". Nel caso di utilizzo di un manichino, l'essenza delle misurazioni è la seguente. I microfoni sono integrati nelle orecchie del manichino, con l'aiuto del quale viene eseguita la registrazione. Il suono è riprodotto da sorgenti situate intorno al manichino. Di conseguenza, la registrazione da ciascun microfono è il suono "ascoltato" dall'orecchio corrispondente del manichino, tenendo conto di tutte le modifiche che il suono ha subito nel tragitto verso l'orecchio (attenuazione e distorsione a seguito del piegamento la testa e riflessi da diverse parti di essa). Il calcolo delle funzioni HRTF viene effettuato tenendo conto del suono originale e del suono “udito” dal manichino. In realtà, gli esperimenti stessi consistono nel riprodurre vari test e segnali sonori reali, registrarli utilizzando un manichino e ulteriori analisi. La base di funzioni accumulate in questo modo consente quindi di elaborare qualsiasi suono in modo che quando viene riprodotto attraverso le cuffie, l'ascoltatore abbia l'impressione che il suono non provenga dalle cuffie, ma da qualche parte nello spazio circostante.

Pertanto, HRTF è un insieme di trasformazioni che un segnale audio subisce nel suo percorso dalla sorgente sonora al sistema uditivo umano. Una volta calcolati empiricamente, gli HRTF possono essere applicati all'elaborazione del segnale audio per simulare i cambiamenti effettivi nel suono mentre viaggia dalla sorgente all'ascoltatore. Nonostante il successo dell'idea, HRTF, ovviamente, ha i suoi lati negativi, ma in generale l'idea di utilizzare HRTF ha un discreto successo. L'uso di HRTF in una forma o nell'altra è alla base di molti moderne tecnologie tecnologie audio surround come QSound 3 D (Q3 D), EAX, Aureal3 D (A3 D) e altre.