Žmogaus garso suvokimo ypatumai. Garso suvokimas žmogaus ausimi Kas lemia garso suvokimą

Žmogus garsą suvokia per ausį (pav.).

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

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

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

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

.

Todėl vidinės ausies spaudimas žymiai padidėja:

.

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

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

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

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

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

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

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

Infragarsas sukelia vibraciją įvairiose žmogaus kūno sistemose, ypač širdies ir kraujagyslių sistemoje. Tai turi neigiamą poveikį ir gali sukelti, pavyzdžiui, hipertenziją. Virpesiai 12 Hz dažniu, jei jų intensyvumas viršija kritinę ribą, gali sukelti aukštesniųjų organizmų, įskaitant žmones, mirtį. Šis ir kiti infragarso dažniai yra pramoniniame triukšme, greitkelių triukšme ir kituose šaltiniuose.

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

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

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

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

Varpelių skambėjimas teigiamai veikia žmonių sveikatą.

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

Garso sugertis ore ir apgaubiančius paviršius

Garso sugertis ore

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

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

Absorbcija garsas yra reiškinys, kai garso bangos energija negrįžtamai virsta kitos rūšies energija, pirmiausia į terpės dalelių šiluminio judėjimo energiją.. Garso sugertis vyksta tiek ore, tiek tada, kai garsas atsispindi nuo gaubiančių paviršių.

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

, (63)

Kur p 0 – pradinis garso slėgis ties r = 0

,

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

Fizinė prasmė koeficientas  yra tai, kad sugerties koeficientas skaitine prasme yra lygus atstumo, kuriam esant garso slėgis mažėja e = 2,71 kartą:

SI vienetas:

.

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

, (63*)

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

.

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

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

.

. (64)

Todėl absorbcijos koeficiento SI vienetas yra: neper vienam metrui

,

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

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

, (65)

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

,

paskambino kokybės faktorius .

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

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

, (66)

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

. (66*)

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

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

, (67)

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

Garso sugertis uždarant paviršius

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

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

.

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

.

Vidutinis absorbcijos koeficientas visų gaubiančių paviršių garsas yra lygus

,

, (68*)

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

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

. (69)

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

.

Garso sugerties vienetas vadinamas sabin:

.

Apsvarsčius sklidimo teoriją ir garso bangų atsiradimo mechanizmus, pravartu suprasti, kaip garsą „interpretuoja“ ar suvokia žmonės. Suporuotas organas – ausis – atsakingas už garso bangų suvokimą žmogaus kūne. Žmogaus ausis- labai sudėtingas organas, atsakingas už dvi funkcijas: 1) suvokia garso impulsus 2) veikia kaip viso žmogaus kūno vestibiuliarinis aparatas, nustato kūno padėtį erdvėje ir suteikia gyvybinę galimybę išlaikyti pusiausvyrą. Vidutinė žmogaus ausis gali aptikti 20–20 000 Hz vibracijas, tačiau yra nukrypimų aukštyn arba žemyn. Idealiu atveju garso dažnių diapazonas yra 16 - 20 000 Hz, o tai taip pat atitinka 16 m - 20 cm bangos ilgį. Ausis yra padalinta į tris dalis: išorinę, vidurinę ir vidinę. Kiekvienas iš šių „padalinių“ atlieka savo funkciją, tačiau visi trys skyriai yra glaudžiai susiję vienas su kitu ir iš tikrųjų perduoda garso bangas vienas kitam.

Išorinė (išorinė) ausis

Išorinė ausis susideda iš snapelio ir išorinio klausos kanalo. Ausies kaklelis yra sudėtingos formos elastinga kremzlė, padengta oda. Ausies kaklelio apačioje yra skiltelė, kurią sudaro riebalinis audinys, taip pat padengta oda. Ausies kaklelis veikia kaip garso bangų iš supančios erdvės imtuvas. Ypatinga ausies struktūros forma leidžia geriau užfiksuoti garsus, ypač vidutinio dažnio diapazono garsus, kurie yra atsakingi už kalbos informacijos perdavimą. Šis faktas daugiausia susijęs su evoliucine būtinybe, nes žmogus didžiąją savo gyvenimo dalį praleidžia žodinis bendravimas su savo rūšies atstovais. Žmogaus ausies kaklelis praktiškai nejuda, skirtingai nuo daugelio gyvūnų rūšies atstovų, kurie naudoja ausų judesius, kad tiksliau suderintų garso šaltinį.

Žmogaus ausies raukšlės sukonstruotos taip, kad padarytų korekcijas (nežymius iškraipymus) dėl vertikalios ir horizontalios garso šaltinio padėties erdvėje. Būtent dėl ​​šios unikalios savybės žmogus gali gana aiškiai nustatyti objekto vietą erdvėje savo atžvilgiu, vadovaudamasis tik garsu. Ši funkcija taip pat gerai žinoma kaip „garso lokalizacija“. Pagrindinė ausinės funkcija – pagauti kuo daugiau garsų girdimo dažnių diapazone. Tolesnis „pagautų“ garso bangų likimas sprendžiamas ausies landoje, kurios ilgis siekia 25-30 mm. Jame kremzlinė išorinės ausies dalis pereina į kaulą, o klausos landos odos paviršius yra aprūpintas riebalinėmis ir sieros liaukomis. Ausies kanalo gale yra elastingas ausies būgnelis, kurį pasiekia garso bangų virpesiai, sukeldami atsakomuosius virpesius. Ausies būgnelis savo ruožtu perduoda šiuos susidariusius virpesius į vidurinę ausį.

Vidurinė ausis

Ausies būgnelio perduodama vibracija patenka į vidurinės ausies sritį, vadinamą „būgnelio sritimi“. Tai maždaug vieno kubinio centimetro tūrio sritis, kurioje yra trys klausos kaulai: malleus, incus ir stapes. Būtent šie „tarpiniai“ elementai atlieka svarbiausią funkciją: perduoda garso bangas į vidinę ausį ir kartu jas sustiprina. Klausos kaulai yra labai sudėtinga garso perdavimo grandinė. Visi trys kaulai yra glaudžiai susiję vienas su kitu, taip pat su ausies būgneliu, dėl kurio vibracijos perduodamos „išilgai grandinės“. Artėjant prie vidinės ausies srities yra prieangio langas, kurį užstoja laiptų pagrindas. Norint išlyginti spaudimą abiejose ausies būgnelio pusėse (pavyzdžiui, pasikeitus išoriniam slėgiui), vidurinės ausies sritis Eustachijaus vamzdeliu jungiama su nosiarykle. Visi esame susipažinę su užgultų ausų poveikiu, kuris atsiranda būtent dėl ​​tokio tikslaus derinimo. Iš vidurinės ausies garso vibracijos, jau sustiprintos, patenka į vidinės ausies sritį, sudėtingiausią ir jautriausią.

Vidinė ausis

Sudėtingiausia forma yra vidinė ausis, dėl šios priežasties vadinama labirintu. Kaulų labirintą sudaro: vestibiulis, sraigės ir puslankiai kanalai, taip pat vestibiuliarinis aparatas, atsakingas už pusiausvyrą. Šiuo atžvilgiu sraigė yra tiesiogiai susijusi su klausa. Sraigė yra spiralės formos membraninis kanalas, užpildytas limfos skysčiu. Viduje kanalas yra padalintas į dvi dalis kita membranine pertvara, vadinama „pagrindine membrana“. Ši membrana susideda iš įvairaus ilgio skaidulų (iš viso daugiau nei 24 000), ištemptų kaip stygos, kurių kiekviena styga rezonuoja su savo specifiniu garsu. Kanalas membrana yra padalintas į viršutinę ir apatinę skalas, susisiekiančias sraigės viršūnėje. Priešingame gale kanalas jungiasi prie klausos analizatoriaus receptorių aparato, kuris yra padengtas mažytėmis plaukų ląstelėmis. Šis klausos analizatorius dar vadinamas „Korti organais“. Virpesiams iš vidurinės ausies patekus į sraigę, ima virpėti ir kanalą užpildantis limfinis skystis, perduodamas virpesius į pagrindinę membraną. Šiuo metu pradeda veikti klausos analizatoriaus aparatas, kurio keliose eilėse išsidėsčiusios plaukuotosios ląstelės garso virpesius paverčia elektriniais „nerviniais“ impulsais, kurie klausos nervu perduodami į laikinąją smegenų žievės zoną. Tokiu sudėtingu ir puošniu būdu žmogus galiausiai išgirs norimą garsą.

Suvokimo ir kalbos formavimosi ypatumai

Kalbos formavimosi mechanizmas žmonėms susiformavo per visą evoliucijos tarpsnį. Šio gebėjimo prasmė yra perduoti žodinę ir neverbalinę informaciją. Pirmasis turi žodinį ir semantinį krūvį, antrasis yra atsakingas už emocinio komponento perteikimą. Kalbos kūrimo ir suvokimo procesas apima: pranešimo formulavimą; kodavimas į elementus pagal esamos kalbos taisykles; trumpalaikiai neuromuskuliniai veiksmai; balso stygų judesiai; garso signalo skleidimas; Tada įsijungia klausytojas, kuris atlieka: spektrinę gauto akustinio signalo analizę ir periferinės klausos sistemos akustinių ypatybių parinkimą, pasirinktų ypatybių perdavimą neuroniniais tinklais, kalbos kodo atpažinimą (lingvistinė analizė), klausos supratimą. pranešimo prasmė.
Kalbos signalų generavimo aparatą galima palyginti su sudėtingu pučiamuoju instrumentu, tačiau konfigūracijos universalumas ir lankstumas bei galimybė atkurti menkiausias subtilybes ir detales neturi analogų gamtoje. Balso formavimo mechanizmas susideda iš trijų neatsiejamų komponentų:

1. Generatorius- plaučiai kaip oro tūrio rezervuaras. Perteklinio slėgio energija kaupiama plaučiuose, tada per šalinimo kanalą raumenų sistemos pagalba ši energija pašalinama per trachėją, sujungtą su gerklomis. Šiame etape oro srautas yra nutraukiamas ir modifikuojamas;
2. Vibratorius- susideda iš balso stygų. Srovę taip pat veikia turbulentinės oro srovės (sukuriančios kraštų tonus) ir impulsiniai šaltiniai (sprogimai);
3. Rezonatorius- apima sudėtingos geometrinės formos rezonansines ertmes (ryklės, burnos ir nosies ertmes).

Šių elementų individualaus išdėstymo visuma suformuoja unikalų ir individualų kiekvieno žmogaus individualų balso tembrą.

Oro stulpelio energija susidaro plaučiuose, kurie dėl atmosferos ir intrapulmoninio slėgio skirtumo sukuria tam tikrą oro srautą įkvėpimo ir iškvėpimo metu. Energijos kaupimosi procesas vyksta įkvėpus, išsiskyrimo procesui būdingas iškvėpimas. Taip nutinka dėl krūtinės ląstos suspaudimo ir išsiplėtimo, kuris atliekamas pasitelkiant dvi raumenų grupes: tarpšonkaulinius ir diafragmą; giliai kvėpuojant ir dainuojant susitraukia ir pilvo preso, krūtinės ir kaklo raumenys. Įkvepiant diafragma susitraukia ir juda žemyn, išorinių tarpšonkaulinių raumenų susitraukimas pakelia šonkaulius ir perkelia juos į šonus, o krūtinkaulis į priekį. Padidėjus krūtinei, sumažėja slėgis plaučiuose (palyginti su atmosferos slėgiu), o ši erdvė greitai prisipildo oro. Iškvepiant atitinkamai atsipalaiduoja raumenys ir viskas grįžta į ankstesnę būseną (krūtinė dėl savo gravitacijos grįžta į pradinę būseną, pakyla diafragma, sumažėja anksčiau išsiplėtusių plaučių tūris, didėja intrapulmoninis spaudimas). Įkvėpimas gali būti apibūdinamas kaip procesas, reikalaujantis energijos sąnaudų (aktyvus); iškvėpimas yra energijos kaupimosi procesas (pasyvus). Kvėpavimo ir kalbos formavimosi proceso kontrolė vyksta nesąmoningai, tačiau dainuojant kvėpavimo valdymas reikalauja sąmoningo požiūrio ir ilgalaikių papildomų treniruočių.

Energijos kiekis, kuris vėliau išeikvojamas kalbai ir balsui formuoti, priklauso nuo sukaupto oro tūrio ir nuo papildomo spaudimo plaučiuose dydžio. Maksimalus išvystytas treniruoto operos dainininko slėgis gali siekti 100-112 dB. Oro srauto moduliavimas vibruojant balso stygas ir sukuriant subfaringinį perteklinį slėgį, šie procesai vyksta gerklėje, kuri yra tam tikras vožtuvas, esantis trachėjos gale. Vožtuvas atlieka dvejopą funkciją: apsaugo plaučius nuo pašalinių daiktų ir palaiko aukštą slėgį. Tai gerklos, kurios veikia kaip kalbos ir dainavimo šaltinis. Gerklos yra kremzlių, sujungtų raumenimis, rinkinys. Gerklos turi gana sudėtingą struktūrą, kurios pagrindinis elementas yra balso stygų pora. Būtent balso stygos yra pagrindinis (bet ne vienintelis) balso gamybos šaltinis arba „vibratorius“. Šio proceso metu balso stygos pradeda judėti, lydimos trinties. Kad nuo to apsisaugotų, išskiriamas specialus gleivinis sekretas, kuris veikia kaip lubrikantas. Kalbos garsų susidarymą lemia raiščių virpesiai, dėl kurių susidaro iš plaučių iškvepiamo oro srautas iki tam tikros rūšies amplitudės charakteristikos. Tarp balso klosčių yra nedidelės ertmės, kurios prireikus veikia kaip akustiniai filtrai ir rezonatoriai.

Klausos suvokimo ypatumai, klausymo saugumas, klausos slenksčiai, prisitaikymas, teisingas garsumo lygis

Kaip matyti iš žmogaus ausies struktūros aprašymo, šis organas yra labai subtilus ir gana sudėtingos struktūros. Atsižvelgiant į šį faktą, nesunku nustatyti, kad šis itin subtilus ir jautrus įrenginys turi apribojimų, slenksčių ir pan. Žmogaus klausos sistema pritaikyta suvokti tylius, taip pat ir vidutinio intensyvumo garsus. Ilgalaikis garsių garsų poveikis sukelia negrįžtamus klausos slenksčio pokyčius, taip pat kitas klausos problemas, įskaitant visišką kurtumą. Pažeidimo laipsnis yra tiesiogiai proporcingas ekspozicijos laikui garsioje aplinkoje. Šiuo momentu įsigalioja ir adaptacijos mechanizmas – t.y. Veikiant ilgai trunkantiems garsiems garsams jautrumas palaipsniui mažėja, suvokiamas garsumas, o klausa prisitaiko.

Adaptacija iš pradžių siekia apsaugoti klausos organus nuo per stiprių garsų, tačiau būtent šio proceso įtaka dažniausiai priverčia žmogų nevaldomai didinti garso sistemos garsumą. Apsauga įgyvendinama dėl vidurinės ir vidinės ausies mechanizmo veikimo: kastelės atitraukiamos nuo ovalo formos lango, taip apsaugant nuo pernelyg garsių garsų. Tačiau apsaugos mechanizmas nėra idealus ir turi laiko uždelsimą, suveikia tik 30-40 ms nuo garso pradžios, o visa apsauga nepasiekiama net praėjus 150 ms. Apsaugos mechanizmas įsijungia, kai garso lygis viršija 85 dB, o pati apsauga yra iki 20 dB.
Pavojingiausiu šiuo atveju galima laikyti „klausos slenksčio poslinkio“ reiškinį, kuris praktikoje dažniausiai atsiranda dėl ilgalaikio garsių, viršijančių 90 dB, poveikio. Klausos sistemos atkūrimo procesas po tokio žalingo poveikio gali trukti iki 16 valandų. Slenksčio poslinkis prasideda jau esant 75 dB intensyvumo lygiui ir proporcingai didėja didėjant signalo lygiui.

Svarstant teisingo garso intensyvumo lygio problemą, blogiausia yra tai, kad su klausa susijusios problemos (įgytos ar įgimtos) mūsų gana pažangios medicinos amžiuje praktiškai nepagydomos. Visa tai turėtų paskatinti bet kurį sveiko proto žmogų susimąstyti, kaip tinkamai pasirūpinti savo klausa, jei, žinoma, jis planuoja kuo ilgiau išsaugoti nesugadintą jos vientisumą ir galimybę girdėti visą dažnių diapazoną. Laimei, viskas nėra taip baisu, kaip gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio, o laikydamiesi daugybės atsargumo priemonių klausą nesunkiai išsaugosite net senatvėje. Prieš svarstant šias priemones, būtina prisiminti vieną svarbią žmogaus klausos suvokimo ypatybę. Klausos aparatas garsus suvokia netiesiškai. Šis reiškinys yra toks: jei įsivaizduojame vieną gryno tono dažnį, pavyzdžiui, 300 Hz, tai netiesiškumas atsiranda tada, kai ausyje logaritminiu principu atsiranda šio pagrindinio dažnio obertonai (jei pagrindinis dažnis yra f, tada dažnio obertonai bus 2f, 3f ir tt didėjančia tvarka). Šis netiesiškumas taip pat yra lengviau suprantamas ir daugeliui pažįstamas tokiu pavadinimu "netiesiniai iškraipymai". Kadangi tokių harmonikų (obertonų) originaliame gryname tone neatsiranda, pasirodo, kad pati ausis daro savo pirminio garso pataisymus ir obertonus, tačiau juos galima nustatyti tik kaip subjektyvius iškraipymus. Kai intensyvumo lygis mažesnis nei 40 dB, subjektyvus iškraipymas nevyksta. Didėjant intensyvumui nuo 40 dB, subjektyviųjų harmonikų lygis pradeda didėti, tačiau net esant 80-90 dB jų neigiamas indėlis į garsą yra palyginti mažas (todėl šį intensyvumo lygį sąlyginai galima laikyti savotišku “ aukso viduriukas“ muzikos srityje).

Remdamiesi šia informacija, galite lengvai nustatyti saugų ir priimtiną garso lygį, kuris nepakenks klausos organams ir tuo pačiu leis išgirsti absoliučiai visas garso ypatybes ir detales, pavyzdžiui, darbas su „hi-fi“ sistema. Šis „aukso vidurio“ lygis yra maždaug 85–90 dB. Esant tokiam garso intensyvumui, galima išgirsti viską, kas yra garso takelyje, o priešlaikinio pažeidimo ir klausos praradimo rizika yra minimali. 85 dB garsumo lygis gali būti laikomas beveik visiškai saugiu. Norėdami suprasti, kokie yra garsaus klausymo pavojai ir kodėl per mažas garsumo lygis neleidžia išgirsti visų garso niuansų, pažvelkime į šią problemą išsamiau. Kalbant apie mažą garsumo lygį, netikslumas (bet dažniau subjektyvus noras) klausytis muzikos žemu garsu atsiranda dėl šių priežasčių:

1. Žmogaus klausos suvokimo netiesiškumas;
2. Psichoakustinio suvokimo ypatumai, apie kuriuos bus kalbama atskirai.

Aukščiau aptartas klausos suvokimo netiesiškumas turi reikšmingą poveikį esant bet kokiam garsui, mažesniam nei 80 dB. Praktiškai tai atrodo taip: jei įjungsite muziką tyliai, pavyzdžiui, 40 dB, tada aiškiausiai bus girdimas muzikinės kompozicijos vidutinių dažnių diapazonas, nesvarbu, ar tai būtų atlikėjo vokalas, ar grojantys instrumentai. šis diapazonas. Tuo pačiu metu aiškiai trūks žemų ir aukštų dažnių, būtent dėl ​​suvokimo netiesiškumo ir dėl to, kad skirtingi dažniai skamba skirtingu garsu. Taigi akivaizdu, kad norint visiškai suvokti vaizdo visumą, dažnio intensyvumo lygis turi būti kuo labiau suderintas su viena verte. Nepaisant to, kad net esant 85-90 dB garsumo lygiui nėra idealizuoto skirtingų dažnių garsumo išlyginimo, lygis tampa priimtinas įprastam kasdieniniam klausymuisi. Kuo mažesnis garsumas tuo pačiu metu, tuo aiškiau ausys suvoks būdingą netiesiškumą, ty jausmą, kad nėra tinkamo aukštų ir žemų dažnių kiekio. Tuo pačiu metu paaiškėja, kad esant tokiam netiesiškumui negalima rimtai kalbėti apie didelio tikslumo „hi-fi“ garso atkūrimą, nes originalaus garso vaizdo tikslumas šioje konkrečioje situacijoje bus labai mažas.

Įsigilinus į šias išvadas, paaiškės, kodėl muzikos klausymas mažu garsu, nors ir saugiausias sveikatos požiūriu, yra itin neigiamas ausiai dėl aiškiai neįtikimų muzikos instrumentų ir balsų vaizdų kūrimo. , ir garso scenos mastelio stoka. Paprastai tylus muzikos atkūrimas gali būti naudojamas kaip foninis akompanimentas, tačiau klausytis aukštos „hi-fi“ kokybės mažu garsu visiškai draudžiama dėl pirmiau minėtų priežasčių, nes neįmanoma sukurti natūralistinių garso scenos vaizdų. suformavo garso inžinierius studijoje, garso įrašymo etape. Tačiau ne tik mažas garsumas nustato tam tikrus galutinio garso suvokimo apribojimus; padėtis yra daug blogesnė padidinus garsumą. Galima ir gana paprasta pakenkti klausai ir ženkliai sumažinti jautrumą, jei ilgai klausotės muzikos aukštesniu nei 90 dB lygiu. Šie duomenys pagrįsti daugybe medicininių tyrimų, kurių metu padaryta išvada, kad virš 90 dB garsas sukelia realią ir beveik nepataisomą žalą sveikatai. Šio reiškinio mechanizmas slypi klausos suvokime ir ausies struktūrinėse ypatybėse. Kai garso banga, kurios intensyvumas viršija 90 dB, patenka į ausies kanalą, įsijungia vidurinės ausies organai, sukeldami reiškinį, vadinamą klausos adaptacija.

Principas, kas atsitinka šiuo atveju, yra toks: juostelės atitolinamos nuo ovalo formos lango ir apsaugo vidinę ausį nuo per stiprių garsų. Šis procesas vadinamas akustinis refleksas. Ausiai tai suvokiama kaip trumpalaikis jautrumo sumažėjimas, kuris gali būti pažįstamas kiekvienam, pavyzdžiui, kada nors lankiusiam roko koncertus klubuose. Po tokio koncerto įvyksta trumpalaikis jautrumo sumažėjimas, kuris po tam tikro laiko atstato buvusį lygį. Tačiau jautrumo atkūrimas ne visada įvyks ir tiesiogiai priklauso nuo amžiaus. Už viso to slypi didžiulis pavojus klausytis garsios muzikos ir kitų garsų, kurių intensyvumas viršija 90 dB. Akustinio reflekso atsiradimas nėra vienintelis „matomas“ klausos jautrumo praradimo pavojus. Ilgą laiką veikiant per stipriems garsams, vidinės ausies srityje esantys plaukeliai (kurie reaguoja į vibraciją) labai nukrypsta. Tokiu atveju atsiranda poveikis, kad plaukai, atsakingi už tam tikro dažnio suvokimą, nukrypsta nuo didelės amplitudės garso virpesių įtakos. Tam tikru momentu toks plaukas gali per daug nukrypti ir nebegrįžti atgal. Tai sukels atitinkamą jautrumo praradimą tam tikru dažniu!

Blogiausia visoje šioje situacijoje yra tai, kad ausų ligos yra praktiškai nepagydomos net moderniausiais medicinai žinomais metodais. Visa tai leidžia daryti tam tikras rimtas išvadas: garsas virš 90 dB yra pavojingas sveikatai ir beveik garantuotai sukels priešlaikinį klausos praradimą arba reikšmingą jautrumo sumažėjimą. Dar nemalonu yra tai, kad anksčiau minėta prisitaikymo savybė laikui bėgant suveikia. Šis procesas žmogaus klausos organuose vyksta beveik nepastebimai, t.y. žmogus, kuris pamažu praranda jautrumą, beveik 100% greičiausiai to nepastebės, kol patys aplinkiniai neatkreips dėmesio į nuolat kartojamus klausimus, pavyzdžiui: „Ką tu ką tik pasakei? Pabaigoje išvada labai paprasta: klausantis muzikos labai svarbu neleisti, kad garso intensyvumas viršytų 80-85 dB! Yra ir teigiama šio klausimo pusė: 80–85 dB garsumo lygis maždaug atitinka muzikos įrašymo studijos aplinkoje lygį. Čia ir iškyla „aukso vidurio“ sąvoka, virš kurios geriau nekelti, jei sveikatos klausimai turi kokią nors reikšmę.

Netgi trumpą laiką klausantis muzikos 110–120 dB garsu, gali kilti klausos sutrikimų, pavyzdžiui, gyvo koncerto metu. Akivaizdu, kad kartais to išvengti neįmanoma arba labai sunku, tačiau labai svarbu stengtis tai padaryti, kad būtų išlaikytas klausos suvokimo vientisumas. Teoriškai trumpalaikis stiprių garsų poveikis (neviršijantis 120 dB), net prieš prasidedant „klausos nuovargiui“, nesukelia rimtų neigiamų pasekmių. Tačiau praktikoje dažniausiai pasitaiko ilgalaikio tokio intensyvumo garso poveikio. Žmonės kurčiasi nesuvokdami viso pavojaus masto automobilyje klausydami garso sistemos, namuose panašiomis sąlygomis ar nešiojamo grotuvo ausinėse. Kodėl taip nutinka ir kas verčia garsą vis stiprėti? Į šį klausimą yra du atsakymai: 1) Psichoakustikos įtaka, apie kurią bus kalbama atskirai; 2) Nuolatinis poreikis „iššaukti“ kažkokius išorinius garsus muzikos garsumu. Pirmasis problemos aspektas yra gana įdomus ir bus išsamiai aptariamas toliau, tačiau antroji problemos pusė labiau skatina neigiamas mintis ir išvadas apie klaidingą supratimą apie tikruosius tinkamo Hi-Fi klasės garso klausymosi pagrindus.

Nesileidžiant į konkretumą, bendra išvada apie muzikos klausymąsi ir teisingą garsumą yra tokia: muzikos klausymasis turi vykti ne didesniu kaip 90 dB, ne mažesniu kaip 80 dB garso intensyvumo lygiu patalpoje, kurioje sklinda pašaliniai garsai iš išorės. šaltinių (tokių kaip: kaimynų pokalbiai ir kitas triukšmas už buto sienos; gatvės triukšmas ir techninis triukšmas, jei esate automobilyje ir pan.). Noriu kartą ir visiems laikams pabrėžti, kad būtent laikantis tokių tikriausiai griežtų reikalavimų galima pasiekti ilgai lauktą tūrio balansą, kuris nesukels priešlaikinės nepageidaujamos žalos klausos organams ir suteiks tikrą malonumą. nuo mėgstamų muzikinių kūrinių su mažiausiomis garso detalėmis klausymo aukštais ir žemais dažniais bei tikslumu, kurio siekia pati „hi-fi“ garso koncepcija.

Psichoakustika ir suvokimo ypatumai

Siekiant kuo geriau atsakyti į kai kuriuos svarbius klausimus, susijusius su galutiniu žmogaus suvokimu apie patikimą informaciją, yra visa mokslo šaka, kuri tiria daugybę tokių aspektų. Šis skyrius vadinamas „psichoakustika“. Faktas yra tas, kad klausos suvokimas nesibaigia tik klausos organų veikimu. Po to, kai klausos organas (ausis) tiesiogiai suvokia garsą, pradeda veikti pats sudėtingiausias ir mažiausiai ištirtas gautos informacijos analizės mechanizmas; už tai visiškai atsako žmogaus smegenys, kurios taip suprojektuotos. kad veikimo metu generuoja tam tikro dažnio bangas ir jos taip pat žymimos hercais (Hz). Skirtingi smegenų bangų dažniai atitinka tam tikras žmogaus būsenas. Taigi, pasirodo, kad muzikos klausymasis padeda pakeisti smegenų dažnio derinimą, į tai svarbu atsižvelgti klausantis muzikinių kūrinių. Remiantis šia teorija, yra ir garso terapijos metodas, tiesiogiai veikiant žmogaus psichinę būseną. Yra penkių tipų smegenų bangos:

1. Delta bangos (bangos žemiau 4 Hz). Atitinka gilaus miego būseną be sapnų, kai visiškai nėra kūno pojūčių.
2. Teta bangos (4-7 Hz bangos). Miego būsena arba gili meditacija.
3. Alfa bangos (bangos 7-13 Hz). Atsipalaidavimo ir atsipalaidavimo būsena pabudimo metu, mieguistumas.
4. Beta bangos (bangos 13-40 Hz). Veiklos būsena, kasdienis mąstymas ir protinė veikla, jaudulys ir pažinimas.
5. Gama bangos (bangos virš 40 Hz). Intensyvios protinės veiklos, baimės, susijaudinimo ir sąmoningumo būsena.

Psichoakustika, kaip mokslo šaka, ieško atsakymų į įdomiausius klausimus apie galutinį žmogaus garsinės informacijos suvokimą. Tiriant šį procesą atskleidžiama daugybė veiksnių, kurių įtaka visada pasireiškia tiek klausantis muzikos, tiek bet kokiu kitu bet kokios garso informacijos apdorojimo ir analizės atveju. Psichoakustikas tiria beveik visą galimų poveikių įvairovę, pradedant emocine ir psichine žmogaus būsena klausymosi metu, baigiant balso stygų struktūrinėmis ypatybėmis (jei kalbame apie visų balso stygų suvokimo ypatumus). vokalinis atlikimas) ir garso pavertimo elektriniais smegenų impulsais mechanizmas. Įdomiausi ir svarbiausi veiksniai (į kuriuos gyvybiškai svarbu atsižvelgti kiekvieną kartą klausantis mėgstamų muzikinių kūrinių, taip pat kuriant profesionalią garso sistemą) bus aptariami toliau.

Sąskambio sąvoka, muzikinis sąskambis

Žmogaus klausos sistemos struktūra yra unikali pirmiausia garso suvokimo mechanizmu, klausos sistemos netiesiškumu ir galimybe gana dideliu tikslumu grupuoti garsus pagal aukštį. Įdomiausias suvokimo bruožas yra klausos sistemos netiesiškumas, pasireiškiantis papildomų neegzistuojančių (pagrindiniu tonu) harmonikų atsiradimu, ypač dažnai pasireiškiančių žmonėms, turintiems muzikinį ar absoliutų aukštį. Jei sustosime plačiau ir panagrinėsime visas muzikinio garso suvokimo subtilybes, tuomet nesunkiai galima atskirti įvairių akordų ir garso intervalų „sąskambio“ ir „disonanso“ sąvokas. Koncepcija "sąskambis" apibrėžiamas kaip priebalsis (iš prancūzų kalbos žodžio „susitarimas“) ir atitinkamai atvirkščiai, "disonansas"- nesuderinamas, nesuderinamas garsas. Nepaisant skirtingų šių sąvokų interpretacijų, muzikinių intervalų ypatybių, patogiausia naudoti „muzikinį-psichologinį“ terminų dekodavimą: sąskambis yra apibrėžiamas ir žmogaus jaučiamas kaip malonus ir patogus, švelnus garsas; disonansas kita vertus, jis gali būti apibūdinamas kaip garsas, sukeliantis dirginimą, nerimą ir įtampą. Tokia terminija yra šiek tiek subjektyvi, be to, per visą muzikos raidos istoriją visiškai skirtingi intervalai buvo laikomi „priebalsiais“ ir atvirkščiai.

Šiais laikais šios sąvokos taip pat sunkiai suvokiamos vienareikšmiškai, nes skiriasi skirtingų muzikinių pomėgių ir skonių žmonės, nėra visuotinai priimtos ir sutartos harmonijos sampratos. Įvairių muzikinių intervalų kaip priebalsių ar disonansų suvokimo psichoakustinis pagrindas tiesiogiai priklauso nuo „kritinės juostos“ sampratos. Kritinė juosta- tai tam tikras dažnių juostos plotis, kurio ribose klausos pojūčiai smarkiai pasikeičia. Kritinių juostų plotis proporcingai didėja didėjant dažniui. Todėl sąskambių ir disonansų pojūtis yra tiesiogiai susijęs su kritinių juostų buvimu. Žmogaus klausos organas (ausis), kaip minėta anksčiau, tam tikrame garso bangų analizės etape atlieka juostos pralaidumo filtro vaidmenį. Šis vaidmuo priskiriamas bazinei membranai, ant kurios yra 24 kritinės juostos, kurių plotis priklauso nuo dažnio.

Taigi sąskambis ir nenuoseklumas (sąskambis ir disonansas) tiesiogiai priklauso nuo klausos sistemos skiriamosios gebos. Pasirodo, jei du skirtingi tonai skamba unisonu arba dažnių skirtumas lygus nuliui, tai yra tobulas sąskambis. Tas pats konsonansas atsiranda, jei dažnių skirtumas yra didesnis nei kritinė juosta. Disonansas atsiranda tik tada, kai dažnių skirtumas yra nuo 5% iki 50% kritinės juostos. Didžiausias disonanso laipsnis tam tikrame segmente yra girdimas, jei skirtumas yra vienas ketvirtadalis kritinės juostos pločio. Remiantis tuo, lengva analizuoti bet kokį mišrų muzikos įrašą ir instrumentų derinį, kad būtų galima nustatyti garso sąskambią ar disonansą. Nesunku atspėti, kokį didelį vaidmenį šiuo atveju atlieka garso inžinierius, įrašų studija ir kiti galutinio skaitmeninio ar analoginio garso takelio komponentai, ir visa tai dar prieš bandant jį groti garso atkūrimo įranga.

Garso lokalizacija

Binaurinės klausos ir erdvinės lokalizacijos sistema padeda žmogui suvokti erdvinio garsinio vaizdo pilnatvę. Šis suvokimo mechanizmas realizuojamas per du klausos imtuvus ir du klausos kanalus. Šiais kanalais gaunama garso informacija vėliau apdorojama klausos sistemos periferinėje dalyje ir atliekama spektrotemporalinė analizė. Toliau ši informacija perduodama į aukštesnes smegenų dalis, kur lyginamas kairiojo ir dešiniojo garso signalų skirtumas ir susidaro vientisas garso vaizdas. Šis aprašytas mechanizmas vadinamas binauralinė klausa. Dėl to žmogus turi šias unikalias galimybes:

1) garso signalų iš vieno ar kelių šaltinių lokalizavimas, taip suformuojant erdvinį garso lauko suvokimo vaizdą
2) iš skirtingų šaltinių gaunamų signalų atskyrimas
3) kai kurių signalų paryškinimas kitų fone (pavyzdžiui, kalbos ir balso izoliavimas nuo triukšmo ar instrumentų garso)

Erdvinę lokalizaciją lengva stebėti paprastu pavyzdžiu. Koncerte, kai scena ir joje tam tikru atstumu vienas nuo kito yra tam tikras muzikantų skaičius, nesunkiai (jei norite, net užsimerkę) galite nustatyti kiekvieno instrumento garso signalo atvykimo kryptį, įvertinti. garso lauko gylis ir erdviškumas. Lygiai taip pat vertinama gera hi-fi sistema, galinti patikimai „atkurti“ tokius erdviškumo ir lokalizacijos efektus, taip iš tikrųjų „apgaudinėdama“ smegenis, kad pajustų visavertį buvimą gyvai mėgstamo atlikėjo pasirodyme. Garso šaltinio lokalizaciją dažniausiai lemia trys pagrindiniai veiksniai: laikas, intensyvumas ir spektras. Neatsižvelgiant į šiuos veiksnius, yra keletas modelių, kurie gali būti naudojami norint suprasti garso lokalizavimo pagrindus.

Didžiausias lokalizacijos efektas, kurį suvokia žmogaus klausa, yra vidutinio dažnio regione. Tuo pačiu metu beveik neįmanoma nustatyti aukštesnių nei 8000 Hz ir žemesnių nei 150 Hz dažnių garsų krypties. Pastarasis faktas ypač plačiai naudojamas hi-fi ir namų kino sistemose renkantis vietą žemųjų dažnių garsiakalbiui (žemų dažnių sekcija), kurio vieta patalpoje dėl dažnių, žemesnių nei 150 Hz, lokalizacijos stokos yra praktiškai nesvarbu, o klausytojas bet kokiu atveju turi holistinį garso scenos vaizdą. Lokalizacijos tikslumas priklauso nuo garso bangos spinduliuotės šaltinio vietos erdvėje. Taigi didžiausias garso lokalizacijos tikslumas stebimas horizontalioje plokštumoje, pasiekiant 3° reikšmę. Vertikalioje plokštumoje žmogaus klausos sistema daug prasčiau nustato šaltinio kryptį, tikslumas šiuo atveju yra 10-15° (dėl specifinės ausų struktūros ir sudėtingos geometrijos). Lokalizacijos tikslumas šiek tiek skiriasi priklausomai nuo garsą skleidžiančių objektų kampo erdvėje klausytojo atžvilgiu, o galutiniam efektui įtakos turi ir garso bangų difrakcijos nuo klausytojo galvos laipsnis. Taip pat reikėtų pažymėti, kad plačiajuosčio ryšio signalai lokalizuojami geriau nei siaurajuosčio ryšio triukšmas.

Situacija nustatant kryptinio garso gylį yra daug įdomesnė. Pavyzdžiui, atstumą iki objekto žmogus gali nustatyti pagal garsą, tačiau tai dažniau nutinka dėl garso slėgio pokyčių erdvėje. Paprastai kuo toliau objektas yra nuo klausytojo, tuo labiau susilpnėja garso bangos laisvoje erdvėje (patalpoje pridedama atsispindėjusių garso bangų įtaka). Taigi galime daryti išvadą, kad lokalizacijos tikslumas yra didesnis uždaroje patalpoje būtent dėl ​​atgarsio atsiradimo. Atspindinčios bangos, kylančios uždarose erdvėse, leidžia sukurti tokius įdomius efektus kaip garso scenos išplėtimas, apgaubimas ir kt. Šie reiškiniai įmanomi būtent dėl ​​trimačio garso lokalizacijos jautrumo. Pagrindinės priklausomybės, lemiančios garso horizontalią lokalizaciją: 1) garso bangos atėjimo į kairę ir dešinę ausis laiko skirtumas; 2) intensyvumo skirtumai dėl difrakcijos klausytojo galvoje. Norint nustatyti garso gylį, svarbus garso slėgio lygio skirtumas ir spektrinės sudėties skirtumas. Lokalizacija vertikalioje plokštumoje taip pat labai priklauso nuo difrakcijos ausyje.

Padėtis yra sudėtingesnė naudojant šiuolaikines erdvinio garso sistemas, pagrįstas dolby erdvinio garso technologija ir analogais. Atrodytų, kad namų kino sistemų konstravimo principai aiškiai reglamentuoja gana natūralistinės erdvinio 3D garso vaizdo atkūrimo metodą su būdingu garsumu ir virtualių šaltinių lokalizacija erdvėje. Tačiau ne viskas taip nereikšminga, nes dažniausiai neatsižvelgiama į pačius daugelio garso šaltinių suvokimo ir lokalizavimo mechanizmus. Garso transformavimas klausos organais apima signalų iš skirtingų šaltinių, patenkančių į skirtingas ausis, pridėjimo procesą. Be to, jei skirtingų garsų fazinė struktūra yra daugiau ar mažiau sinchroniška, toks procesas ausimi suvokiamas kaip garsas, sklindantis iš vieno šaltinio. Taip pat kyla nemažai sunkumų, įskaitant lokalizavimo mechanizmo ypatumus, dėl kurių sunku tiksliai nustatyti šaltinio kryptį erdvėje.

Atsižvelgiant į tai, kas išdėstyta aukščiau, sunkiausia užduotis tampa atskirti garsus iš skirtingų šaltinių, ypač jei šie skirtingi šaltiniai atkuria panašų amplitudės-dažnio signalą. Ir būtent taip atsitinka praktiškai bet kurioje šiuolaikinėje erdvinio garso sistemoje ir net įprastoje stereo sistemoje. Kai žmogus klausosi daugybės garsų, sklindančių iš skirtingų šaltinių, pirmiausia reikia nustatyti, ar kiekvienas konkretus garsas priklauso jį sukuriančiam šaltiniui (grupavimas pagal dažnį, aukštį, tembrą). Ir tik antrajame etape klausa bando lokalizuoti šaltinį. Po to įeinantys garsai skirstomi į srautus pagal erdvines charakteristikas (signalų atvykimo laiko skirtumą, amplitudės skirtumą). Pagal gautą informaciją susidaro daugiau ar mažiau statiškas ir fiksuotas klausos vaizdas, iš kurio galima nustatyti, iš kur sklinda kiekvienas konkretus garsas.

Šiuos procesus labai patogu sekti naudojant įprastos scenos pavyzdį, joje stačiai įsikūrusį muzikantą. Tuo pačiu labai įdomu, kad jei vokalistas/atlikėjas, užimdamas iš pradžių tam tikrą poziciją scenoje, ims sklandžiai judėti scenoje bet kuria kryptimi, anksčiau susidaręs klausos vaizdas nepasikeis! Iš vokalisto sklindančio garso krypties nustatymas subjektyviai išliks toks pat, tarsi jis stovėtų toje pačioje vietoje, kur stovėjo prieš pajudėdamas. Tik staiga pasikeitus atlikėjo vietai scenoje, susidaręs garso vaizdas bus suskaidytas. Be aptartų problemų ir garsų lokalizavimo erdvėje procesų sudėtingumo, daugiakanalio erdvinio garso sistemų atveju gana didelį vaidmenį atlieka aidėjimo procesas galutiniame klausymosi kambaryje. Ši priklausomybė ryškiausiai pastebima, kai iš visų krypčių sklinda daug atsispindėjusių garsų – labai pablogėja lokalizacijos tikslumas. Jei atspindėtų bangų energetinis prisotinimas yra didesnis (vyraujantis) nei tiesioginių garsų, tokioje patalpoje lokalizacijos kriterijus itin neryškus, o apie tokių šaltinių nustatymo tikslumą kalbėti itin sunku (jei neįmanoma).

Tačiau stipriai aidinčioje patalpoje teoriškai įvyksta lokalizacija, plačiajuosčio ryšio signalų atveju klausa vadovaujasi intensyvumo skirtumo parametru. Šiuo atveju kryptis nustatoma naudojant aukšto dažnio spektro komponentą. Bet kurioje patalpoje lokalizacijos tikslumas priklausys nuo atsispindėjusių garsų atvykimo po tiesioginių garsų laiko. Jei tarpas tarp šių garso signalų yra per mažas, klausos sistemai padėti pradeda veikti „tiesioginės bangos dėsnis“. Šio reiškinio esmė: jei garsai su trumpu laiko vėlavimo intervalu sklinda iš skirtingų krypčių, tai viso garso lokalizacija vyksta pagal pirmą ateinantį garsą, t.y. ausis tam tikru mastu ignoruoja atsispindėjusį garsą, jei jis ateina per anksti po tiesioginio garso. Panašus efektas atsiranda ir tada, kai nustatoma garso atėjimo vertikalioje plokštumoje kryptis, tačiau šiuo atveju ji yra daug silpnesnė (dėl to, kad klausos sistemos jautrumas lokalizacijai vertikalioje plokštumoje yra pastebimai blogesnis).

Pirmenybės efekto esmė yra daug gilesnė ir yra psichologinio, o ne fiziologinio pobūdžio. Buvo atlikta daugybė eksperimentų, kurių pagrindu buvo nustatyta priklausomybė. Šis efektas pirmiausia atsiranda tada, kai aido atsiradimo laikas, jo amplitudė ir kryptis sutampa su kai kuriais klausytojo „lūkesčiais“, kaip konkrečios patalpos akustika formuoja garso vaizdą. Galbūt žmogus jau turi klausymosi patirties šioje ar panašioje patalpoje, o tai nulemia klausos sistemą „lauktam“ pirmenybės efektui. Norint apeiti šiuos žmogaus klausai būdingus apribojimus, kelių garso šaltinių atveju naudojami įvairūs triukai ir gudrybės, kurių pagalba galiausiai susidaro daugiau ar mažiau tikėtina muzikos instrumentų/kitų garso šaltinių lokalizacija erdvėje. Apskritai stereo ir kelių kanalų garso vaizdų atkūrimas yra pagrįstas didele apgaule ir klausos iliuzijos kūrimu.

Kai dvi ar daugiau garsiakalbių sistemų (pavyzdžiui, 5.1 ar 7.1, ar net 9.1) atkuria garsą iš skirtingų patalpos taškų, klausytojas girdi garsus, sklindančius iš nesamų ar įsivaizduojamų šaltinių, suvokdamas tam tikrą garso panoramą. Šios apgaulės galimybė slypi biologinėse žmogaus kūno ypatybėse. Greičiausiai žmogus neturėjo laiko prisitaikyti prie tokios apgaulės atpažinimo dėl to, kad „dirbtinio“ garso atkūrimo principai atsirado palyginti neseniai. Tačiau, nors įsivaizduojamos lokalizacijos kūrimo procesas pasirodė įmanomas, įgyvendinimas vis dar toli gražu nėra tobulas. Faktas yra tas, kad ausis tikrai suvokia garso šaltinį ten, kur jo iš tikrųjų nėra, tačiau garso informacijos (ypač tembro) perdavimo teisingumas ir tikslumas yra didelis klausimas. Atlikus daugybę eksperimentų tikrose aidėjimo patalpose ir aidėse kamerose, buvo nustatyta, kad garso bangų iš tikrų ir įsivaizduojamų šaltinių tembras skiriasi. Tai daugiausia paveikia subjektyvų spektrinio garsumo suvokimą; tembras šiuo atveju kinta reikšmingai ir pastebimai (lyginant su panašiu garsu, atkuriamu iš tikro šaltinio).

Kelių kanalų namų kino sistemų atveju iškraipymo lygis yra pastebimai didesnis dėl kelių priežasčių: 1) Daug garso signalų, panašių amplitudės-dažnio ir fazių charakteristikomis, vienu metu iš skirtingų šaltinių ir krypčių (įskaitant atspindėtas bangas) patenka į kiekvieną ausį. kanalas. Dėl to padidėja iškraipymas ir atsiranda šukų filtravimo. 2) Stiprus garsiakalbių atskyrimas erdvėje (vienas kito atžvilgiu; kelių kanalų sistemose šis atstumas gali būti keli metrai ar daugiau) prisideda prie tembro iškraipymų ir garso spalvos padidėjimo įsivaizduojamo šaltinio srityje. Dėl to galime teigti, kad tembrinis dažymas daugiakanalio ir erdvinio garso sistemose praktikoje atsiranda dėl dviejų priežasčių: šukų filtravimo fenomeno ir aidėjimo procesų įtakos tam tikroje patalpoje. Jei už garso informacijos atkūrimą atsako daugiau nei vienas šaltinis (tai taip pat taikoma stereo sistemai su dviem šaltiniais), neišvengiamas „šukos filtravimo“ efektas, kurį sukelia skirtingi garso bangų atvykimo į kiekvieną klausos kanalą laikai. . Ypatingi nelygumai pastebimi viršutiniame 1-4 kHz viduriniame diapazone.

Įranga.

Lentelė „Klausos organai“, modelis „Klausos organai“, savadarbės lentelės „Garso šaltinis“, „Garso imtuvas“, „Triukšmas“, „Garso diapazonas“. Generatorius, kamertonas, kamertonas su rezonatoriumi, mikrofonas, osciloskopas, magnetofonas (įrašas iš Žemės planetos).

Pamokos tikslai:

1. Vystymosi tikslai.

• Ugdyti moksleivių loginį mąstymą, svarstyti garsą, jo šaltinius, suvokimą ir perdavimą biologijos, fizikos, astronomijos, geografijos, biologijos ir ekologijos požiūriu.
• Gamtinio-mokslinio pasaulio vaizdo vientisumo formavimas vaikams.
• Ugdykite valią ir savarankiškumą. Ugdykite savikontrolę: pasitikėjimą savimi, gebėjimą įveikti sunkumus mokantis gamtos mokslų.
• Ugdyti intelektinius įgūdžius: gebėjimą analizuoti, lyginti klausos organus su mikrofonu.

2. Švietimo tikslai.

• Užtikrinkite, kad mokiniai suprastų gamtos mokslų pagrindus.
• Apibendrinti ir įtvirtinti, sisteminti anksčiau įgytas žinias iš biologijos, fizikos, astronomijos, chemijos, ekologijos, geografijos dalykų.
• Ugdyti įgūdžius dirbant su žaidimo elementais, vaizdo klipais ir iliustracine medžiaga.
• Biologijos pamokose kurti sveikatos kultūrą.
• Suformuoti holistinę idėją apie gamtą ir žmogų, kaip svarbų gamtos komponentą ir kaip protingą būtybę, veikiančią gamtą.

3. Ugdymo tikslai.

• Ugdyti savarankišką, laisvą, juslinį gamtos suvokimą, išmanantį įvairius pažinimo būdus, žmogų.
• Ugdyti mokinių aplinkosauginę kultūrą ir mąstymą.

Pamokos tipas: mokytis naujos medžiagos.

Pamokos tipas: kombinuota pamoka.

Mokymosi priemonės: kompiuteris, projektorius, multimedijos mokymo priemonės, skaidrės su iliustracijomis, terminai, sąvokos, eksperimentai, video demonstracijos.

Pamokos planas: (-2 skaidrė)

Per užsiėmimus

I. Organizacinis momentas.

II. Žinių atnaujinimas.

Net G. Helmholtzas tikėjo, kad kamera reprezentuoja žmogaus akies modelį. Raskite panašius darinius akyje ir fotoaparate ir sujunkite juos linijomis.

III. Naujos medžiagos mokymasis.

1. Žemės planetos charakteristikos.

Žemė yra mėlyna planeta, jos forma – sukimosi elipsoidas, tiksliau – kardioidas. Vidutinis spindulys R= 6400 km, planetos masė m=6* 10 24 kg. (3 skaidrė). Šiame pasaulyje yra spalvų ir garsų, bet svarbiausia, kad Žemėje yra protinga gyvybė.

Žmogus gyvena garsų pasaulyje: paukščių čiulbėjimas, muzikos garsai, miško triukšmas, transportas, ...

2. Kas yra garso šaltinis?

Garso šaltiniai yra svyruojantys kūnai, tai įrodysime eksperimentiškai. Surinkime instaliaciją, parodytą skaidrėje.

Demonstracija: Iš Žemės atsivežėme kamertoną – įrenginį, kuris yra lenktas metalinis strypas ant kojos (1 pav.). Jei plaktuku pataikysime į kamertono koją, išgirsime garsą, kurį skleidžia svyruojantis strypas. Garsas nėra stiprus, nes strypo šakų paviršiaus plotas yra mažas. Garsui sustiprinti kamertono kojelė tvirtinama ant medinės dėžės, parinktos taip, kad jos pačios vibracijų dažnis sutaptų su kamertono vibracijos dažniu. Atsiranda rezonansas, dėžutės sienelės pradeda intensyviai vibruoti kamertono dažniu, garsas tampa stipresnis. Dėžutė vadinama rezonatoriumi (skaidriu). Kokią funkciją atlieka varlės rezonatorius?

Skambančio kamertono vibracijas galima stebėti ir kitaip. Norėdami tai padaryti, pritvirtinkite adatą prie vienos kamertono šakos ir greitai nubrėžkite jos galiuką išilgai rūkyto stiklo plokštės. Jei kamertonas neskambėjo, plokštelėje matysime tiesią liniją (2 pav.). Kamtono garsas palieka pėdsaką lėkštėje banguotos linijos pavidalu. Vienas pilnas svyravimas atitinka vieną šios linijos išsikišimą ir vieną įdubimą (2 pav.) (4 skaidrė).

Išvados iš patirties: Bet koks garso šaltinis būtinai vibruoja (dažniausiai šios vibracijos yra nematomos akiai).

3. Dabar panagrinėkime, kaip sklinda garsas.

Mokinių paaiškinimas: svyruojantis stūmoklis – difuzorius, stumiantis oro molekules, sukuria kondensacijos ir retėjimo zonas. Garso sklidimo ir oro molekulių judėjimo kryptys sutampa, todėl garsas yra išilginė banga.

Laikui bėgant bet kurioje terpėje ar erdvėje sklindančios trikdžių bangos (5 skaidrė). Svarbiausios ir labiausiai paplitusios bangų rūšys yra elastinės bangos, skysčio paviršiaus bangos ir elektromagnetinės bangos.

4. Kas yra garso laidininkas?

Mokinių išvada iš patirties: kad garsas sklistų, reikalinga tampri terpė, kaip oras. Mėnulyje nėra atmosferos, todėl ten nėra ir garsų – tai tylos pasaulis. Elastingi korpusai – geri garso laidininkai. Dauguma metalų, medienos, dujų ir skysčių yra elastingi kūnai, todėl gerai praleidžia garsą.

Garsas gali sklisti skystoje ir kietoje terpėje. Rodoma lentelė „Garso greitis įvairiose laikmenose“ iš fizikos vadovėlio, 125 psl (7 skaidrė)

Garso greitis įvairiose laikmenose, m/s (esant t=20 C)

Lentelėje matyti, kad metale garso bangų sklidimo greitis yra didesnis nei skysčiuose, o skysčiuose – didesnis nei dujose. Todėl po vandeniu aiškiai girdisi sraigtų garsai, akmenų smūgiai... Žuvys girdi krante žmonių žingsnius ir balsus, tai gerai žino žvejai. Judančio traukinio garsą galima išgirsti priglaudus ausį prie bėgių, nes garsas jais sklinda geriau nei oru. Pridėjus ausį prie žemės, girdisi šuoliuojančio arklio trakštelėjimas.

Studentų išvados:

1. Garso šaltinis yra vibruojantys kūnai.
2. Garsas sklinda per elastingą terpę.
3. Minkšti ir porėti kūnai yra prasti garso laidininkai.
4. Garsas negali sklisti beorėje erdvėje.
5. Garso stiprumas priklauso nuo svyruojančių kūnų paviršiaus ploto.

5. Žmonės bendrauja naudodami kalbą – moduliuojamus garso virpesius. Pažiūrėkime, kaip veikia žmogaus garso šaltinis (8 skaidrė).

Garsas atsiranda, kai oras praeina per balso stygas, esančias tarp gerklų kremzlių ir suformuotas iš gleivinės raukšlių (paaiškinimas pateikiamas lentelėje). Tarpas tarp balso stygų vadinamas glottis. Kai žemiečiai tyli, balso stygos išsiskiria, o balsas atrodo kaip lygiašonis trikampis. Kalbant ar dainuojant, balso stygos užsidaro. Iškvepiamas oras spaudžia raukšles, jos pradeda vibruoti – gimsta garsas. Šnibždėdami jie visiškai uždaromi. Balso stygas valdo smegenys, siųsdamos atitinkamus signalus išilgai nervų.

Žmogaus balso aukštis yra susijęs su balso stygų ilgiu: kuo trumpesnės balso stygos, tuo didesnis jų virpesių dažnis ir tuo didesnis balsas. Moterų balso stygos yra trumpesnės nei vyrų, todėl moterų balsai yra aukštesni. Balso stygos gali vibruoti nuo 80 iki 10 000 kartų per sekundę. Galutinis garso susidarymas vyksta nosiaryklės ertmėse – savotiškuose rezonatoriuose.

6. Kaip suvokiamas garsas?

Žinome, kad garso šaltinis yra vibruojantis kūnas ir kad garsas sklinda tamprioje terpėje. Dabar išsiaiškinkime, kaip suvokiamas garsas.

Imtuvas garsas gal mikrofonas . Mikrofonas paverčia garso mechanines vibracijas į elektrines. Paimami signalai yra silpni, o mikrofono konvertuojama energija labai maža. Todėl mikrofono elektriniai signalai yra sustiprinami.

- Imtuvas tarp žemiečių atsiranda garsas klausos aparatas ar klausos organas . Tarp skambančio kūno (garso šaltinio) ir ausies (garso imtuvo) yra medžiaga, perduodanti garso virpesius iš šaltinio į imtuvą. Dažniausiai ši medžiaga yra oras.

Žemiečių klausos organas susideda iš trijų dalių: išorinės ausies, vidurinės ausies ir vidinės ausies. Išorinę ausį sudaro smaigalys, išorinis klausos kanalas ir ausies būgnelis. Jo funkcija yra užfiksuoti garsą ir jį diriguoti. Vidurinę ausį vaizduoja 1–2 ml tūrio oro užpildyta kamera. Šioje kameroje yra trys kaulai, kurie juda vienas su kitu: malleus, incus ir balnakilpės. Malleus yra prijungtas prie ausies būgnelio, o laipteliai per ovalų langelį yra prijungti prie vidinės ausies. Vidurinė ausis yra sujungta su nosiarykle per Eustachijaus vamzdelį. Staigių slėgio pokyčių metu (lėktuvo pakilimas ir tūpimas, povandeninio laivo kilimas) rekomenduojama kalbėti, atidaryti burną ir nuryti, nes taip atidaromas Eustachijaus vamzdelis ir išlyginamas spaudimas ausies būgneliui iš abiejų pusių (slydimas). -9).

Vidinė ausis yra smilkininio kaulo storyje (10 skaidrė), kurio viduje yra membraninis labirintas. Vidinė ausis užpildyta skysčiu. Jis susideda iš trijų pusapvalių kanalų – vestibuliarinio aparato, nesusijusio su garso suvokimu, ir sraigės, kuri atrodo kaip spiralinis kanalas. Pagrindinė membrana tęsiasi išilgai kochlearinio kanalo, per kurį skaidulos ištemptos kaip kopėčios. Šiuose pluoštuose yra stulpelių epitelio ląstelių, kurios sudaro Corti organą. Jautrios klausos nervo skaidulos baigiasi ant epitelio ląstelių. Sraigėje garso energija paverčiama nervinių impulsų energija, kuri per klausos nervą perduodama į klausos centrą, esantį smegenų žievės laikinojoje skiltyje.

Jo veikimo principas yra toks pat kaip ir mikrofono.

7. Kaip perduodamas garsas?

Garso virpesiai ore sukelia vibracijas ausies būgnelyje, atitinkančiame mikrofono membraną, ir per klausos kauliukus perduodami į vidinę ausį, kur sukelia vibracijas kochlearinį kanalą užpildančiame skystyje. Tuo pačiu metu pradeda vibruoti pagrindinės membranos skaidulos ir vadinamosios Corti organo plaukų ląstelės. Su kiekvienu kilimu jų plaukeliai atsiremia į vidinę membraną, plaukeliai linksta, keičiasi ląstelių membranos potencialas ir nervinėse skaidulose atsiranda sužadinimas (11 skaidrė).

Smegenys nuolat apdoroja gaunamus impulsus, todėl jaučiami garso pojūčiai.

8. Klausos ekologija.

Žmogaus garso imtuvą neigiamai veikia triukšmas. Triukšmas – tai bet koks garsas, kuris suvokiamas kaip nemalonus, trikdantis ar net skausmingas. Tipiški triukšmo pavyzdžiai yra švilpimas, traškėjimas, šnypštimas. (Istoriją lydi garso triukšmai).

Esant nuolatiniam aštriam garso bangų poveikiui, ausies būgnelis vibruoja didele amplitude. Dėl šios priežasties jis palaipsniui praranda savo elastingumą, o žemiečių klausa tampa nuobodu. Be to, per klausos organą triukšmas veikia centrinę nervų sistemą. Ir tai gali sukelti įvairius fiziologinius (padidėjęs širdies plakimas, padidėjęs kraujospūdis) ir psichikos sutrikimus (sumažėjęs dėmesys, nervingumas). Ilgalaikis triukšmo poveikis yra vienas iš veiksnių, skatinančių opų ir net infekcinių ligų atsiradimą. Dėl to trumpėja žemiečių gyvenimo trukmė, mažėja žmonijos genofondas.

Triukšmas mus paprastai erzina: trukdo dirbti, ilsėtis, mąstyti. Tačiau triukšmas taip pat gali turėti raminamąjį poveikį. Tokią įtaką žmogui daro, pavyzdžiui, lapų ošimas, jūros banglenčių ošimas. (Pasakojimas lydimas garso įrašų).

Kas yra triukšmas? Tai suprantama kaip atsitiktinės sudėtingos įvairios fizinės prigimties vibracijos.

Triukšmo tarša aplinkoje nuolat didėja.

9. Kiekybinės garso charakteristikos. 12 skaidrė.

Triukšmas yra garso tipas, nors jis dažnai vadinamas „nepageidaujamu garsu“. Žmogus girdi garsus, kurių virpesių dažnis yra 16-20 000 Hz diapazone. Kai garso banga sklinda dėl kondensacijos ir oro retėjimo, pasikeičia spaudimas ausies būgneliui. Slėgio vienetas yra 1N/m2, o garso galios – 1W/m2.

Mažiausias garso stiprumas, kurį žmogus suvokia, vadinamas klausos slenksčiu. Skirtingiems žmonėms jis yra skirtingas, todėl sutartinai klausos slenksčiu laikomas garso slėgis, lygus 2* 10 -5 N/m 2 esant 1000 Hz, atitinkantis 10 -12 W/m 2 galią. Būtent su šiomis vertėmis lyginamas išmatuotas garsas.

Garsumo vienetas vadinamas Bel – telefono išradėjo A. Belo (1847-1922) vardu. Garsumas matuojamas decibelais: 1 dB = 1,1 B (Bel).

Garso suvokimas priklauso ne tik nuo jo kiekybinių savybių (slėgio ir galios). Bet ir dėl jo kokybės – dažnumo. Tas pats garsas skirtingais dažniais skiriasi garsumu. Kai kurie žmonės negirdi aukšto dažnio garsų. Taigi vyresnio amžiaus žmonėms viršutinė garso suvokimo riba sumažėja iki 6000 Hz. Jie negirdi, pavyzdžiui, uodo cypimo, kuris skleidžia garsus, kurių dažnis yra apie 20 000 Hz

Pažvelkime į lentelę „Triukšmas“. Rodo įvairius triukšmo šaltinius. Garsai nuo 0 iki 80 dB yra malonūs suvokti ir nesukelia neigiamų emocijų. (Prasideda įrašymas: paukščių čiulbėjimas, maloni muzika, šnabždesiai...)

Jei garsas viršija 80 dB, triukšmas turi žalingą poveikį sveikatai: padidina kraujospūdį, sutrinka širdies ritmas, o ilgai veikiant intensyviam triukšmui, atsiranda kurtumas.

Labai stiprus garsas (kurio garsumas viršija 180 dB) gali net sukelti ausies būgnelio plyšimą. Su triukšmu reikia kovoti. Gebėjimas tylėti yra žmogaus kultūros ir jo gero požiūrio į kitus rodiklis. Žemiečiams tylos reikia lygiai taip pat, kaip saulės ir gryno oro.

10. Triukšmo tarša Naberežnyje Čelny mieste.

Mūsų mieste pagrindinis triukšmo šaltinis – kelių transportas. Mes neturime gamyklų ar gamyklų. Triukšmo šaltiniai gyvenamosiose ir visuomeninėse patalpose visų pirma yra žmonių veikla (kalbėjimas, šauksmas, grojimas muzikos instrumentais, vaikščiojimas, baldų kilnojimas) ir su tuo susijęs radijo ir televizijos imtuvų, magnetofonų, elektromechaninių buitinių prietaisų veikimas, taip pat sanitarinių mazgų eksploatavimas.-techninė įranga.

Ekologija ir klausos higiena (pasakymas skaidrėje -13).

Klausos sutrikimą ir susilpnėjimą gali sukelti:

1. Vidiniai pokyčiai(pagal lentelę)

• Klausos nervo pažeidimas -> impulsų perdavimo klausos žievei sutrikimas.
• „Cerumeno kamščio“ susidarymas išorinėje klausos landoje -> garso virpesių perdavimo į vidinę ausį sutrikimas.

2. Išoriniai veiksniai(14 skaidrė)

Tai uždrausta: (15 skaidrė)

• Klausykitės labai garsios muzikos.
• Jei girdite stiprų, aštrų garsą, laikykite burną atvirą.
• Pučiant stipriam vėjui ir minusinei temperatūrai vaikščioti be kepurės.
• Pabandykite patys pašalinti pašalinius daiktus iš ausies kanalo.

IV. Išvada.

Tačiau ir absoliuti tyla žmogų slegia. Visiškoje tyloje, pavyzdžiui, garso izoliacinėje kameroje, iš karto pradeda trikdyti garsai ir šiugždesys, kurie įprastomis sąlygomis nepastebimi – širdies plakimas, pulsas, kvėpavimas ir net blakstienų šiugždesys. Šiuos dažniausiai absoliučios tylos sąlygomis negirdimus garsus žmogus suvokia tokiu intensyvumu, kad jie gali sukelti rimtų psichikos sutrikimų ilgą laiką garsui nepralaidžioje kameroje. Kaip matome, triukšmo prigimtis yra dvejopa: jis žalingas ir kartu reikalingas. Todėl kalbant apie kovą su triukšmu reikia atminti, kad kalbame ne apie visus garsus apskritai, o tik apie nepageidaujamą, dirginantį, žalingą poveikį organizmui. Pavyzdžiui, nustatyta, kad protinį darbą dirbantys, išsivysčiusio jautrumo žmonės (mokslininkai, kūrybinių profesijų atstovai) triukšmo poveikį jaučia aštriau nei kitų užimtumo formų atstovai. Todėl subjektyviu požiūriu triukšmą galima apibrėžti kaip bet kokį nepageidaujamą, trikdantį, žalingą garsą.

Ypač kenksmingi yra aštrūs, nestabilūs, netikėti ar nereguliariai pasikartojantys garsai. Žmonės gyvena garsų pasaulyje. Garsas yra mechaninė banga. Žmogaus garso imtuvas – ausis – kaip garsus suvokia tik bangas, kurių dažnis yra nuo 16 iki 20 000 Hz. Savo balsu žmonės gali perteikti ne tik informaciją, bet ir jausmus bei nuotaiką: džiaugsmą, pyktį, grėsmę, pajuoką.

V. Namų darbai: 16, 17 skaidrės.

• 1 lygis (pagal programą): Darbas pagal vadovėlį.
• 2 lygis (pusiau kūrybinis lygis):

Atsakykite į pateiktus klausimus:

1. Kodėl jie baksnoja plaktuku, kai tikrina vežimo ratus, kol traukinys stovi?
2. Ar, Jūsų nuomone, žmogus suvoks garso bangas iš aplinkos, jei bus pažeista kuri nors klausos analizatoriaus dalis (pagrįskite savo atsakymą)?
3. Kaip manote, ar garso virpesiai iš aplinkos perduodami žemiečių klausos receptoriams?
4. Kolibrio sparnų vibracijos dažnis yra 35-50 Hz. Ar išgirsite skrendančius kolibrius?
5. Du žmonės klausosi, tikėdamiesi išgirsti artėjančio traukinio garsą. Vienas jų prikišo ausį prie bėgių, kitas – ne. Kuris iš jų pirmasis sužinos apie artėjantį traukinį ir kodėl?

• 3 lygis. Raskite panašių darinių mikrofono ir klausos organo struktūroje.

Palyginkite mikrofono ir klausos organo sandarą (18 skaidrė).

LITERATŪRA(19-20 skaidrė)

1. Rezanova E.A., Antonova I.P. Žmogaus biologija lentelėse, paveiksluose ir diagramose.– M.: Leidykla – mokykla, 1998 m.
2. Vertimas iš anglų kalbos O.V. Ivanova. Žmogaus anatomija. Kaip veikia jūsų kūnas. - M.: LLC TD “Leidyklos knygų pasaulis”, 2007.- 80-83 p., iliustr.
3. Peryshkin A.V., Gutnik E., M. Fizika, 9 klasė. - M.: Bustard, 2001 m.
4. Mangutova L.A., Zefirova T.P. Populiari ekologija. – Kazanė: Tatarstano Respublikos ekologijos fondas, 1997 m.
5. Tsuzmet A.M., Petrishina O.L., Biologija. Žmogus ir jo sveikata. 9 klasė. - M.: Išsilavinimas, 1990 m.
6. Sonin N.I., Sapin M.R. Biology. Žmogus. 8 klasė. – M.: Bustardas, 2001 m.
7. Sapin M.R., Bilich G.L. Žmogaus anatomija. - M.: Aukštoji mokykla, 1989 m.
8. Bordovskis G.A. Fiziniai gamtos mokslų pagrindai. - M.: Bustard, 2004 m.
9. Bogdanova T.L., Solodova E.A. Biologija. Vadovas aukštųjų mokyklų studentams ir stojantiesiems į universitetus. – M.: AST – SPAUDOS MOKYKLA, 2004 m.
10. Dobrenkovas G.A. Fizikinės chemijos pasaulėžiūrinės funkcijos // Chemija ir pasaulėžiūra / Atsakingas. red. Yu.A. Ovčinikovas. – M.: Mokslas. – 1986 m.
11. Kuzmenko N.E., Ereminas V.V., Chemijos pradžia. – M.: Egzaminas, 2001 m.
12. Kutyina I.V. Mokslinės pasaulėžiūros formavimas. Fizikos, chemijos, biologijos sąsajos. // Biologija. Laikraščio „Rugsėjo pirmoji“ savaitinis priedas. – 1998. – Nr.1-10.
13. Ožerelevas D.I. Mokslinės pasaulėžiūros formavimas dėstant chemiją. – M.: Aukštoji mokykla, 1982 m.
14. Černova N.M. Ekologija. - M.: Išsilavinimas, 1988 m.
15. Reimersas N.P. Gamtos ir žmogaus aplinkos apsauga. - M.: Išsilavinimas, 1992 m.

Vėliau evoliucijos eigoje atsirado aukščiausi jautrumo tipai – garsų (klausos) ir šviesos () suvokimas. Išskirtinė klausos ir regėjimo svarba slypi tame, kad jie jau iš tolo signalizuoja apie tam tikrus aplinkos objektus ir reiškinius. Todėl fiziologijoje jie vadinami nuotoliniais analizatoriais. Šią savybę didele dalimi turi ir didžiausias cheminio jautrumo tipas – uoslė. Tačiau jis pasiekia ypatingą išsivystymo laipsnį būtent klausos ir regos organuose.

Atsirado dėl jautrumo mechaniniam dirginimui. Tačiau čia jau suvokiamas ne tam tikrų daiktų prisilietimas, o nepalyginamai subtilesni reiškiniai – oro virpesiai. Oro virpesių suvokimas yra nepaprastai svarbus.

Visi mus supantys objektai – kietosios medžiagos, skysčiai ir dujos – turi tam tikrą elastingumą. Todėl vienam kūnui susilietus su kitu, o juo labiau atsitrenkus vienas į kitą, šie kūnai atlieka eilę virpesių judesių – paprasčiau tariant, jie vibruoja ir dreba. Mus supančioje gamtoje nėra tuštumos. Todėl bet koks vieno objekto judėjimas veda prie jo kontakto su kitu – objektai vibruoja, o šie virpesiai persiduoda į orą. Dėl to girdime garsą – informaciją apie judėjimą aplink mus. Ar dreba priekalas nuo plaktuko smūgių, ar virpa vanduo nuo į jį įmesto akmens, ar dainininko balso stygos dreba spaudžiant oro srovei, ar dreba knygos puslapiai po juos apverčiančia ranka? visa tai sukelia ore esančias vibracijas, sklindančias 340 m per sekundę greičiu arba 1 km per 3 sekundes ir mes girdime garsą. Kaip tai suvokiama?

Oro virpesiai veikia ploną, bet elastingą membraną, į kurią remiasi išorinė klausos landa; Ši membrana yra ausies būgnelis. Jo storis 0,1 mm. Iš jo per trijų mažyčių kauliukų grandinę, kurios vibracijų diapazoną sumažina 50 kartų, bet padidina stiprumą 50 kartų, vibracijos perduodamos į vidinėje ausyje esantį skystį. Tik čia iš tikrųjų prasideda garso suvokimas. Kadangi ausies būgnelis yra tik viena iš garso perdavimo į vidinę ausį grandžių, jo vientisumo pažeidimas nesukelia klausos praradimo, nors, žinoma, šiek tiek sumažina.

Pagrindinė vidinės ausies dalis yra vamzdelis, susuktas sraigės pavidalu, todėl vadinamas sraigė. Tarp jo sienelių ištempti apie 24 tūkstančiai smulkiausių pluoštų, siūlų, kurių ilgis palaipsniui mažėja nuo sraigės viršūnės iki pagrindo. Tai mūsų stygos. Jei garsiai ištarsite garsą priešais fortepijoną, pianinas mums atsakys. Jei grosime bosu, pianinas atsakys žemu garsu. Jei girgždėsime, atsakydami išgirsime aukštą garsą. Šis reiškinys vadinamas rezonansu. Kiekviena fortepijono styga yra sureguliuota taip, kad skambėtų tam tikru aukščiu, ty vibruotų tam tikru dažniu (kuo dažniau vibruoja, tuo garsesnis pasirodo). Jei styga yra veikiama tokio pat dažnio oro virpesių, kaip ir dažnis, kuriam ji sureguliuota, styga rezonuoja, reaguoja.

Mūsų ausų garso suvokimas grindžiamas tuo pačiu principu. Dėl skirtingo pluošto ilgio kiekvienas iš jų yra sureguliuotas tam tikram virpesių dažniui – nuo ​​16 iki 20 000 per sekundę. Ilgos skaidulos sraigės viršūnėje suvokia žemo dažnio virpesius, t.y. žemus garsus, o trumpos sraigės pagrindo skaidulos – dažnus virpesius. Tai įrodė I. P. Pavlovo mokinys, subtilus eksperimentatorius L. A. Andrejevas. Metodas galiausiai leido išsiaiškinti, ar gyvūnas girdi tam tikrus garsus, kai sunaikinama viena ar kita sraigės dalis. Nustatyta, kad jei šuniui sunaikinama viršutinė sraigės dalis, nesvarbu, kiek kartų prieš šėrimą būtų duodami žemi garsai, sąlyginis refleksas jiems nesusiformuos. Tai neabejotinai įrodo, kad gyvūnas šių garsų nebesuvokia. Tokiu būdu buvo „zonduota“ keletas sraigės skyrių. Tik L.A.Andrejevo eksperimentai galiausiai įrodė, kad sraigės skaidulos iš tiesų yra mūsų rezonatoriai. Garsusis G. Helmholtzas, dar praėjusiame amžiuje iškėlęs klausos rezonanso teoriją, neturėjo galimybės to įrodyti eksperimentiškai.

Jei oras vibruoja daugiau nei 20 000 kartų per sekundę, mes nebesuvokiame šių virpesių ausimis. Jie vadinami ultragarsu. Šunims, kaip parodė tyrimai taikant sąlyginio reflekso metodą, klausos riba siekia 40 000 Hz. Tai reiškia, kad šuo girdi žmonėms neprieinamus ultragarsus. Tuo, beje, gali pasinaudoti cirko dresuotojai, duodami slaptus signalus gyvūnams.

Klausos analizatoriaus struktūrinės ir funkcinės charakteristikos

Bendrosios klausos analizatoriaus fiziologijos sampratos

KLAUSOS ANALIZATORIUS

Klausos analizatoriaus pagalba žmogus orientuojasi aplinkos garsiniuose signaluose ir formuoja atitinkamas elgesio reakcijas, pavyzdžiui, gynybines ar maisto tiekimo. Žmogaus gebėjimas suvokti sakytinę ir vokalinę kalbą bei muzikos kūrinius daro klausos analizatorių būtinu komunikacijos, pažinimo ir prisitaikymo priemonių komponentu.

Tinkamas dirgiklis klausos analizatoriui yra garsai , t.y. svyruojantys elastingų kūnų dalelių judesiai, sklindantys bangų pavidalu įvairiose terpėse, įskaitant orą, ir suvokiami ausimi .

Garso bangų virpesiams (garso bangoms) būdinga dažnis Ir amplitudė .

Garso bangų dažnis lemia garso aukštį. Žmogus skiria garso bangas, kurių dažnis yra nuo 20 iki 20 000 Hz. Garsų, kurių dažnis mažesnis nei 20 Hz – infragarsas ir didesnis nei 20 000 Hz (20 kHz) – ultragarsas, žmonės nejaučia. Garso bangos, turinčios sinusoidinius arba harmoninius virpesius, vadinamos tonas.

Garsas, susidedantis iš nesusijusių dažnių, vadinamas triukšmu.. Kai garso bangų dažnis aukštas, tonas aukštas, kai žemas – žemas.

Antroji garso savybė, kurią išskiria klausos jutimo sistema, yra jo jėga, priklausomai nuo garso bangų amplitudės. Garso stiprumą žmonės suvokia kaip garsumą .

Garsumo pojūtis didėja garsui stiprėjant, taip pat priklauso nuo garso virpesių dažnio, t.y. Garso garsumą lemia garso intensyvumo (stiprumo) ir aukščio (dažnio) sąveika. Garso stiprumo matavimo vienetas yra baltas , praktikoje jis dažniausiai naudojamas decibelų(dB), t.y. 0,1 belo. Žmogus garsus skiria ir pagal tembras, arba "spalvinimas". Garso signalo tembras priklauso nuo spektro, t.y. iš papildomų dažnių kompozicijos – obertonai , kurie lydi pagrindinį dažnį - tonas . Pagal tembrą galite atskirti vienodo aukščio ir garsumo garsus, o tai yra pagrindas atpažinti žmones pagal balsą.

Klausos analizatoriaus jautrumas nustatomas pagal minimalų garso intensyvumą, pakankamą klausos pojūčiui sukelti. Garso virpesių diapazone nuo 1000 iki 3000 per sekundę, kuris atitinka žmogaus kalbą, ausis turi didžiausią jautrumą. Šis dažnių rinkinys vadinamas kalbos zona .

Klausos analizatoriaus receptorių (periferinė) dalis, garso bangų energijos pavertimas nervinio sužadinimo energija, kurią reprezentuoja Corti organo receptorių plaukų ląstelės (Corti organas), esantis sraigėje. Klausos receptoriai (fonoreceptoriai) priklauso mechanoreceptoriams, yra antriniai ir yra atstovaujami vidinėmis ir išorinėmis plaukų ląstelėmis. Žmonės turi maždaug 3500 vidinių ir 20000 išorinių plaukų ląstelių, kurios yra ant baziliarinės membranos, esančios vidinės ausies viduriniame kanale.

Vidinė ausis (garso priėmimo aparatas), taip pat vidurinė ausis (garso perdavimo aparatas) ir išorinė ausis (garso priėmimo aparatas) yra sujungtos į koncepciją klausos organas (2.6 pav.).

Išorinė ausis Dėl ausies kaušelio užtikrina garsų gaudymą, jų koncentraciją išorinės klausos landos kryptimi ir garsų intensyvumo didinimą. Be to, išorinės ausies struktūros atlieka apsauginę funkciją, saugo būgnelį nuo mechaninio ir temperatūros išorinės aplinkos poveikio.

Ryžiai. 2.6. Klausos organas

Vidurinė ausis(garsui laidžią sekciją) vaizduoja būgninė ertmė, kurioje yra trys klausos kaulai: plaktukas, įdubimas ir kaulai. Vidurinę ausį nuo išorinio klausos kanalo skiria ausies būgnelis. Malleus rankena yra įausta į ausies būgnelį, kitas jos galas yra sujungtas su įdubimu, kuris, savo ruožtu, yra sujungtas su kastelėmis. Laiptai yra greta ovalo lango membranos. Būgninės membranos plotas (70 mm2) yra žymiai didesnis nei ovalo lango plotas (3,2 mm2), dėl to garso bangų slėgis ovalo lango membranoje padidėja maždaug 25 kartus. Kadangi kauliukų svirties mechanizmas sumažina garso bangų amplitudę maždaug 2 kartus, vadinasi, prie ovalo lango atsiranda toks pat garso bangų stiprinimas. Taigi bendras garso stiprinimas vidurinėje ausyje pasireiškia maždaug 60–70 kartų. Jei atsižvelgsime į išorinės ausies stiprinimo efektą, ši vertė siekia 180–200 kartų. Vidurinėje ausyje yra specialus apsauginis mechanizmas, kurį vaizduoja du raumenys: raumuo, kuris įtempia ausies būgnelį, ir raumuo, fiksuojantis kaklelius. Šių raumenų susitraukimo laipsnis priklauso nuo garso vibracijų stiprumo. Esant stipriai garso vibracijai, raumenys riboja ausies būgnelio vibracijos amplitudę ir stulpelių judėjimą, taip apsaugodami vidinėje ausyje esantį receptorių aparatą nuo per didelio stimuliavimo ir sunaikinimo. Akimirksniu stipriai sudirginant (spausdamas skambutį), šis apsauginis mechanizmas nespėja veikti. Abiejų būgninės ertmės raumenų susitraukimas atliekamas besąlyginio reflekso mechanizmu, kuris užsidaro smegenų kamieno lygyje. Slėgis būgninėje ertmėje lygus atmosferos slėgiui, o tai labai svarbu adekvačiam garsų suvokimui. Šią funkciją atlieka Eustachijaus vamzdelis, jungiantis vidurinės ausies ertmę su rykle. Nurijus, vamzdelis atsidaro, vėdina vidurinės ausies ertmę ir slėgį joje sulygina su atmosferos slėgiu. Jei išorinis slėgis greitai kinta (staigus pakilimas į aukštį), o rijimas nevyksta, tada slėgio skirtumas tarp atmosferos oro ir oro būgninėje ertmėje sukelia ausies būgnelio įtempimą ir nemalonių pojūčių atsiradimą, mažėja garsų suvokimas.

Vidinė ausis atstovaujama sraigės – spirališkai susuktas 2,5 posūkio kaulo kanalas, kurį pagrindinė membrana ir Reisnerio membrana dalija į tris siauras dalis (laiptus). Viršutinis kanalas (scala vestibularis) prasideda nuo ovalo lango ir jungiasi su apatiniu kanalu (scala tympani) per helicotrema (skylę viršūnėje) ir baigiasi apvaliu langu. Abu kanalai yra vienas vienetas ir užpildyti perilimfa, savo sudėtimi panašia į smegenų skystį. Tarp viršutinio ir apatinio kanalų yra vidurinis (viduriniai laiptai). Jis yra izoliuotas ir užpildytas endolimfa. Viduriniame kanale ant pagrindinės membranos yra tikrasis garsą priimantis aparatas – Corti organas (Corti organas) su receptorinėmis ląstelėmis, vaizduojančiu klausos analizatoriaus periferinę dalį (2.7 pav.).

Pagrindinė membrana prie ovalo lango yra 0,04 mm pločio, tada link viršūnės ji palaipsniui plečiasi ir helikotrema pasiekia 0,5 mm. Virš Corti organo yra jungiamojo audinio kilmės tektorinė (integumentinė) membrana, kurios vienas kraštas fiksuotas, kitas laisvas. Išorinių ir vidinių plaukų ląstelių plaukeliai liečiasi su tektorine membrana. Tokiu atveju pakinta receptorių (plaukelių) ląstelių jonų kanalų laidumas, susidaro mikrofono ir sumavimo receptorių potencialai.

Ryžiai. 2.7. Corti organai

Susidaro mediatorius acetilcholinas, kuris išsiskiria į receptorių aferentinės sinapsės sinapsinį plyšį. Visa tai veda prie klausos nervo skaidulos sužadinimo, joje atsirandančio veikimo potencialo. Taip garso bangų energija paverčiama nerviniu impulsu. Kiekviena klausos nervo skaidula turi dažnio derinimo kreivę, dar vadinamą dažnio-slenksčio kreivė.Šis indikatorius apibūdina pluošto jautraus lauko sritį, kuri gali būti siaura arba plati. Jis siauras, kai garsai tyli, o kai jų intensyvumas didėja, jis plečiasi.

Elektros instaliacijos skyrius Klausos analizatorių vaizduoja periferinis bipolinis neuronas, esantis sraigės spiraliniame ganglione (pirmasis neuronas). Klausos (arba kochlearinio) nervo skaidulos, sudarytos iš spiralinio gangliono neuronų aksonų, baigiasi ant pailgųjų smegenėlių kochlearinio komplekso (antrojo neurono) ląstelių. Tada, po dalinės dekusacijos, skaidulos patenka į metatalamo medialinį geniculate kūną, kur vėl įvyksta persijungimas (trečiasis neuronas), iš čia sužadinimas patenka į žievę (ketvirtasis neuronas). Viduriniuose (vidiniuose) geniculate kūnuose, taip pat apatiniuose keturkampio gumburuose yra refleksinių motorinių reakcijų centrai, atsirandantys veikiant garsui.

Centrinis, arba žievė, skyrius Klausos analizatorius yra viršutinėje smegenų smilkininės skilties dalyje (viršutinis smilkininis giras, 41 ir 42 Brodmanno sritys). Skersinis laikinasis giras (Heschl's gyrus) yra svarbus klausos analizatoriaus funkcijai.

Klausos jutimo sistema papildyti grįžtamojo ryšio mechanizmais, užtikrinančiais visų klausos analizatoriaus lygių veiklos reguliavimą dalyvaujant nusileidžiantiems takams. Tokie takai prasideda nuo klausos žievės ląstelių, paeiliui persijungiant metatalamo medialiniuose geniculate kūnuose, užpakaliniame (apatinis) kolikuluose ir kochlearinio komplekso branduoliuose. Kaip klausos nervo dalis, išcentrinės skaidulos pasiekia Corti organo plaukų ląsteles ir sureguliuoja jas, kad suvoktų tam tikrus garso signalus.

Garso aukščio, garso intensyvumo ir garso šaltinio vietos suvokimas prasideda tada, kai garso bangos patenka į išorinę ausį, kur jos vibruoja ausies būgnelį. Būgninės membranos virpesiai per vidurinės ausies klausos kauliukų sistemą perduodami į ovalo lango membraną, o tai sukelia vestibulinės (viršutinės) skalės perilimfos virpesius. Šios vibracijos per helikotremą perduodamos į scala tympani perilimfą (apatinę) ir pasiekia apvalų langelį, išstumdamos jo membraną link vidurinės ausies ertmės (2.8 pav.).

Perilimfos virpesiai taip pat perduodami į membraninio (vidurinio) kanalo endolimfą, todėl pagrindinė membrana, susidedanti iš atskirų skaidulų, ištemptų kaip fortepijono stygos, vibruoja. Veikiant garsui, membranos skaidulos pradeda vibruoti kartu su ant jų esančiomis Corti organo receptorinėmis ląstelėmis. Tokiu atveju receptorių ląstelių plaukeliai liečiasi su tektorine membrana, deformuojasi plauko ląstelių blakstienos. Pirmiausia atsiranda receptorių potencialas, o po to – veikimo potencialas (nervinis impulsas), kuris vėliau pernešamas klausos nervu ir perduodamas į kitas klausos analizatoriaus dalis.

Elektros reiškiniai sraigėje. Sraigėje galima aptikti penkis skirtingus elektros reiškinius.

1. Klausos receptorių ląstelės membranos potencialas apibūdina ramybės būseną.

2. Endolimfos potencialą, arba endokochlearinį potencialą, sukelia skirtingi redokso procesų lygiai sraigės kanaluose, dėl kurių atsiranda potencialų skirtumas (80 mV) tarp sraigės vidurinio kanalo perilimfos (kurios potencialas turi teigiamas krūvis) ir viršutinių bei apatinių kanalų turinį. Šis endokochlearinis potencialas įtakoja klausos receptorių ląstelių membraninį potencialą, sukurdamas jose kritinį poliarizacijos lygį, kuriam esant nedidelis mechaninis poveikis plauko receptorių ląstelėms kontaktuojant su tektorine membrana sukelia jose sužadinimą.

Ryžiai. 2.8. Kochleariniai kanalai:

A - vidurinė ir vidinė ausis skyriuje (pagal P. Lindsay ir D. Norman, 1974); b – garso virpesių sklidimas sraigėje

3. Sraigės mikrofono efektas gautas atliekant eksperimentą su katėmis. Į sraigę įkišti elektrodai buvo prijungti prie stiprintuvo ir garsiakalbio. Jei katė pasakė įvairius žodžius prie ausies, tai juos galima išgirsti stovint prie garsiakalbio kitame kambaryje. Šis potencialas susidaro plauko ląstelės membranoje dėl plaukelių, besiliečiančių su tectorio membrana, deformacijos. Mikrofono potencialų dažnis atitinka garso virpesių dažnį, o potencialų amplitudė tam tikrose ribose yra proporcinga kalbos garsų intensyvumui. Garso virpesiai, veikiantys vidinę ausį, sukelia susidariusį mikrofono efektą, uždengtą endokochleariniu potencialu ir sukeliančiu jo moduliaciją.

4. Sumavimo potencialas skiriasi nuo mikrofono potencialo tuo, kad atspindi ne garso bangos formą, o jos gaubtą. Tai mikrofono potencialų rinkinys, atsirandantis veikiant stipriems garsams, kurių dažnis didesnis nei 4000–5000 Hz. Mikrofono ir sumavimo potencialai yra susiję su išorinių plaukų ląstelių aktyvumu ir yra laikomi receptorių potencialais.

5. Klausos nervo veikimo potencialas fiksuojamas jo skaidulose, impulsų dažnis atitinka garso bangų dažnį, jeigu jis neviršija 1000 Hz. Veikiant aukštesniems tonams impulsų dažnis nervinėse skaidulose nepadidėja, nes 1000 impulsų/s yra beveik didžiausias galimas impulsų generavimo dažnis klausos nervo skaidulose. Veikimo potencialas nervų galūnėse užfiksuojamas praėjus 0,5–1,0 ms nuo mikrofono efekto pradžios, o tai rodo sinapsinį sužadinimo perdavimą iš plauko ląstelės į klausos nervo skaidulą.

Skirtingo aukščio garsų suvokimas(dažnis), pagal Helmholtzo rezonanso teoriją, atsiranda dėl to, kad kiekvienas pagrindinės membranos pluoštas yra sureguliuotas tam tikro dažnio garsui. Taigi žemo dažnio garsai suvokiami ilgomis pagrindinės membranos bangomis, esančiomis arčiau sraigės viršūnės, o aukšto dažnio garsai – trumpomis pagrindinės membranos skaidulomis, esančiomis arčiau sraigės pagrindo. Veikiant sudėtingam garsui, atsiranda įvairių membranos skaidulų virpesių.

Šiuolaikinėje interpretacijoje remiamasi rezonanso mechanizmu vietos teorijos, pagal kurią visa membrana patenka į vibracijos būseną. Tačiau didžiausias pagrindinės sraigės membranos nuokrypis atsiranda tik tam tikroje vietoje. Didėjant garso virpesių dažniui, didžiausia pagrindinės membranos įlinkis pasislenka į sraigės pagrindą, kur yra trumpesnės pagrindinės membranos skaidulos – trumposios skaidulos gali turėti didesnį vibracijos dažnį. Šios konkrečios membranos dalies plaukų ląstelių sužadinimas per tarpininką perduodamas klausos nervo skaiduloms tam tikro skaičiaus impulsų pavidalu, kurių pasikartojimo dažnis yra mažesnis už garso bangų dažnį (nervo labilumas). skaidulos neviršija 800 - 1000 Hz). Suvokiamų garso bangų dažnis siekia 20 000 Hz. Tokiu būdu atliekamas erdvinis garso signalų aukščio ir dažnio kodavimas.

Kai tonai veikia iki maždaug 800 Hz, išskyrus erdvinis taip pat atsiranda kodavimas laikinas (dažnis) kodavimas, kurio metu informacija taip pat perduodama tam tikromis klausos nervo skaidulomis, bet impulsų (salvių) pavidalu, kurių pasikartojimo dažnis pakartoja garso virpesių dažnį. Atskiri neuronai, esantys skirtinguose klausos jutimo sistemos lygiuose, yra derinami tam tikram garso dažniui, t.y. Kiekvienas neuronas turi savo specifinį dažnio slenkstį, savo specifinį garso dažnį, į kurį neurono atsakas yra didžiausias. Taigi kiekvienas neuronas iš viso garsų rinkinio suvokia tik tam tikras gana siauras dažnių diapazono dalis, kurios tarpusavyje nesutampa, o neuronų rinkiniai suvokia visą girdimų garsų dažnių diapazoną, o tai užtikrina visavertį klausos suvokimą.

Šios pozicijos pagrįstumą patvirtina ir žmogaus klausos protezavimo rezultatai, kai į klausos nervą buvo implantuoti elektrodai, o jo skaidulos dirginamos skirtingo dažnio elektriniais impulsais, atitinkančiais tam tikrų žodžių ir frazių garsinius derinius, suteikiančius semantinį klausos nervo suvokimą. kalba.

Garso intensyvumo analizė taip pat atsiranda klausos jutimo sistemoje. Šiuo atveju garso stiprumą užkoduoja ir impulsų dažnis, ir sužadintų receptorių bei atitinkamų neuronų skaičius. Visų pirma, išorinės ir vidinės plaukų receptorių ląstelės turi skirtingus sužadinimo slenksčius. Vidinės ląstelės sužadinamos didesniu garso intensyvumu nei išorinės. Be to, skiriasi ir vidinių ląstelių sužadinimo slenksčiai. Atsižvelgiant į tai, priklausomai nuo garso intensyvumo, kinta Corti organo sužadintų receptorių ląstelių santykis ir impulsų, patenkančių į centrinę nervų sistemą, pobūdis. Klausos jutimo sistemos neuronai turi skirtingus atsako slenksčius. Esant silpnam garso signalui, reakcijoje dalyvauja tik nedidelis skaičius labiau jaudinamų neuronų, o esant padidėjusiam garsui, sužadinami mažesnio jaudrumo neuronai.

Reikėtų pažymėti, kad be oro laidumo yra kaulų garso laidumas, tie. garso laidumas tiesiai per kaukolės kaulus. Šiuo atveju garso vibracijos sukelia kaukolės ir labirinto kaulų vibraciją, dėl kurios perilimfos slėgis vestibiuliariniame kanale padidėja labiau nei būgnelio kanale, nes apvalų langą dengianti membrana yra elastinga, ovalus langas uždaromas kastelėmis. Dėl to pagrindinė membrana pasislenka, kaip ir perduodant garso virpesius orui.

Apibrėžimas garso šaltinio lokalizacijaįmanoma su pagalba binauralinė klausa, y., gebėjimas girdėti dviem ausimis vienu metu. Binaurinės klausos dėka žmogus gali tiksliau nei monofonine klausa lokalizuoti garso šaltinį ir nustatyti garso kryptį. Aukšto tono garsams jų šaltinio nustatymas priklauso nuo garso, sklindančio į abi ausis, stiprumo skirtumo dėl skirtingo atstumo nuo garso šaltinio. Žemiems garsams svarbus laiko skirtumas tarp tų pačių garso bangos fazių atėjimo į abi ausis.

Skambančio objekto vietos nustatymas atliekamas arba suvokiant garsus tiesiai iš skambančio objekto – pirminė lokalizacija, arba suvokiant nuo objekto atsispindinčias garso bangas – antrinė lokalizacija, arba echolokacija. Kai kurie gyvūnai (delfinai, šikšnosparniai) naršo erdvėje naudodami echolokaciją.

Klausos adaptacija– Tai klausos jautrumo pasikeitimas veikiant garsui. Jį sudaro atitinkami visų klausos analizatoriaus dalių funkcinės būklės pokyčiai. Ausis, pritaikyta tylai, turi didesnį jautrumą garso stimuliacijai (klausos jautrinimas). Ilgai klausantis klausos jautrumas mažėja. Didelį vaidmenį klausos adaptacijoje vaidina tinklinis darinys, kuris ne tik keičia klausos analizatoriaus laidžiosios ir žievės sekcijų aktyvumą, bet ir dėl išcentrinių poveikių reguliuoja klausos receptorių jautrumą, nustatydamas jų lygį. „derinimas“ prie klausos dirgiklių suvokimo.

Klausos organe yra:

Išorinis,

Vidutinis

Vidinė ausis.

Išorinė ausis apima smaigalį ir išorinį klausos kanalą, atskirtą nuo vidurinės ausies būgneliu. Garsams fiksuoti pritaikytą ausinę sudaro elastinga kremzlė, padengta oda. Apatinė ausies kaušelio dalis (skiltis) yra odos raukšlė, kurioje nėra kremzlės. Ausies kaulas yra pritvirtintas prie smilkininio kaulo raiščiais.

Išoriniame klausos kanale yra kremzlinės ir kaulinės dalys. Toje vietoje, kur kremzlinė dalis pereina į kaulą, klausos kanalas turi susiaurėjimą ir įlinkį. Suaugusio žmogaus išorinės klausos landos ilgis yra apie 33-35 mm, jo ​​spindžio skersmuo įvairiose srityse svyruoja nuo 0,8 iki 0,9 cm Išorinis klausos kanalas yra išklotas oda, kurioje yra vamzdinės liaukos (modifikuotas prakaitas). liaukos), kurios gamina gelsvą sekretą – ausų sierą.

Ausies būgnelis atskiria išorinę ausį nuo vidurinės ausies. Tai jungiamojo audinio plokštelė, iš išorės padengta plona oda, o viduje, būgninės ertmės šone – gleivine. Ausies būgnelio centre yra įdubimas (būgnelio bamba) – vieta, kur prie ausies būgnelio prisitvirtina vienas iš klausos kauliukų – plaktukas. Būgninė membrana turi viršutinę, ploną, laisvą, neištemptą dalį, kurioje nėra kolageno skaidulų, ir apatinę, elastingą, ištemptą dalį. Membrana yra įstrižai, ji sudaro 45-55 kampą su horizontalia plokštuma, atvira į šoną.

Vidurinė ausis yra smilkininio kaulo piramidės viduje, ji apima būgninę ertmę ir klausos vamzdelį, jungiantį būgninę ertmę su rykle. Būgninė ertmė, kurios tūris yra apie 1 cm 3, yra tarp ausies būgnelio išorėje ir vidinės ausies medialinėje pusėje. Būgninėje ertmėje, išklotoje gleivine, yra trys vienas su kitu judamai sujungti klausos kaulai (malleus, incus ir balnakilpė), perduodantys ausies būgnelio virpesius į vidinę ausį.

Klausos kauliukų judėjimą stabdo prie jų prisitvirtinę miniatiūriniai raumenys – stapedinis raumuo ir būgnelį ištempiantis raumuo.

Būgno ertmė turi šešias sienas. Viršutinė sienelė (tegmental) atskiria būgninę ertmę nuo kaukolės ertmės. Apatinė sienelė (jugulinė) yra greta smilkininio kaulo jungo duobės. Vidurinė sienelė (labirintas) atskiria būgninę ertmę nuo vidinės ausies.

Šioje sienoje yra ovalus prieangio langas, uždarytas laiptų pagrindu, ir apvalus sraigės langas, uždengtas antrine būgnele. Šoninę sienelę (membraninę) sudaro būgninė membrana ir aplinkinės smilkininio kaulo dalys. Ant užpakalinės (mastoidinės) sienos yra anga – įėjimas į mastoidinį urvą. Po šia skyle yra piramidės iškilimas, kurio viduje yra stapedinis raumuo. Priekinė (miego arterijos) sienelė atskiria būgninę ertmę nuo vidinės miego arterijos kanalo. Šioje sienoje atsiveria klausos vamzdelio būgninė anga, kurioje yra kaulinės ir kremzlinės dalys. Kaulinė dalis yra klausos vamzdelio, kuris yra apatinė raumenų ir kiaušintakių kanalo dalis, pusiau kanalas. Viršutiniame hemikanale yra raumuo, kuris įtempia ausies būgnelį.

Vidinė ausis yra smilkininio kaulo piramidėje tarp būgninės ertmės ir vidinio klausos kanalo. Tai siaurų kaulų ertmių (labirintų) sistema, kurioje yra receptorių aparatai, kurie suvokia garsą ir kūno padėties pokyčius.

Kaulų ertmėse, išklotose perioste, yra membraninis labirintas, atkartojantis kaulo labirinto formą. Tarp membraninio labirinto ir kaulų sienelių yra siauras tarpas – perilimfatinė erdvė, užpildyta skysčiu – perilimfa.

Kaulinis labirintas susideda iš vestibiulio, trijų pusapvalių kanalų ir sraigės. Kaulinis vestibiulis turi ovalo formos ertmę, susisiekiančią su pusapvaliais kanalais. Kaulinio prieangio šoninėje sienelėje yra ovalo formos prieškambario langas, uždarytas laiptelių pagrindu. Sraigės pradžios lygyje yra apvalus sraigės langelis, padengtas elastine plėvele.Trys kauliniai pusapvaliai kanalai yra trijose viena kitai statmenose plokštumose. Priekinis pusapvalis kanalas yra sagitalinėje plokštumoje, šoninis kanalas yra horizontalioje plokštumoje, o užpakalinis kanalas yra priekinėje plokštumoje. Kiekvienas pusapvalis kanalas turi dvi kojeles, iš kurių viena (ampulinis kaulo pedikulas) suformuoja tęsinį – ampulę – prieš tekant į vestibiulį. Priekinių ir užpakalinių pusapvalių kanalų žiedkočiai susijungia ir sudaro bendrą kaulinį kotelį, todėl į prieangį su penkiomis angomis atsiveria trys kanalai.

Kaulinė sraigė turi 2,5 suktuko aplink horizontaliai gulintį kotą. Aplink strypą tarsi varžtas susukta kaulo spiralinė plokštelė, perverta plonų kanalėlių.Per šiuos kanalėlius praeina vestibulokochlearinio nervo kochlearinės dalies skaidulos. Plokštelės apačioje yra spiralinis kanalas, kuriame yra spiralinis nervinis ganglijas. Plokštelė kartu su prie jos jungiančiu membraniniu kochleariniu lataku padalija sraigės kanalo ertmę į dvi spirališkai susisukusias ertmes – skales (vestibiuliarinę ir būgninę), susisiekiančias viena su kita sraigės kupolo srityje.

Plėvinio labirinto sienas sudaro jungiamasis audinys. Plėvinis labirintas užpildytas skysčiu - endolimfa, kuri teka per endolimfinį lataką, einantį vestibiulio akveduku, į endolimfinį maišelį, esantį kietosios žarnos storyje piramidės užpakaliniame paviršiuje. Iš perilimfinės erdvės perilimfa teka perilimfiniu lataku, einanti kochleariniu kanalu į subarachnoidinį tarpą apatiniame smilkinkaulio piramidės paviršiuje.