أجهزة السمع تدرك الأصوات بتردد. مدى الترددات الصوتية لمصطلحات التقسيم الشرطي والصوتي. مفهوم الصوت والضوضاء. قوة الصوت
علم الصوت النفسي - مجال علمي يحد بين الفيزياء وعلم النفس ، يدرس البيانات المتعلقة بالإحساس السمعي للشخص عندما يعمل المنبه الجسدي - الصوت - على الأذن. تراكمت كمية كبيرة من البيانات حول ردود أفعال الإنسان تجاه المحفزات السمعية. بدون هذه البيانات ، من الصعب الحصول على فهم صحيح لتشغيل أنظمة تشوير التردد الصوتي. النظر في أهم سمات الإدراك البشري للصوت.
يشعر الشخص بتغييرات في ضغط الصوت تحدث بتردد يتراوح بين 20 و 20 ألف هرتز. الأصوات التي تقل عن 40 هرتز نادرة نسبيًا في الموسيقى ولا توجد في اللغة المنطوقة. عند الترددات العالية جدًا ، يختفي الإدراك الموسيقي وينشأ إحساس صوتي غير محدد ، اعتمادًا على شخصية المستمع وعمره. مع تقدم العمر ، تقل حساسية السمع عند الإنسان ، خاصة في الترددات العليا لمدى الصوت.
ولكن سيكون من الخطأ الاستنتاج على هذا الأساس أن إرسال نطاق تردد عريض من خلال تثبيت إعادة إنتاج الصوت غير مهم لكبار السن. أظهرت التجارب أن الأشخاص ، حتى بالكاد يدركون الإشارات فوق 12 كيلو هرتز ، يتعرفون بسهولة على عدم وجود ترددات عالية في الإرسال الموسيقي.
خصائص التردد للأحاسيس السمعية
منطقة الأصوات المسموعة من قبل شخص في نطاق 20-20000 هرتز محدودة في شدتها بواسطة عتبات: من الأسفل - السمع ومن أعلى - الإحساس بالألم.
يتم تقدير عتبة السمع بالضغط الأدنى ، وبشكل أكثر دقة ، عن طريق الحد الأدنى من زيادة الضغط بالنسبة للحدود ؛ إنها حساسة للترددات من 1000-5000 هرتز - هنا تكون عتبة السمع هي الأدنى (ضغط الصوت حوالي 2 -10 باسكال). في اتجاه الترددات الصوتية المنخفضة والعالية ، تنخفض حساسية السمع بشكل حاد.
تحدد عتبة الألم الحد الأعلى لإدراك الطاقة الصوتية وتتوافق تقريبًا مع شدة صوت تبلغ 10 وات / م أو 130 ديسيبل (للإشارة المرجعية بتردد 1000 هرتز).
مع زيادة ضغط الصوت ، تزداد شدة الصوت أيضًا ، ويزداد الإحساس السمعي في القفزات ، والتي تسمى عتبة تمييز الشدة. يبلغ عدد هذه القفزات عند الترددات المتوسطة حوالي 250 ، وفي الترددات المنخفضة والعالية يتناقص ، وفي المتوسط ، على مدى التردد حوالي 150.
نظرًا لأن نطاق تباين الشدة يبلغ 130 ديسيبل ، فإن القفزة الأولية للأحاسيس في المتوسط على مدى السعة هي 0.8 ديسيبل ، وهو ما يتوافق مع تغيير في شدة الصوت بمقدار 1.2 مرة. في مستويات السمع المنخفضة ، تصل هذه القفزات إلى 2-3 ديسيبل ، وتنخفض عند المستويات العالية إلى 0.5 ديسيبل (1.1 مرة). الزيادة في قوة مسار التضخيم بأقل من 1.44 مرة لا يتم إصلاحها عمليًا بواسطة الأذن البشرية. مع انخفاض ضغط الصوت الناتج عن مكبر الصوت ، حتى الزيادة المزدوجة في قوة مرحلة الإخراج قد لا تعطي نتيجة ملموسة.
الخصائص الذاتية للصوت
يتم تقييم جودة نقل الصوت على أساس الإدراك السمعي. لذلك ، من الممكن تحديد المتطلبات التقنية لمسار إرسال الصوت أو روابطه الفردية بشكل صحيح فقط من خلال دراسة الأنماط التي تربط الإحساس المدرك ذاتيًا للصوت والخصائص الموضوعية للصوت وهي درجة الصوت والجهارة والجرس.
ينطوي مفهوم الملعب على تقييم شخصي لإدراك الصوت في نطاق التردد. لا يتسم الصوت عادة بالتردد ، بل بالملغمة.
النغمة هي إشارة على ارتفاع معين ، ولها طيف منفصل (أصوات موسيقية ، أحرف متحركة للكلام). الإشارة التي تحتوي على طيف مستمر واسع ، جميع مكونات التردد التي لها نفس متوسط القدرة ، تسمى الضوضاء البيضاء.
يُنظر إلى الزيادة التدريجية في تردد اهتزازات الصوت من 20 إلى 20000 هرتز كتغيير تدريجي في النغمة من الأدنى (الجهير) إلى الأعلى.
تعتمد درجة الدقة التي يحدد بها الشخص الملعب عن طريق الأذن على حدة أذنه وطابعها الموسيقي وتدريبها. وتجدر الإشارة إلى أن طبقة الصوت تعتمد إلى حد ما على شدة الصوت (في المستويات العالية ، تبدو الأصوات الأعلى شدة أقل من الأصوات الأضعف ..
الأذن البشرية جيدة في التمييز بين نغمتين قريبتين من طبقة الصوت. على سبيل المثال ، في نطاق التردد الذي يبلغ حوالي 2000 هرتز ، يمكن لأي شخص التمييز بين نغمتين تختلفان عن بعضهما البعض في التردد بمقدار 3-6 هرتز.
المقياس الذاتي للإدراك الصوتي من حيث التردد قريب من القانون اللوغاريتمي. لذلك ، يُنظر دائمًا إلى مضاعفة تردد التذبذب (بغض النظر عن التردد الأولي) على أنه نفس التغيير في درجة الصوت. يُطلق على الفاصل الزمني للنغمة المقابل لتغيير التردد مرتين اسم أوكتاف. نطاق التردد الذي يدركه الشخص هو 20-20000 هرتز ، ويغطي ما يقرب من عشرة أوكتافات.
الأوكتاف هو فاصل زمني كبير لتغيير درجة الصوت ؛ يميز الشخص فترات أصغر بكثير. لذلك ، في عشرة أوكتافات تتصورها الأذن ، يمكن للمرء أن يميز أكثر من ألف تدرج من الدرجة. تستخدم الموسيقى فترات زمنية أصغر تسمى النغمات النصفية ، والتي تتوافق مع تغيير التردد بحوالي 1.054 مرة.
الأوكتاف مقسم إلى نصف أوكتاف وثلث أوكتاف. بالنسبة لهذا الأخير ، تم توحيد نطاق الترددات التالي: 1 ؛ 1.25 ؛ 1.6 ؛ 2 ؛ 2.5 ؛ 3 ؛ 3.15 ؛ أربعة؛ 5 ؛ 6.3: 8 ؛ 10 ، وهي حدود ثلث الأوكتافات. إذا تم وضع هذه الترددات على مسافات متساوية على طول محور التردد ، فسيتم الحصول على مقياس لوغاريتمي. بناءً على ذلك ، فإن جميع خصائص التردد لأجهزة إرسال الصوت مبنية على مقياس لوغاريتمي.
لا تعتمد جهارة الإرسال على شدة الصوت فحسب ، بل تعتمد أيضًا على التكوين الطيفي وظروف الإدراك ومدة التعرض. لذلك ، فإن نغمتين صوتيتين من التردد المتوسط والمنخفض ، لهما نفس الشدة (أو نفس ضغط الصوت) ، لا ينظر إليها الشخص على أنهما مرتفعان بنفس القدر. لذلك ، تم تقديم مفهوم مستوى الجهارة في الخلفيات للإشارة إلى الأصوات ذات جهارة الصوت نفسه. يتم أخذ مستوى ضغط الصوت بالديسيبل لنفس الحجم من نغمة نقية بتردد 1000 هرتز كمستوى حجم الصوت في الفون ، أي لتردد 1000 هرتز ، تكون مستويات الصوت في الفونات والديسيبل هي نفسها. في الترددات الأخرى ، لنفس ضغط الصوت ، قد تبدو الأصوات أعلى أو أكثر هدوءًا.
تُظهر خبرة مهندسي الصوت في تسجيل الأعمال الموسيقية وتحريرها أنه من أجل اكتشاف عيوب الصوت التي قد تحدث أثناء العمل بشكل أفضل ، يجب الحفاظ على مستوى الصوت أثناء الاستماع بالتحكم مرتفعًا ، بما يتوافق تقريبًا مع مستوى الصوت في القاعة.
مع التعرض الطويل للأصوات الشديدة ، تنخفض حساسية السمع تدريجيًا ، وكلما زاد حجم الصوت. يرتبط الانخفاض القابل للاكتشاف في الحساسية باستجابة السمع للحمل الزائد ، أي مع تكيفه الطبيعي ، بعد انقطاع في الاستماع ، يتم استعادة حساسية السمع. يجب أن يضاف إلى ذلك أن المعينة السمعية ، عند إدراكها لإشارات عالية المستوى ، تُدخل تشوهات خاصة بها ، تسمى ذاتية ، (مما يشير إلى عدم خطية السمع). وهكذا ، عند مستوى إشارة 100 ديسيبل ، تصل التوافقيات الذاتية الأولى والثانية إلى مستويات 85 و 70 ديسيبل.
يتسبب مستوى الحجم الكبير ومدة التعرض له في حدوث ظواهر لا رجعة فيها في الجهاز السمعي. ويلاحظ أنه في السنوات الأخيرة ، زادت عتبات السمع بشكل حاد بين الشباب. والسبب في ذلك هو الشغف بموسيقى البوب التي تتميز بمستويات صوت عالية.
يتم قياس مستوى الصوت باستخدام جهاز كهربائي صوتي - مقياس مستوى الصوت. يتم تحويل الصوت المقاس أولاً بواسطة الميكروفون إلى اهتزازات كهربائية. بعد التضخيم بواسطة مضخم جهد خاص ، يتم قياس هذه التذبذبات بجهاز مؤشر يتم ضبطه بالديسيبل. للتأكد من أن قراءات الجهاز تتوافق قدر الإمكان مع الإدراك الذاتي لجهارة الصوت ، تم تجهيز الجهاز بمرشحات خاصة تغير حساسيته لإدراك الصوت للترددات المختلفة وفقًا لخاصية حساسية السمع.
السمة المهمة للصوت هي الجرس. تسمح لك قدرة السمع على التمييز بإدراك الإشارات بمجموعة متنوعة من الظلال. يصبح صوت كل من الآلات والأصوات ، نظرًا لظلالها المميزة ، متعدد الألوان ويمكن التعرف عليه جيدًا.
Timbre ، كونه انعكاسًا شخصيًا لتعقيد الصوت المدرك ، ليس لديه تقييم كمي ويتميز بشروط الترتيب النوعي (جميل ، ناعم ، كثير العصير ، إلخ). عندما يتم إرسال إشارة عبر مسار كهربائي صوتي ، فإن التشوهات الناتجة تؤثر بشكل أساسي على جرس الصوت المعاد إنتاجه. إن شرط الإرسال الصحيح لجرس الأصوات الموسيقية هو النقل غير المشوه لطيف الإشارة. طيف الإشارة عبارة عن مجموعة من المكونات الجيبية لصوت معقد.
النغمة النقية المزعومة لها أبسط طيف ، فهي تحتوي على تردد واحد فقط. يبدو أن صوت الآلة الموسيقية أكثر إثارة للاهتمام: يتكون طيفه من التردد الأساسي والعديد من ترددات "الشوائب" ، تسمى النغمات (نغمات أعلى).
يعتمد جرس الصوت على توزيع الكثافة على النغمات. تختلف أصوات الآلات الموسيقية المختلفة في الجرس.
الأكثر تعقيدًا هو طيف مزيج من الأصوات الموسيقية ، يسمى الوتر. في مثل هذا الطيف ، هناك العديد من الترددات الأساسية جنبًا إلى جنب مع الدلالات المقابلة.
تتم مشاركة الاختلافات في الجرس بشكل أساسي بواسطة مكونات الإشارة ذات التردد المنخفض والمتوسط ، وبالتالي ، ترتبط مجموعة كبيرة ومتنوعة من الجرس بالإشارات الموجودة في الجزء السفلي من نطاق التردد. الإشارات المتعلقة بجزءها العلوي ، كلما زادت ، تفقد ألوانها الرنانة أكثر فأكثر ، ويرجع ذلك إلى المغادرة التدريجية لمكوناتها التوافقية خارج حدود الترددات المسموعة. يمكن تفسير ذلك من خلال حقيقة أن ما يصل إلى 20 أو أكثر من التوافقيات تشارك بنشاط في تشكيل جرس الأصوات المنخفضة ، متوسط 8-10 ، مرتفع 2-3 ، لأن الباقي إما ضعيف أو يقع خارج منطقة ترددات مسموعة. لذلك ، الأصوات العالية ، كقاعدة عامة ، تكون فقيرة في الجرس.
تقريبًا جميع مصادر الصوت الطبيعية ، بما في ذلك مصادر الأصوات الموسيقية ، لها اعتماد محدد للجرس على مستوى الصوت. يتكيف السمع أيضًا مع هذا الاعتماد - من الطبيعي أن يحدد شدة المصدر من خلال لون الصوت. عادة ما تكون الأصوات العالية أكثر قسوة.
مصادر الصوت الموسيقي
هناك عدد من العوامل التي تميز المصادر الأولية للأصوات لها تأثير كبير على جودة الصوت في الأنظمة الكهروضوئية.
تعتمد المعلمات الصوتية للمصادر الموسيقية على تكوين المؤدين (الأوركسترا ، المجموعة ، المجموعة ، العازف المنفرد ونوع الموسيقى: السمفونية ، الشعبية ، البوب ، إلخ).
أصل الصوت وتكوينه على كل آلة موسيقية له خصائصه الخاصة المرتبطة بالسمات الصوتية لتشكيل الصوت في آلة موسيقية معينة.
يعد الهجوم عنصرًا مهمًا في الصوت الموسيقي. هذه عملية عابرة محددة يتم خلالها تحديد خصائص الصوت المستقرة: الجهارة ، الجرس ، درجة الصوت. يمر أي صوت موسيقي بثلاث مراحل - البداية والوسط والنهاية ، ولكل من المرحلتين الأولية والنهائية مدة معينة. المرحلة الأولية تسمى الهجوم. يدوم بشكل مختلف: للقطف والقرع وبعض آلات الرياح 0-20 مللي ثانية ، لباسون 20-60 مللي ثانية. الهجوم ليس مجرد زيادة في حجم الصوت من صفر إلى قيمة ثابتة ، بل يمكن أن يكون مصحوبًا بنفس التغيير في درجة الصوت والجرس. علاوة على ذلك ، فإن خصائص هجوم الآلة ليست هي نفسها في أجزاء مختلفة من نطاقها بأساليب عزف مختلفة: الكمان هو الأداة الأكثر مثالية من حيث ثراء الأساليب التعبيرية الممكنة للهجوم.
أحد خصائص أي آلة موسيقية هو مدى تردد الصوت. بالإضافة إلى الترددات الأساسية ، تتميز كل آلة بمكونات إضافية عالية الجودة - النغمات (أو ، كما هو معتاد في الصوتيات الكهربائية ، التوافقيات الأعلى) ، والتي تحدد جرسها المحدد.
من المعروف أن الطاقة الصوتية موزعة بشكل غير متساو على كامل طيف الترددات الصوتية المنبعثة من المصدر.
تتميز معظم الأدوات بتضخيم الترددات الأساسية ، بالإضافة إلى النغمات الفردية في نطاقات ترددية ضيقة نسبيًا (واحدة أو أكثر) ، والتي تختلف باختلاف كل آلة. الترددات الرنانة (بالهرتز) لمنطقة الصوت هي: للبوق 100-200 ، البوق 200-400 ، الترومبون 300-900 ، البوق 800-1750 ، الساكسفون 350-900 ، المزمار 800-1500 ، الباسون 300-900 ، الكلارينيت 250-600.
خاصية مميزة أخرى للآلات الموسيقية هي قوة صوتها ، والتي يتم تحديدها من خلال سعة (مدى) أكبر أو أصغر من جسم السبر أو عمود الهواء (السعة الأكبر تتوافق مع صوت أقوى والعكس صحيح). قيمة الذروة الصوتية (بالواط) هي: للأوركسترا الكبيرة 70 ، وطبل الجهير 25 ، وتيمباني 20 ، وطبل كمين 12 ، والترومبون 6 ، والبيانو 0.4 ، والبوق والساكسفون 0.3 ، والبوق 0.2 ، والبص المزدوج 0. (6 ، بيكولو 0.08 ، كلارينيت ، قرن ومثلث 0.05.
نسبة قوة الصوت المستخرجة من الآلة عند أداء "Fortissimo" إلى قوة الصوت عند أداء "pianissimo" تسمى عادةً النطاق الديناميكي لصوت الآلات الموسيقية.
يعتمد النطاق الديناميكي لمصدر الصوت الموسيقي على نوع المجموعة المسرحية وطبيعة الأداء.
ضع في اعتبارك النطاق الديناميكي لمصادر الصوت الفردية. في ظل النطاق الديناميكي للآلات الموسيقية الفردية والمجموعات (الأوركسترا والجوقات ذات التشكيلات المختلفة) ، وكذلك الأصوات ، نفهم نسبة الحد الأقصى لضغط الصوت الناتج عن مصدر معين إلى الحد الأدنى ، معبرًا عنه بالديسيبل.
من الناحية العملية ، عند تحديد النطاق الديناميكي لمصدر الصوت ، عادةً ما يعمل المرء فقط مع مستويات ضغط الصوت ، وحساب أو قياس الاختلاف المقابل. على سبيل المثال ، إذا كان الحد الأقصى لمستوى الصوت لأوركسترا هو 90 وكان الحد الأدنى 50 ديسيبل ، فإن النطاق الديناميكي يقال إنه 90-50 = = 40 ديسيبل. في هذه الحالة ، 90 و 50 ديسيبل هما سويات ضغط الصوت بالنسبة إلى المستوى الصوتي صفر.
النطاق الديناميكي لمصدر صوت معين ليس ثابتًا. يعتمد ذلك على طبيعة العمل المنجز وعلى الظروف الصوتية للغرفة التي يتم فيها الأداء. يوسع Reverb النطاق الديناميكي ، والذي يصل عادةً إلى قيمته القصوى في الغرف ذات الحجم الكبير والحد الأدنى من امتصاص الصوت. تمتلك جميع الآلات والأصوات البشرية تقريبًا نطاقًا ديناميكيًا غير متساوٍ عبر مسجلات الصوت. على سبيل المثال ، مستوى الصوت لأدنى صوت على "موطن" المطرب يساوي مستوى أعلى صوت في "البيانو".
يتم التعبير عن النطاق الديناميكي لبرنامج موسيقي بنفس طريقة التعبير عن مصادر الصوت الفردية ، ولكن يتم ملاحظة الحد الأقصى لضغط الصوت بظل ديناميكي ff (fortissimo) ، والحد الأدنى بـ pp (pianissimo).
الحجم الأعلى ، المشار إليه في النغمات fff (forte ، fortissimo) ، يتوافق مع مستوى ضغط صوتي يبلغ حوالي 110 ديسيبل ، وأدنى حجم ، مشار إليه في الملاحظات prr (piano-pianissimo) ، حوالي 40 ديسيبل.
وتجدر الإشارة إلى أن الظلال الديناميكية للأداء في الموسيقى نسبية وارتباطها بمستويات ضغط الصوت المقابلة مشروط إلى حد ما. يعتمد النطاق الديناميكي لبرنامج موسيقي معين على طبيعة التكوين. وبالتالي ، نادرًا ما يتجاوز النطاق الديناميكي للأعمال الكلاسيكية لـ Haydn و Mozart و Vivaldi 30-35 ديسيبل. لا يتجاوز النطاق الديناميكي للموسيقى المتنوعة عادة 40 ديسيبل ، بينما الرقص والجاز - حوالي 20 ديسيبل فقط. تحتوي معظم أعمال أوركسترا الآلات الشعبية الروسية أيضًا على نطاق ديناميكي صغير (25-30 ديسيبل). هذا صحيح بالنسبة للفرقة النحاسية أيضًا. ومع ذلك ، يمكن أن يصل الحد الأقصى لمستوى الصوت للفرقة النحاسية في الغرفة إلى مستوى مرتفع نسبيًا (حتى 110 ديسيبل).
تأثير اخفاء
يعتمد التقييم الذاتي لجهارة الصوت على الظروف التي يدرك فيها المستمع الصوت. في الظروف الحقيقية ، لا توجد الإشارة الصوتية في صمت مطلق. في الوقت نفسه ، تؤثر الضوضاء الخارجية على السمع ، مما يجعل من الصعب إدراك الصوت وإخفاء الإشارة الرئيسية إلى حد معين. يتم تقدير تأثير إخفاء نغمة جيبية نقية بضوضاء غريبة بقيمة تشير. من خلال عدد الديسيبل ، ترتفع عتبة سماع الإشارة المقنعة فوق عتبة إدراكها في صمت.
تُظهر التجارب لتحديد درجة إخفاء إشارة صوتية بإشارة أخرى أن نغمة أي تردد يتم حجبها بنغمات منخفضة بشكل أكثر فاعلية من النغمات الأعلى. على سبيل المثال ، إذا كان هناك شوكة رنانة (1200 و 440 هرتز) تصدر أصواتًا بنفس الشدة ، فإننا نتوقف عن سماع النغمة الأولى ، ويتم حجبها بواسطة النغمة الثانية (بعد إخماد اهتزاز الشوكة الرنانة الثانية ، سنسمع صوت النغمة) الأول مرة أخرى).
إذا كانت هناك إشارتان صوتيتان معقدتان في نفس الوقت ، تتكونان من أطياف معينة من الترددات الصوتية ، فسيحدث تأثير الإخفاء المتبادل. علاوة على ذلك ، إذا كانت الطاقة الرئيسية لكلتا الإشارتين تقع في نفس المنطقة من نطاق التردد الصوتي ، فسيكون تأثير الإخفاء هو الأقوى. وبالتالي ، عند نقل عمل أوركسترالي ، بسبب الإخفاء بواسطة المرافقة ، قد يصبح جزء العازف المنفرد ضعيفًا مقروء وغير واضح.
يصبح تحقيق الوضوح أو ، كما يقولون ، "شفافية" الصوت في نقل الصوت للأوركسترا أو فرق البوب أمرًا صعبًا للغاية إذا كانت الآلة أو المجموعات الفردية من آلات الأوركسترا تعزف في نفس السجلات أو تغلق في نفس الوقت.
عند تسجيل أوركسترا ، يجب على المخرج أن يأخذ بعين الاعتبار خصوصيات التنكر. في البروفات ، بمساعدة قائد ، يوازن بين القوة الصوتية لأدوات مجموعة واحدة ، وكذلك بين مجموعات الأوركسترا بأكملها. يتم تحقيق وضوح الخطوط اللحنية الرئيسية والأجزاء الموسيقية الفردية في هذه الحالات من خلال الموقع القريب للميكروفونات لفناني الأداء ، والاختيار المتعمد من قبل مهندس الصوت لأهم الآلات في مكان معين ، وتقنيات هندسة الصوت الخاصة الأخرى .
تتعارض ظاهرة الإخفاء من خلال القدرة النفسية الفيزيولوجية للأعضاء السمعية على تمييز صوت واحد أو أكثر من الكتلة العامة التي تحمل أهم المعلومات. على سبيل المثال ، عندما تعزف الأوركسترا ، يلاحظ الموصل أدنى أخطاء في أداء الجزء على أي آلة.
يمكن أن يؤثر الإخفاء بشكل كبير على جودة إرسال الإشارات. من الممكن الحصول على تصور واضح للصوت المستقبَل إذا تجاوزت شدته بشكل ملحوظ مستوى مكونات التداخل الموجودة في نفس النطاق مثل الصوت المستقبَل. مع التداخل المنتظم ، يجب أن يكون فائض الإشارة 10-15 ديسيبل. تجد ميزة الإدراك السمعي هذه تطبيقًا عمليًا ، على سبيل المثال ، في تقييم الخصائص الكهروضوئية للناقلات. لذلك ، إذا كانت نسبة الإشارة إلى الضوضاء في سجل تناظري هي 60 ديسيبل ، فإن النطاق الديناميكي للبرنامج المسجل لا يمكن أن يزيد عن 45-48 ديسيبل.
الخصائص الزمنية للإدراك السمعي
إن المعينة السمعية ، مثل أي نظام تذبذب آخر ، تعمل بالقصور الذاتي. عندما يختفي الصوت ، لا يختفي الإحساس السمعي على الفور ، بل يتناقص تدريجياً إلى الصفر. يُطلق على الوقت الذي يتناقص فيه الإحساس من حيث الجهارة بمقدار 8-10 فون اسم ثابت وقت السمع. يعتمد هذا الثابت على عدد من الظروف ، وكذلك على معلمات الصوت المدرك. إذا وصلت نبضتان صوتيتان قصيرتان إلى المستمع بنفس تركيبة ومستوى التردد ، ولكن تأخر أحدهما ، فسيتم إدراكهما معًا بتأخير لا يتجاوز 50 مللي ثانية. بالنسبة لفترات التأخير الكبيرة ، يُنظر إلى كلتا النبضتين بشكل منفصل ، ويحدث صدى.
تؤخذ ميزة السمع هذه في الاعتبار عند تصميم بعض أجهزة معالجة الإشارات ، على سبيل المثال ، خطوط التأخير الإلكترونية ، والصدى ، وما إلى ذلك.
وتجدر الإشارة إلى أنه نظرًا للخاصية الخاصة للسمع ، فإن إدراك حجم النبضات الصوتية قصيرة المدى لا يعتمد فقط على مستواه ، ولكن أيضًا على مدة تأثير النبضة على الأذن. لذلك ، فإن الصوت قصير المدى ، الذي يستمر من 10 إلى 12 مللي ثانية فقط ، يُدرك من خلال الأذن أهدأ من صوت من نفس المستوى ، ولكنه يؤثر على الأذن ، على سبيل المثال ، 150-400 مللي ثانية. لذلك ، عند الاستماع إلى إرسال ، فإن جهارة الصوت هي نتيجة حساب متوسط طاقة الموجة الصوتية خلال فترة زمنية معينة. بالإضافة إلى ذلك ، يعاني السمع البشري من القصور الذاتي ، على وجه الخصوص ، عند إدراك التشوهات غير الخطية ، فإنه لا يشعر بذلك إذا كانت مدة نبضة الصوت أقل من 10-20 مللي ثانية. هذا هو السبب في أنه في مؤشرات مستوى أجهزة الراديو الإلكترونية المنزلية للتسجيل الصوتي ، يتم حساب متوسط قيم الإشارات الآنية على مدى فترة محددة وفقًا للخصائص الزمنية للأعضاء السمعية.
التمثيل المكاني للصوت
إحدى القدرات البشرية المهمة هي القدرة على تحديد اتجاه مصدر الصوت. تسمى هذه القدرة التأثير بكلتا الأذنين ويتم تفسيرها من خلال حقيقة أن الشخص لديه أذنان. تُظهر البيانات التجريبية مصدر الصوت: واحدة للنغمات عالية التردد ، والأخرى للنغمات منخفضة التردد.
ينتقل الصوت في مسار أقصر إلى الأذن التي تواجه المصدر منه إلى الأذن الثانية. نتيجة لذلك ، يختلف ضغط الموجات الصوتية في قنوات الأذن من حيث الطور والسعة. تكون اختلافات السعة كبيرة فقط في الترددات العالية ، عندما يصبح طول الموجة الصوتية مماثلاً لحجم الرأس. عندما يتجاوز فرق الاتساع عتبة 1 ديسيبل ، يبدو أن مصدر الصوت في الجانب الذي يكون فيه السعة أكبر. تتناسب زاوية انحراف مصدر الصوت عن خط الوسط (خط التناظر) تقريبًا مع لوغاريتم نسبة الاتساع.
لتحديد اتجاه مصدر الصوت بترددات أقل من 1500-2000 هرتز ، تكون اختلافات الطور مهمة. يبدو للشخص أن الصوت يأتي من الجانب الذي تصل منه الموجة ، التي تتقدم في الطور ، إلى الأذن. تتناسب زاوية انحراف الصوت عن خط الوسط مع الاختلاف في وقت وصول الموجات الصوتية إلى كلتا الأذنين. يمكن لأي شخص مدرب أن يلاحظ فرقًا في الطور بفارق زمني قدره 100 مللي ثانية.
القدرة على تحديد اتجاه الصوت في المستوى العمودي أقل تطوراً (حوالي 10 مرات). ترتبط ميزة علم وظائف الأعضاء هذه بتوجيه أجهزة السمع في المستوى الأفقي.
تتجلى ميزة محددة للإدراك المكاني للصوت من قبل الشخص في حقيقة أن أعضاء السمع قادرة على الإحساس بالتوطين الكلي والمتكامل الذي تم إنشاؤه بمساعدة وسائل التأثير الاصطناعية. على سبيل المثال ، يتم تثبيت مكبرين صوتيين في غرفة بطول المقدمة على مسافة 2-3 متر من بعضهما البعض. على نفس المسافة من محور نظام التوصيل ، يقع المستمع بدقة في المركز. في الغرفة ، يتم إصدار صوتين من نفس المرحلة والتردد والشدة من خلال مكبرات الصوت. نتيجة لهوية الأصوات التي تنتقل إلى عضو السمع ، لا يستطيع الشخص فصلها ، تعطي أحاسيسه فكرة عن مصدر صوت واحد ظاهري (افتراضي) ، يقع بدقة في المركز على المحور التناظر.
إذا قللنا الآن مستوى صوت مكبر صوت واحد ، فسينتقل المصدر الظاهر نحو مكبر الصوت الأعلى. يمكن الحصول على وهم حركة مصدر الصوت ليس فقط عن طريق تغيير مستوى الإشارة ، ولكن أيضًا عن طريق التأخير المصطنع لصوت بالنسبة إلى آخر ؛ في هذه الحالة ، سيتحول المصدر الظاهر نحو السماعة التي ترسل إشارة في وقت مبكر.
دعونا نعطي مثالاً لتوضيح التوطين المتكامل. المسافة بين السماعات 2 م ، والمسافة من الخط الأمامي إلى المستمع 2 م ؛ لكي يتحول المصدر كما لو كان بمقدار 40 سم إلى اليسار أو اليمين ، من الضروري تطبيق إشارتين مع اختلاف في مستوى الشدة بمقدار dB 5 أو مع تأخير زمني قدره 0.3 مللي ثانية. مع اختلاف مستوى 10 ديسيبل أو تأخير زمني قدره 0.6 مللي ثانية ، سينتقل المصدر 70 سم من المركز.
وبالتالي ، إذا قمت بتغيير ضغط الصوت الناتج عن السماعات ، فسيظهر وهم تحريك مصدر الصوت. هذه الظاهرة تسمى التعريب الكلي. لإنشاء ترجمة كاملة ، يتم استخدام نظام إرسال صوت مجسم ثنائي القناة.
تم تركيب ميكروفونين في الغرفة الأساسية ، يعمل كل منهما على قناته الخاصة. في الثانوية - مكبرا صوت. توجد أجهزة الميكروفون على مسافة معينة من بعضها البعض على طول خط موازٍ لوضع باعث الصوت. عندما يتم نقل باعث الصوت ، سيعمل ضغط صوت مختلف على الميكروفون وسيكون وقت وصول الموجة الصوتية مختلفًا بسبب المسافة غير المتكافئة بين باعث الصوت والميكروفونات. يخلق هذا الاختلاف تأثير التوطين الكلي في الغرفة الثانوية ، ونتيجة لذلك يتم تحديد المصدر الظاهر في نقطة معينة في الفراغ الموجود بين مكبري الصوت.
يجب أن يقال عن نظام نقل الصوت الثنائي. مع هذا النظام ، المسمى بنظام "الرأس الاصطناعي" ، يتم وضع ميكروفونين منفصلين في الغرفة الأساسية ، على مسافة من بعضهما البعض مساوية للمسافة بين أذني الشخص. يحتوي كل ميكروفون من الميكروفونات على قناة نقل صوت مستقلة ، يتم عند إخراجها تشغيل هواتف الأذنين اليسرى واليمنى في الغرفة الثانوية. مع قنوات نقل الصوت المتطابقة ، فإن مثل هذا النظام يعيد بدقة إنتاج التأثير بكلتا الأذنين الذي تم إنشاؤه بالقرب من آذان "الرأس الاصطناعي" في الغرفة الأولية. يعد وجود سماعات الرأس والحاجة إلى استخدامها لفترة طويلة من العيوب.
يحدد جهاز السمع المسافة إلى مصدر الصوت بعدد من العلامات غير المباشرة مع بعض الأخطاء. اعتمادًا على ما إذا كانت المسافة إلى مصدر الإشارة صغيرة أم كبيرة ، يتغير تقييمها الشخصي تحت تأثير عوامل مختلفة. وجد أنه إذا كانت المسافات المحددة صغيرة (حتى 3 أمتار) ، فإن تقييمها الشخصي يرتبط ارتباطًا خطيًا تقريبًا بالتغير في حجم مصدر الصوت المتحرك على طول العمق. عامل إضافي للإشارة المعقدة هو جرسها ، الذي يصبح "ثقيلًا" أكثر فأكثر كلما اقترب المصدر من المستمع. ويرجع ذلك إلى الزيادة المتزايدة في إيحاءات السجل المنخفض مقارنة بإيحاءات التسجيل العالي ، بسبب من خلال الزيادة الناتجة في مستوى الصوت.
بالنسبة للمسافات المتوسطة من 3 إلى 10 أمتار ، فإن إزالة المصدر من المستمع سيكون مصحوبًا بانخفاض نسبي في الحجم ، وسيطبق هذا التغيير بالتساوي على التردد الأساسي والمكونات التوافقية. نتيجة لذلك ، هناك تضخيم نسبي للجزء عالي التردد من الطيف ويصبح الجرس أكثر إشراقًا.
مع زيادة المسافة ، سيزداد فقد الطاقة في الهواء بما يتناسب مع مربع التردد. سيؤدي فقدان النغمات المتزايدة للسجلات إلى تقليل سطوع الجرس. وبالتالي ، يرتبط التقييم الذاتي للمسافات بتغيير في حجمها وجرسها.
في ظل ظروف مكان مغلق ، تدرك الأذن إشارات الانعكاسات الأولى ، والتي تأخرت بمقدار 20-40 مللي ثانية بالنسبة للإشارة المباشرة ، على أنها قادمة من اتجاهات مختلفة. في الوقت نفسه ، يؤدي تأخيرهم المتزايد إلى خلق انطباع بوجود مسافة كبيرة من النقاط التي تنشأ منها هذه الانعكاسات. وبالتالي ، وفقًا لوقت التأخير ، يمكن للمرء أن يحكم على البعد النسبي للمصادر الثانوية أو ، وهو نفسه ، حجم الغرفة.
بعض ملامح الإدراك الذاتي للبث الاستريو.
يحتوي نظام نقل الصوت المجسم على عدد من الميزات المهمة مقارنةً بالنظام الأحادي الصوت التقليدي.
الجودة التي تميز الصوت المجسم ، المحيطي ، أي يمكن تقييم المنظور الصوتي الطبيعي باستخدام بعض المؤشرات الإضافية التي لا معنى لها مع تقنية نقل الصوت الأحادي. تشمل هذه المؤشرات الإضافية: زاوية السمع ، أي الزاوية التي يرى فيها المستمع صورة الصوت المُجسم ؛ دقة ستيريو ، أي توطين محدد ذاتيًا للعناصر الفردية للصورة الصوتية في نقاط معينة في الفضاء ضمن زاوية السمع ؛ جو صوتي ، أي تأثير جعل المستمع يشعر بأنه موجود في الغرفة الأساسية حيث يحدث الحدث الصوتي المرسل.
حول دور صوتيات الغرفة
يتم تحقيق تألق الصوت ليس فقط بمساعدة معدات إعادة إنتاج الصوت. حتى مع وجود معدات جيدة بما فيه الكفاية ، يمكن أن تكون جودة الصوت رديئة إذا كانت غرفة الاستماع لا تحتوي على خصائص معينة. من المعروف أنه توجد في غرفة مغلقة ظاهرة السبر المفرط ، والتي تسمى الصدى. من خلال التأثير على أجهزة السمع ، يمكن أن يؤدي الصدى (حسب مدته) إلى تحسين جودة الصوت أو تدهورها.
لا يلاحظ الشخص الموجود في الغرفة الموجات الصوتية المباشرة الناتجة عن مصدر الصوت فحسب ، بل أيضًا الموجات المنعكسة عن سقف الغرفة وجدرانها. لا تزال الموجات المنعكسة مسموعة لبعض الوقت بعد إنهاء مصدر الصوت.
يُعتقد أحيانًا أن الإشارات المنعكسة تلعب دورًا سلبيًا فقط ، وتتداخل مع إدراك الإشارة الرئيسية. ومع ذلك ، فإن هذا الرأي غير صحيح. جزء معين من طاقة إشارات الصدى الأولية المنعكسة ، التي تصل إلى آذان الشخص مع تأخيرات قصيرة ، تضخم الإشارة الرئيسية وتثري صوتها. على العكس من ذلك ، انعكست أصداء في وقت لاحق. وقت التأخير الذي يتجاوز قيمة حرجة معينة ، يشكل خلفية صوتية تجعل من الصعب إدراك الإشارة الرئيسية.
لا ينبغي أن يكون لقاعة الاستماع وقت صدى طويل. تميل غرف المعيشة إلى صدى منخفض بسبب حجمها المحدود ووجود أسطح ممتصة للصوت ، وأثاث منجد ، وسجاد ، وستائر ، إلخ.
تتميز الحواجز ذات الطبيعة والخصائص المختلفة بمعامل امتصاص الصوت ، وهو نسبة الطاقة الممتصة إلى الطاقة الإجمالية للموجة الصوتية الساقطة.
لزيادة خصائص امتصاص الصوت للسجاد (وتقليل الضوضاء في غرفة المعيشة) ، يُنصح بتعليق السجادة ليس بالقرب من الحائط ، ولكن بفجوة 30-50 مم).
بعد النظر في نظرية الانتشار وآليات حدوث الموجات الصوتية ، من المستحسن فهم كيفية "تفسير" الصوت أو إدراكه من قبل الشخص. العضو المقترن ، الأذن ، مسؤول عن إدراك الموجات الصوتية في جسم الإنسان. أذن بشرية- عضو معقد للغاية مسؤول عن وظيفتين: 1) يدرك النبضات الصوتية 2) يعمل كجهاز دهليزي لكامل جسم الإنسان ، ويحدد وضع الجسم في الفضاء ويعطي القدرة الحيوية للحفاظ على التوازن. تستطيع الأذن البشرية المتوسطة أن تلتقط تقلبات من 20 إلى 20000 هرتز ، ولكن هناك انحرافات لأعلى أو لأسفل. من الناحية المثالية ، يتراوح نطاق التردد المسموع بين 16 و 20000 هرتز ، وهو ما يتوافق أيضًا مع الطول الموجي 16 م - 20 سم. تنقسم الأذن إلى ثلاثة أجزاء: الأذن الخارجية والوسطى والداخلية. يؤدي كل قسم من هذه "الأقسام" وظيفته الخاصة ، ومع ذلك ، فإن الأقسام الثلاثة جميعها مرتبطة ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض وتقوم في الواقع بنقل موجة من الاهتزازات الصوتية إلى بعضها البعض. 
الأذن الخارجية (الخارجية)
تتكون الأذن الخارجية من الأذين والصماخ السمعي الخارجي. الأُذن عبارة عن غضروف مرن ذو شكل معقد ومغطى بالجلد. يوجد في الجزء السفلي من الأُذن الفص الذي يتكون من نسيج دهني ومغطى أيضًا بالجلد. تعمل الأُذن كجهاز استقبال للموجات الصوتية من الفضاء المحيط. يسمح لك الشكل الخاص لهيكل الأذن بالتقاط الأصوات بشكل أفضل ، وخاصة أصوات نطاق التردد المتوسط ، وهو المسؤول عن نقل معلومات الكلام. ترجع هذه الحقيقة إلى حد كبير إلى الضرورة التطورية ، حيث يقضي الشخص معظم حياته في التواصل الشفهي مع ممثلي جنسه. الأُذن البشرية عمليا بلا حراك ، على عكس عدد كبير من ممثلي الأنواع الحيوانية ، الذين يستخدمون حركات الأذنين لضبط مصدر الصوت بشكل أكثر دقة.
يتم ترتيب طيات الأذن البشرية بطريقة تجعلها تصحح (تشوهات طفيفة) بالنسبة إلى الموقع الرأسي والأفقي لمصدر الصوت في الفضاء. بفضل هذه الميزة الفريدة ، يستطيع الشخص تحديد موقع كائن ما في الفضاء بشكل واضح تمامًا ، مع التركيز فقط على الصوت. هذه الميزة معروفة أيضًا بمصطلح "توطين الصوت". تتمثل الوظيفة الرئيسية للأذن في التقاط أكبر عدد ممكن من الأصوات في نطاق التردد المسموع. يتحدد مصير الموجات الصوتية "الملتقطة" في قناة الأذن التي يبلغ طولها 25-30 ملم. في ذلك ، يمر الجزء الغضروفي من الأذن الخارجية إلى العظم ، ويمنح سطح الجلد للقناة السمعية غددًا دهنية وكبريتية. في نهاية القناة السمعية يوجد غشاء طبل مرن تصل إليه اهتزازات الموجات الصوتية ، مما يتسبب في اهتزازات استجابتها. بدوره ، ينقل الغشاء الطبلي هذه الاهتزازات المستقبلة إلى منطقة الأذن الوسطى.
الأذن الوسطى
الاهتزازات التي ينقلها الغشاء الطبلي تدخل منطقة من الأذن الوسطى تسمى "منطقة طبلة الأذن". هذه مساحة حوالي سنتيمتر مكعب واحد في الحجم ، حيث توجد ثلاث عظيمات سمعية: المطرقة والسندان والركاب.هذه العناصر "الوسيطة" هي التي تؤدي الوظيفة الأكثر أهمية: نقل الموجات الصوتية إلى الأذن الداخلية والتضخيم المتزامن. العظيمات السمعية هي سلسلة معقدة للغاية لنقل الصوت. ترتبط العظام الثلاثة ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض ، وكذلك مع طبلة الأذن ، مما يؤدي إلى انتقال الاهتزازات "على طول السلسلة". عند الاقتراب من منطقة الأذن الداخلية ، توجد نافذة الدهليز التي تسدها قاعدة الرِّكاب. لموازنة الضغط على جانبي الغشاء الطبلي (على سبيل المثال ، في حالة حدوث تغيرات في الضغط الخارجي) ، يتم توصيل منطقة الأذن الوسطى بالبلعوم الأنفي عبر أنبوب استاكيوس. نحن جميعًا ندرك جيدًا تأثير انسداد الأذن الذي يحدث على وجه التحديد بسبب هذا الضبط الدقيق. من الأذن الوسطى ، تقع اهتزازات الصوت ، التي تم تضخيمها بالفعل ، في منطقة الأذن الداخلية ، وهي المنطقة الأكثر تعقيدًا وحساسية.
الأذن الداخلية
الشكل الأكثر تعقيدًا هو الأذن الداخلية ، والتي تسمى المتاهة لهذا السبب. المتاهة العظمية تشمل: الدهليز ، القوقعة والقنوات نصف الدائرية ، وكذلك الجهاز الدهليزيمسؤول عن التوازن. القوقعة هي التي ترتبط مباشرة بالسمع في هذه الحزمة. القوقعة عبارة عن قناة غشائية حلزونية مليئة بالسائل اللمفاوي. في الداخل ، تنقسم القناة إلى جزئين بواسطة حاجز غشائي آخر يسمى "الغشاء الأساسي". يتكون هذا الغشاء من ألياف ذات أطوال مختلفة (أكثر من 24000 في المجموع) ، ممتدة مثل الأوتار ، كل وتر له صدى مع صوته الخاص. تنقسم القناة بواسطة غشاء إلى سلالم علوية وسفلية تتواصل في الجزء العلوي من القوقعة. من الطرف المقابل ، تتصل القناة بجهاز المستقبل للمحلل السمعي ، المغطى بخلايا شعر دقيقة. يُطلق على جهاز المحلل السمعي هذا أيضًا اسم جهاز كورتي. عندما تدخل الاهتزازات من الأذن الوسطى إلى القوقعة ، يبدأ السائل اللمفاوي الذي يملأ القناة أيضًا في الاهتزاز ، وينقل الاهتزازات إلى الغشاء الرئيسي. في هذه اللحظة ، يدخل جهاز محلل السمع حيز التنفيذ ، حيث تقوم خلايا الشعر الموجودة في عدة صفوف بتحويل الاهتزازات الصوتية إلى نبضات "عصبية" كهربائية ، والتي تنتقل على طول العصب السمعي إلى المنطقة الزمنية للقشرة الدماغية . بهذه الطريقة المعقدة والمزخرفة ، سيسمع الشخص في النهاية الصوت المطلوب.
ملامح الإدراك وتكوين الكلام
تم تشكيل آلية إنتاج الكلام لدى البشر طوال المرحلة التطورية بأكملها. معنى هذه القدرة هو نقل المعلومات اللفظية وغير اللفظية. الأول يحمل عبئًا لفظيًا ودلاليًا ، والثاني مسؤول عن نقل المكون العاطفي. تتضمن عملية إنشاء الكلام وإدراكه ما يلي: صياغة الرسالة ؛ الترميز في العناصر وفقًا لقواعد اللغة الحالية ؛ إجراءات عصبية عضلية عابرة. حركات الحبال الصوتية. انبعاث إشارة صوتية ثم يبدأ المستمع في العمل ، وينفذ: التحليل الطيفي للإشارة الصوتية المستقبلة واختيار الميزات الصوتية في النظام السمعي المحيطي ، ونقل الميزات المختارة من خلال الشبكات العصبية ، والتعرف على رمز اللغة (التحليل اللغوي) ، وفهم المعنى من الرسالة. 
يمكن مقارنة جهاز توليد إشارات الكلام بأداة الرياح المعقدة ، لكن تعدد الاستخدامات والمرونة في الضبط والقدرة على إعادة إنتاج أصغر التفاصيل الدقيقة ليس لها نظائر في الطبيعة. تتكون آلية تشكيل الصوت من ثلاثة مكونات لا تنفصل:
- مولد كهرباء- الرئتين كخزان لحجم الهواء. يتم تخزين طاقة الضغط الزائد في الرئتين ، ثم من خلال قناة الإخراج ، بمساعدة الجهاز العضلي ، يتم إزالة هذه الطاقة من خلال القصبة الهوائية المتصلة بالحنجرة. في هذه المرحلة ، يتم مقاطعة تيار الهواء وتعديله ؛
- هزاز- يتكون من الحبال الصوتية. يتأثر التدفق أيضًا بنفاثات الهواء المضطربة (إنشاء نغمات حواف) ومصادر الدفع (الانفجارات) ؛
- مرنان- يشمل التجاويف الرنانة ذات الشكل الهندسي المعقد (البلعوم والفم والأنف).
في مجموع الجهاز الفردي لهذه العناصر ، يتم تشكيل جرس فريد وفريد من صوت كل شخص على حدة.
يتم توليد طاقة عمود الهواء في الرئتين ، مما يخلق تدفقًا معينًا للهواء أثناء الاستنشاق والزفير بسبب الاختلاف في الضغط الجوي وضغط الرئة. تتم عملية تراكم الطاقة من خلال الاستنشاق ، وتتميز عملية الإطلاق بالزفير. يحدث هذا بسبب ضغط وتمدد الصدر ، والتي تتم بمساعدة مجموعتين من العضلات: الوربية والحجاب الحاجز ، مع التنفس العميق والغناء ، كما تنقبض عضلات البطن والصدر والرقبة. عند الاستنشاق ، يتقلص الحجاب الحاجز ويسقط ، ويرفع تقلص العضلات الوربية الخارجية الضلوع ويأخذها إلى الجانبين ، والقص إلى الأمام. يؤدي تمدد الصدر إلى انخفاض الضغط داخل الرئتين (نسبة إلى الغلاف الجوي) ، ويمتلئ هذا الفضاء بالهواء بسرعة. عند الزفير ، تسترخي العضلات وفقًا لذلك ويعود كل شيء إلى حالته السابقة (يعود الصدر إلى حالته الأصلية بسبب جاذبيته ، يرتفع الحجاب الحاجز ، وينخفض حجم الرئتين الموسعتين سابقًا ، ويزداد الضغط داخل الرئة). يمكن وصف الاستنشاق بأنه عملية تتطلب إنفاق الطاقة (نشط) ؛ الزفير هو عملية تراكم الطاقة (سلبي). يتم التحكم في عملية التنفس وتكوين الكلام دون وعي ، ولكن عند الغناء ، فإن ضبط النفس يتطلب نهجًا واعيًا وتدريبًا إضافيًا طويل المدى.
تعتمد كمية الطاقة التي يتم إنفاقها لاحقًا على تكوين الكلام والصوت على حجم الهواء المخزن وعلى مقدار الضغط الإضافي في الرئتين. يمكن أن يصل الضغط الأقصى الذي طوره مغني أوبرا مدرب إلى 100-112 ديسيبل. تعديل تدفق الهواء عن طريق اهتزاز الحبال الصوتية وخلق ضغط زائد تحت البلعوم ، تتم هذه العمليات في الحنجرة ، وهي نوع من الصمامات الموجودة في نهاية القصبة الهوائية. يؤدي الصمام وظيفة مزدوجة: فهو يحمي الرئتين من الأجسام الغريبة ويحافظ على الضغط العالي. الحنجرة هي التي تعمل كمصدر للكلام والغناء. الحنجرة عبارة عن مجموعة من الغضاريف المتصلة بالعضلات. تحتوي الحنجرة على هيكل معقد نوعًا ما ، العنصر الرئيسي فيه هو زوج من الحبال الصوتية. الحبال الصوتية هي المصدر الرئيسي (ولكن ليس الوحيد) لتكوين الصوت أو "الهزاز". خلال هذه العملية ، تتحرك الأحبال الصوتية مصحوبة بالاحتكاك. للحماية من هذا ، يتم إفراز إفراز مخاطي خاص يعمل كمواد تشحيم. يتم تحديد تكوين أصوات الكلام من خلال اهتزازات الأربطة ، مما يؤدي إلى تكوين تدفق الهواء الزفير من الرئتين ، إلى نوع معين من السعة المميزة. يوجد بين الطيات الصوتية تجاويف صغيرة تعمل كمرشحات ورنانات صوتية عند الحاجة.
ميزات الإدراك السمعي ، سلامة الاستماع ، عتبات السمع ، التكيف ، مستوى الصوت الصحيح
كما يتضح من وصف بنية الأذن البشرية ، فإن هذا العضو حساس للغاية ومعقد نوعًا ما في التركيب. مع أخذ هذه الحقيقة في الاعتبار ، ليس من الصعب تحديد ما إذا كان هذا الجهاز الرقيق للغاية والحساس لديه مجموعة من القيود والعتبات وما إلى ذلك. يتكيف الجهاز السمعي البشري مع إدراك الأصوات الهادئة ، وكذلك الأصوات متوسطة الشدة. يستلزم التعرض الطويل للأصوات الصاخبة تحولات لا رجعة فيها في عتبات السمع ، بالإضافة إلى مشاكل السمع الأخرى ، حتى الصمم التام. درجة الضرر تتناسب طرديا مع وقت التعرض في بيئة صاخبة. في هذه اللحظة ، تدخل آلية التكيف أيضًا حيز التنفيذ - أي تحت تأثير الأصوات العالية الطويلة ، تنخفض الحساسية تدريجياً ، ويقل الحجم المدرك ، ويتكيف السمع.
يسعى التكيف في البداية إلى حماية أعضاء السمع من الأصوات العالية جدًا ، ومع ذلك ، فإن تأثير هذه العملية غالبًا ما يتسبب في قيام الشخص بزيادة مستوى صوت نظام الصوت بشكل لا يمكن التحكم فيه. تتحقق الحماية بفضل آلية الأذن الوسطى والداخلية: يتم سحب الرِّكاب من النافذة البيضاوية ، وبالتالي الحماية من الأصوات الصاخبة المفرطة. لكن آلية الحماية ليست مثالية ولديها تأخير زمني ، حيث يتم تشغيل 30-40 مللي ثانية فقط بعد بدء وصول الصوت ، علاوة على ذلك ، لا يتم تحقيق الحماية الكاملة حتى مع مدة 150 مللي ثانية. يتم تنشيط آلية الحماية عندما يتجاوز مستوى الصوت مستوى 85 ديسيبل ، علاوة على ذلك ، تصل الحماية نفسها إلى 20 ديسيبل. 
الأخطر ، في هذه الحالة ، يمكن اعتباره ظاهرة "تغير عتبة السمع" ، والتي تحدث عادة في الممارسة العملية نتيجة التعرض لفترات طويلة لأصوات عالية أعلى من 90 ديسيبل. يمكن أن تستمر عملية استعادة الجهاز السمعي بعد هذه الآثار الضارة لمدة تصل إلى 16 ساعة. يبدأ تحول العتبة بالفعل عند مستوى شدة 75 ديسيبل ، ويزيد بشكل متناسب مع زيادة مستوى الإشارة.
عند التفكير في مشكلة المستوى الصحيح لشدة الصوت ، فإن أسوأ شيء يجب إدراكه هو حقيقة أن المشكلات (المكتسبة أو الخلقية) المرتبطة بالسمع لا يمكن علاجها عمليًا في عصر الطب المتقدم إلى حد ما. كل هذا يجب أن يدفع أي شخص عاقل إلى التفكير في الاهتمام بسمعهم ، ما لم يكن بالطبع مخططًا للحفاظ على سلامته الأصلية وقدرته على سماع نطاق التردد بأكمله لأطول فترة ممكنة. لحسن الحظ ، كل شيء ليس مخيفًا كما قد يبدو للوهلة الأولى ، وباتباع عدد من الاحتياطات ، يمكنك بسهولة حفظ سمعك حتى في سن الشيخوخة. قبل النظر في هذه التدابير ، من الضروري أن نتذكر سمة واحدة مهمة للإدراك السمعي البشري. تدرك المعينات السمعية الأصوات غير الخطية. هناك ظاهرة مماثلة تتمثل في ما يلي: إذا تخيلت أي تردد واحد لنغمة نقية ، على سبيل المثال 300 هرتز ، فإن اللاخطية تتجلى عندما تظهر نغمات هذا التردد الأساسي في الأُذن وفقًا للمبدأ اللوغاريتمي (إذا كان التردد الأساسي هو إذا تم أخذها كـ f ، فإن نغمات التردد ستكون 2f ، 3f وما إلى ذلك بترتيب تصاعدي). هذه اللاخطية أسهل في الفهم وهي مألوفة للكثيرين تحت الاسم "تشويه غير خطي". نظرًا لأن مثل هذه التوافقيات (النغمات) لا تحدث في النغمة النقية الأصلية ، فقد اتضح أن الأذن نفسها تقدم تصحيحاتها ونغماتها في الصوت الأصلي ، ولكن لا يمكن تحديدها إلا على أنها تشوهات ذاتية. عند مستوى شدة أقل من 40 ديسيبل ، لا يحدث تشويه ذاتي. مع زيادة الشدة من 40 ديسيبل ، يبدأ مستوى التوافقيات الذاتية في الزيادة ، ولكن حتى عند مستوى 80-90 ديسيبل ، تكون مساهمتها السلبية في الصوت صغيرة نسبيًا (لذلك ، يمكن اعتبار مستوى الشدة هذا مشروطًا نوعًا من "الوسط الذهبي" في المجال الموسيقي).
بناءً على هذه المعلومات ، يمكنك بسهولة تحديد مستوى صوت آمن ومقبول لا يضر بالأعضاء السمعية وفي نفس الوقت يجعل من الممكن سماع جميع ميزات وتفاصيل الصوت تمامًا ، على سبيل المثال ، في حالة العمل مع نظام "هاي فاي". هذا المستوى من "الوسط الذهبي" حوالي 85-90 ديسيبل. من خلال شدة الصوت هذه ، من الممكن حقًا سماع كل شيء مضمن في المسار الصوتي ، في حين يتم تقليل مخاطر التلف المبكر وفقدان السمع إلى الحد الأدنى. يمكن اعتبار مستوى الصوت 85 ديسيبل تقريبًا آمنًا تمامًا. لفهم ما هو خطر الاستماع بصوت عالٍ ولماذا لا يسمح لك مستوى الصوت المنخفض جدًا بسماع كل الفروق الدقيقة في الصوت ، دعنا نلقي نظرة على هذه المشكلة بمزيد من التفصيل. بالنسبة لمستويات الصوت المنخفضة ، فإن الافتقار إلى النفعية (ولكن في كثير من الأحيان الرغبة الشخصية) للاستماع إلى الموسيقى بمستويات منخفضة يرجع إلى الأسباب التالية:
- اللاخطية للإدراك السمعي البشري ؛
- ملامح الإدراك النفسي الصوتي ، والتي سيتم النظر فيها بشكل منفصل.
إن عدم الخطية للإدراك السمعي ، الذي تمت مناقشته أعلاه ، له تأثير كبير في أي حجم أقل من 80 ديسيبل. من الناحية العملية ، يبدو الأمر كما يلي: إذا قمت بتشغيل الموسيقى على مستوى هادئ ، على سبيل المثال ، 40 ديسيبل ، فسيكون نطاق التردد المتوسط للتأليف الموسيقي مسموعًا بشكل واضح ، سواء كانت أصوات المؤدي / المؤدي أو الآلات التي تلعب في هذا النطاق. في الوقت نفسه ، سيكون هناك نقص واضح في الترددات المنخفضة والعالية ، بسبب عدم خطية الإدراك على وجه التحديد ، فضلاً عن حقيقة أن الترددات المختلفة تبدو بأحجام مختلفة. وبالتالي ، من الواضح أنه للحصول على تصور كامل لكامل الصورة ، يجب محاذاة مستوى تردد الشدة قدر الإمكان مع قيمة واحدة. على الرغم من حقيقة أنه حتى عند مستوى صوت يتراوح بين 85 و 90 ديسيبل ، لا يحدث التعادل المثالي لحجم الترددات المختلفة ، يصبح المستوى مقبولاً للاستماع اليومي العادي. كلما انخفض مستوى الصوت في نفس الوقت ، كلما كان من الواضح أن خاصية اللاخطية المميزة سوف تُدرك من خلال الأذن ، أي الشعور بغياب المقدار المناسب من الترددات العالية والمنخفضة. في الوقت نفسه ، اتضح أنه مع مثل هذه اللاخطية ، من المستحيل التحدث بجدية عن إعادة إنتاج صوت "هاي فاي" عالي الدقة ، لأن دقة نقل صورة الصوت الأصلية ستكون منخفضة للغاية في هذا الوضع بالذات.
إذا تعمقت في هذه الاستنتاجات ، يتضح لك سبب الشعور السلبي الشديد بالاستماع إلى الموسيقى بمستوى صوت منخفض ، على الرغم من أنه الأكثر أمانًا من وجهة نظر الصحة ، بسبب إنشاء صور غير معقولة للآلات الموسيقية و صوت ، عدم وجود مقياس صوتي للمسرح. بشكل عام ، يمكن استخدام تشغيل الموسيقى الهادئة كمرافقة في الخلفية ، ولكن يُمنع تمامًا الاستماع إلى جودة عالية "hi-fi" بمستوى صوت منخفض ، للأسباب المذكورة أعلاه ، من المستحيل إنشاء صور طبيعية لمرحلة الصوت التي كانت شكلها مهندس الصوت في الاستوديو أثناء مرحلة التسجيل. ولكن ليس فقط الحجم المنخفض يضع قيودًا معينة على إدراك الصوت النهائي ، بل يكون الوضع أسوأ بكثير مع زيادة الحجم. من الممكن والبسيط للغاية إلحاق الضرر بحاسة السمع وتقليل الحساسية بدرجة كافية إذا كنت تستمع إلى الموسيقى بمستويات أعلى من 90 ديسيبل لفترة طويلة. تستند هذه البيانات إلى عدد كبير من الدراسات الطبية ، والتي خلصت إلى أن مستويات الصوت فوق 90 ديسيبل تسبب ضررًا حقيقيًا وغير قابل للإصلاح تقريبًا للصحة. تكمن آلية هذه الظاهرة في الإدراك السمعي والسمات الهيكلية للأذن. عندما تدخل موجة صوتية تزيد شدتها عن 90 ديسيبل إلى قناة الأذن ، تلعب أعضاء الأذن الوسطى دورًا ، مما يتسبب في ظاهرة تسمى التكيف السمعي.
مبدأ ما يحدث في هذه الحالة هو: يتم سحب الرِّكاب من النافذة البيضاوية ويحمي الأذن الداخلية من الأصوات العالية جدًا. هذه العملية تسمى المنعكس الصوتي. بالنسبة للأذن ، يُنظر إلى هذا على أنه انخفاض قصير المدى في الحساسية ، والذي قد يكون مألوفًا لأي شخص حضر حفلات موسيقى الروك في النوادي ، على سبيل المثال. بعد هذا الحفل الموسيقي ، يحدث انخفاض قصير المدى في الحساسية ، والتي ، بعد فترة زمنية معينة ، تعود إلى مستواها السابق. ومع ذلك ، فإن استعادة الحساسية لن تكون دائمًا وتعتمد بشكل مباشر على العمر. يكمن وراء كل هذا الخطر الكبير المتمثل في الاستماع إلى الموسيقى الصاخبة والأصوات الأخرى التي تتجاوز شدتها 90 ديسيبل. إن حدوث المنعكس الصوتي ليس الخطر "المرئي" الوحيد لفقدان الحساسية السمعية. مع التعرض المطول للأصوات العالية جدًا ، ينحرف الشعر الموجود في منطقة الأذن الداخلية (التي تستجيب للاهتزازات) بشدة. في هذه الحالة ، يحدث التأثير أن ينحرف الشعر المسؤول عن إدراك تردد معين تحت تأثير الاهتزازات الصوتية ذات السعة الكبيرة. في مرحلة ما ، قد ينحرف مثل هذا الشعر كثيرًا ولا يعود أبدًا. سيؤدي هذا إلى فقدان مماثل لتأثير الحساسية عند تردد معين!
الأمر الأكثر فظاعة في هذا الوضع برمته هو أن أمراض الأذن لا يمكن علاجها عمليًا ، حتى مع أحدث الطرق المعروفة في الطب. كل هذا يؤدي إلى بعض الاستنتاجات الجادة: الصوت فوق 90 ديسيبل يشكل خطورة على الصحة ويكاد يكون مضمونًا أنه يسبب فقدان السمع المبكر أو انخفاض كبير في الحساسية. الأمر الأكثر إحباطًا هو أن خاصية التكيف المذكورة سابقًا تدخل حيز التنفيذ بمرور الوقت. تحدث هذه العملية في الأعضاء السمعية البشرية بشكل غير محسوس تقريبًا ؛ الشخص الذي يفقد حساسيته ببطء ، احتمال يقترب من 100٪ ، لن يلاحظ ذلك حتى اللحظة التي ينتبه فيها الأشخاص من حولهم لطرح الأسئلة باستمرار ، مثل: "ماذا قلت للتو؟" الاستنتاج في النهاية بسيط للغاية: عند الاستماع إلى الموسيقى ، من الضروري عدم السماح بمستويات شدة صوت أعلى من 80-85 ديسيبل! في نفس اللحظة ، هناك أيضًا جانب إيجابي: مستوى الصوت 80-85 ديسيبل يتوافق تقريبًا مع مستوى التسجيل الصوتي للموسيقى في بيئة الاستوديو. لذا نشأ مفهوم "الوسط الذهبي" ، والذي من الأفضل عدم الارتفاع إذا كان للقضايا الصحية بعض الأهمية على الأقل.
حتى الاستماع إلى الموسيقى على المدى القصير بمستوى 110-120 ديسيبل يمكن أن يسبب مشاكل في السمع ، على سبيل المثال أثناء حفلة موسيقية حية. من الواضح أن تجنب ذلك يكون أحيانًا مستحيلًا أو صعبًا للغاية ، ولكن من المهم للغاية محاولة القيام بذلك من أجل الحفاظ على سلامة الإدراك السمعي. نظريًا ، لا يؤدي التعرض قصير المدى للأصوات الصاخبة (التي لا تتجاوز 120 ديسيبل) ، حتى قبل ظهور "التعب السمعي" ، إلى عواقب سلبية خطيرة. لكن في الممارسة العملية ، عادة ما تكون هناك حالات من التعرض الطويل لصوت بهذه الشدة. يصم الناس آذانهم دون أن يدركوا المدى الكامل للخطر في السيارة أثناء الاستماع إلى نظام صوتي ، أو في المنزل في ظروف مماثلة ، أو باستخدام سماعات على مشغل محمول. لماذا يحدث هذا وما الذي يجعل الصوت أعلى وأعلى؟ هناك نوعان من الإجابات على هذا السؤال: 1) تأثير علم النفس السمعي ، والتي سيتم مناقشتها بشكل منفصل. 2) الحاجة المستمرة إلى "صراخ" بعض الأصوات الخارجية مع حجم الموسيقى. الجانب الأول من المشكلة مثير للاهتمام للغاية وسيتم مناقشته بالتفصيل لاحقًا ، لكن الجانب الثاني من المشكلة يؤدي إلى المزيد من الأفكار والاستنتاجات السلبية حول الفهم الخاطئ للأسس الحقيقية للاستماع الصحيح إلى صوت "مرحبًا". فئة fi.
بدون الخوض في التفاصيل ، يكون الاستنتاج العام حول الاستماع إلى الموسيقى ومستوى الصوت الصحيح كما يلي: يجب أن يحدث الاستماع إلى الموسيقى بمستويات شدة صوت لا تزيد عن 90 ديسيبل ، ولا تقل عن 80 ديسيبل في غرفة بها أصوات غريبة من مصادر خارجية مكتومة بشدة أو غائبة تمامًا (مثل: محادثات الجيران والضوضاء الأخرى خلف جدار الشقة ، وضوضاء الشوارع والضوضاء الفنية إذا كنت في السيارة ، وما إلى ذلك). أود أن أؤكد مرة واحدة وإلى الأبد أنه في حالة الامتثال لمثل هذه المتطلبات ، التي ربما تكون صارمة ، يمكنك تحقيق توازن الحجم الذي طال انتظاره ، والذي لن يسبب ضررًا غير مرغوب فيه سابق لأوانه للأعضاء السمعية ، وسوف يجلب أيضًا متعة حقيقية من الاستماع إلى موسيقاك المفضلة بأدق تفاصيل الصوت عند الترددات العالية والمنخفضة والدقة التي يتبعها مفهوم صوت "هاي فاي".
الصوتيات النفسية وخصائص الإدراك
من أجل الإجابة الكاملة على بعض الأسئلة المهمة المتعلقة بالإدراك النهائي للمعلومات السليمة من قبل شخص ما ، هناك فرع كامل من العلوم يدرس مجموعة كبيرة ومتنوعة من هذه الجوانب. يسمى هذا القسم "السمعيات النفسية". الحقيقة هي أن الإدراك السمعي لا ينتهي فقط بعمل الأجهزة السمعية. بعد الإدراك المباشر للصوت من قبل عضو السمع (الأذن) ، فإن الآلية الأكثر تعقيدًا وقليلًا من الدراسة لتحليل المعلومات التي يتم تلقيها تلعب دورًا ، يكون الدماغ البشري مسؤولاً بالكامل عن ذلك ، والذي تم تصميمه بطريقة تجعله أثناء العملية تولد موجات بتردد معين ، ويشار إليها أيضًا بالهرتز (هرتز). تتوافق الترددات المختلفة لموجات الدماغ مع حالات معينة للإنسان. وهكذا ، يتضح أن الاستماع إلى الموسيقى يساهم في تغيير ضبط التردد للدماغ ، وهذا أمر مهم يجب مراعاته عند الاستماع إلى المقطوعات الموسيقية. بناءً على هذه النظرية ، هناك أيضًا طريقة للعلاج الصوتي بالتأثير المباشر على الحالة العقلية للإنسان. موجات الدماغ من خمسة أنواع:
- موجات دلتا (موجات أقل من 4 هرتز).يقابل حالة من النوم العميق دون أحلام ، بينما لا يوجد إحساس بالجسم.
- موجات ثيتا (موجات 4-7 هرتز).حالة النوم أو التأمل العميق.
- موجات ألفا (موجات 7-13 هرتز).حالات الاسترخاء والاسترخاء أثناء اليقظة والنعاس.
- موجات بيتا (موجات 13-40 هرتز).حالة النشاط والتفكير اليومي والنشاط العقلي والإثارة والإدراك.
- موجات جاما (موجات فوق 40 هرتز).حالة من النشاط الذهني الشديد والخوف والإثارة والوعي.
يبحث علم الصوتيات النفسي ، باعتباره فرعًا من فروع العلم ، عن إجابات لأكثر الأسئلة إثارة للاهتمام فيما يتعلق بالإدراك النهائي للمعلومات الصوتية من قبل شخص ما. في عملية دراسة هذه العملية ، يتم الكشف عن عدد كبير من العوامل ، والتي يحدث تأثيرها دائمًا في كل من عملية الاستماع إلى الموسيقى ، وفي أي حالة أخرى لمعالجة وتحليل أي معلومات صوتية. الدراسات النفسية الصوتية تقريبًا كل مجموعة متنوعة من التأثيرات المحتملة ، بدءًا من الحالة العاطفية والعقلية للشخص في وقت الاستماع ، وانتهاءً بالسمات الهيكلية للأحبال الصوتية (إذا كنا نتحدث عن الخصائص المميزة لإدراك جميع التفاصيل الدقيقة للصوت الأداء) وآلية تحويل الصوت إلى نبضات كهربائية للدماغ. ستتم مناقشة العوامل الأكثر إثارة والأكثر أهمية (والتي تعتبر حيوية في كل مرة تستمع فيها إلى الموسيقى المفضلة لديك ، وكذلك عند إنشاء نظام صوتي احترافي).
مفهوم الانسجام الموسيقي
يعتبر جهاز النظام السمعي البشري فريدًا ، أولاً وقبل كل شيء ، في آلية الإدراك الصوتي ، وعدم خطية النظام السمعي ، والقدرة على تجميع الأصوات في ارتفاع بدرجة عالية إلى حد ما من الدقة. الميزة الأكثر إثارة للاهتمام للإدراك هي عدم الخطية للنظام السمعي ، والتي تتجلى في شكل ظهور التوافقيات الإضافية غير الموجودة (في النغمة الرئيسية) ، والتي غالبًا ما تتجلى بشكل خاص في الأشخاص ذوي النغمة الموسيقية أو المطلقة. . إذا توقفنا بمزيد من التفصيل وقمنا بتحليل كل التفاصيل الدقيقة لإدراك الصوت الموسيقي ، فيمكن تمييز مفهوم "التناغم" و "التنافر" بين الأوتار المختلفة وفترات السبر بسهولة. مفهوم "انسجام"يتم تعريفه على أنه صوت ساكن (من الكلمة الفرنسية "موافقة") ، والعكس صحيح ، على التوالي ، "التنافر"- صوت غير متسق ومتناقض. على الرغم من تنوع التفسيرات المختلفة لهذه المفاهيم لخصائص الفترات الموسيقية ، فمن الأنسب استخدام التفسير "النفسي الموسيقي" للمصطلحات: انسجاميُعرَّف ويشعر بها الشخص على أنه صوت لطيف ومريح وناعم ؛ التنافرمن ناحية أخرى ، يمكن وصفه بأنه صوت يسبب التهيج والقلق والتوتر. هذه المصطلحات ذاتية إلى حد ما ، وأيضًا في تاريخ تطور الموسيقى ، تم أخذ فترات مختلفة تمامًا لـ "ساكن" والعكس صحيح.
في الوقت الحاضر ، يصعب أيضًا إدراك هذه المفاهيم بشكل لا لبس فيه ، نظرًا لوجود اختلافات بين الأشخاص الذين لديهم تفضيلات وأذواق موسيقية مختلفة ، ولا يوجد أيضًا مفهوم الانسجام المعترف به والمتفق عليه بشكل عام. يعتمد الأساس النفسي الصوتي لإدراك الفترات الموسيقية المختلفة على أنها متقطعة أو متنافرة بشكل مباشر على مفهوم "الفرقة الحرجة". قطاع حرج- هذا هو عرض معين للشريط ، حيث تتغير الأحاسيس السمعية بشكل كبير. يزيد عرض النطاقات الحرجة بشكل متناسب مع زيادة التردد. لذلك ، فإن الشعور بالانسجام والتناقضات يرتبط ارتباطًا مباشرًا بوجود نطاقات حرجة. يلعب العضو السمعي البشري (الأذن) ، كما ذكرنا سابقًا ، دور مرشح النطاق الترددي في مرحلة معينة في تحليل الموجات الصوتية. يتم تعيين هذا الدور للغشاء القاعدي ، حيث يوجد 24 نطاقًا حرجًا بعرض يعتمد على التردد.
وبالتالي ، فإن الانسجام وعدم التناسق (التناسق والتنافر) يعتمدان بشكل مباشر على حل النظام السمعي. اتضح أنه إذا كانت نغمتان مختلفتان صوتتا في انسجام أو كان فرق التردد صفرًا ، فهذا تناسق مثالي. يحدث نفس التوافق إذا كان فرق التردد أكبر من النطاق الحرج. يحدث التنافر فقط عندما يكون فرق التردد بين٪ 5 و٪ 50 من النطاق الحرج. يتم سماع أعلى درجة من التنافر في هذا الجزء إذا كان الفرق هو ربع عرض النطاق الحرج. بناءً على ذلك ، من السهل تحليل أي تسجيل موسيقي مختلط ومجموعة من الأدوات للتوافق أو التنافر الصوتي. ليس من الصعب تخمين الدور الكبير لمهندس الصوت واستوديو التسجيل والمكونات الأخرى لمسار الصوت الأصلي الرقمي أو التناظري النهائي في هذه الحالة ، وكل هذا حتى قبل محاولة إعادة إنتاجه على معدات إعادة إنتاج الصوت.
توطين الصوت
يساعد نظام السمع بكلتا الأذنين والتوطين المكاني الشخص على إدراك امتلاء الصورة الصوتية المكانية. يتم تنفيذ آلية الإدراك هذه من خلال جهازي استماع وقناتين سمعيتين. تتم معالجة المعلومات الصوتية التي تأتي من خلال هذه القنوات لاحقًا في الجزء المحيطي من النظام السمعي وتخضع للتحليل الطيفي والزمني. علاوة على ذلك ، يتم نقل هذه المعلومات إلى الأجزاء العليا من الدماغ ، حيث تتم مقارنة الفرق بين إشارة الصوت اليمنى واليسرى ، ويتم أيضًا تكوين صورة صوتية واحدة. تسمى هذه الآلية الموصوفة السمع بكلتا الأذنين. بفضل هذا ، يتمتع الشخص بفرص فريدة من نوعها:
1) توطين الإشارات الصوتية من مصدر واحد أو أكثر ، مع تكوين صورة مكانية لإدراك مجال الصوت
2) فصل الإشارات القادمة من مصادر مختلفة
3) اختيار بعض الإشارات على خلفية أخرى (على سبيل المثال ، اختيار الكلام والصوت من الضوضاء أو صوت الآلات)
من السهل ملاحظة التوطين المكاني بمثال بسيط. في حفلة موسيقية ، مع خشبة المسرح وعدد معين من الموسيقيين على مسافة معينة من بعضهم البعض ، من السهل (إذا رغبت في ذلك ، حتى بإغلاق عينيك) تحديد اتجاه وصول الإشارة الصوتية لكل آلة ، لتقييم عمق ومساحة مجال الصوت. وبنفس الطريقة ، يتم تقييم نظام hi-fi جيد ، وقادر على "إعادة إنتاج" مثل هذه التأثيرات المكانية والتوطين بشكل موثوق ، وبالتالي "خداع" الدماغ ، مما يجعلك تشعر بالحضور الكامل لفناني الأداء المفضل لديك في أداء حي. عادة ما يتم تحديد توطين مصدر الصوت من خلال ثلاثة عوامل رئيسية: الزمانية ، والشدة ، والطيفي. بغض النظر عن هذه العوامل ، هناك عدد من الأنماط التي يمكن استخدامها لفهم أساسيات توطين الصوت.
أكبر تأثير للتوطين ، الذي تدركه أجهزة السمع البشرية ، يكون في منطقة التردد المتوسط. في الوقت نفسه ، يكاد يكون من المستحيل تحديد اتجاه أصوات الترددات فوق 8000 هرتز وأقل من 150 هرتز. تُستخدم الحقيقة الأخيرة على نطاق واسع بشكل خاص في أنظمة hi-fi وأنظمة المسرح المنزلي عند اختيار موقع مضخم الصوت (رابط منخفض التردد) ، وموقعه في الغرفة ، بسبب عدم توطين الترددات التي تقل عن 150 هرتز ، عمليًا لا يهم ، والمستمع بأي حال من الأحوال يحصل على صورة شاملة لمرحلة الصوت. تعتمد دقة التوطين على موقع مصدر إشعاع الموجات الصوتية في الفضاء. وبالتالي ، لوحظ أكبر دقة في تحديد موقع الصوت في المستوى الأفقي ، حيث بلغت قيمة 3 درجات. في المستوى العمودي ، يحدد النظام السمعي البشري اتجاه المصدر بشكل أسوأ بكثير ، والدقة في هذه الحالة هي 10-15 درجة (بسبب البنية المحددة للأذن والهندسة المعقدة). تختلف دقة التوطين اختلافًا طفيفًا اعتمادًا على زاوية الأجسام التي تصدر الصوت في الفضاء مع الزوايا بالنسبة للمستمع ، كما تؤثر درجة انعراج الموجات الصوتية لرأس المستمع على التأثير النهائي. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن إشارات النطاق العريض يتم توطينها بشكل أفضل من ضوضاء النطاق الضيق.
الأمر الأكثر إثارة للاهتمام هو الموقف مع تحديد عمق الصوت الاتجاهي. على سبيل المثال ، يمكن لأي شخص تحديد المسافة إلى كائن ما عن طريق الصوت ، ومع ذلك ، يحدث هذا إلى حد كبير بسبب التغيير في ضغط الصوت في الفضاء. عادةً ، كلما كان الكائن بعيدًا عن المستمع ، كلما تضاءلت الموجات الصوتية في المساحة الحرة (في الداخل ، يُضاف تأثير الموجات الصوتية المنعكسة). وبالتالي ، يمكننا أن نستنتج أن دقة التوطين أعلى في غرفة مغلقة على وجه التحديد بسبب حدوث الصدى. تؤدي الموجات المنعكسة التي تحدث في الأماكن المغلقة إلى تأثيرات مثيرة للاهتمام مثل تمدد المسرح الصوتي ، وتغليفه ، وما إلى ذلك. هذه الظواهر ممكنة على وجه التحديد بسبب قابلية توطين الصوت ثلاثي الأبعاد. التبعيات الرئيسية التي تحدد التوطين الأفقي للصوت هي: 1) الاختلاف في وقت وصول الموجة الصوتية في الأذن اليسرى واليمنى ؛ 2) اختلاف الشدة بسبب الانعراج عند رأس المستمع. لتحديد عمق الصوت ، فإن الاختلاف في مستوى ضغط الصوت والاختلاف في التركيب الطيفي مهمان. يعتمد التوطين في المستوى العمودي أيضًا بشدة على الانعراج في الأُذن.
الوضع أكثر تعقيدًا مع أنظمة الصوت المحيطي الحديثة القائمة على تقنية دولبي المحيطية ونظائرها. يبدو أن مبدأ بناء أنظمة المسرح المنزلي ينظم بوضوح طريقة إعادة إنشاء صورة مكانية طبيعية إلى حد ما للصوت ثلاثي الأبعاد مع الحجم المتأصل وتوطين المصادر الافتراضية في الفضاء. ومع ذلك ، ليس كل شيء تافهًا إلى هذا الحد ، نظرًا لأن آليات إدراك وتوطين عدد كبير من مصادر الصوت لا تؤخذ في الاعتبار عادةً. يتضمن تحويل الصوت بواسطة أجهزة السمع عملية إضافة إشارات من مصادر مختلفة وصلت إلى آذان مختلفة. علاوة على ذلك ، إذا كانت بنية الطور للأصوات المختلفة متزامنة إلى حد ما ، فإن الأذن تُدرك مثل هذه العملية على أنها صوت صادر من مصدر واحد. هناك أيضًا عدد من الصعوبات ، بما في ذلك خصائص آلية التعريب ، مما يجعل من الصعب تحديد اتجاه المصدر بدقة في الفضاء.
في ضوء ما سبق ، فإن أصعب مهمة هي فصل الأصوات من مصادر مختلفة ، خاصة إذا كانت هذه المصادر المختلفة تلعب إشارة تردد اتساع مماثلة. وهذا بالضبط ما يحدث عمليًا في أي نظام صوت محيط حديث ، وحتى في نظام استريو تقليدي. عندما يستمع شخص إلى عدد كبير من الأصوات المنبثقة من مصادر مختلفة ، يكون هناك في البداية تحديد لانتماء كل صوت معين إلى المصدر الذي ينشئه (التجميع حسب التردد ، والنغمة ، والجرس). وفقط في المرحلة الثانية تحاول الشائعات توطين المصدر. بعد ذلك ، يتم تقسيم الأصوات الواردة إلى تدفقات بناءً على الميزات المكانية (الاختلاف في وقت وصول الإشارات ، الاختلاف في السعة). بناءً على المعلومات الواردة ، يتم تكوين صورة سمعية ثابتة إلى حد ما وثابتة ، والتي يمكن من خلالها تحديد مصدر كل صوت معين.
من المريح جدًا تتبع هذه العمليات في مثال مرحلة عادية مع وجود موسيقيين مثبتين عليها. في الوقت نفسه ، من المثير للاهتمام أنه إذا بدأ المطرب / المؤدي ، الذي يشغل موقعًا محددًا في البداية على المسرح ، في التحرك بسلاسة عبر المرحلة في أي اتجاه ، فلن تتغير الصورة السمعية المشكلة مسبقًا! تحديد اتجاه الصوت الصادر من المطرب سيبقى ذاتيًا كما لو كان يقف في نفس المكان الذي وقف فيه قبل أن يتحرك. فقط في حالة حدوث تغيير حاد في موقع المؤدي على المسرح سيحدث انقسام في صورة الصوت المشكلة. بالإضافة إلى المشكلات التي تم بحثها وتعقيد عمليات توطين الصوت في الفضاء ، في حالة أنظمة الصوت المحيطي متعددة القنوات ، تلعب عملية الصدى في غرفة الاستماع النهائية دورًا كبيرًا إلى حد ما. يتم ملاحظة هذا الاعتماد بشكل أكثر وضوحًا عندما يأتي عدد كبير من الأصوات المنعكسة من جميع الاتجاهات - تتدهور دقة التوطين بشكل كبير. إذا كان تشبع الطاقة للموجات المنعكسة أكبر (سائدًا) من الأصوات المباشرة ، يصبح معيار التوطين في مثل هذه الغرفة غير واضح للغاية ، ومن الصعب للغاية (إن لم يكن من المستحيل) التحدث عن دقة تحديد هذه المصادر.
ومع ذلك ، في غرفة شديدة الصدى ، يحدث التوطين نظريًا ؛ في حالة إشارات النطاق العريض ، يتم توجيه السمع بواسطة معامل فرق الشدة. في هذه الحالة ، يتم تحديد الاتجاه بواسطة مكون التردد العالي للطيف. في أي غرفة ، ستعتمد دقة الترجمة على وقت وصول الأصوات المنعكسة بعد الأصوات المباشرة. إذا كانت الفجوة الفاصلة بين هذه الإشارات الصوتية صغيرة جدًا ، يبدأ "قانون الموجة المباشرة" في العمل لمساعدة النظام السمعي. جوهر هذه الظاهرة: إذا كانت الأصوات ذات الفاصل الزمني القصير تأتي من اتجاهات مختلفة ، فإن توطين الصوت بأكمله يحدث وفقًا للصوت الأول الذي وصل ، أي يتجاهل السمع إلى حد ما الصوت المنعكس إذا جاء لفترة قصيرة جدًا بعد الصوت المباشر. يظهر تأثير مماثل أيضًا عند تحديد اتجاه وصول الصوت في المستوى العمودي ، ولكن في هذه الحالة يكون أضعف بكثير (نظرًا لحقيقة أن حساسية الجهاز السمعي للتوطين في المستوى الرأسي أسوأ بشكل ملحوظ).
جوهر تأثير الأسبقية أعمق بكثير وله طبيعة نفسية أكثر من طبيعة فسيولوجية. تم إجراء عدد كبير من التجارب ، على أساسها تم إنشاء الاعتماد. يحدث هذا التأثير بشكل أساسي عندما يتزامن وقت حدوث الصدى واتساعه واتجاهه مع بعض "توقعات" المستمع من كيفية تشكيل صوتيات هذه الغرفة المعينة صورة صوتية. ربما كان لدى الشخص بالفعل خبرة في الاستماع في هذه الغرفة أو ما شابه ذلك ، مما يشكل استعداد الجهاز السمعي لحدوث التأثير "المتوقع" للأسبقية. من أجل التغلب على هذه القيود المتأصلة في السمع البشري ، في حالة العديد من مصادر الصوت ، يتم استخدام الحيل والحيل المختلفة ، والتي تساعد في النهاية على تشكيل توطين معقول إلى حد ما للآلات الموسيقية / مصادر الصوت الأخرى في الفضاء . بشكل عام ، يعتمد استنساخ الصور الصوتية المُجسَّمة والمتعددة القنوات على الكثير من الخداع وخلق الوهم السمعي.
عندما يقوم اثنان أو أكثر من مكبرات الصوت (على سبيل المثال ، 5.1 أو 7.1 أو حتى 9.1) بإعادة إنتاج الصوت من نقاط مختلفة في الغرفة ، يسمع المستمع أصواتًا قادمة من مصادر غير موجودة أو خيالية ، مع إدراك صورة بانورامية معينة للصوت. تكمن إمكانية هذا الخداع في السمات البيولوجية لهيكل جسم الإنسان. على الأرجح ، لم يكن لدى الشخص الوقت الكافي للتكيف مع الاعتراف بمثل هذا الخداع بسبب حقيقة أن مبادئ إعادة إنتاج الصوت "الاصطناعي" ظهرت مؤخرًا نسبيًا. 
ولكن ، على الرغم من أن عملية إنشاء توطين خيالي أصبحت ممكنة ، إلا أن التنفيذ لا يزال بعيدًا عن الكمال. الحقيقة هي أن السمع يدرك حقًا مصدر الصوت حيث لا يوجد في الواقع ، لكن صحة ودقة نقل المعلومات الصوتية (على وجه الخصوص ، الجرس) هو سؤال كبير. من خلال طريقة التجارب العديدة في غرف الصدى الحقيقي والغرف المكتومة ، وجد أن جرس الموجات الصوتية يختلف عن المصادر الحقيقية والخيالية. يؤثر هذا بشكل أساسي على الإدراك الذاتي لجهارة الصوت الطيفي ، حيث يتغير الجرس في هذه الحالة بشكل كبير وملحوظ (عند مقارنته بصوت مشابه يتم إنتاجه بواسطة مصدر حقيقي).
في حالة أنظمة المسرح المنزلي متعدد القنوات ، يكون مستوى التشويه أعلى بشكل ملحوظ ، وذلك لعدة أسباب: 1) تأتي العديد من الإشارات الصوتية المتشابهة في تردد السعة واستجابة الطور في وقت واحد من مصادر واتجاهات مختلفة (بما في ذلك الموجات المنعكسة) لكل قناة أذن. هذا يؤدي إلى زيادة التشويه وظهور الترشيح المشط. 2) يساهم التباعد القوي بين مكبرات الصوت في الفضاء (بالنسبة لبعضها البعض ، في الأنظمة متعددة القنوات ، يمكن أن تكون هذه المسافة عدة أمتار أو أكثر) في نمو تشويه الصوت وتلوين الصوت في منطقة المصدر التخيلي. نتيجة لذلك ، يمكننا القول أن تلوين الجرس في أنظمة الصوت متعددة القنوات والصوت المحيطي يحدث عمليًا لسببين: ظاهرة تصفية المشط وتأثير عمليات الصدى في غرفة معينة. إذا كان هناك أكثر من مصدر واحد مسؤول عن إعادة إنتاج المعلومات الصوتية (وهذا ينطبق أيضًا على نظام ستيريو مع مصدرين) ، فإن تأثير "الترشيح المشط" أمر لا مفر منه ، بسبب اختلاف أوقات وصول الموجات الصوتية إلى كل قناة سمعية. لوحظ تفاوت خاص في منطقة الوسط العلوي 1-4 كيلو هرتز.
الترددات
تكرار- الكمية المادية ، وهي خاصية لعملية دورية ، تساوي عدد التكرارات أو حدوث الأحداث (العمليات) لكل وحدة زمنية.
كما نعلم ، تسمع الأذن البشرية ترددات من 16 هرتز إلى 20000 كيلو هرتز. لكنها متواضعة للغاية.
يحدث الصوت لأسباب مختلفة. الصوت هو ضغط الهواء الموجي. إذا لم يكن هناك هواء ، فلن نسمع أي صوت. لا يوجد صوت في الفضاء.
نسمع الصوت لأن آذاننا حساسة للتغيرات في ضغط الهواء - الموجات الصوتية. أبسط موجة صوتية هي إشارة صوتية قصيرة - مثل هذا:الموجات الصوتية التي تدخل قناة الأذن تهتز طبلة الأذن. من خلال سلسلة عظام الأذن الوسطى ، تنتقل الحركة التذبذبية للغشاء إلى سائل القوقعة. تنتقل الحركة المتموجة لهذا السائل بدورها إلى الغشاء الأساسي. تستلزم حركة الأخير تهيج نهايات العصب السمعي. هذا هو المسار الرئيسي للصوت من مصدره إلى وعينا. TYTS
عندما تصفق يديك ، يتم دفع الهواء بين راحة يدك للخارج ويتم إنشاء موجة صوتية. يؤدي الضغط المتزايد إلى انتشار جزيئات الهواء في جميع الاتجاهات بسرعة الصوت والتي تبلغ 340 م / ث. عندما تصل الموجة إلى الأذن ، فإنها تتسبب في اهتزاز طبلة الأذن ، والتي تنتقل منها الإشارة إلى الدماغ وتسمع فرقعة.
التصفيق هو ذبذبة قصيرة واحدة تتلاشى بسرعة. يبدو الرسم البياني للاهتزازات الصوتية لقطن نموذجي كما يلي:مثال آخر نموذجي لموجة صوتية بسيطة هو التذبذب الدوري. على سبيل المثال ، عندما يرن الجرس ، يهتز الهواء بالاهتزازات الدورية لجدران الجرس.
إذن ما هو التردد الذي تبدأ سماعه الأذن البشرية الطبيعية؟ لن تسمع ترددًا قدره 1 هرتز ، ولكن يمكنها رؤيته فقط من خلال مثال النظام التذبذب. تسمع الأذن البشرية في الواقع من ترددات تبلغ 16 هرتز. أي عندما ترى اهتزازات الهواء أن الأذن هي نوع من الصوت.
كم عدد الأصوات التي يسمعها الشخص؟
لا يسمع جميع الأشخاص الذين يتمتعون بحاسة سمع طبيعية بنفس الطريقة. يستطيع البعض تمييز الأصوات القريبة من درجة الصوت ومستوى الصوت والتقاط النغمات الفردية في الموسيقى أو الضوضاء. لا يستطيع الآخرون القيام بذلك. بالنسبة للأشخاص الذين يعانون من سمع جيد ، توجد أصوات أكثر من تلك الخاصة بشخص غير متطور في السمع.
ولكن ما مدى اختلاف تردد صوتين بشكل عام حتى يتم سماعهما كنغمتين مختلفتين؟ هل من الممكن ، على سبيل المثال ، تمييز النغمات عن بعضها البعض إذا كان الفرق في الترددات يساوي ذبذبة واحدة في الثانية؟ اتضح أن هذا ممكن بالنسبة لبعض النغمات ، ولكن ليس بالنسبة إلى نغمات أخرى. لذلك ، يمكن تمييز النغمة بتردد 435 في الارتفاع عن النغمات ذات الترددات 434 و 436. ولكن إذا أخذنا نغمات أعلى ، فإن الاختلاف يكون بالفعل في فرق تردد أكبر. النغمات ذات رقم الاهتزاز 1000 و 1001 تعتبرها الأذن هي نفسها وتلتقط الفرق في الصوت فقط بين الترددات 1000 و 1003. بالنسبة إلى النغمات الأعلى ، يكون هذا الاختلاف في الترددات أكبر. على سبيل المثال ، بالنسبة للترددات حول 3000 تساوي 9 ذبذبات.
وبنفس الطريقة ، فإن قدرتنا على تمييز الأصوات القريبة من الجهارة ليست هي نفسها. عند تردد 32 ، لا يمكن سماع سوى 3 أصوات مختلفة جهارة الصوت ؛ عند تردد 125 ، يوجد بالفعل 94 صوتًا مختلفًا بصوت عالٍ ، عند 1000 اهتزاز - 374 ، عند 8000 - مرة أخرى أقل ، وفي النهاية ، عند تردد 16000 ، نسمع 16 صوتًا فقط. في المجموع ، تختلف الأصوات في الارتفاع والجهارة ، ويمكن لأذننا أن تلتقط أكثر من نصف مليون! إنها فقط نصف مليون صوت بسيط. أضف إلى هذه المجموعات التي لا تعد ولا تحصى من نغمتين أو أكثر - التناسق ، وسوف تحصل على انطباع عن تنوع عالم الصوت الذي نعيش فيه والذي تتجه فيه أذننا بحرية. لهذا السبب تعتبر الأذن ، إلى جانب العين ، أكثر أجهزة الإحساس حساسية.
لذلك ، لتسهيل فهم الصوت ، نستخدم مقياسًا غير عادي مع أقسام تبلغ 1 كيلو هرتز.
واللوغاريتمي. مع تمثيل تردد ممتد من 0 هرتز إلى 1000 هرتز. لذلك ، يمكن تمثيل طيف التردد على هذا النحو بمخطط من 16 إلى 20000 هرتز.
ولكن ليس كل الناس ، حتى مع حاسة السمع العادية ، حساسون بشكل متساوٍ للأصوات ذات الترددات المختلفة. لذلك ، عادة ما يدرك الأطفال الأصوات بتردد يصل إلى 22 ألفًا بدون توتر. في معظم البالغين ، تم بالفعل تقليل حساسية الأذن للأصوات عالية الحدة إلى 16-18 ألف اهتزاز في الثانية. تقتصر حساسية أذن كبار السن على الأصوات التي يتردد عليها 10-12 ألفًا. غالبًا ما لا يسمعون غناء البعوض ، ونقيق الجندب ، والصراصير ، وحتى زقزقة العصفور. وبالتالي ، من صوت مثالي (الشكل أعلاه) ، مع تقدم الشخص في العمر ، فإنه يسمع الأصوات من منظور أضيق
سأقدم مثالاً على مدى تردد الآلات الموسيقية
الآن لموضوعنا. الديناميكيات ، كنظام تذبذب ، نظرًا لعدد من ميزاته ، لا يمكنها إعادة إنتاج طيف التردد بأكمله بخصائص خطية ثابتة. من الناحية المثالية ، سيكون هذا مكبر صوت كامل النطاق يعيد إنتاج طيف التردد من 16 هرتز إلى 20 كيلو هرتز عند مستوى صوت واحد. لذلك ، يتم استخدام عدة أنواع من مكبرات الصوت في صوت السيارة لإنتاج ترددات معينة.
يبدو هذا مشروطًا حتى الآن (لنظام ثلاثي الاتجاه + مضخم صوت).
مضخم صوت 16 هرتز إلى 60 هرتز
Midbass من 60 هرتز إلى 600 هرتز
المدى المتوسط من 600 هرتز إلى 3000 هرتز
مكبر الصوت من 3000 هرتز إلى 20000 هرتز
إدراك الإنسان للأصوات
1. ملامح إدراك الأصوات من أذن الإنسان
جميع البرامج التي يتم إرسالها عبر أنظمة البث والاتصالات والتسجيل الصوتي مخصصة للإدراك البشري للمعلومات. لذلك ، لا يمكن صياغة متطلبات الخصائص الرئيسية لهذه الأنظمة بشكل معقول بدون معلومات دقيقة حول خصائص السمع. أي تحسين للنظام ، لن تشعر به الأذن ، سيؤدي إلى إهدار لا معنى له للمال والوقت. لذلك ، يجب على المتخصص الذي يعمل في تطوير أو تشغيل أنظمة تسجيل الصوت وتشغيله أن يعرف السمات الرئيسية لإدراك الأصوات بواسطة الأذن البشرية.
يقع جهاز السمع البشري في سمك العظام الصدغية وينقسم إلى الأذن الخارجية والأذن الوسطى والأذن الداخلية. تشمل الأذن الخارجية الأذين والصماخ السمعي ، وتنتهي بشكل أعمى بطبلة الأذن. قناة الأذن لها صدى ضعيف عند تردد حوالي 3 كيلو هرتز ويزداد بتردد رنين ~ 3. تتكون طبلة الأذن من نسيج ضام مرن يهتز تحت تأثير الموجات الصوتية. خلف الغشاء الطبلي توجد الأذن الوسطى ، والتي تشمل: تجويف طبلة الأذن مملوء بالهواء ؛ العظميات السمعية والأنبوب السمعي (Eustachian) ، الذي يربط تجويف الأذن الوسطى بالتجويف البلعومي. تشكل العظيمات السمعية: المطرقة والسندان والركاب نظام رافعة ينقل اهتزازات الغشاء الطبلي إلى غشاء النافذة البيضاوي الذي يفصل بين الأذن الوسطى والأذن الداخلية. يقوم نظام الرافعة هذا بتحويل اهتزازات الغشاء الطبلي بسعة سرعة كبيرة وسعة ضغط صغيرة إلى اهتزازات غشاء بسعة سرعة صغيرة وسعة ضغط كبيرة. تبلغ نسبة التحول في هذا النظام حوالي 50-60. التجويف الطبلي له صدى ضعيف واضح بتردد ~ 1200 هرتز. خلف غشاء الثقبة البيضوية توجد الأذن الداخلية ، التي تتكون من الدهليز وثلاث قنوات نصف دائرية والقوقعة مليئة بالسوائل. القنوات نصف الدائرية هي جزء من جهاز التوازن ، والقوقعة جزء من جهاز السمع. القوقعة عبارة عن قناة بطول 32 مم تقريبًا ، ملفوفة. تنقسم القناة بطولها بالكامل بواسطة قسمين: غشاء Reisner والغشاء القاعدي (الرئيسي) (انظر الشكل 1).
| بواسطة أ - أ |
| لام "2 |
الشكل 2. دائرة كهربائية مكافئة لمحلل سمعي.
تحتوي الدائرة المكافئة على 140 رابطًا متوازيًا - الرنانات التي تحاكي ألياف الغشاء القاعدي ، والمحثات L "i المتصلة في سلسلة تكافئ كتلة الليمف ، والتيار في الرنانات يتناسب مع سرعة الألياف. انتقائية الرنانات منخفضة.
لذلك ، بالنسبة للتردد 250 هرتز ، يكون عرض النطاق الترددي للرنان 35 هرتز (Q = 7) ، بالنسبة للتردد 1000 هرتز ، يكون 50 هرتز (Q = 20) ، وبالنسبة للتردد 4000 هرتز يكون 200 هرتز ( س = 20). تتميز هذه النطاقات الترددية بما يسمى ب. الشرائط الحرجة. يتم استخدام مفهوم الخطوط السمعية الحرجة عند حساب وضوح الكلام ، وما إلى ذلك.
نظرًا لأن العديد من خلايا الشعر مرتبطة بألياف عصبية واحدة ، فلا يمكن لأي شخص أن يتذكر أكثر من 250 تدرجًا في النطاق الترددي بأكمله. مع انخفاض شدة الصوت ، ينخفض هذا العدد ويصل في المتوسط إلى 150 تدرجًا.
تختلف قيم التردد المجاورة بنسبة 4٪ على الأقل. وهو ما يتطابق تقريبًا مع عرض شرائط السمع الحرجة (لهذا السبب ، يمكن عرض الأفلام التي يتم تصويرها بمعدل 24 إطارًا في الثانية على التلفزيون بمعدل -25 إطارًا في الثانية. حتى الموسيقيين المتمرسين لا يلاحظون الاختلاف في الصوت).
ومع ذلك ، مع وجود اهتزازين في وقت واحد ، تكتشف الأذن اختلافًا في الترددات يبلغ 0.5 هرتز تقريبًا بسبب ظهور النبضات.
يتسبب تواتر الاهتزازات الصوتية في الشعور بجودة صوت تسمى طبقة الصوت. تؤدي الزيادة التدريجية في تردد الاهتزاز إلى إحساس بتغيير في النغمة من منخفض (جهير) إلى مرتفع. يتم وصف الملعب من خلال مقياس النوتة الموسيقية ، والذي يرتبط بشكل فريد بمقياس التردد.
تحدد الفترة الفاصلة بين ترددين مقدار التغيير في درجة الصوت. الوحدة الأساسية لتغيير درجة الصوت هي الأوكتاف. أوكتاف واحد يتوافق مع تغيير التردد مرتين: 1 أوكتاف
. يمكن تحديد عدد الأوكتافات التي تغيرت النغمة من خلالها على النحو التالي:. الأوكتاف هو فاصل صوتي كبير ، لذلك يتم استخدام فترات زمنية أصغر: الأثلاث ، نصف نغمات ، سنتات. الأوكتاف = 3 أثلاث = 12 نصف نغمة = 1200 سنت. نسبة التردد: في الثلث - 1.26 ، لشبه نغمة - 1.06 ، للسنت - 1.0006.الإنسان هو حقًا أذكى الحيوانات التي تعيش على هذا الكوكب. ومع ذلك ، غالبًا ما يسلبنا عقلنا التفوق في مثل هذه القدرات مثل إدراك البيئة من خلال الرائحة والسمع وغيرها من الأحاسيس الحسية.
وبالتالي ، فإن معظم الحيوانات تتقدم علينا كثيرًا عندما يتعلق الأمر بالمدى السمعي. نطاق السمع البشري هو نطاق الترددات التي يمكن للأذن البشرية إدراكها. دعونا نحاول فهم كيفية عمل الأذن البشرية فيما يتعلق بإدراك الصوت.
نطاق السمع البشري في ظل الظروف العادية
يمكن للأذن البشرية المتوسطة أن تلتقط وتميز الموجات الصوتية في نطاق 20 هرتز إلى 20 كيلو هرتز (20000 هرتز). ومع ذلك ، مع تقدم الشخص في العمر ، يتناقص النطاق السمعي للشخص ، على وجه الخصوص ، ينخفض الحد الأعلى له. في كبار السن ، عادة ما يكون أقل بكثير من الأشخاص الأصغر سنًا ، بينما يتمتع الرضع والأطفال بأعلى قدرات سمعية. يبدأ الإدراك السمعي للترددات العالية في التدهور من سن الثامنة.
سمع الإنسان في ظروف مثالية
في المختبر ، يتم تحديد نطاق سمع الشخص باستخدام مقياس سمعي يُصدر موجات صوتية بترددات مختلفة ويتم ضبط سماعات الرأس وفقًا لذلك. في ظل هذه الظروف المثالية ، يمكن للأذن البشرية التعرف على الترددات في نطاق 12 هرتز إلى 20 كيلو هرتز.
نطاق السمع للرجال والنساء
هناك فرق كبير بين نطاق السمع لدى الرجال والنساء. وجد أن النساء أكثر حساسية للترددات العالية من الرجال. إن تصور الترددات المنخفضة هو نفسه إلى حد ما عند الرجال والنساء.
مقاييس مختلفة للإشارة إلى مدى السمع
على الرغم من أن مقياس التردد هو المقياس الأكثر شيوعًا لقياس مدى السمع البشري ، إلا أنه غالبًا ما يُقاس بالباسكال (Pa) والديسيبل (ديسيبل). ومع ذلك ، يعتبر القياس بالباسكال غير مريح ، لأن هذه الوحدة تتضمن العمل بأعداد كبيرة جدًا. واحد µPa هو المسافة التي تقطعها الموجة الصوتية أثناء الاهتزاز ، والتي تساوي عُشر قطر ذرة الهيدروجين. تنتقل الموجات الصوتية في الأذن البشرية لمسافة أكبر بكثير ، مما يجعل من الصعب إعطاء نطاق من السمع البشري بالباسكال.
أرفع صوت يمكن أن تتعرف عليه الأذن البشرية هو 20 µPa تقريبًا. مقياس الديسيبل أسهل في الاستخدام لأنه مقياس لوغاريتمي يشير مباشرة إلى مقياس Pa. يأخذ 0 ديسيبل (20 µPa) كنقطة مرجعية ويستمر في ضغط مقياس الضغط هذا. وبالتالي ، فإن 20 مليون Pa يساوي 120 ديسيبل فقط. لذلك اتضح أن مدى الأذن البشرية هو 0-120 ديسيبل.
يختلف نطاق السمع اختلافًا كبيرًا من شخص لآخر. لذلك ، للكشف عن ضعف السمع ، من الأفضل قياس نطاق الأصوات المسموعة فيما يتعلق بمقياس مرجعي ، وليس فيما يتعلق بالمقياس القياسي المعتاد. يمكن إجراء الاختبارات باستخدام أدوات تشخيص سمعية متطورة يمكنها تحديد مدى وتشخيص أسباب ضعف السمع بدقة.
