Dopo aver considerato la teoria della propagazione e i meccanismi attraverso i quali si originano le onde sonore, è utile comprendere come il suono viene “interpretato” o percepito dall’uomo. Un organo accoppiato, l'orecchio, è responsabile della percezione delle onde sonore nel corpo umano. Orecchio umano- molto organo complesso, che è responsabile di due funzioni: 1) percepisce gli impulsi sonori 2) funge da apparato vestibolare dell'intero corpo umano, determina la posizione del corpo nello spazio e dona la capacità vitale di mantenere l'equilibrio. Media orecchio umano in grado di catturare vibrazioni da 20 a 20.000 Hz, tuttavia, ci sono deviazioni verso l'alto o verso il basso. Idealmente, la gamma di frequenza udibile è compresa tra 16 e 20.000 Hz, che corrisponde anche a una lunghezza d'onda di 16 m - 20 cm. L'orecchio è diviso in tre componenti: orecchio esterno, medio e interno. Ognuna di queste "divisioni" svolge la propria funzione, ma tutte e tre le divisioni sono strettamente collegate tra loro e in realtà si trasmettono le onde sonore.

Orecchio esterno (esterno).

L'orecchio esterno è costituito dal padiglione auricolare e dal canale uditivo esterno. Il padiglione auricolare è una cartilagine elastica di forma complessa, ricoperta di pelle. Nella parte inferiore del padiglione auricolare c'è un lobo costituito da tessuto adiposo ed è anch'esso ricoperto di pelle. Il padiglione auricolare funge da ricevitore delle onde sonore provenienti dallo spazio circostante. Forma speciale la struttura del padiglione auricolare consente di catturare meglio i suoni, soprattutto quelli di gamma media intervallo di frequenze, responsabile della trasmissione delle informazioni vocali. Questo fatto è in gran parte dovuto necessità evolutiva, poiché una persona trascorre la maggior parte della sua vita in comunicazione orale con rappresentanti della sua specie. Il padiglione auricolare umano è praticamente immobile, a differenza di un gran numero di rappresentanti delle specie animali, che utilizzano i movimenti dell'orecchio per sintonizzarsi con maggiore precisione sulla sorgente sonora.

Le pieghe del padiglione auricolare umano sono progettate in modo tale da introdurre correzioni (piccole distorsioni) relative alla posizione verticale e orizzontale della sorgente sonora nello spazio. È grazie a questa caratteristica unica che una persona è in grado di determinare abbastanza chiaramente la posizione di un oggetto nello spazio rispetto a se stessa, guidata solo dal suono. Questa caratteristica è nota anche con il termine "localizzazione del suono". La funzione principale del padiglione auricolare è catturare quanto più possibile più suoni nella gamma di frequenze udibili. L'ulteriore destino delle onde sonore "catturate" viene deciso nel condotto uditivo, la cui lunghezza è di 25-30 mm. In esso, la parte cartilaginea del padiglione auricolare esterno passa nell'osso e la superficie cutanea del condotto uditivo è dotata di ghiandole sebacee e solforose. Alla fine del condotto uditivo si trova un timpano elastico, al quale arrivano le vibrazioni delle onde sonore, provocando così le sue vibrazioni di risposta. Il timpano, a sua volta, trasmette le vibrazioni risultanti all'orecchio medio.

Orecchio medio

Le vibrazioni trasmesse dal timpano entrano in un’area dell’orecchio medio chiamata “regione timpanica”. Si tratta di un'area del volume di circa un centimetro cubo in cui si trovano tre ossicini uditivi: martello, incudine e staffa. Sono questi elementi “intermedi” che svolgono la funzione più importante: trasmettere le onde sonore all’orecchio interno e contemporaneamente amplificarle. Gli ossicini uditivi rappresentano una catena estremamente complessa di trasmissione del suono. Tutte e tre le ossa sono strettamente collegate tra loro, così come al timpano, grazie al quale le vibrazioni vengono trasmesse “lungo la catena”. Sulla strada per la zona orecchio interno vi è una finestra del vestibolo, che è ostruita dalla base della staffa. Per equalizzare la pressione su entrambi i lati del timpano (ad esempio, in caso di variazioni della pressione esterna), la zona dell'orecchio medio è collegata al rinofaringe attraverso tromba d'Eustachio. Conosciamo tutti l'effetto delle orecchie chiuse, che si verifica proprio a causa di una regolazione così precisa. Dall'orecchio medio vibrazioni sonore, già amplificati, ricadono nella zona dell'orecchio interno, la più complessa e sensibile.

Orecchio interno

La forma più complessa è l'orecchio interno, chiamato per questo motivo labirinto. Labirinto osseo include: vestibolo, coclea e canali semicircolari, nonché l'apparato vestibolare, responsabile dell'equilibrio. La coclea è direttamente correlata all'udito in questo contesto. La coclea è un canale membranoso a forma di spirale riempito di liquido linfatico. All'interno, il canale è diviso in due parti da un'altra partizione membranosa chiamata "membrana principale". Questa membrana è costituita da fibre di varia lunghezza ( numero totale più di 24.000), tese come corde, ciascuna corda risuona con il proprio suono specifico. Il canale è diviso da una membrana in scala superiore e inferiore, comunicanti all'apice della coclea. All'estremità opposta, il canale si collega all'apparato recettore dell'analizzatore uditivo, che è ricoperto da minuscole cellule ciliate. Questo apparecchio per l'analisi dell'udito è anche chiamato “Organo di Corti”. Quando le vibrazioni provenienti dall'orecchio medio entrano nella coclea, anche il fluido linfatico che riempie il canale inizia a vibrare, trasmettendo le vibrazioni alla membrana principale. In questo momento entra in azione l'apparato dell'analizzatore uditivo, le cui cellule ciliate, disposte su più file, trasformano le vibrazioni sonore in impulsi elettrici “nervosi”, che nervo uditivo trasmesso alla zona temporale della corteccia cerebrale. In un modo così complesso e elaborato, una persona alla fine sentirà il suono desiderato.

Caratteristiche della percezione e della formazione del linguaggio

Il meccanismo di formazione del linguaggio si è formato negli esseri umani durante l'intero stadio evolutivo. Il significato di questa capacità è trasmettere informazioni verbali e non verbali. Il primo porta con sé un carico verbale e semantico, il secondo è responsabile della trasmissione della componente emotiva. Il processo di creazione e percezione del discorso comprende: formulazione del messaggio; codifica in elementi secondo le regole della lingua esistente; azioni neuromuscolari transitorie; movimenti delle corde vocali; emissione di un segnale acustico; Successivamente entra in azione l'ascoltatore che effettua: analisi spettrale del segnale acustico ricevuto e selezione delle caratteristiche acustiche nel sistema uditivo periferico, trasmissione delle caratteristiche selezionate tramite reti neurali, riconoscimento del codice della lingua (analisi linguistica), comprensione del significato del messaggio.
L'apparato per la generazione di segnali vocali può essere paragonato a un complesso strumento a fiato, ma la versatilità e flessibilità di configurazione e la capacità di riprodurre le più piccole sottigliezze e dettagli non hanno analoghi in natura. Il meccanismo di formazione della voce è costituito da tre componenti inestricabili:

1. Generatore- polmoni come serbatoio di volume d'aria. L'energia dell'eccesso di pressione viene immagazzinata nei polmoni, poi attraverso il canale escretore, con l'aiuto del sistema muscolare, questa energia viene eliminata attraverso la trachea collegata alla laringe. In questa fase il flusso d'aria viene interrotto e modificato;
2. vibratore- è costituito da corde vocali. Il flusso è influenzato anche da getti d'aria turbolenti (creando toni di bordo) e da sorgenti pulsate (esplosioni);
3. Risonatore- comprende cavità risonanti di forma geometrica complessa (faringe, cavità orali e nasali).

La totalità della disposizione individuale di questi elementi forma il timbro unico e individuale della voce di ogni persona individualmente.

L'energia della colonna d'aria viene generata nei polmoni, che creano un certo flusso d'aria durante l'inspirazione e l'espirazione a causa della differenza di pressione atmosferica e intrapolmonare. Il processo di accumulo energetico avviene attraverso l'inspirazione, il processo di rilascio è caratterizzato dall'espirazione. Ciò avviene grazie alla compressione ed espansione del torace, che viene effettuata con l'aiuto di due gruppi muscolari: intercostale e diaframma; con la respirazione profonda e il canto si contraggono anche i muscoli della stampa addominale, del torace e del collo. Quando inspiri, il diaframma si contrae e si abbassa, la contrazione dei muscoli intercostali esterni solleva le costole e le sposta lateralmente e lo sterno in avanti. Un aumento del torace porta ad un calo della pressione all'interno dei polmoni (rispetto alla pressione atmosferica) e questo spazio viene rapidamente riempito d'aria. Quando espiri, i muscoli si rilassano di conseguenza e tutto ritorna al suo stato precedente ( gabbia toracica ritorna al suo stato originale a causa della propria gravità, il diaframma si alza, il volume dei polmoni precedentemente espansi diminuisce, la pressione intrapolmonare aumenta). L'inalazione può essere descritta come un processo che richiede dispendio energetico (attivo); l'espirazione è un processo di accumulo di energia (passivo). Il controllo del processo di respirazione e formazione del linguaggio avviene inconsciamente, ma quando si canta, il controllo della respirazione richiede un approccio consapevole e un allenamento aggiuntivo a lungo termine.

La quantità di energia che viene successivamente spesa per la formazione della parola e della voce dipende dal volume dell'aria immagazzinata e dalla quantità di pressione aggiuntiva nei polmoni. La pressione massima sviluppata da un cantante d'opera addestrato può raggiungere 100-112 dB. Modulazione flusso d'aria vibrazione delle corde vocali e creazione di un'eccessiva pressione subfaringea, questi processi si verificano nella laringe, che è una sorta di valvola situata all'estremità della trachea. La valvola svolge una duplice funzione: protegge i polmoni da corpi estranei e li sostiene alta pressione. È la laringe che funge da fonte della parola e del canto. La laringe è un insieme di cartilagini collegate da muscoli. La laringe ne ha abbastanza struttura complessa, il cui elemento principale è una coppia di corde vocali. Sono le corde vocali la principale (ma non l'unica) fonte di produzione della voce o "vibratore". Durante questo processo, le corde vocali iniziano a muoversi, accompagnate da attrito. Per proteggersi da ciò, viene secreta una speciale secrezione mucosa che agisce come un lubrificante. La formazione dei suoni del parlato è determinata dalle vibrazioni dei legamenti, che portano alla formazione di un flusso d'aria espirata dai polmoni ad un certo tipo di ampiezza caratteristica. Tra le corde vocali ci sono piccole cavità che fungono da filtri acustici e risonatori quando richiesto.

Caratteristiche della percezione uditiva, sicurezza dell'ascolto, soglie uditive, adattamento, corretto livello del volume

Come si può vedere dalla descrizione dell'edificio orecchio umano, questo organo è molto delicato e di struttura piuttosto complessa. Tenendo conto di questo fatto, non è difficile determinare che questo dispositivo estremamente delicato e sensibile presenta una serie di limitazioni, soglie, ecc. Il sistema uditivo umano è adattato per percepire suoni silenziosi, nonché suoni di media intensità. L'esposizione prolungata a suoni forti comporta cambiamenti irreversibili delle soglie uditive, così come altri problemi uditivi, inclusa la completa sordità. L'entità del danno è direttamente proporzionale al tempo di esposizione in un ambiente rumoroso. In questo momento entra in vigore anche il meccanismo di adattamento, vale a dire Sotto l'influenza di suoni forti e prolungati, la sensibilità diminuisce gradualmente, il volume percepito diminuisce e l'udito si adatta.

L'adattamento inizialmente cerca di proteggere gli organi uditivi da suoni troppo forti, tuttavia, è l'influenza di questo processo che molto spesso costringe una persona ad aumentare in modo incontrollabile il livello del volume del sistema audio. La protezione è realizzata grazie al lavoro del meccanismo dell'orecchio medio e interno: la staffa viene retratta dalla finestra ovale, proteggendo così dai suoni eccessivamente forti. Ma il meccanismo di protezione non è ideale e ha un ritardo temporale, che si attiva solo 30-40 ms dopo l'inizio dell'arrivo del suono. protezione completa non ancora raggiunto ad una durata di 150 ms. Il meccanismo di protezione si attiva quando il livello del volume supera gli 85 dB, mentre la protezione stessa arriva fino a 20 dB.
Il più pericoloso, in questo caso, può essere considerato il fenomeno dello “spostamento della soglia uditiva”, che di solito si verifica nella pratica a seguito di un'esposizione prolungata a suoni forti superiori a 90 dB. Il processo di ripristino del sistema uditivo dopo tali effetti dannosi può durare fino a 16 ore. Lo spostamento della soglia inizia già a un livello di intensità di 75 dB e aumenta proporzionalmente all'aumentare del livello del segnale.

Quando si considera il problema del corretto livello di intensità del suono, la cosa peggiore da considerare è il fatto che i problemi (acquisiti o congeniti) associati all'udito sono praticamente incurabili nella nostra epoca di medicina abbastanza avanzata. Tutto ciò dovrebbe indurre qualsiasi persona sana di mente a pensare a prendersi cura del proprio udito, a patto, ovviamente, di preservarne l'integrità originaria e la capacità di ascoltare l'intera gamma di frequenze il più a lungo possibile. Fortunatamente, tutto non è così spaventoso come potrebbe sembrare a prima vista e, seguendo una serie di precauzioni, puoi facilmente preservare l'udito anche in età avanzata. Prima di considerare queste misure, è necessario ricordare una caratteristica importante percezione uditiva persona. L'apparecchio acustico percepisce i suoni in modo non lineare. Questo fenomeno è il seguente: se immaginiamo una frequenza di un tono puro, ad esempio 300 Hz, allora la non linearità appare quando i sovratoni di questa frequenza fondamentale appaiono nel padiglione auricolare secondo il principio logaritmico (se la frequenza fondamentale è considerata f, quindi gli armonici della frequenza saranno 2f, 3f ecc. in ordine crescente). Questa non linearità è anche più facile da comprendere ed è familiare a molti sotto questo nome "distorsioni non lineari". Poiché tali armoniche (sovratoni) non compaiono nel tono puro originale, risulta che l'orecchio stesso apporta le proprie correzioni e sovratoni al suono originale, ma possono essere determinati solo come distorsioni soggettive. A livelli di intensità inferiori a 40 dB non si verifica alcuna distorsione soggettiva. All'aumentare dell'intensità da 40 dB, il livello delle armoniche soggettive inizia ad aumentare, ma anche a livello di 80-90 dB il loro contributo negativo al suono è relativamente piccolo (pertanto, questo livello di intensità può essere considerato condizionatamente una sorta di “ sezione aurea” in campo musicale).

Sulla base di queste informazioni, puoi facilmente determinare un livello di volume sicuro e accettabile che non danneggerà gli organi uditivi e allo stesso tempo consentirà di ascoltare assolutamente tutte le caratteristiche e i dettagli del suono, ad esempio, nel caso di lavorare con un sistema “hi-fi”. Questo livello di "media aurea" è di circa 85-90 dB. È a questa intensità sonora che è possibile sentire tutto ciò che è contenuto nel percorso audio, riducendo al minimo il rischio di danni prematuri e di perdita dell'udito. Un livello di volume di 85 dB può essere considerato quasi completamente sicuro. Per capire quali sono i pericoli dell'ascolto ad alto volume e perché un livello di volume troppo basso non consente di sentire tutte le sfumature del suono, esaminiamo questo problema in modo più dettagliato. Per quanto riguarda i bassi livelli di volume, la mancanza di opportunità (ma più spesso desiderio soggettivo) di ascoltare la musica a bassi livelliè dovuto ai seguenti motivi:

1. Nonlinearità della percezione uditiva umana;
2. Caratteristiche della percezione psicoacustica, che saranno discusse separatamente.

La non linearità della percezione uditiva discussa sopra ha un effetto significativo a qualsiasi volume inferiore a 80 dB. In pratica sembra nel seguente modo: Se si accende la musica a un livello basso, ad esempio 40 dB, si sentirà più chiaramente la gamma di frequenze medie della composizione musicale, che si tratti della voce dell'esecutore o degli strumenti che suonano in questa gamma. Allo stesso tempo, ci sarà una chiara mancanza di frequenze basse e alte, dovuta proprio alla non linearità della percezione e anche al fatto che frequenze diverse suonano a volumi diversi. È quindi ovvio che per poter percepire pienamente l'insieme dell'immagine, il livello di intensità della frequenza deve essere allineato il più possibile ad un unico valore. Nonostante il fatto che anche a un livello di volume di 85-90 dB non vi sia un'equalizzazione ideale del volume delle diverse frequenze, il livello diventa accettabile per il normale ascolto quotidiano. Più basso è il volume, più chiaramente sarà percepita dall'orecchio la caratteristica non linearità, ovvero la sensazione di assenza della giusta quantità di frequenze alte e basse. Allo stesso tempo, si scopre che con tale non linearità è impossibile parlare seriamente della riproduzione del suono "hi-fi" ad alta fedeltà, perché in questa particolare situazione la precisione dell'immagine sonora originale sarà estremamente bassa.

Se si approfondiscono questi risultati, diventa chiaro perché l'ascolto della musica a un volume basso, sebbene il più sicuro dal punto di vista della salute, è estremamente negativo per l'orecchio a causa della creazione di immagini chiaramente non plausibili di strumenti musicali e voci e la mancanza di scala del palcoscenico. In generale, la riproduzione di musica tranquilla può essere utilizzata come accompagnamento di sottofondo, ma è del tutto controindicato l'ascolto di alta qualità "hi-fi" a basso volume, per i motivi sopra menzionati dell'impossibilità di creare immagini naturalistiche della scena sonora, che è stata formato dal tecnico del suono in studio, in fase di registrazione del suono. Ma non solo il volume basso introduce alcune restrizioni sulla percezione del suono finale; la situazione è molto peggiore con l'aumento del volume. È possibile e abbastanza semplice danneggiare l'udito e ridurre significativamente la sensibilità se si ascolta musica a livelli superiori a 90 dB per lungo tempo. Questi dati si basano su un gran numero di studi medici, che concludono che il suono superiore a 90 dB causa danni reali e quasi irreparabili alla salute. Il meccanismo di questo fenomeno risiede nella percezione uditiva e nelle caratteristiche strutturali dell'orecchio. Quando entra un'onda sonora con un'intensità superiore a 90 dB Canale uditivo, entrano in gioco gli organi dell'orecchio medio, provocando un fenomeno chiamato adattamento uditivo.

Il principio di ciò che accade in questo caso è questo: la staffa viene allontanata dalla finestra ovale e protegge l'orecchio interno dai suoni troppo forti. Questo processo si chiama riflesso acustico. All'orecchio questo viene percepito come una diminuzione della sensibilità a breve termine, che può essere familiare a chiunque abbia assistito, ad esempio, a concerti rock nei club. Dopo un tale concerto, si verifica una diminuzione a breve termine della sensibilità, che dopo un certo periodo di tempo viene ripristinata al livello precedente. Tuttavia, il ripristino della sensibilità non avviene sempre e dipende direttamente dall’età. Dietro tutto questo c'è grande pericolo ascolto ad alto volume di musica e altri suoni, la cui intensità supera i 90 dB. L'insorgenza di un riflesso acustico non è l'unico pericolo “visibile” di perdita della sensibilità uditiva. In caso di esposizione prolungata a suoni troppo forti, i peli situati nella zona dell'orecchio interno (che rispondono alle vibrazioni) diventano molto deviati. In questo caso, si verifica l'effetto che i capelli responsabili della percezione di una certa frequenza vengono deviati sotto l'influenza di vibrazioni sonore di elevata ampiezza. Ad un certo punto, tali capelli potrebbero deviare troppo e non poter tornare indietro. Ciò causerà una corrispondente perdita di sensibilità ad una frequenza specifica!

La cosa peggiore di tutta questa situazione è che le malattie dell'orecchio sono praticamente incurabili, anche con i metodi più moderni conosciuti dalla medicina. Tutto ciò porta ad alcune conclusioni serie: il suono superiore a 90 dB è pericoloso per la salute ed è quasi garantito che causi una perdita prematura dell'udito o una significativa diminuzione della sensibilità. Ciò che è ancora più spiacevole è che la proprietà di adattamento, menzionata in precedenza, entra in gioco nel tempo. Questo processo negli organi uditivi umani avviene in modo quasi impercettibile, ad es. una persona che sta lentamente perdendo sensibilità ha una probabilità prossima al 100% di non accorgersene finché le persone che la circondano non prestano attenzione alle continue domande ripetute, come: "Cosa hai appena detto?" La conclusione alla fine è estremamente semplice: quando si ascolta la musica è di vitale importanza non consentire livelli di intensità sonora superiori a 80-85 dB! C'è anche un lato positivo in questo: il livello del volume di 80-85 dB corrisponde approssimativamente al livello della registrazione musicale in uno studio. È qui che nasce il concetto di “Golden Mean”, al di sopra del quale è meglio non salire se i problemi di salute sono di qualche importanza.

Anche ascoltare musica per un breve periodo ad un livello di 110-120 dB può causare problemi all'udito, ad esempio durante un concerto dal vivo. Ovviamente a volte è impossibile o molto difficile evitarlo, ma è estremamente importante provare a farlo per mantenere l'integrità della percezione uditiva. Teoricamente, l’esposizione a breve termine a suoni forti (non superiori a 120 dB), anche prima della comparsa dell’“affaticamento uditivo”, non porta a gravi conseguenze negative. Ma in pratica, di solito si verificano casi di esposizione prolungata a suoni di tale intensità. Le persone diventano assordate senza rendersi conto della portata del pericolo in macchina mentre ascoltano un sistema audio, a casa in condizioni simili o nelle cuffie di un lettore portatile. Perché succede questo e cosa costringe il suono a diventare sempre più forte? Ci sono due risposte a questa domanda: 1) L'influenza della psicoacustica, di cui parleremo separatamente; 2) Il bisogno costante di “urlare” alcuni suoni esterni con il volume della musica. Il primo aspetto del problema è piuttosto interessante e verrà discusso in dettaglio più avanti, ma il secondo lato del problema porta più a pensieri e conclusioni negativi su un'errata comprensione dei veri fondamenti del corretto ascolto del suono della classe hi-fi.

Senza entrare nello specifico, la conclusione generale sull'ascolto della musica e sul volume corretto è la seguente: l'ascolto della musica dovrebbe avvenire a livelli di intensità sonora non superiori a 90 dB, non inferiori a 80 dB in una stanza in cui suoni estranei provenienti dall'esterno fonti (come ad esempio: conversazioni dei vicini e altri rumori dietro il muro dell'appartamento; rumori della strada e rumori tecnici se si è in macchina, ecc.). Vorrei sottolineare una volta per tutte che proprio rispettando requisiti probabilmente così rigorosi sarà possibile raggiungere il tanto atteso equilibrio del volume, che non causerà danni prematuri e indesiderati agli organi uditivi e porterà anche un vero piacere ascoltando i tuoi cari opere musicali con i più piccoli dettagli sonori alle alte e basse frequenze e la precisione che il concetto stesso di suono “hi-fi” persegue.

Psicoacustica e caratteristiche della percezione

Per rispondere in modo più completo ad alcuni domande importanti Per quanto riguarda la percezione umana finale delle informazioni sonore, esiste un'intera sezione della scienza che studia una grande varietà di tali aspetti. Questa sezione si chiama "psicoacustica". Il fatto è che la percezione uditiva non termina solo con il funzionamento degli organi uditivi. Dopo la percezione diretta del suono da parte dell'organo dell'udito (orecchio), entra in gioco il meccanismo più complesso e poco studiato per analizzare le informazioni ricevute; questo è interamente responsabilità del cervello umano, che è progettato in modo tale che durante il funzionamento genera onde di una certa frequenza, anch'esse indicate in Hertz (Hz). Varie frequenze le onde cerebrali corrispondono a determinati stati umani. Pertanto, si scopre che l'ascolto della musica aiuta a cambiare la sintonizzazione della frequenza del cervello, e questo è importante da considerare quando si ascoltano composizioni musicali. Sulla base di questa teoria esiste anche un metodo di terapia del suono che influenza direttamente lo stato mentale di una persona. Esistono cinque tipi di onde cerebrali:

1. Onde Delta (onde inferiori a 4 Hz). Corrisponde ad uno stato di sonno profondo senza sogni, mentre vi è completa assenza di sensazioni corporee.
2. Onde Theta (onde 4-7 Hz). Stato di sonno o meditazione profonda.
3. Onde alfa (onde 7-13 Hz). Stato di rilassamento e rilassamento durante la veglia, sonnolenza.
4. Onde beta (onde 13-40 Hz). Stato di attività, pensiero quotidiano e attività mentale, eccitazione e cognizione.
5. Onde gamma (onde superiori a 40 Hz). Uno stato di intensa attività mentale, paura, eccitazione e consapevolezza.

La psicoacustica, come branca della scienza, cerca risposte alle domande più interessanti riguardanti la percezione umana finale delle informazioni sonore. Durante lo studio di questo processo, viene rivelato un numero enorme di fattori, la cui influenza si verifica invariabilmente sia nel processo di ascolto della musica, sia in qualsiasi altro caso di elaborazione e analisi di qualsiasi informazione sonora. La psicoacustica esamina quasi tutte le diversità possibili influenze a cominciare da quello emotivo e stato mentale una persona al momento dell'ascolto, per finire con le caratteristiche strutturali delle corde vocali (se parliamo delle peculiarità della percezione di tutte le sottigliezze della performance vocale) e il meccanismo per convertire il suono in impulsi elettrici del cervello. Il più interessante e, soprattutto fattori importanti(che sono di vitale importanza da considerare ogni volta che ascolti le tue composizioni musicali preferite, così come quando costruisci un sistema audio professionale) saranno discussi ulteriormente.

Il concetto di consonanza, consonanza musicale

La struttura del sistema uditivo umano è unica principalmente nel meccanismo di percezione del suono, nella non linearità del sistema uditivo e nella capacità di raggruppare i suoni in base all'altezza con un grado di precisione abbastanza elevato. La caratteristica più interessante della percezione è la non linearità del sistema uditivo, che si manifesta sotto forma di comparsa di armoniche aggiuntive inesistenti (nel tono fondamentale), particolarmente spesso manifestate in persone con tono musicale o assoluto. Se ci fermiamo più in dettaglio e analizziamo tutte le sottigliezze della percezione del suono musicale, allora è possibile distinguere facilmente i concetti di "consonanza" e "dissonanza" di vari accordi e intervalli sonori. Concetto "consonanza"è definito come un suono consonante (dal francese “accordo”), e di conseguenza viceversa, "dissonanza"- suono discordante, discordante. Nonostante la varietà di diverse interpretazioni di questi concetti, le caratteristiche degli intervalli musicali, è più conveniente utilizzare la decodificazione “musicale-psicologica” dei termini: consonanzaè definito e sentito da una persona come un suono piacevole, confortevole, morbido; dissonanza d'altro canto, può essere caratterizzato come un suono che provoca irritazione, ansia e tensione. Tale terminologia è di natura leggermente soggettiva e inoltre, nel corso della storia dello sviluppo della musica, intervalli completamente diversi sono stati presi come “consonanti” e viceversa.

Al giorno d'oggi, questi concetti sono anche difficili da percepire in modo inequivocabile, poiché esistono differenze tra persone con preferenze e gusti musicali diversi e non esiste un concetto di armonia generalmente accettato e concordato. La base psicoacustica per la percezione dei vari intervalli musicali come consonanti o dissonanti dipende direttamente dal concetto di “banda critica”. Banda critica- questa è una certa larghezza di banda all'interno della quale le sensazioni uditive cambiano radicalmente. La larghezza delle bande critiche aumenta proporzionalmente all'aumentare della frequenza. Pertanto la sensazione di consonanze e dissonanze è direttamente correlata alla presenza di bande critiche. L'organo uditivo umano (orecchio), come accennato in precedenza, svolge il ruolo di filtro passa-banda in una certa fase dell'analisi delle onde sonore. Questo ruolo è assegnato alla membrana basilare, sulla quale si trovano 24 bande critiche con ampiezze dipendenti dalla frequenza.

Pertanto, la consonanza e l'incoerenza (consonanza e dissonanza) dipendono direttamente dalla risoluzione del sistema uditivo. Si scopre che se due toni diversi suonano all'unisono o la differenza di frequenza è zero, allora questa è una consonanza perfetta. La stessa consonanza si verifica se la differenza di frequenza è maggiore della banda critica. La dissonanza si verifica solo quando la differenza di frequenza è compresa tra il 5% e il 50% della banda critica. Il massimo grado di dissonanza in un dato segmento è udibile se la differenza è pari a un quarto della larghezza della banda critica. Sulla base di ciò, è facile analizzare qualsiasi registrazione musicale mista e combinazione di strumenti per consonanza o dissonanza del suono. Non è difficile indovinare quale ruolo importante giochino in questo caso l'ingegnere del suono, lo studio di registrazione e gli altri componenti della traccia audio digitale o analogica finale, e tutto questo anche prima di tentare di riprodurla su un apparecchio di riproduzione del suono.

Localizzazione del suono

Il sistema di udito binaurale e localizzazione spaziale aiuta una persona a percepire la pienezza dell'immagine sonora spaziale. Questo meccanismo di percezione è realizzato attraverso due ricevitori uditivi e due canali uditivi. L'informazione sonora che arriva attraverso questi canali viene successivamente elaborata nella parte periferica del sistema uditivo e sottoposta ad analisi spettrotemporale. Inoltre, queste informazioni vengono trasmesse alle parti superiori del cervello, dove viene confrontata la differenza tra i segnali sonori sinistro e destro e si forma un'unica immagine sonora. Questo meccanismo descritto si chiama udito binaurale. Grazie a ciò, una persona ha le seguenti capacità uniche:

1) localizzazione dei segnali sonori provenienti da una o più fonti, formando così un'immagine spaziale della percezione del campo sonoro
2) separazione dei segnali provenienti da sorgenti diverse
3) evidenziare alcuni segnali sullo sfondo di altri (ad esempio, isolare il parlato e la voce dal rumore o dal suono degli strumenti)

La localizzazione spaziale è facile da osservare con un semplice esempio. In un concerto, con un palco e un certo numero di musicisti su di esso ad una certa distanza l'uno dall'altro, puoi facilmente (se lo desideri, anche chiudendo gli occhi) determinare la direzione di arrivo del segnale sonoro di ciascuno strumento, valutare la profondità e la spazialità del campo sonoro. Allo stesso modo, viene apprezzato un buon sistema hi-fi, capace di “riprodurre” in modo affidabile tali effetti di spazialità e localizzazione, così di fatto “ingannando” il cervello facendogli sentire una piena presenza durante l'esibizione dal vivo del proprio artista preferito. La localizzazione di una sorgente sonora è solitamente determinata da tre fattori principali: tempo, intensità e spettrale. Indipendentemente da questi fattori, esistono numerosi modelli che possono essere utilizzati per comprendere le nozioni di base relative alla localizzazione del suono.

Il maggiore effetto di localizzazione percepito dall'udito umano è nella regione delle frequenze medie. Allo stesso tempo, è quasi impossibile determinare la direzione dei suoni con frequenze superiori a 8000 Hz e inferiori a 150 Hz. Quest'ultimo fatto è particolarmente utilizzato nei sistemi hi-fi e home theater quando si sceglie la posizione del subwoofer (sezione delle basse frequenze), la cui posizione nella stanza, a causa della mancanza di localizzazione delle frequenze inferiori a 150 Hz, è praticamente irrilevante, e l'ascoltatore ha comunque un'immagine olistica della scena sonora. La precisione della localizzazione dipende dalla posizione della sorgente della radiazione delle onde sonore nello spazio. Pertanto, la massima precisione di localizzazione del suono si osserva sul piano orizzontale, raggiungendo un valore di 3°. Sul piano verticale, il sistema uditivo umano è molto peggiore nel determinare la direzione della sorgente; la precisione in questo caso è di 10-15° (a causa della struttura specifica delle orecchie e della geometria complessa). La precisione della localizzazione varia leggermente a seconda dell'angolo degli oggetti che emettono il suono nello spazio rispetto all'ascoltatore e l'effetto finale è influenzato anche dal grado di diffrazione delle onde sonore dalla testa dell'ascoltatore. Va inoltre notato che i segnali a banda larga sono localizzati meglio del rumore a banda stretta.

Molto più interessante è la situazione con la determinazione della profondità del suono direzionale. Ad esempio, una persona può determinare la distanza da un oggetto tramite il suono, tuttavia ciò accade in misura maggiore a causa dei cambiamenti nella pressione sonora nello spazio. In genere, più l'oggetto è lontano dall'ascoltatore, maggiore è l'attenuazione delle onde sonore spazio libero(all'interno si aggiunge l'influenza delle onde sonore riflesse). Possiamo quindi concludere che la precisione della localizzazione è maggiore in un ambiente chiuso proprio a causa della presenza di riverbero. Le onde riflesse che si verificano in spazi chiusi consentono di creare effetti interessanti come l'espansione del palcoscenico sonoro, l'avvolgimento, ecc. Questi fenomeni sono possibili proprio grazie alla sensibilità della localizzazione tridimensionale del suono. Le principali dipendenze che determinano la localizzazione orizzontale del suono: 1) la differenza nel tempo di arrivo dell'onda sonora nell'orecchio sinistro e destro; 2) differenze di intensità dovute alla diffrazione sulla testa dell'ascoltatore. Per determinare la profondità del suono, sono importanti la differenza nel livello di pressione sonora e la differenza nella composizione spettrale. Anche la localizzazione sul piano verticale dipende fortemente dalla diffrazione nel padiglione auricolare.

La situazione è più complicata con i moderni sistemi audio surround basati sulla tecnologia dolby surround e analoghi. Sembrerebbe che i principi della costruzione dei sistemi home theater regolino chiaramente il metodo per ricreare un'immagine spaziale abbastanza naturalistica del suono 3D con il volume intrinseco e la localizzazione delle fonti virtuali nello spazio. Tuttavia, non tutto è così banale, poiché i meccanismi stessi di percezione e localizzazione di un gran numero di sorgenti sonore di solito non vengono presi in considerazione. La trasformazione del suono da parte degli organi dell'udito comporta il processo di aggiunta di segnali provenienti da fonti diverse che arrivano a orecchie diverse. Inoltre, se la struttura di fase di suoni diversi è più o meno sincrona, tale processo viene percepito dall'orecchio come un suono proveniente da un'unica fonte. Ci sono anche una serie di difficoltà, tra cui le peculiarità del meccanismo di localizzazione, che rende difficile determinare con precisione la direzione della sorgente nello spazio.

Alla luce di quanto sopra, il compito più difficile diventa la separazione dei suoni provenienti da fonti diverse, soprattutto se queste diverse fonti riproducono un segnale di ampiezza e frequenza simile. E questo è esattamente ciò che accade in pratica in qualsiasi moderno sistema audio surround, e anche in un sistema stereo convenzionale. Quando una persona ascolta un gran numero di suoni provenienti da fonti diverse, il primo passo è determinare se ciascun suono specifico appartiene alla fonte che lo crea (raggruppamento per frequenza, altezza, timbro). E solo nella seconda fase l'udito cerca di localizzare la fonte. Successivamente, i suoni in arrivo vengono suddivisi in flussi in base alle caratteristiche spaziali (differenza nel tempo di arrivo dei segnali, differenza nell'ampiezza). In base alle informazioni ricevute si forma un'immagine uditiva più o meno statica e fissa, dalla quale è possibile determinare da dove proviene ogni specifico suono.

È molto conveniente seguire questi processi usando l'esempio di un normale palco, su cui sono fissati i musicisti. Allo stesso tempo, è molto interessante che se il cantante/interprete, occupando inizialmente una certa posizione sul palco, inizia a muoversi dolcemente sul palco in qualsiasi direzione, l'immagine uditiva precedentemente formata non cambierà! La determinazione della direzione del suono emanato dal cantante rimarrà soggettivamente la stessa, come se si trovasse nello stesso punto in cui si trovava prima di muoversi. Solo in caso di un improvviso cambiamento nella posizione dell’esecutore sul palco, l’immagine sonora formata verrà divisa. Oltre ai problemi discussi e alla complessità dei processi di localizzazione dei suoni nello spazio, nel caso dei sistemi audio surround multicanale, il processo di riverbero nell'ambiente di ascolto finale gioca un ruolo piuttosto importante. Questa dipendenza si osserva più chiaramente quando un gran numero di suoni riflessi provengono da tutte le direzioni: la precisione della localizzazione si deteriora in modo significativo. Se la saturazione energetica delle onde riflesse è maggiore (predominante) rispetto ai suoni diretti, il criterio di localizzazione in una stanza del genere diventa estremamente confuso ed è estremamente difficile (se non impossibile) parlare dell'accuratezza della determinazione di tali fonti.

Tuttavia in un ambiente fortemente riverberante avviene teoricamente la localizzazione; nel caso di segnali a banda larga l'udito è guidato dal parametro della differenza di intensità. In questo caso, la direzione viene determinata utilizzando la componente ad alta frequenza dello spettro. In qualsiasi stanza, la precisione della localizzazione dipenderà dal tempo di arrivo dei suoni riflessi dopo i suoni diretti. Se lo spazio tra questi segnali sonori è troppo piccolo, la “legge dell’onda diretta” inizia a lavorare per aiutare il sistema uditivo. L'essenza di questo fenomeno: se i suoni con un breve intervallo di ritardo provengono da direzioni diverse, la localizzazione dell'intero suono avviene in base al primo suono che arriva, ad es. l'orecchio ignora, in una certa misura, il suono riflesso se arriva troppo presto dopo il suono diretto. Effetto simile Si manifesta anche quando viene determinata la direzione dell'arrivo del suono sul piano verticale, ma in questo caso è molto più debole (a causa del fatto che la sensibilità del sistema uditivo alla localizzazione sul piano verticale è notevolmente peggiore).

L'essenza dell'effetto precedenza è molto più profonda ed è di natura psicologica piuttosto che fisiologica. Sono stati condotti numerosi esperimenti, sulla base dei quali è stata stabilita la dipendenza. Questo effetto si verifica principalmente quando il momento in cui si verifica l’eco, la sua ampiezza e direzione coincidono con alcune delle “aspettative” dell’ascoltatore su come l’acustica di una particolare stanza forma l’immagine sonora. Forse la persona ha già avuto esperienze di ascolto in questa stanza o in stanze simili, che predispongono il sistema uditivo al verificarsi dell'effetto di precedenza “atteso”. Per aggirare queste limitazioni inerenti all'udito umano, nel caso di più sorgenti sonore, vengono utilizzati vari trucchi e trucchi, con l'aiuto dei quali alla fine si forma una localizzazione più o meno plausibile di strumenti musicali/altre sorgenti sonore nello spazio. In generale, la riproduzione di immagini sonore stereo e multicanale si basa su un grande inganno e sulla creazione di un'illusione uditiva.

Quando due o numero maggiore I sistemi di altoparlanti (ad esempio 5.1 o 7.1, o anche 9.1) riproducono il suono da diversi punti della stanza, mentre l'ascoltatore sente suoni provenienti da fonti inesistenti o immaginarie, percependo un certo panorama sonoro. La possibilità di questo inganno risiede nelle caratteristiche biologiche del corpo umano. Molto probabilmente, una persona non ha avuto il tempo di adattarsi al riconoscimento di tale inganno a causa del fatto che i principi della riproduzione del suono "artificiale" sono apparsi relativamente di recente. Ma, sebbene il processo di creazione di una localizzazione immaginaria si sia rivelato possibile, l'implementazione è ancora lungi dall'essere perfetta. Il fatto è che l'orecchio percepisce davvero una sorgente sonora dove in realtà non esiste, ma la correttezza e l'accuratezza della trasmissione delle informazioni sonore (in particolare il timbro) è una grande domanda. Attraverso numerosi esperimenti in camere riverberanti reali e in camere anecoiche, si è stabilito che il timbro delle onde sonore provenienti da sorgenti reali e immaginarie è diverso. Ciò influisce principalmente sulla percezione soggettiva dell'intensità spettrale; il timbro in questo caso cambia in modo significativo ed evidente (se confrontato con un suono simile riprodotto da una sorgente reale).

Nel caso dei sistemi home theater multicanale, il livello di distorsione è notevolmente più elevato per diversi motivi: 1) Molti segnali sonori simili in ampiezza, frequenza e caratteristiche di fase arrivano simultaneamente da diverse sorgenti e direzioni (comprese le onde riflesse) a ciascun orecchio canale. Ciò porta ad una maggiore distorsione e alla comparsa del filtraggio a pettine. 2) Una forte separazione degli altoparlanti nello spazio (relativi tra loro; nei sistemi multicanale questa distanza può essere di diversi metri o più) contribuisce alla crescita delle distorsioni timbriche e della colorazione del suono nell'area della sorgente immaginaria. Di conseguenza, possiamo dire che la colorazione timbrica nei sistemi audio multicanale e surround in pratica si verifica per due ragioni: il fenomeno del filtraggio a pettine e l'influenza dei processi di riverbero in una particolare stanza. Se più sorgenti sono responsabili della riproduzione delle informazioni sonore (questo vale anche per un impianto stereo con due sorgenti), è inevitabile la comparsa di un effetto di “filtro a pettine”, causato dai diversi tempi di arrivo delle onde sonore su ciascun canale uditivo . Particolari irregolarità si osservano nella gamma medio-alta di 1-4 kHz.

7 febbraio 2018

Spesso le persone (anche coloro che sono esperti in materia) sperimentano confusione e difficoltà nel comprendere chiaramente come esattamente la gamma di frequenze del suono udito dagli esseri umani sia divisa in categorie generali (bassi, medi, alti) e in sottocategorie più ristrette (bassi superiori, medio-bassa e così via.). Allo stesso tempo, queste informazioni sono estremamente importanti non solo per gli esperimenti con l'audio dell'auto, ma anche utili per lo sviluppo generale. La conoscenza tornerà sicuramente utile durante l'installazione di un sistema audio di qualsiasi complessità e, soprattutto, aiuterà a valutare correttamente i punti di forza o lati deboli questo o quel sistema acustico o le sfumature dell'ambiente di ascolto della musica (nel nostro caso è più rilevante l'interno dell'auto), perché ha un impatto diretto sul suono finale. Se hai una buona e chiara comprensione a orecchio della predominanza di determinate frequenze nello spettro sonoro, puoi valutare facilmente e rapidamente il suono di una particolare composizione musicale, ascoltando chiaramente l'influenza dell'acustica della stanza sulla colorazione del suono , il contributo del sistema acustico stesso al suono e, più sottilmente, a risolvere tutte le sfumature, che è ciò a cui aspira l'ideologia del suono "hi-fi".

Divisione della gamma udibile in tre gruppi principali

La terminologia per la suddivisione dello spettro delle frequenze udibili ci è venuta in parte dal mondo musicale, in parte dal mondo scientifico e in vista generaleè familiare a quasi tutti. La divisione più semplice e comprensibile che può testare la gamma di frequenze del suono in generale è simile alla seguente:

• Basse frequenze. I limiti della gamma delle basse frequenze rientrano 10 Hz (limite inferiore) - 200 Hz (limite superiore). Il limite inferiore inizia proprio a 10 Hz, anche se nella visione classica una persona è in grado di sentire a partire da 20 Hz (tutto al di sotto rientra nella regione degli infrasuoni), i restanti 10 Hz possono ancora essere parzialmente udibili e possono essere percepiti anche tattilmente in il caso dei bassi profondi e persino l'influenza su atteggiamento psicologico persona.
  La gamma sonora a bassa frequenza ha la funzione di arricchimento, saturazione emotiva e risposta finale: se il calo nella parte a bassa frequenza dell'acustica o della registrazione originale è forte, ciò non influenzerà in alcun modo il riconoscimento di un suono. particolare composizione, melodia o voce, ma il suono sarà percepito come scarno, impoverito e mediocre, mentre soggettivamente sarà sempre più acuto in termini di percezione, poiché le frequenze medie e alte sporgeranno e prevarranno sullo sfondo dell'assenza di una buona regione dei bassi ricca.
  
  Un numero abbastanza elevato di strumenti musicali riproduce suoni nella gamma delle basse frequenze, comprese le voci maschili che possono scendere fino a 100 Hz. Lo strumento più pronunciato, che suona fin dall'inizio della gamma udibile (da 20 Hz), può essere tranquillamente chiamato organo a fiato.
• Medie frequenze. I limiti della gamma delle frequenze medie sono entro 200 Hz (limite inferiore) - 2400 Hz (limite superiore). La gamma media sarà sempre fondamentale, definendo e formando effettivamente la base del suono o della musica di una composizione, quindi la sua importanza è difficile da sopravvalutare.
  Ciò può essere spiegato in diversi modi, ma principalmente questa caratteristica la percezione uditiva umana è determinata dall'evoluzione: nel corso di molti anni della nostra formazione è successo che l'apparecchio acustico cattura in modo più acuto e chiaro la gamma delle frequenze medie, perché entro i suoi confini è discorso umano, ed è lo strumento principale per una comunicazione e una sopravvivenza efficaci. Ciò spiega anche una certa non linearità della percezione uditiva, sempre volta alla predominanza delle frequenze medie nell'ascolto della musica, perché il nostro apparecchio acustico è più sensibile a questa gamma e si adatta automaticamente ad essa, come se “amplificasse” maggiormente sullo sfondo di altri suoni.
  
  La maggioranza assoluta dei suoni, degli strumenti musicali o delle voci si trova nella gamma media, anche se viene interessata una gamma ristretta sopra o sotto, la gamma si estende di solito fino alla metà superiore o inferiore. Di conseguenza, le voci (sia maschili che femminili), così come quasi tutti gli strumenti conosciuti, come chitarra e altri archi, pianoforte e altre tastiere, strumenti a fiato, ecc., si trovano nella gamma delle frequenze medie.
• Alte frequenze. I limiti della gamma delle alte frequenze rientrano 2400 Hz (limite inferiore) - 30000 Hz (limite superiore). Il limite superiore, come nel caso della gamma delle basse frequenze, è alquanto arbitrario e anche individuale: la persona media non può sentire al di sopra di 20 kHz, ma ci sono persone rare con sensibilità fino a 30 kHz.
  Inoltre, un certo numero di armonici musicali possono teoricamente estendersi nella regione superiore a 20 kHz e, come è noto, gli armonici sono in ultima analisi responsabili del colore del suono e della percezione timbrica finale dell'immagine sonora complessiva. Frequenze ultrasoniche apparentemente “impercettibili” possono chiaramente influenzare lo stato psicologico di una persona, anche se non saranno udibili nel modo consueto. Diversamente, il ruolo delle alte frequenze, sempre per analogia con le basse frequenze, è più arricchente e complementare. Sebbene la gamma delle alte frequenze abbia un impatto molto maggiore sul riconoscimento di un particolare suono, sull'affidabilità e sulla conservazione del timbro originale, rispetto alla sezione delle basse frequenze. Le alte frequenze conferiscono ai brani musicali "ariosità", trasparenza, purezza e chiarezza.
  
  Molti strumenti musicali suonano anche nella gamma delle alte frequenze, comprese le voci che possono raggiungere la regione di 7000 Hz e oltre con l'aiuto di sovratoni e armoniche. Il gruppo di strumenti più pronunciato nel segmento delle alte frequenze sono gli archi e i fiati, e più pienamente nel suono raggiungono quasi limite superiore gamma udibile (20 kHz) piatti e violino.

In ogni caso, il ruolo di assolutamente tutte le frequenze della gamma udibile dall'orecchio umano è impressionante e i problemi nel percorso a qualsiasi frequenza saranno molto probabilmente chiaramente visibili, soprattutto per un apparecchio acustico esperto. L'obiettivo della riproduzione del suono ad alta precisione della classe "hi-fi" (o superiore) è il suono affidabile e il più uniforme possibile di tutte le frequenze tra loro, come è successo quando il fonogramma è stato registrato in studio. La presenza di forti cali o picchi nella risposta in frequenza del sistema di altoparlanti indica che, a causa delle sue caratteristiche costruttive, non è in grado di riprodurre la musica come originariamente previsto dall'autore o dal tecnico del suono al momento della registrazione.

Ascoltando la musica, una persona sente la combinazione di suoni di strumenti e voci, ognuno dei quali suona in una parte della gamma di frequenze. Alcuni strumenti possono avere una gamma di frequenze molto ristretta (limitata), mentre per altri, al contrario, può letteralmente estendersi dal limite udibile inferiore a quello superiore. Bisogna tenere presente che, nonostante la stessa intensità dei suoni in diverse gamme di frequenza, l'orecchio umano percepisce queste frequenze con un'intensità diversa, il che è ancora una volta dovuto al meccanismo della struttura biologica dell'apparecchio acustico. La natura di questo fenomeno è in gran parte spiegata anche dalla necessità biologica di adattarsi principalmente alla gamma sonora delle medie frequenze. Quindi, in pratica, un suono con una frequenza di 800 Hz con un'intensità di 50 dB verrà percepito soggettivamente dall'orecchio come più forte rispetto a un suono della stessa intensità, ma con una frequenza di 500 Hz.

Inoltre, le diverse frequenze sonore che inondano la gamma di frequenze udibili del suono avranno soglie diverse sensibilità al dolore! Soglia del dolore il riferimento è considerato ad una frequenza media di 1000 Hz con una sensibilità di circa 120 dB (può variare leggermente a seconda delle caratteristiche individuali della persona). Come nel caso della percezione di intensità irregolare a frequenze diverse quando livelli normali volume, si osserva approssimativamente la stessa dipendenza in relazione a soglia del dolore: si verifica più rapidamente alle frequenze medie, ma ai bordi della gamma udibile la soglia diventa più alta. Per fare un confronto, la soglia del dolore ad una frequenza media di 2000 Hz è di 112 dB, mentre la soglia del dolore ad una bassa frequenza di 30 Hz sarà di 135 dB. La soglia del dolore alle basse frequenze è sempre più alta rispetto alle frequenze medie e alte.

Una disparità simile si osserva in relazione a soglia uditiva- questa è la soglia inferiore oltre la quale i suoni diventano udibili dall'orecchio umano. Convenzionalmente la soglia uditiva è considerata pari a 0 dB, ma anche in questo caso è valida per la frequenza di riferimento di 1000 Hz. Se, per confronto, prendiamo un suono a bassa frequenza di 30 Hz, diventerà udibile solo con un'intensità di radiazione dell'onda di 53 dB.

Le caratteristiche elencate della percezione uditiva umana, ovviamente, hanno un impatto diretto quando viene sollevata la questione dell'ascolto della musica e del raggiungimento di un certo effetto psicologico della percezione. Ricordiamo da questo che i suoni con intensità superiore a 90 dB sono dannosi per la salute e possono comportare un degrado e un notevole deterioramento dell'udito. Tuttavia, un suono a bassa intensità troppo debole soffrirà di gravi irregolarità di frequenza dovute a caratteristiche biologiche percezione uditiva, che è di natura non lineare. Pertanto, un percorso musicale con un volume di 40-50 dB verrà percepito come impoverito, con una marcata mancanza (si potrebbe dire fallimento) di frequenze basse e alte. Questo problema è noto da molto tempo; per combatterlo è stata utilizzata una nota funzione chiamata compensazione del tono, che, attraverso l'equalizzazione, equalizza i livelli delle frequenze basse e alte vicino al livello medio, eliminando così cali indesiderati senza la necessità di aumentare il livello del volume, rendendo soggettivamente uniforme la gamma di frequenze udibili del suono nel grado di distribuzione del suono energia.

Tenendo conto dell'interessante e caratteristiche uniche dell'udito umano, è utile notare che con l'aumento del volume del suono, la curva di non linearità della frequenza si livella e, a circa 80-85 dB (e oltre), le frequenze del suono diventeranno soggettivamente equivalenti in intensità (con una deviazione di 3-5 dB). Anche se il livellamento non avviene completamente e sul grafico sarà comunque visibile una linea smussata ma curva, che manterrà una tendenza verso la predominanza dell'intensità delle frequenze medie rispetto al resto. Nei sistemi audio, tali irregolarità possono essere risolte con l'aiuto di un equalizzatore o con l'aiuto di controlli del volume separati nei sistemi con amplificazione di canali separati.

Suddivisione della gamma udibile in sottogruppi più piccoli

Oltre alla divisione generalmente accettata e conosciuta in tre gruppi generali, a volte è necessario considerare questa o quella parte ristretta in modo più dettagliato e dettagliato, dividendo così la gamma di frequenza del suono in “frammenti” ancora più piccoli. Grazie a ciò, è apparsa una divisione più dettagliata, utilizzando la quale è possibile designare in modo rapido e accurato il segmento previsto della gamma sonora. Considera questa divisione:

Un piccolo numero selezionato di strumenti rientra nella regione dei bassi più gravi e soprattutto dei sub-bassi: contrabbasso (40-300 Hz), violoncello (65-7000 Hz), fagotto (60-9000 Hz), tuba (45-2000 Hz), corni (60-5000 Hz), basso (32-196 Hz), grancassa (41-8000 Hz), sassofono (56-1320 Hz), pianoforte (24-1200 Hz), sintetizzatore (20-20000 Hz) Hz), organo (20-7000 Hz), arpa (36-15000 Hz), controfagotto (30-4000 Hz). Gli intervalli indicati tengono conto di tutte le armoniche dello strumento.

Bassi superiori (da 80 Hz a 200 Hz) rappresentato dalle note alte degli strumenti bassi classici, così come da quelle più basse frequenze udibili singole corde, come una chitarra. La gamma dei bassi superiori è responsabile della sensazione di potenza e della trasmissione del potenziale energetico dell'onda sonora. Dà anche una sensazione di spinta; il basso superiore è progettato per rivelare pienamente il ritmo percussivo delle composizioni di danza. A differenza dei bassi più bassi, i bassi più alti sono responsabili della velocità e della pressione della regione dei bassi e dell'intero suono, quindi in un sistema audio di alta qualità viene sempre espresso in modo rapido e netto, come un colpo tattile tangibile contemporaneamente al suono percezione diretta del suono.
Pertanto, è il basso superiore ad essere responsabile dell'attacco, della pressione e della spinta musicale, e anche solo questo segmento ristretto della gamma sonora è in grado di dare all'ascoltatore la sensazione del leggendario “pugno” (dall'inglese punch - colpo ), quando un suono potente viene percepito come un colpo tangibile e forte al petto. Pertanto, in un sistema musicale, un basso superiore veloce, ben formato e corretto si riconosce dallo sviluppo di alta qualità di un ritmo energico, da un attacco raccolto e dalla buona progettazione degli strumenti nel registro inferiore delle note, come il violoncello, pianoforte o strumenti a fiato.

Negli impianti audio è consigliabile affidare un segmento dei bassi superiori agli altoparlanti dei medi con un diametro abbastanza grande di 6,5"-10" e con buone caratteristiche di potenza e un forte magnete. L'approccio è spiegato dal fatto che sono gli altoparlanti di questa configurazione che saranno in grado di rivelare pienamente il potenziale energetico insito in questa regione molto esigente della gamma udibile.
Ma non dimenticare il dettaglio e l'intelligibilità del suono: questi parametri sono altrettanto importanti nel processo di ricreazione di una particolare immagine musicale. Poiché i bassi superiori sono già ben localizzati/definiti nello spazio a orecchio, la gamma superiore a 100 Hz deve essere affidata esclusivamente agli altoparlanti montati frontalmente, che daranno forma e costruiranno la scena. Nel segmento dei bassi superiori è possibile ascoltare perfettamente il panorama stereo, se previsto dalla registrazione stessa.

La regione dei bassi superiori copre già un numero abbastanza elevato di strumenti e persino voci maschili gravi. Pertanto tra gli strumenti ci sono gli stessi che suonavano il basso basso, ma a essi se ne aggiungono molti altri: tom (70-7000 Hz), rullante (100-10000 Hz), percussioni (150-5000 Hz), trombone tenore ( 80-10000 Hz), tromba (160-9000 Hz), sassofono tenore (120-16000 Hz), sassofono contralto (140-16000 Hz), clarinetto (140-15000 Hz), violino contralto (130-6700 Hz), chitarra (80-5000 Hz). Gli intervalli indicati tengono conto di tutte le armoniche dello strumento.

Medio-bassi (da 200 Hz a 500 Hz)- l'area più estesa, che copre la maggior parte degli strumenti e delle voci, sia maschili che femminili. Dato che la regione medio-bassa si muove effettivamente dal basso alto energicamente saturo, possiamo dire che "prende il testimone" ed è anche responsabile della corretta trasmissione della sezione ritmica insieme al drive, sebbene questa influenza sia già in calo verso la pura frequenza media
In questa gamma si concentrano gli armonici inferiori e gli armonici che riempiono la voce, quindi è estremamente importante per la corretta trasmissione della voce e della saturazione. Inoltre, è nella parte medio-bassa che si trova l’intero potenziale energetico della voce dell’esecutore, senza il quale non ci sarà alcun impatto e risposta emotiva corrispondenti. Per analogia con la trasmissione della voce umana, anche molti strumenti dal vivo nascondono il loro potenziale energetico in questa parte della gamma, soprattutto quelli il cui limite udibile inferiore inizia da 200-250 Hz (oboe, violino). La parte centrale inferiore consente di ascoltare la melodia del suono, ma non consente di distinguere chiaramente gli strumenti.

Di conseguenza, il medio inferiore è responsabile della corretta progettazione della maggior parte degli strumenti e delle voci, saturando queste ultime e rendendole riconoscibili per la loro colorazione timbrica. Inoltre, i medi inferiori sono estremamente esigenti per quanto riguarda la corretta trasmissione dell'intera gamma dei bassi, poiché "raccolgono" la spinta e l'attacco del basso principale e dovrebbero sostenerlo adeguatamente e "finirlo" dolcemente, gradualmente riducendolo a nulla. Le sensazioni di purezza del suono e intelligibilità dei bassi risiedono proprio in quest'area, e se ci sono problemi nella parte medio-bassa per eccesso o presenza di frequenze di risonanza, allora il suono stancherà l'ascoltatore, sarà sporco e leggermente rimbombante.
Se c'è una carenza nei medi inferiori, ne risentiranno la corretta sensazione dei bassi e la trasmissione affidabile della parte vocale, che sarà priva di pressione e ritorno di energia. Lo stesso vale per la maggior parte degli strumenti, che senza il supporto del medio basso perderanno “la loro faccia”, assumeranno una forma errata e il loro suono diventerà notevolmente più povero, anche se rimane riconoscibile, non sarà più così completo.

Quando si costruisce un sistema audio, la gamma medio-bassa e superiore (fino a quella superiore) viene solitamente assegnata agli altoparlanti a media frequenza (MF), che, senza dubbio, dovrebbero essere posizionati nella parte anteriore davanti all'ascoltatore e costruire il palco. Per questi altoparlanti, la dimensione non è così importante, può essere 6,5" o inferiore, ma sono importanti il ​​dettaglio e la capacità di rivelare le sfumature del suono, che si ottiene grazie alle caratteristiche di design dell'altoparlante stesso (diffusore, sospensione e altro caratteristiche).
Inoltre, per l'intera gamma delle frequenze medie, la corretta localizzazione è di vitale importanza e letteralmente la minima inclinazione o rotazione dell'altoparlante può avere un impatto notevole sul suono dal punto di vista della corretta riproduzione realistica delle immagini di strumenti e voci. nello spazio, anche se ciò dipenderà in gran parte dalle caratteristiche di progettazione del cono dell'altoparlante stesso.

Il medio-basso copre quasi tutti gli strumenti e le voci umane esistenti, sebbene non svolga un ruolo fondamentale, ma è comunque molto importante per la piena percezione della musica o dei suoni. Tra gli strumenti ci sarà lo stesso set che era in grado di suonare la gamma più bassa della regione dei bassi, ma se ne aggiungono altri che partono dal medio-basso: piatti (190-17000 Hz), oboe (247-15000 Hz) , flauto (240-17000 Hz), 14500 Hz), violino (200-17000 Hz). Gli intervalli indicati tengono conto di tutte le armoniche dello strumento.

Medio medio (da 500 Hz a 1200 Hz) o semplicemente un mezzo puro, quasi secondo la teoria dell'equilibrio, questo segmento della gamma può essere considerato fondamentale e fondamentale nel suono e giustamente chiamato la “media aurea”. Nel segmento presentato della gamma di frequenza puoi trovare le note fondamentali e gli armonici della maggioranza assoluta degli strumenti e delle voci. La chiarezza, l'intelligibilità, la brillantezza e l'acutezza del suono dipendono dalla saturazione della parte centrale. Possiamo dire che l'intero suono sembra “diffondersi” ai lati a partire dalla base, che è la gamma delle frequenze medie.

Se la parte centrale fallisce, il suono diventa noioso e inespressivo, perde sonorità e luminosità, la voce cessa di ammaliare e anzi svanisce. Il medio è anche responsabile della comprensibilità delle informazioni di base provenienti dagli strumenti e dalle voci (in misura minore, poiché i suoni consonantici sono più alti nella gamma), aiutando a distinguerli bene a orecchio. La maggior parte degli strumenti esistenti prende vita in questa gamma, diventando energici, informativi e tangibili, e lo stesso accade con le voci (soprattutto quelle femminili), che sono piene di energia nella parte centrale.

La gamma fondamentale delle frequenze medie copre la stragrande maggioranza degli strumenti già elencati in precedenza e rivela anche tutto il potenziale delle voci maschili e femminili. Solo pochi strumenti selezionati iniziano la loro vita a frequenze medie, suonando inizialmente in una gamma relativamente ristretta, ad esempio il piccolo flauto (600-15.000 Hz).

Medi superiori (da 1200 Hz a 2400 Hz) rappresenta una sezione della gamma molto delicata ed esigente che deve essere maneggiata con cura e cautela. In quest'area non ci sono molte note fondamentali che costituiscono la base del suono di uno strumento o di una voce, ma un gran numero di sovratoni e armonici, grazie ai quali il suono si colora, acquisisce nitidezza e un carattere brillante. Controllando quest'area della gamma di frequenze, puoi effettivamente giocare con il colore del suono, rendendolo vivace, brillante, trasparente e nitido; o, al contrario, secco, moderato, ma allo stesso tempo più deciso e trascinante.

Ma enfatizzare eccessivamente questa gamma ha un effetto estremamente indesiderato sull'immagine sonora, perché inizia a ferire notevolmente le orecchie, irritare e persino causare dolore malessere. Pertanto, il medio-alto richiede un atteggiamento delicato e attento, perché A causa di problemi in quest'area, è molto facile rovinare il suono o, al contrario, renderlo interessante e degno. Normalmente il colore nella zona centrale superiore determina in gran parte il genere soggettivo del sistema di altoparlanti.

Grazie alla parte centrale superiore si formano finalmente la voce e molti strumenti, diventano chiaramente distinguibili all'orecchio e appare l'intelligibilità del suono. Ciò è particolarmente vero per le sfumature della riproduzione della voce umana, perché è nella parte centrale superiore che si trova lo spettro dei suoni consonantici e continuano le vocali che apparivano nelle prime gamme centrali. In senso generale, la gamma medio-alta enfatizza favorevolmente e rivela pienamente quegli strumenti o voci che sono ricchi di armoniche e sovratoni superiori. In particolare, le voci femminili e molti strumenti ad arco, a corda e a fiato si rivelano in modo davvero vivido e naturale nella parte centrale superiore.

La stragrande maggioranza degli strumenti suona ancora nella parte medio-alta, sebbene molti siano già rappresentati solo sotto forma di involucri e armonici. Fanno eccezione alcuni rari, inizialmente caratterizzati da una gamma bassa limitata, ad esempio la tuba (45-2000 Hz), che termina completamente la sua esistenza nella parte medio-alta.

Bassi alti (da 2400 Hz a 4800 Hz)- si tratta di una zona/regione di maggiore distorsione che, se presente nel percorso, di solito diventa evidente in questo particolare segmento. Inoltre, gli alti più bassi sono inondati da varie armoniche di strumenti e voci, che allo stesso tempo svolgono un ruolo molto specifico e importante nel design finale dell'immagine musicale ricreata artificialmente. Gli alti più bassi portano il carico principale della gamma delle alte frequenze. Nel suono si manifestano per lo più come armonici residui e facilmente udibili delle voci (per lo più femminili) e forti armonici persistenti di alcuni strumenti, che completano l'immagine con il tocco finale della colorazione naturale del suono.

Praticamente non hanno alcun ruolo nel distinguere gli strumenti e nel riconoscere le voci, sebbene il basso-alto rimanga un'area estremamente informativa e fondamentale. Essenzialmente, queste frequenze delineano le immagini musicali di strumenti e voci, ne indicano la presenza. Se il segmento inferiore e alto della gamma di frequenza fallisce, il discorso diventerà secco, senza vita e incompleto, accade più o meno la stessa cosa con le parti strumentali: la luminosità è persa, l'essenza stessa della sorgente sonora è distorta, diventa chiaramente incompiuta e sotto -formato.

In qualsiasi normale sistema audio, il ruolo delle alte frequenze viene assunto da un altoparlante separato chiamato tweeter (alta frequenza). Di solito di piccole dimensioni, è poco impegnativo in termini di potenza assorbita (entro limiti ragionevoli) simile alle sezioni medie e soprattutto basse, ma è anche estremamente importante che il suono venga riprodotto correttamente, realisticamente e almeno magnificamente. Il tweeter copre l'intera gamma udibile delle alte frequenze da 2000-2400 Hz a 20.000 Hz. Nel caso degli altoparlanti ad alta frequenza, quasi per analogia con la sezione dei medi, la corretta posizione fisica e direzionalità è molto importante, poiché i tweeter sono coinvolti al massimo non solo nella formazione del palcoscenico, ma anche nel processo di rifinitura sintonizzandolo.

Con l'aiuto dei tweeter puoi controllare il palco in molti modi, avvicinare/allontanare gli artisti, cambiare la forma e la presentazione degli strumenti, giocare con il colore del suono e la sua luminosità. Come nel caso della regolazione degli altoparlanti di gamma media, il suono corretto dei tweeter è influenzato da quasi tutto, e spesso in modo molto, molto sensibile: la rotazione e l'inclinazione dell'altoparlante, la sua posizione verticale e orizzontale, la distanza dalle superfici vicine, ecc. Tuttavia, successo impostazioni corrette e la pignoleria della sezione HF dipende dal design dell'altoparlante e dal suo diagramma polare.

Gli strumenti che suonano sugli acuti più bassi lo fanno principalmente attraverso gli armonici piuttosto che le note fondamentali. Per il resto nella gamma degli alti e dei bassi “vivono” quasi tutti gli stessi che nel segmento delle frequenze medie, cioè quasi tutti quelli esistenti. Lo stesso vale per la voce, che è particolarmente attiva nelle frequenze alte più basse, con particolare brillantezza e influenza che si avvertono nelle parti vocali femminili.

Alti superiori (da 9600 Hz a 30000 Hz) una gamma molto complessa e per molti incomprensibile, che fornisce principalmente il supporto per determinati strumenti e voci. Gli acuti superiori conferiscono al suono principalmente caratteristiche di ariosità, trasparenza, cristallinità, qualche aggiunta e colorazione a volte sottile, che può sembrare insignificante e persino impercettibile a molte persone, ma allo stesso tempo porta comunque un significato molto definito e specifico. Quando si cerca di creare un suono “hi-fi” o addirittura “hi-end” di alta classe, la massima attenzione viene prestata alla gamma delle alte frequenze superiori, perché Si ritiene giustamente che nel suono non si possa perdere il minimo dettaglio.

Inoltre, oltre alla parte udibile immediata, la regione degli alti superiori, trasformandosi dolcemente in frequenze ultrasoniche, può ancora avere un certo effetto psicologico: anche se questi suoni non vengono uditi chiaramente, le onde vengono emesse nello spazio e possono essere percepito da una persona, mentre più a livello di formazione dell'umore. In definitiva influenzano anche la qualità del suono. In generale, queste frequenze sono le più sottili e delicate dell'intera gamma, ma sono anche responsabili della sensazione di bellezza, eleganza e retrogusto frizzante della musica. Se c'è una mancanza di energia nella gamma alta, è del tutto possibile provare disagio e eufemismo musicale. Inoltre, la gamma capricciosa degli acuti superiori dà all'ascoltatore un senso di profondità spaziale, come se fosse immerso nel profondo del palco e avvolgesse il suono. Tuttavia, un eccesso di saturazione del suono nell’intervallo ristretto designato può rendere il suono eccessivamente “sabbioso” e innaturalmente sottile.

Quando si parla della gamma delle alte frequenze superiori, vale la pena menzionare anche il tweeter chiamato "super tweeter", che in realtà è una versione strutturalmente ampliata di un normale tweeter. Un altoparlante di questo tipo è progettato per coprire una parte più ampia della gamma nella direzione superiore. Se il raggio d'azione di un tweeter convenzionale termina al presunto limite, al di sopra del quale l'orecchio umano teoricamente non percepisce le informazioni sonore, cioè 20 kHz, il super tweeter può aumentare questo limite a 30-35 kHz.

L’idea alla base della realizzazione di un altoparlante così sofisticato è molto interessante e curiosa, proviene dal mondo “hi-fi” e “hi-end”, dove si ritiene che nessuna frequenza possa essere ignorata nel percorso musicale e, anche se non li sentiamo direttamente, sono comunque inizialmente presenti durante l'esecuzione dal vivo di una particolare composizione, il che significa che possono indirettamente avere una certa influenza. La situazione con un super tweeter è complicata solo dal fatto che non tutte le apparecchiature (sorgenti/lettori sonori, amplificatori, ecc.) sono in grado di emettere un segnale nell'intera gamma, senza tagliare le frequenze dall'alto. Lo stesso vale per la registrazione stessa, che spesso avviene con tagli della gamma di frequenze e perdita di qualità.

La divisione della gamma di frequenze udibili in segmenti convenzionali in realtà appare più o meno come quella descritta sopra; con l'aiuto della divisione è più facile comprendere i problemi nel percorso del suono per eliminarli o livellare il suono. Nonostante il fatto che ogni persona presenti un'immagine standard unica del suono che è comprensibile solo a lui, in accordo solo con le sue preferenze di gusto, la natura del suono originale tende all'equilibrio, o meglio alla media di tutte le frequenze sonore. Pertanto, il suono corretto in studio è sempre equilibrato e calmo, l'intero spettro delle frequenze sonore in esso tende a una linea piatta sul grafico della risposta in frequenza (risposta in ampiezza-frequenza). La stessa direzione sta cercando di implementare "hi-fi" e "hi-end" senza compromessi: ottenere il suono più uniforme ed equilibrato, senza picchi e buchi nell'intera gamma udibile. Un suono del genere può sembrare noioso e di natura inespressiva all'ascoltatore medio inesperto, privo di brillantezza e di nessun interesse, ma è proprio questo suono che in effetti è veramente corretto, cercando l'equilibrio per analogia con come le leggi dell'universo stesso in che viviamo si manifestano.

In un modo o nell'altro, il desiderio di ricreare un certo carattere sonoro nell'ambito del proprio sistema audio dipende interamente dalle preferenze dell'ascoltatore stesso. Ad alcuni piace un suono con una predominanza di bassi potenti, ad altri piace la maggiore brillantezza degli alti “in rilievo”, altri possono trascorrere ore godendo di voci aspre enfatizzate al centro... Ci possono essere un numero enorme di opzioni di percezione e informazioni su la divisione di frequenza della gamma in segmenti condizionali aiuterà chiunque voglia creare il suono dei propri sogni, solo ora con una comprensione più completa delle sfumature e delle sottigliezze delle leggi a cui è soggetto il suono come fenomeno fisico.

Comprendere il processo di saturazione con determinate frequenze della gamma sonora (riempiendola di energia in ciascuna delle sezioni) nella pratica non solo faciliterà l'installazione di qualsiasi sistema audio e consentirà in linea di principio di costruire un palco, ma fornirà anche preziosa esperienza nella valutazione della natura specifica del suono. Con l'esperienza, una persona sarà in grado di identificare immediatamente i difetti del suono a orecchio, descrivere in modo molto accurato i problemi in una determinata parte della gamma e suggerire una possibile soluzione per migliorare l'immagine sonora. La regolazione del suono può essere eseguita utilizzando vari metodi, ad esempio è possibile utilizzare un equalizzatore come "leve" o "giocare" con la posizione e la direzione degli altoparlanti, modificando così la natura delle prime riflessioni delle onde, eliminando le onde stazionarie, eccetera. Questa sarà una “storia completamente diversa” e un argomento per articoli separati.

Gamma di frequenze della voce umana nella terminologia musicale

La voce umana gioca un ruolo separato e distinto nella musica come parte vocale, perché la natura di questo fenomeno è davvero sorprendente. La voce umana è così multiforme e la sua estensione (rispetto agli strumenti musicali) è la più ampia, ad eccezione di alcuni strumenti, come il pianoforte.
Inoltre, in età diverse una persona può emettere suoni di altezze diverse, in infanzia fino ad altezze ultrasoniche, in età adulta la voce maschile è perfettamente in grado di cadere estremamente bassa. Qui, come prima, le caratteristiche individuali delle corde vocali di una persona sono estremamente importanti, perché Ci sono persone che riescono a stupire con la loro voce nell'estensione delle 5 ottave!

Bambini
• Alto (basso)
• Soprano (alto)
• Alti (alti per i ragazzi)

Uomo
• Bassi profondi (super bassi) 43,7-262 Hz
• Bassi (bassi) 82-349 Hz
• Baritono (medio) 110-392 Hz
• Tenore (alto) 132-532 Hz
• Tenore-altino (altissimo) 131-700 Hz

Da donna
• Contralto (basso) 165-692 Hz
• Mezzosoprano (medio) 220-880 Hz
• Soprano (alto) 262-1046 Hz
• Coloratura soprano (altissimo) 1397 Hz

È noto che una persona riceve il 90% delle informazioni sul mondo che lo circonda attraverso la visione. Sembrerebbe che non sia rimasto molto per l'udito, ma in realtà l'organo uditivo umano non è solo un analizzatore altamente specializzato delle vibrazioni sonore, ma anche un mezzo di comunicazione molto potente. Medici e fisici si preoccupano da tempo della questione: è possibile determinare con precisione la portata dell'udito umano in diverse condizioni, se l'udito differisce tra uomini e donne, ci sono detentori di record "particolarmente eccezionali" che sentono suoni inaccessibili o possono produrre loro? Proviamo a rispondere a queste e ad altre domande correlate in modo più dettagliato.

Ma prima di capire quanti hertz sente l'orecchio umano, devi comprendere un concetto così fondamentale come il suono e, in generale, capire cosa si misura esattamente in hertz.

Le vibrazioni sonore sono un modo unico di trasmettere energia senza trasferire materia; sono vibrazioni elastiche in qualsiasi mezzo. Quando si tratta della vita umana ordinaria, un tale mezzo è l’aria. Contengono molecole di gas in grado di trasmettere energia acustica. Questa energia rappresenta l'alternanza di fasce di compressione e di tensione della densità del mezzo acustico. Nel vuoto assoluto le vibrazioni sonore non possono essere trasmesse.

Qualsiasi suono è un'onda fisica e contiene tutte le caratteristiche d'onda necessarie. Questa è frequenza, ampiezza, tempo di decadimento, se parliamo di decadimento vibrazione libera. Diamo un'occhiata a questo semplici esempi. Immaginiamo, ad esempio, il suono della corda Sol aperta di un violino quando viene suonata con un archetto. Possiamo definire le seguenti caratteristiche:

• suono debole o forte. Non è altro che l'ampiezza, o la forza, del suono. Un suono più forte corrisponde ad un'ampiezza di vibrazione maggiore, mentre un suono debole corrisponde a un'ampiezza di vibrazione più piccola. Un suono con maggiore forza può essere udito a maggiore distanza dal punto di origine;

• durata del suono. Questo è chiaro a tutti, e tutti sanno distinguere il suono di un rullo di tamburi dal suono prolungato di una melodia di organo corale;

• altezza o frequenza della vibrazione del suono. È questa caratteristica fondamentale che ci aiuta a distinguere i suoni “cigolanti” dal registro dei bassi. Se non esistesse la frequenza del suono, la musica sarebbe possibile solo sotto forma di ritmo. La frequenza si misura in hertz e 1 hertz equivale a una vibrazione al secondo;

• timbro del suono. Dipende dalla mescolanza di ulteriori vibrazioni acustiche - formanti, ma è molto facile spiegarlo in parole semplici: anche con occhi chiusi capiamo che è il violino che suona, e non il trombone, anche se hanno esattamente le stesse caratteristiche sopra elencate.

Il timbro del suono può essere paragonato a numerose sfumature di sapore. In totale abbiamo amaro, dolce, acido e gusto salato, ma queste quattro caratteristiche sono lungi dall'esaurire tutto il possibile sensazioni gustative. La stessa cosa accade con il timbro.

Soffermiamoci più in dettaglio sull'altezza del suono, poiché è da questa caratteristica che dipende in massima misura l'acuità dell'udito e la gamma delle vibrazioni acustiche percepite. Qual è la gamma di frequenze audio?

Campo uditivo in condizioni ideali

Le frequenze percepite dall'orecchio umano in condizioni di laboratorio o ideali rientrano in una banda relativamente ampia da 16 Hertz a 20.000 Hertz (20 kHz). Tutto ciò che è inferiore e superiore non può essere udito dall'orecchio umano. Stiamo parlando di infrasuoni e ultrasuoni. Cos'è?

Infrasuoni

Non può essere ascoltato, ma il corpo può sentirlo, come il lavoro di un grande altoparlante per bassi: un subwoofer. Queste sono vibrazioni infrasoniche. Tutti sanno perfettamente che se allenti costantemente la corda del basso di una chitarra, nonostante le continue vibrazioni, il suono scompare. Ma queste vibrazioni possono ancora essere percepite con la punta delle dita quando tocchi la corda.

Molti organi umani interni operano nella gamma degli infrasuoni: si verificano contrazione dell'intestino, dilatazione e costrizione dei vasi sanguigni e molte reazioni biochimiche. Gli infrasuoni molto forti possono causare gravi condizioni dolorose, persino ondate di panico, questa è la base dell'azione delle armi infrasoniche.

Ultrasuoni

Sul lato opposto dello spettro ci sono suoni molto acuti. Se il suono ha una frequenza superiore a 20 kilohertz, smette di "cigolare" e in linea di principio diventa impercettibile all'orecchio umano. Diventa ultrasuoni. L'ecografia ha ottima applicazione nell’economia nazionale, sulla base di esso diagnostica ecografica. Con l'aiuto degli ultrasuoni, le navi navigano nel mare, evitando gli iceberg e le acque poco profonde. Utilizzando gli ultrasuoni, gli specialisti trovano vuoti nelle strutture metalliche solide, come le rotaie. Tutti hanno visto come i lavoratori facevano rotolare uno speciale carrello per il rilevamento dei difetti lungo i binari, generando e ricevendo vibrazioni acustiche ad alta frequenza. Gli ultrasuoni vengono utilizzati dai pipistrelli per orientarsi con precisione nell'oscurità senza sbattere contro le pareti di caverne, balene e delfini.

È noto che la capacità di distinguere i suoni acuti diminuisce con l'età e i bambini li sentono meglio. La ricerca moderna mostra che già all’età di 9-10 anni, la portata uditiva dei bambini inizia a diminuire gradualmente e negli anziani l’udibilità delle alte frequenze è molto peggiore.

Per sentire come percepiscono la musica gli anziani, è sufficiente abbassare una o due file di alte frequenze sull'equalizzatore multibanda del lettore del cellulare. Il conseguente fastidioso "mormorio, come da un barile" sarà un eccellente esempio di come sentirai tu stesso dopo i 70 anni.

Svolge un ruolo importante nella perdita dell'udito cattiva alimentazione, bere alcolici e fumare, depositando placche di colesterolo sulle pareti dei vasi sanguigni. Le statistiche dei medici otorinolaringoiatri affermano che le persone con il primo gruppo sanguigno sviluppano la perdita dell'udito più spesso e più velocemente di altre. La perdita dell'udito è causata dall'eccesso di peso e da patologie endocrine.

Campo uditivo in condizioni normali

Se eliminiamo le "aree marginali" dello spettro sonoro, allora non c'è molto a disposizione per una vita umana confortevole: questa è la gamma da 200 Hz a 4000 Hz, che corrisponde quasi completamente alla gamma della voce umana, dal profondo dal basso profondo al soprano con alta coloratura. Tuttavia, anche con condizioni confortevoli, l’udito di una persona si deteriora costantemente. Di solito, la massima sensibilità e suscettibilità negli adulti di età inferiore ai 40 anni è al livello di 3 kilohertz e all'età di 60 anni o più diminuisce a 1 kilohertz.

Gamma uditiva negli uomini e nelle donne

Attualmente, la segregazione di genere non è incoraggiata, ma uomini e donne percepiscono il suono in modo diverso: le donne sono in grado di sentire meglio nella gamma alta, e l’involuzione del suono nella regione delle alte frequenze, legata all’età, è più lenta per loro, mentre gli uomini percepiscono le alte frequenze. suona un po' peggio. Sembrerebbe logico supporre che gli uomini sentano meglio nel registro basso, ma non è così. La percezione dei suoni bassi è quasi la stessa sia negli uomini che nelle donne.

Ma c'è donne uniche sulla “generazione” dei suoni. Pertanto, l'estensione vocale della cantante peruviana Ima Sumac (quasi cinque ottave) si estendeva dal suono “B” dell'ottava grande (123,5 Hz) a “A” della quarta ottava (3520 Hz). Di seguito è riportato un esempio della sua voce unica.

Allo stesso tempo, c'è una differenza piuttosto ampia nel funzionamento dell'apparato vocale tra uomini e donne. Secondo i dati medi, le donne producono suoni da 120 a 400 Hz e gli uomini da 80 a 150 Hz.

Varie scale per indicare la portata dell'udito

All'inizio abbiamo parlato di come l'altezza non sia l'unica caratteristica del suono. Pertanto, esistono scale diverse a seconda degli intervalli. Il suono udito dall'orecchio umano può essere, ad esempio, debole e forte. La scala di intensità sonora più semplice e clinicamente accettabile è quella che misura la pressione sonora percepita dal timpano.

Questa scala si basa sulla vibrazione energetica più bassa del suono, che può essere trasformata in un impulso nervoso e provocare una sensazione sonora. Questa è la soglia della percezione uditiva. Più bassa è la soglia di percezione, maggiore è la sensibilità e viceversa. Gli esperti distinguono tra l’intensità del suono, che è un parametro fisico, e il volume, che è un valore soggettivo. È noto che un suono della stessa intensità verrà percepito da una persona sana e da una persona con perdita dell'udito come due suoni diversi, più forte e più basso.

Tutti sanno come nello studio otorinolaringoiatrico il paziente sta in un angolo, si volta e il medico dall'angolo successivo controlla la percezione del paziente del discorso sussurrato, pronunciando i singoli numeri. Questo è l'esempio più semplice di diagnosi primaria di perdita dell'udito.

È noto che il respiro appena percettibile di un'altra persona corrisponde a 10 decibel (dB) di intensità di pressione sonora, una normale conversazione in ambiente domestico corrisponde a 50 dB, il lamento di una sirena antincendio corrisponde a 100 dB e un aereo a reazione il decollo vicino alla soglia del dolore corrisponde a 120 decibel.

Può sorprendere che tutta l'enorme intensità delle vibrazioni sonore rientri in una scala così piccola, ma questa impressione è ingannevole. Questa è una scala logaritmica e ogni passaggio successivo è 10 volte più intenso del precedente. Utilizzando lo stesso principio è stata costruita una scala per valutare l’intensità dei terremoti, con soli 12 punti.

Informazioni sulla sezione

Questa sezione contiene articoli dedicati a fenomeni o versioni che in un modo o nell'altro possono risultare interessanti o utili ai ricercatori dell'inspiegabile.
Gli articoli sono divisi in categorie:
Informativo. Contengono informazioni utili ai ricercatori di vari campi del sapere.
Analitico. Includono analisi delle informazioni accumulate su versioni o fenomeni, nonché descrizioni dei risultati degli esperimenti eseguiti.
Tecnico. Accumulano informazioni su soluzioni tecniche che possono essere utilizzate nel campo dello studio di fatti inspiegabili.
Tecniche. Contenere le descrizioni dei metodi utilizzati dai membri del gruppo durante l'investigazione dei fatti e lo studio dei fenomeni.
Media. Contiene informazioni sulla riflessione dei fenomeni nel settore dell'intrattenimento: film, cartoni animati, giochi, ecc.
Idee sbagliate conosciute. Rivelazioni di fatti noti inspiegabili, raccolti anche da fonti terze.

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Peculiarità della percezione umana. Udito

Il suono è vibrazioni, cioè perturbazioni meccaniche periodiche nei mezzi elastici: gassosi, liquidi e solidi. Tale indignazione, che rappresenta alcuni cambiamento fisico in un mezzo (ad esempio, un cambiamento di densità o pressione, spostamento di particelle), si propaga in esso sotto forma di un'onda sonora. Un suono può essere impercettibile se la sua frequenza va oltre la sensibilità dell'orecchio umano, o se viaggia attraverso un mezzo, come un solido, che non può avere un contatto diretto con l'orecchio, o se la sua energia viene rapidamente dissipata nel mezzo. Pertanto, il processo di percezione del suono che ci è abituale è solo un lato dell'acustica.

Onde sonore

Onda sonora

Le onde sonore possono servire come esempio di un processo oscillatorio. Qualsiasi oscillazione è associata a una violazione dello stato di equilibrio del sistema ed è espressa nella deviazione delle sue caratteristiche dai valori di equilibrio con successivo ritorno al valore originale. Per le vibrazioni sonore, questa caratteristica è la pressione in un punto del mezzo e la sua deviazione è la pressione sonora.

Considera un lungo tubo pieno d'aria. All'estremità sinistra è inserito un pistone che si adatta perfettamente alle pareti. Se il pistone viene spostato bruscamente verso destra e fermato, l'aria nelle immediate vicinanze verrà compressa per un momento. L'aria compressa si espanderà quindi, spingendo verso destra l'aria ad essa adiacente, e l'area di compressione inizialmente creata vicino al pistone si muoverà attraverso il tubo a velocità costante. Questa onda di compressione è l'onda sonora nel gas.
Cioè, un brusco spostamento di particelle di un mezzo elastico in un punto aumenterà la pressione in questo luogo. Grazie ai legami elastici delle particelle, la pressione viene trasmessa alle particelle vicine, che a loro volta influenzano quelle successive, e l'area di maggiore pressione sembra muoversi in un mezzo elastico. Ad una regione di alta pressione segue una regione di bassa pressione, si formano così una serie di regioni alternate di compressione e rarefazione, che si propagano nel mezzo sotto forma di onda. Ogni particella del mezzo elastico in questo caso eseguirà movimenti oscillatori.

Un'onda sonora in un gas è caratterizzata da eccesso di pressione, eccesso di densità, spostamento delle particelle e loro velocità. Per le onde sonore, queste deviazioni dai valori di equilibrio sono sempre piccole. Pertanto, la sovrappressione associata all'onda è molto inferiore alla pressione statica del gas. Altrimenti abbiamo a che fare con un altro fenomeno: un'onda d'urto. In un'onda sonora corrispondente al parlato normale, la sovrappressione è solo circa un milionesimo della pressione atmosferica.

L'importante è che la sostanza non venga portata via dall'onda sonora. Un'onda è solo un disturbo temporaneo che passa attraverso l'aria, dopo di che l'aria ritorna ad uno stato di equilibrio.
Il movimento delle onde, ovviamente, non è esclusivo del suono: la luce e i segnali radio viaggiano sotto forma di onde e tutti hanno familiarità con le onde sulla superficie dell’acqua.

Pertanto, il suono, in senso lato, è un'onda elastica che si propaga in un mezzo elastico e crea in esso vibrazioni meccaniche; in senso stretto, la percezione soggettiva di queste vibrazioni da parte degli speciali organi di senso degli animali o dell'uomo.
Come ogni onda, il suono è caratterizzato da ampiezza e spettro di frequenze. Tipicamente, una persona sente i suoni trasmessi attraverso l'aria nella gamma di frequenze da 16-20 Hz a 15-20 kHz. Il suono al di sotto della gamma dell'udibilità umana è chiamato infrasuono; superiore: fino a 1 GHz, - ultrasuoni, da 1 GHz - ipersuono. Tra i suoni udibili vanno evidenziati anche i suoni e i fonemi fonetici, linguistici (che compongono il parlato) e i suoni musicali (che compongono la musica).

Ci sono longitudinali e trasversali onde sonore a seconda del rapporto tra la direzione di propagazione dell'onda e la direzione delle vibrazioni meccaniche delle particelle del mezzo di propagazione.
Nei mezzi liquidi e gassosi, dove non vi sono fluttuazioni significative di densità, le onde acustiche sono di natura longitudinale, cioè la direzione della vibrazione delle particelle coincide con la direzione del movimento dell'onda. Nei solidi, oltre alle deformazioni longitudinali, si verificano anche deformazioni elastiche di taglio, che provocano l'eccitazione di onde trasversali (di taglio); in questo caso le particelle oscillano perpendicolarmente alla direzione di propagazione dell'onda. La velocità di propagazione delle onde longitudinali è molto maggiore della velocità di propagazione delle onde trasversali.

L'aria non è uniforme per quanto riguarda il suono ovunque. È noto che l'aria è costantemente in movimento. La velocità del suo movimento in diversi strati non è la stessa. Negli strati vicini al suolo, l'aria entra in contatto con la sua superficie, gli edifici, le foreste, e quindi la sua velocità qui è inferiore che in alto. Per questo motivo l'onda sonora non viaggia con la stessa velocità nella parte superiore e inferiore. Se il movimento dell'aria, cioè il vento, è accompagnato dal suono, allora negli strati superiori dell'aria il vento spingerà l'onda sonora con maggiore forza che negli strati inferiori. Quando c'è vento contrario, il suono in alto viaggia più lentamente che in basso. Questa differenza di velocità influenza la forma dell'onda sonora. A causa della distorsione delle onde, il suono non viaggia diritto. Con vento in coda, la linea di propagazione dell'onda sonora si piega verso il basso e con vento contrario si piega verso l'alto.

Un altro motivo per la propagazione irregolare del suono nell'aria. Questa è la diversa temperatura dei suoi singoli strati.

Strati d'aria riscaldati in modo non uniforme, come il vento, cambiano la direzione del suono. Durante il giorno, l'onda sonora si piega verso l'alto perché la velocità del suono negli strati inferiori e più caldi è maggiore che negli strati superiori. Di sera, quando la terra, e con essa gli strati d'aria vicini, si raffreddano rapidamente, gli strati superiori diventano più caldi di quelli inferiori, la velocità del suono in essi è maggiore e la linea di propagazione delle onde sonore si piega verso il basso. Pertanto, la sera, all'improvviso, si sente meglio.

Guardando le nuvole, puoi spesso notare come si muovono a diverse altezze non solo con a velocità diverse, ma a volte in direzioni diverse. Ciò significa che il vento a diverse altezze dal suolo può avere velocità e direzioni diverse. Anche la forma dell'onda sonora in tali strati cambierà da strato a strato. Lasciamo, ad esempio, che il suono arrivi controvento. In questo caso, la linea di propagazione del suono dovrebbe piegarsi e andare verso l'alto. Ma se uno strato d'aria che si muove lentamente si trova sulla sua strada, cambierà di nuovo la sua direzione e potrebbe tornare di nuovo al suolo. È allora che nello spazio dal luogo in cui l'onda sale in altezza al luogo in cui ritorna al suolo, appare una “zona di silenzio”.

Organi di percezione del suono

L'udito è la capacità degli organismi biologici di percepire i suoni con i loro organi uditivi; una funzione speciale dell'apparecchio acustico, eccitata dalle vibrazioni sonore nell'ambiente, come l'aria o l'acqua. Uno dei cinque sensi biologici, chiamato anche percezione acustica.

L'orecchio umano percepisce le onde sonore con una lunghezza compresa tra 20 m e 1,6 cm, che corrisponde a 16 - 20.000 Hz (oscillazioni al secondo) quando le vibrazioni vengono trasmesse attraverso l'aria e fino a 220 kHz quando il suono viene trasmesso attraverso le ossa del corpo. il teschio. Queste onde hanno un importante significato biologico, ad esempio le onde sonore nell'intervallo 300-4000 Hz corrispondono alla voce umana. I suoni superiori a 20.000 Hz hanno poca importanza pratica poiché decelerano rapidamente; le vibrazioni inferiori a 60 Hz vengono percepite attraverso il senso della vibrazione. La gamma di frequenze che una persona è in grado di sentire è chiamata gamma uditiva o sonora; le frequenze più alte sono chiamate ultrasuoni, mentre le frequenze più basse sono chiamate infrasuoni.
La capacità di distinguere le frequenze sonore dipende in gran parte dall'individuo: età, sesso, predisposizione alle malattie dell'udito, allenamento e affaticamento dell'udito. Gli individui sono in grado di percepire suoni fino a 22 kHz e possibilmente superiori.
Una persona può distinguere più suoni contemporaneamente perché nella coclea possono esserci più onde stazionarie contemporaneamente.

L'orecchio è un complesso organo vestibolare-uditivo che svolge due funzioni: percepisce gli impulsi sonori ed è responsabile della posizione del corpo nello spazio e della capacità di mantenere l'equilibrio. Si tratta di un organo pari che si trova nelle ossa temporali del cranio, limitato esternamente dai padiglioni auricolari.

L'organo dell'udito e dell'equilibrio è rappresentato da tre sezioni: l'orecchio esterno, medio ed interno, ciascuna delle quali svolge le proprie funzioni specifiche.

L'orecchio esterno è costituito dal padiglione auricolare e dal canale uditivo esterno. Il padiglione auricolare è una cartilagine elastica dalla forma complessa ricoperta di pelle, la sua Parte inferiore, chiamato lobo, è una piega cutanea costituita da pelle e tessuto adiposo.
Il padiglione auricolare negli organismi viventi funziona come un ricevitore di onde sonore, che vengono poi trasmesse all'interno dell'apparecchio acustico. Il valore del padiglione auricolare nell'uomo è molto più piccolo che negli animali, quindi nell'uomo è praticamente immobile. Ma molti animali, muovendo le orecchie, sono in grado di determinare la posizione della fonte del suono in modo molto più accurato rispetto agli umani.

Le pieghe del padiglione auricolare umano introducono piccole distorsioni di frequenza nel suono che entra nel condotto uditivo, a seconda della localizzazione orizzontale e verticale del suono. Pertanto, il cervello riceve ulteriori informazioni per chiarire la posizione della sorgente sonora. Questo effetto viene talvolta utilizzato in acustica, anche per creare la sensazione del suono surround quando si utilizzano cuffie o apparecchi acustici.
La funzione del padiglione auricolare è quella di captare i suoni; la sua continuazione è la cartilagine del canale uditivo esterno, la cui lunghezza è in media di 25-30 mm. La parte cartilaginea del canale uditivo passa nell'osso e l'intero canale uditivo esterno è rivestito da una pelle contenente ghiandole sebacee e solforose, che sono ghiandole sudoripare modificate. Questo passaggio termina alla cieca: è separato dall'orecchio medio dal timpano. Le onde sonore raccolte dal padiglione auricolare colpiscono timpano e farlo fluttuare.

A loro volta, le vibrazioni dal timpano vengono trasmesse all'orecchio medio.

Orecchio medio
La parte principale dell'orecchio medio è cavità timpanica- un piccolo spazio con un volume di circa 1 cm³, situato in osso temporale. Gli ossicini uditivi sono tre: il martello, l'incudine e la staffa: trasmettono le vibrazioni sonore dall'orecchio esterno a quello interno, amplificandole contemporaneamente.

Gli ossicini uditivi, in quanto frammenti più piccoli dello scheletro umano, rappresentano una catena che trasmette vibrazioni. Il manico del martello è strettamente fuso con il timpano, la testa del martello è collegata all'incudine, e questa, a sua volta, con il suo lungo processo, è collegata alla staffa. La base della staffa chiude la finestra del vestibolo, collegandosi così all'orecchio interno.
La cavità dell'orecchio medio è collegata al rinofaringe attraverso la tromba di Eustachio, attraverso la quale viene equalizzata la pressione media dell'aria all'interno e all'esterno del timpano. Quando la pressione esterna cambia, le orecchie a volte si bloccano, cosa che di solito si risolve sbadigliando di riflesso. L'esperienza dimostra che la congestione dell'orecchio viene risolta in modo ancora più efficace effettuando movimenti di deglutizione o soffiando in un naso schiacciato in questo momento.

Orecchio interno
Delle tre sezioni dell'organo dell'udito e dell'equilibrio, la più complessa è l'orecchio interno, che, per la sua forma intricata, è chiamato labirinto. Il labirinto osseo è costituito dal vestibolo, dalla coclea e dai canali semicircolari, ma solo dalla coclea, piena di fluidi linfatici. All'interno della coclea è presente un canale membranoso, anch'esso pieno di liquido, sulla cui parete inferiore è presente un apparato recettore dell'analizzatore uditivo, ricoperto di cellule ciliate. Le cellule ciliate rilevano le vibrazioni del fluido che riempie il canale. Ogni cellula ciliata è sintonizzata su una specifica frequenza sonora, con le cellule sintonizzate sulle basse frequenze situate nella parte superiore della coclea e le alte frequenze sintonizzate sulle cellule nella parte inferiore della coclea. Quando le cellule ciliate muoiono a causa dell'età o per altri motivi, una persona perde la capacità di percepire i suoni delle frequenze corrispondenti.

Limiti della percezione

L'orecchio umano sente nominalmente i suoni nell'intervallo da 16 a 20.000 Hz. Il limite superiore tende a diminuire con l’età. La maggior parte degli adulti non riesce a sentire i suoni superiori a 16 kHz. L'orecchio stesso non risponde alle frequenze inferiori a 20 Hz, ma possono essere percepite attraverso il senso del tatto.

La gamma di intensità dei suoni percepiti è enorme. Ma il timpano nell'orecchio è sensibile solo ai cambiamenti di pressione. Il livello di pressione sonora viene solitamente misurato in decibel (dB). La soglia inferiore di udibilità è definita come 0 dB (20 micropascal), e la definizione del limite superiore di udibilità si riferisce piuttosto alla soglia del disagio e quindi al danno uditivo, commozione cerebrale, ecc. Questo limite dipende da quanto tempo ascoltiamo il suono. L'orecchio può tollerare aumenti di volume a breve termine fino a 120 dB senza conseguenze, ma l'esposizione a lungo termine a suoni superiori a 80 dB può causare la perdita dell'udito.

Studi più attenti sul limite inferiore dell'udito hanno dimostrato che la soglia minima alla quale il suono rimane udibile dipende dalla frequenza. Questo grafico è chiamato soglia uditiva assoluta. In media, ha una regione di massima sensibilità nell'intervallo da 1 kHz a 5 kHz, sebbene la sensibilità diminuisca con l'età nell'intervallo superiore a 2 kHz.
Esiste anche un modo per percepire il suono senza la partecipazione del timpano: il cosiddetto effetto uditivo a microonde, quando la radiazione modulata nella gamma delle microonde (da 1 a 300 GHz) colpisce il tessuto attorno alla coclea, facendo sì che una persona percepisca vari suoni.
A volte una persona può sentire suoni nella regione a bassa frequenza, sebbene in realtà non ci fossero suoni di questa frequenza. Ciò accade perché le vibrazioni della membrana basilare nell'orecchio non sono lineari e in essa possono verificarsi vibrazioni con una frequenza diversa tra due frequenze più alte.

Sinestesia

Uno dei fenomeni psiconeurologici più insoliti, in cui il tipo di stimolo e il tipo di sensazioni che una persona sperimenta non coincidono. La percezione sinestetica si esprime nel fatto che oltre alle qualità ordinarie possono sorgere sensazioni aggiuntive, più semplici o impressioni "elementari" persistenti - ad esempio colore, odore, suoni, sapori, qualità di una superficie strutturata, trasparenza, volume e forma, posizione nello spazio e altre qualità, non ricevute attraverso i sensi, ma esistenti solo sotto forma di reazioni. Tali qualità aggiuntive possono sorgere come impressioni sensoriali isolate o addirittura manifestarsi fisicamente.

C'è, ad esempio, la sinestesia uditiva. Questa è la capacità di alcune persone di "sentire" i suoni quando osservano oggetti in movimento o lampi, anche se non sono accompagnati da fenomeni sonori reali.
Va tenuto presente che la sinestesia è piuttosto una caratteristica psiconeurologica di una persona e non è un disturbo mentale. Questa percezione del mondo che ci circonda può essere avvertita da una persona comune attraverso l'uso di alcune sostanze narcotiche.

Non esiste ancora una teoria generale della sinestesia (un’idea universale e scientificamente provata al riguardo). Attualmente ci sono molte ipotesi e molte ricerche sono in corso in questo settore. Sono già apparse classificazioni e confronti originali e sono emersi alcuni modelli rigorosi. Ad esempio, noi scienziati abbiamo già scoperto che i sinesteti hanno una natura speciale di attenzione - come se fossero "preconsci" - a quei fenomeni che causano la sinestesia in loro. I sinesteti hanno un'anatomia cerebrale leggermente diversa e un'attivazione radicalmente diversa del cervello agli "stimoli" sinestetici. E i ricercatori dell'Università di Oxford (Regno Unito) hanno condotto una serie di esperimenti durante i quali hanno scoperto che la causa della sinestesia potrebbe essere i neuroni sovraeccitabili. L'unica cosa che si può dire con certezza è che tale percezione è ottenuta a livello della funzione cerebrale e non a livello della percezione primaria delle informazioni.

Conclusione

Le onde di pressione viaggiano attraverso l'orecchio esterno, il timpano e gli ossicini dell'orecchio medio per raggiungere l'orecchio interno pieno di liquido e a forma di cocleare. Il liquido, oscillando, colpisce una membrana ricoperta di minuscoli peli, le ciglia. Le componenti sinusoidali di un suono complesso provocano vibrazioni in varie parti della membrana. Le ciglia vibrando insieme alla membrana eccitano le fibre nervose ad esse associate; in essi compaiono una serie di impulsi, in cui sono “codificati” la frequenza e l'ampiezza di ciascuna componente di un'onda complessa; questi dati vengono trasmessi elettrochimicamente al cervello.

Dell'intero spettro di suoni, si distingue principalmente la gamma udibile: da 20 a 20.000 hertz, infrasuoni (fino a 20 hertz) e ultrasuoni - da 20.000 hertz e oltre. Una persona non può sentire gli infrasuoni e gli ultrasuoni, ma ciò non significa che non lo influenzino. È noto che gli infrasuoni, soprattutto al di sotto dei 10 hertz, possono influenzare la psiche umana e causare depressione. Gli ultrasuoni possono causare sindromi asteno-vegetative, ecc.
La parte udibile della gamma sonora è divisa in suoni a bassa frequenza - fino a 500 hertz, media frequenza - 500-10.000 hertz e alta frequenza - oltre 10.000 hertz.

Questa divisione è molto importante, poiché l'orecchio umano non è ugualmente sensibile ai diversi suoni. L'orecchio è più sensibile a una gamma relativamente ristretta di suoni a media frequenza da 1000 a 5000 hertz. Ai suoni a frequenza più bassa e più alta, la sensibilità diminuisce drasticamente. Ciò porta al fatto che una persona è in grado di sentire suoni con un'energia di circa 0 decibel nella gamma delle frequenze medie e non sentire suoni a bassa frequenza di 20-40-60 decibel. Cioè, i suoni con la stessa energia nella gamma delle frequenze medie possono essere percepiti come forti, ma nella gamma delle frequenze basse come silenziosi o non essere affatto uditi.

Questa caratteristica del suono non è stata formata dalla natura per caso. I suoni necessari alla sua esistenza: parole, suoni della natura, si trovano principalmente nella gamma delle frequenze medie.
La percezione dei suoni viene notevolmente compromessa se si sentono contemporaneamente altri suoni, rumori simili per frequenza o composizione armonica. Ciò significa, da un lato, che l'orecchio umano non percepisce bene i suoni a bassa frequenza e, dall'altro, se nella stanza sono presenti rumori estranei, la percezione di tali suoni può essere ulteriormente disturbata e distorta.

Tutti hanno visto un parametro di volume simile o uno ad esso associato su audiogrammi o apparecchiature audio. Questa è un'unità di misura del volume. Un tempo si concordava e si indicava che normalmente una persona sente a partire da 0 dB, il che in realtà significa una certa pressione sonora percepita dall'orecchio. Le statistiche dicono che il range normale è un leggero calo fino a 20 dB, oppure l'udito è al di sopra del normale sotto forma di -10 dB! Il delta della “norma” è di 30 dB, che in qualche modo è parecchio.

Qual è la gamma dinamica dell'udito? Questa è la capacità di sentire suoni a volumi diversi. È generalmente accettato come un dato di fatto che l'orecchio umano possa sentire da 0 dB a 120-140 dB. Si consiglia vivamente di non ascoltare suoni di 90 dB e oltre per lungo tempo.

Gamma dinamica il lavoro di ciascun orecchio ci dice che a 0 dB l'orecchio sente bene e in dettaglio, a 50 dB l'orecchio sente bene e in dettaglio. È possibile a 100 dB. In pratica, tutti sono stati in un club o in un concerto dove la musica veniva suonata ad alto volume - e il dettaglio era meraviglioso. Abbiamo ascoltato la registrazione tranquillamente tramite le cuffie stando sdraiati in una stanza silenziosa - e anche tutti i dettagli erano a posto.

In effetti, una diminuzione dell'udito può essere descritta come una riduzione della gamma dinamica. Infatti, una persona con problemi di udito non può sentire i dettagli a basso volume. La sua gamma dinamica è ridotta. Invece di 130 dB diventa 50-80 dB. Ecco perché: non c'è modo di “spingere” informazioni che in realtà sono nell'intervallo 130 dB nell'intervallo 80 dB. E se ricordiamo anche che i decibel sono una relazione non lineare, allora la tragedia della situazione diventa chiara.

Ma ora ricordiamoci del buon udito. Qui qualcuno sente tutto ad un livello di circa 10 dB di calo. Questo è normale e socialmente accettabile. In pratica, una persona del genere può sentire il parlato normale a 10 metri di distanza. Ma poi appare una persona con un udito perfetto - superiore a 0 x 10 dB - e sente lo stesso discorso da 50 metri a parità di condizioni. La gamma dinamica è più ampia: ci sono più dettagli e possibilità.

Un'ampia gamma dinamica fa funzionare il cervello in un modo completamente, qualitativamente diverso. Ci sono molte più informazioni, sono molto più precise e dettagliate, perché... Si sentono sempre più sfumature e armoniche diverse, che scompaiono con una gamma dinamica ristretta: sfuggono all'attenzione umana, perché impossibile sentirli.

A proposito, poiché è disponibile una gamma dinamica di 100 dB+, ciò significa anche che una persona può utilizzarla costantemente. Ho appena ascoltato a un livello di volume di 70 dB, poi all'improvviso ho iniziato ad ascoltare: 20 dB, poi 100 dB. La transizione dovrebbe richiedere un tempo minimo. E in effetti possiamo dire che una persona con declino non si permette di avere un'ampia gamma dinamica. Le persone con problemi di udito sembrano sostituire l'idea che adesso tutto sia molto rumoroso - e l'orecchio si prepara a sentire forte o molto forte, invece della situazione reale.

Allo stesso tempo, la presenza della gamma dinamica mostra che l'orecchio non solo registra i suoni, ma si adatta anche al volume attuale per sentire tutto bene. Il parametro complessivo del volume viene trasmesso al cervello allo stesso modo dei segnali sonori.

Ma una persona con un'orecchio assoluto può variare la sua gamma dinamica in modo molto flessibile. E per sentire qualcosa, non si irrigidisce, ma semplicemente si rilassa. Pertanto, l'udito rimane eccellente sia nella gamma dinamica che contemporaneamente nella gamma di frequenze.

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