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7 febbraio 2018
Spesso le persone (anche coloro che sono esperti in materia) sperimentano confusione e difficoltà nel comprendere chiaramente come sia suddivisa esattamente la gamma di frequenze del suono udibile dall'uomo in categorie generali(basso, medio, alto) e in sottocategorie più ristrette (basso superiore, medio inferiore, ecc.). Allo stesso tempo, queste informazioni sono estremamente importanti non solo per gli esperimenti con l'audio dell'auto, ma anche utili 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 ( Linea di fondo) - 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. 
Abbastanza un gran numero di gli strumenti musicali riproducono 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 umano percezione uditivaè determinato dall'evoluzione: nel corso di molti anni della nostra formazione è successo che l'apparecchio acustico catturi in modo più acuto e chiaro la gamma delle frequenze medie, perché entro i suoi confini si trova il linguaggio 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 sopra i 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. Le frequenze ultrasoniche apparentemente “impercettibili” possono chiaramente influenzare condizione psicologica persona, anche se non verranno sfruttati 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, mentre i piatti e il violino raggiungono quasi il limite superiore della gamma udibile (20 kHz) nel suono.
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 totalità dei suoni di strumenti e voci, ognuno dei quali suona in qualche segmento intervallo 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. Va tenuto presente che nonostante la stessa intensità dei suoni frequenze diverse ah gamme, l'orecchio umano percepisce queste frequenze volumi diversi, 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 rispetto alla soglia del dolore: si manifesta più rapidamente alle medie frequenze, ma ai margini 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. Ma allo stesso tempo, un suono troppo basso e di bassa intensità soffrirà di forti irregolarità di frequenza dovute alle caratteristiche biologiche della 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 in tre generalmente accettata e ben nota gruppi generali, a volte è necessario considerare questo o quello in modo più dettagliato e dettagliato. parte stretta, dividendo così la gamma di frequenze 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.
Pertanto, è il basso superiore ad essere responsabile dell'attacco, della pressione e della spinta musicale, e inoltre 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 è percepito come tangibile e con un forte colpo nel 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 modelleranno e costruiranno la scena. Nel segmento dei bassi superiori è possibile ascoltare perfettamente il panorama stereo, se previsto dalla registrazione stessa.
L'area dei bassi superiori copre già abbastanza gran numero strumenti e anche 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 (80-5000Hz). Gli intervalli indicati tengono conto di tutte le armoniche dello strumento.
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 centro inferiore è responsabile progettazione corretta la 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 "raccoglie" la spinta e l'attacco del basso principale e dovrebbe supportarlo adeguatamente e "finirlo" dolcemente, riducendolo gradualmente a niente. 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.
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. Maggioranza strumenti esistenti prendono vita in questa gamma, diventando energici, informativi e tangibili, la stessa cosa 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).
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 parte centrale superiore è ancora suonata dalla stragrande maggioranza degli strumenti, 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.
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.
L'attuale segmento di gamma presentato è paragonabile a maggiore chiarezza e dettagli sonori: se non c'è flessione medio-alta, allora la sorgente sonora è ben localizzata mentalmente nello spazio, concentrata in un certo punto ed espressa da una sensazione di una certa distanza; e viceversa, se manca il top inferiore, allora la limpidezza del suono sembra offuscata e le immagini si perdono nello spazio, il suono diventa torbido, compresso e sinteticamente irrealistico. Di conseguenza, la regolazione del segmento inferiore delle alte frequenze è paragonabile alla capacità di “muovere” virtualmente la scena sonora nello spazio, cioè allontanarlo o avvicinarlo. 
Le frequenze medio-alte forniscono in definitiva l'effetto di presenza desiderato (o meglio, lo completano al meglio, poiché alla base dell'effetto ci sono le frequenze basse profonde e penetranti), grazie a queste frequenze gli strumenti e la voce diventano altrettanto realistici e affidabili possibile. Possiamo anche dire dei medio-alti che sono responsabili del dettaglio del suono, di numerose piccole sfumature e sovratoni sia in relazione alla parte strumentale che nelle parti vocali. Alla fine del segmento medio-alto iniziano “l'aria” e la trasparenza, che si avvertono anche abbastanza chiaramente e influenzano la percezione.
Nonostante il suono sia in costante declino, in questa parte della gamma sono ancora attivi: voci maschili e femminili, grancassa (41-8000 Hz), tom (70-7000 Hz), rullante (100-10000 Hz), piatti (190-17000 Hz), trombone di supporto aereo (80-10000 Hz), tromba (160-9000 Hz), fagotto (60-9000 Hz), sassofono (56-1320 Hz), clarinetto (140-15000 Hz), oboe (247-15000 Hz), flauto (240-14500 Hz), flauto piccolo (600-15000 Hz), violoncello (65-7000 Hz), violino (200-17000 Hz), arpa (36-15000 Hz ), organo (20-7000 Hz), sintetizzatore (20-20000 Hz), timpani (60-3000 Hz).
Inoltre, oltre alla parte udibile immediata, la regione degli alti superiori, trasformandosi dolcemente in frequenze ultrasoniche, può ancora avere qualche effetto impatto psicologico: anche se questi suoni non vengono uditi chiaramente, le onde vengono emesse nello spazio e possono essere percepite da una persona, inoltre, a livello della 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 e, inoltre, descrivere in modo molto accurato i problemi in una determinata parte della gamma e formulare ipotesi Possibile soluzione per migliorare l'immagine sonora. È possibile effettuare regolazioni del suono vari metodi, dove è possibile utilizzare un equalizzatore come "leve", ad esempio, o "giocare" con la posizione e la direzione degli altoparlanti, modificando così la natura delle prime riflessioni delle onde, eliminando le onde stazionarie, ecc. 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, dentro età diverse una persona può emettere suoni di altezze diverse, infanzia fino ad altezze ultrasoniche, in età adulta la voce maschile è perfettamente in grado di cadere estremamente bassa. Qui, come prima, è estremamente importante caratteristiche individuali corde vocali umane, 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
IN meccanismo di percezione del suono prendono parte varie strutture: le onde sonore, che sono vibrazioni delle molecole d'aria, si propagano dalla sorgente sonora, vengono captate dall'orecchio esterno, amplificate dall'orecchio medio e trasformate dall'orecchio interno in impulsi nervosi entrando nel cervello.
Le onde sonore vengono catturate dal padiglione auricolare e dall'esterno Canale uditivo portata timpano-membrana che separa l'orecchio esterno dall'orecchio medio. Le vibrazioni del timpano vengono trasmesse agli ossicini dell'orecchio medio, che le comunicano alla finestra ovale in modo che le vibrazioni raggiungano l'orecchio interno, che è pieno di liquido. Vibrante finestra ovale genera il movimento della perilinfa, nella quale nasce tipo speciale un’“onda” che attraversa tutta la coclea, prima lungo la scala vestibolare, e poi lungo quello timpanico, fino a raggiungere una finestra arrotondata, nella quale l’“onda” si placa. A causa delle fluttuazioni della perilinfa, viene stimolato l'organo del Corti, situato nella coclea, che elabora i movimenti della perilinfa e, sulla base di essi, genera impulsi nervosi che vengono trasmessi al cervello attraverso il nervo uditivo.
Il movimento della perilinfa fa vibrare la membrana principale che costituisce la superficie dell'elica, dove si trova l'organo del Corti. Quando le cellule sensoriali vengono mosse dalle vibrazioni, piccole ciglia sulla loro superficie sfiorano la membrana e producono cambiamenti metabolici che trasformano gli stimoli meccanici in nervi, trasmessi lungo il nervo cocleare e raggiungendo il nervo uditivo, da dove entrano nel cervello, dove vengono riconosciuti e percepiti come suoni.
FUNZIONI DELLE OSSA DELL'ORECCHIO MEDIO.
Quando il timpano vibra, si muovono anche gli ossicini dell'orecchio medio: ogni vibrazione provoca uno spostamento del martello, che mette in movimento l'incudine, che trasmette il movimento alla staffa, poi la base della staffa colpisce la finestra ovale e così crea un'onda nel fluido contenuto nella staffa. orecchio interno. Poiché il timpano ha una superficie maggiore rispetto alla finestra ovale, il suono viene concentrato e amplificato mentre passa attraverso gli ossicini dell'orecchio medio per compensare le perdite di energia durante la transizione onde sonore dall'aria al liquido. Grazie a questo meccanismo è possibile percepire suoni molto deboli.
L'orecchio umano può percepire onde sonore che hanno determinate caratteristiche di intensità e frequenza. In termini di frequenza, una persona può rilevare suoni nell'intervallo da 16.000 a 20.000 hertz (vibrazioni al secondo) e l'udito umano è particolarmente sensibile alla voce umana, che varia da 1.000 a 400 0 hertz. L'intensità, che dipende dall'ampiezza delle onde sonore, deve avere una certa soglia, vale a dire 10 decibel: i suoni al di sotto di questa soglia non vengono percepiti dall'orecchio.
Il trauma dell'udito è un deterioramento della capacità di percepire i suoni dovuto al verificarsi di un'unica forte fonte di rumore (ad esempio un'esplosione) o di una fonte a lungo termine (discoteche, concerti, luogo di lavoro, ecc.). Di conseguenza lesione uditiva La persona sarà in grado di sentire bene solo i toni bassi, mentre la capacità di sentire i toni alti sarà compromessa. Tuttavia, puoi proteggere il tuo apparecchio acustico utilizzando cuffie speciali.
Spesso valutiamo la qualità del suono. Quando si sceglie un microfono, un software di elaborazione audio o un formato di registrazione di file audio, una delle domande più importanti è quanto suonerà bene. Ma ci sono differenze tra le caratteristiche del suono che possono essere misurate e quelle che possono essere udite.
Tono, timbro, ottava.
Il cervello percepisce i suoni di determinate frequenze. Ciò è dovuto alle peculiarità del meccanismo dell'orecchio interno. I recettori situati sulla membrana principale dell'orecchio interno convertono le vibrazioni sonore in potenziali elettrici che eccitano le fibre nervose uditive. Le fibre nervose uditive hanno selettività di frequenza dovuta all'eccitazione delle cellule dell'organo del Corti situato in esso luoghi differenti membrana principale: le alte frequenze si percepiscono vicino alla finestra ovale, le basse frequenze si percepiscono nella parte superiore della spirale.
CON caratteristiche fisiche il suono, la frequenza, è strettamente correlato all'altezza che percepiamo. La frequenza viene misurata come il numero di cicli completi di un'onda sinusoidale in un secondo (hertz, Hz). Questa definizione di frequenza si basa sul fatto che un'onda sinusoidale ha esattamente la stessa forma d'onda. IN vita reale pochissimi suoni hanno questa proprietà. Tuttavia, qualsiasi suono può essere rappresentato come un insieme di oscillazioni sinusoidali. Di solito chiamiamo questo set un tono. Cioè, un tono è un segnale di una certa altezza che ha uno spettro discreto (suoni musicali, suoni vocalici del discorso), in cui viene evidenziata la frequenza di un'onda sinusoidale, che ha l'ampiezza massima in questo insieme. Un segnale con un ampio spettro continuo, le cui componenti di frequenza hanno tutte la stessa intensità media, è chiamato rumore bianco.
Un aumento graduale della frequenza delle vibrazioni sonore è percepito come un cambiamento graduale del tono dal più basso (basso) al più alto.
Il grado di precisione con cui una persona determina l'altezza di un suono a orecchio dipende dall'acutezza e dalla formazione del suo udito. L'orecchio umano può distinguere chiaramente due toni di tono vicino. Ad esempio, nella gamma di frequenza di circa 2000 Hz, una persona può distinguere tra due toni che differiscono l'uno dall'altro in frequenza di 3-6 Hz o anche meno.
Lo spettro di frequenze di uno strumento musicale o di una voce contiene una sequenza di picchi equidistanti: armoniche. Corrispondono a frequenze multiple di una certa frequenza base, la più intensa delle onde sinusoidali che compongono il suono.
Il suono particolare (timbro) di uno strumento musicale (voce) è associato all'ampiezza relativa di varie armoniche e l'altezza percepita da una persona trasmette in modo più accurato la frequenza di base. Il timbro, essendo un riflesso soggettivo del suono percepito, non ha una valutazione quantitativa ed è caratterizzato solo qualitativamente.
In un tono “puro” esiste una sola frequenza. Tipicamente, il suono percepito è costituito dalla frequenza del tono principale e da diverse frequenze "impurità", chiamate sovratoni. I sovratoni sono multipli della frequenza del tono principale e hanno un'ampiezza minore. Il timbro del suono dipende dalla distribuzione dell'intensità dalla distribuzione dell'intensità tra gli armonici. Lo spettro delle combinazioni di suoni musicali, chiamato accordo, dipende dalla distribuzione dell'intensità tra gli armonici. Tale spettro contiene diverse frequenze fondamentali insieme agli armonici di accompagnamento.
Se la frequenza di un suono è esattamente il doppio della frequenza di un altro, le onde sonore “si adattano” l’una all’altra. La distanza di frequenza tra tali suoni è chiamata ottava. La gamma di frequenze percepite dagli esseri umani, 16-20.000 Hz, copre circa da dieci a undici ottave.
Ampiezza delle vibrazioni sonore e volume.
La parte udibile della gamma sonora è divisa in suoni a bassa frequenza - fino a 500 Hz, media frequenza - 500-10.000 Hz e alta frequenza - oltre 10.000 Hz. L'orecchio è più sensibile a una gamma relativamente ristretta di suoni a media frequenza da 1000 a 4000 Hz. Cioè, i suoni con la stessa intensità nella gamma delle frequenze medie possono essere percepiti come forti, ma nella gamma delle frequenze basse o alte possono essere percepiti come silenziosi o non essere affatto uditi. Questa caratteristica della percezione del suono è dovuta al fatto che le informazioni sonore necessarie per l'esistenza umana - parole o suoni della natura - vengono trasmesse principalmente nella gamma delle frequenze medie. Pertanto, il volume non è un parametro fisico, ma l'intensità della sensazione uditiva, una caratteristica soggettiva del suono associata alle caratteristiche della nostra percezione.
L'analizzatore uditivo percepisce un aumento dell'ampiezza dell'onda sonora dovuto ad un aumento dell'ampiezza della vibrazione della membrana principale dell'orecchio interno e alla stimolazione di un numero crescente di cellule ciliate con trasmissione impulsi elettrici con maggiore frequenza e lungo un maggior numero di fibre nervose.
Il nostro orecchio può distinguere l'intensità del suono nella gamma dal più debole sussurro al rumore più forte, che corrisponde approssimativamente ad un aumento dell'ampiezza del movimento della membrana principale di 1 milione di volte. Tuttavia, l'orecchio interpreta questa enorme differenza nell'ampiezza del suono come un cambiamento di circa 10.000 volte. Cioè, la scala di intensità è fortemente “compressa” dal meccanismo di percezione del suono dell'analizzatore uditivo. Ciò consente a una persona di interpretare le differenze nell'intensità del suono su una gamma estremamente ampia.
L'intensità del suono si misura in decibel (dB) (1 bel equivale a dieci volte l'ampiezza). Lo stesso sistema viene utilizzato per determinare le variazioni di volume.
Per fare un confronto, possiamo dare un livello approssimativo di intensità dei diversi suoni: appena suono udibile(soglia uditiva) 0 dB; sussurro vicino all'orecchio 25-30 dB; volume medio della parola 60-70 dB; parlato molto forte (urla) 90 dB; ai concerti di musica rock e pop al centro della sala 105-110 dB; accanto ad un aereo di linea in decollo 120 dB.
L'entità dell'incremento del volume del suono percepito ha una soglia di discriminazione. Il numero di gradazioni di volume distinte alle frequenze medie non supera 250; alle frequenze basse e alte diminuisce bruscamente e si aggira in media intorno a 150.
È un organo specializzato complesso costituito da tre sezioni: l'orecchio esterno, medio e interno.
L'orecchio esterno è un apparato di raccolta del suono. Le vibrazioni sonore vengono catturate orecchie e vengono trasmessi lungo il canale uditivo esterno al timpano, che separa l'orecchio esterno dall'orecchio medio. La percezione del suono e l'intero processo di ascolto con due orecchie, il cosiddetto udito biniurale, è importante per determinare la direzione del suono. Le vibrazioni sonore provenienti dal lato raggiungono l'orecchio più vicino alcune frazioni decimali di secondo (0,0006 s) prima dell'altro. Questa piccolissima differenza nel tempo di arrivo del suono ad entrambe le orecchie è sufficiente per determinarne la direzione.
L'orecchio medio è una cavità d'aria che, attraverso tromba d'Eustachio si collega alla cavità del rinofaringe. Le vibrazioni dal timpano attraverso l'orecchio medio vengono trasmesse da 3 ossicini uditivi collegati tra loro - il martello, l'incudine e la staffa, e quest'ultima, attraverso la membrana della finestra ovale, trasmette queste vibrazioni al fluido situato nell'orecchio interno - perilinfa. Grazie a ossicini uditivi l'ampiezza delle vibrazioni diminuisce e la loro forza aumenta, consentendo alla colonna di fluido nell'orecchio interno di muoversi. L'orecchio medio ha uno speciale meccanismo per adattarsi ai cambiamenti dell'intensità del suono. A suoni forti muscoli speciali aumentano la tensione del timpano e riducono la mobilità della staffa. Ciò riduce l'ampiezza delle oscillazioni e orecchio interno protetto dai danni.
L'orecchio interno con la coclea situata al suo interno si trova a forma di piramide osso temporale. La coclea umana forma 2,5 giri a spirale. Il canale cocleare è diviso da due partizioni (la membrana principale e la membrana vestibolare) in 3 passaggi stretti: quello superiore (scala vestibularis), quello medio (canale membranoso) e quello inferiore (scala tympani). Alla sommità della coclea è presente un'apertura che collega in un unico canale i canali superiore ed inferiore, andando dalla finestra ovale alla sommità della coclea e poi alla finestra rotonda. La loro cavità è riempita con un liquido - perilinfa, e la cavità del canale membranoso medio è riempita con un liquido di diversa composizione - endolinfa. Nel canale centrale c'è un apparato di ricezione del suono - l'organo del Corti, in cui sono presenti i recettori per le vibrazioni sonore - le cellule ciliate.
Meccanismo di percezione del suono. Meccanismo fisiologico la percezione del suono si basa su due processi che avvengono nella coclea: 1) separazione dei suoni frequenze diverse nel luogo del loro maggiore impatto sulla membrana principale della coclea e 2) la trasformazione da parte delle cellule recettrici delle vibrazioni meccaniche in eccitazione nervosa. Le vibrazioni sonore che entrano nell'orecchio interno attraverso la finestra ovale vengono trasmesse alla perilinfa e le vibrazioni di questo fluido portano a spostamenti della membrana principale. L'altezza della colonna di liquido vibrante e, di conseguenza, il punto di massimo spostamento della membrana principale dipendono dall'altezza del suono. Pertanto, con suoni di altezze diverse, vengono eccitate diverse cellule ciliate e diverse fibre nervose. Un aumento dell'intensità del suono porta ad un aumento del numero di cellule ciliate e fibre nervose eccitate, che consente di distinguere l'intensità delle vibrazioni sonore.
La trasformazione delle vibrazioni nel processo di eccitazione viene effettuata da speciali recettori: le cellule ciliate. I peli di queste cellule sono immersi nella membrana tegumentaria. Le vibrazioni meccaniche sotto l'influenza del suono portano allo spostamento della membrana tegumentaria rispetto alle cellule recettrici e alla piegatura dei peli. Nelle cellule recettrici, lo spostamento meccanico dei peli provoca un processo di eccitazione.
Conduttività sonora. Sono presenti la conduzione aerea e quella ossea. In condizioni normali, una persona è dominata da conduzione dell'aria: Le onde sonore vengono captate dall'orecchio esterno e le vibrazioni dell'aria vengono trasmesse attraverso l'orecchio esterno canale uditivo nell'orecchio medio e interno. Quando conduzione ossea le vibrazioni sonore vengono trasmesse attraverso le ossa del cranio direttamente alla coclea. Questo meccanismo di trasmissione delle vibrazioni sonore è importante quando una persona si immerge sott'acqua.
Una persona di solito percepisce suoni con una frequenza compresa tra 15 e 20.000 Hz (nell'intervallo tra 10 e 11 ottave). Nei bambini il limite superiore raggiunge i 22.000 Hz; con l'età diminuisce. La sensibilità più elevata è stata riscontrata nell'intervallo di frequenze compreso tra 1000 e 3000 Hz. Quest'area corrisponde alle frequenze che si verificano più frequentemente discorso umano e musica.
Il contenuto dell'articolo
UDITO, capacità di percepire i suoni. L'udito dipende: 1) dall'orecchio - esterno, medio e interno - che percepisce le vibrazioni sonore; 2) il nervo uditivo, che trasmette i segnali ricevuti dall'orecchio; 3) alcune parti del cervello (centri uditivi), in cui vengono trasmessi gli impulsi nervi uditivi, causare la consapevolezza dei segnali sonori originali.
Qualsiasi fonte di suono: una corda di violino tenuta con un archetto, una colonna d'aria che si muove in una canna d'organo o corde vocali persona parlante - provoca vibrazioni nell'aria circostante: prima compressione istantanea, poi rarefazione istantanea. In altre parole, una serie di onde alternate di aumento e bassa pressione sanguigna, che si diffuse rapidamente nell'aria. Questo flusso di onde in movimento crea il suono percepito dagli organi uditivi.
La maggior parte dei suoni che incontriamo ogni giorno sono piuttosto complessi. Sono generati da complessi movimenti oscillatori di una sorgente sonora, creando un intero complesso di onde sonore. Negli esperimenti di ricerca sull'udito, cercano di selezionare i segnali sonori più semplici possibili per facilitare la valutazione dei risultati. Vengono spesi molti sforzi per garantire semplici oscillazioni periodiche della sorgente sonora (come un pendolo). Il flusso risultante di onde sonore di una frequenza è chiamato tono puro; rappresenta un cambiamento regolare e graduale di alto e bassa pressione.
Confini della percezione uditiva.
La sorgente sonora "ideale" descritta può essere fatta vibrare velocemente o lentamente. Ciò permette di chiarire una delle principali domande che si pongono nello studio dell'udito, ovvero quale sia la frequenza minima e massima delle vibrazioni percepite dall'orecchio umano come suono. Gli esperimenti hanno dimostrato quanto segue. Quando le oscillazioni si verificano molto lentamente, meno di 20 cicli di oscillazione completi al secondo (20 Hz), ciascuna onda sonora viene ascoltata separatamente e non forma un tono continuo. All'aumentare della frequenza di vibrazione, una persona inizia a sentire un tono basso e continuo, simile al suono della canna dei bassi più bassa di un organo. Man mano che la frequenza aumenta ulteriormente, l'altezza percepita diventa più alta; a 1000 Hz assomiglia al Do acuto di un soprano. Tuttavia, questa nota è ancora lontana dal limite superiore dell’udito umano. È solo quando la frequenza si avvicina a circa 20.000 Hz che l’orecchio umano normale gradualmente diventa incapace di sentire.
Sensibilità dell'orecchio a vibrazioni sonore frequenze diverse non sono la stessa cosa. Risponde in modo particolarmente sensibile alle fluttuazioni delle frequenze medie (da 1000 a 4000 Hz). Qui la sensibilità è così grande che qualsiasi aumento significativo della stessa sarebbe sfavorevole: allo stesso tempo si percepirebbe un rumore di fondo costante del movimento casuale delle molecole d'aria. Man mano che la frequenza diminuisce o aumenta rispetto alla gamma media, l'acuità uditiva diminuisce gradualmente. Ai margini della gamma di frequenze percepibili, il suono deve essere molto forte per essere udito, così forte che a volte viene percepito fisicamente prima di essere udito.
Il suono e la sua percezione.
Un tono puro ha due caratteristiche indipendenti: 1) frequenza e 2) forza o intensità. La frequenza è misurata in hertz, cioè determinato dal numero di cicli oscillatori completi al secondo. L'intensità viene misurata dall'entità della pressione pulsante delle onde sonore su qualsiasi superficie in arrivo ed è solitamente espressa in unità logaritmiche relative - decibel (dB). Va ricordato che i concetti di frequenza e intensità si applicano solo al suono come stimolo fisico esterno; questo è il cosiddetto caratteristiche acustiche del suono. Quando parliamo di percezione, ad es. riguardo ad un processo fisiologico, un suono viene valutato come alto o basso e la sua forza è percepita come volume. In generale l'altezza, caratteristica soggettiva del suono, è strettamente correlata alla sua frequenza; I suoni ad alta frequenza vengono percepiti come acuti. Inoltre, per generalizzare, possiamo dire che l'intensità percepita dipende dalla forza del suono: sentiamo i suoni più intensi più forti. Tali rapporti, tuttavia, non sono immutabili e assoluti, come spesso si crede. L'altezza percepita di un suono è influenzata in una certa misura dalla sua intensità, e il volume percepito è influenzato in una certa misura dalla frequenza. Pertanto, modificando la frequenza di un suono, si può evitare di modificare l'altezza percepita, variandone di conseguenza l'intensità.
"Differenza minima evidente."
Sia dal punto di vista pratico che teorico, determinare la differenza minima di frequenza e intensità del suono che può essere rilevata dall'orecchio è un problema molto importante. Come dovrebbero essere modificate la frequenza e l'intensità dei segnali sonori in modo che l'ascoltatore se ne accorga? Si scopre che la differenza minima percepibile è determinata da un cambiamento relativo nelle caratteristiche del suono piuttosto che da un cambiamento assoluto. Questo vale sia per la frequenza che per l'intensità del suono.
La variazione relativa di frequenza necessaria per la discriminazione è diversa sia per suoni di frequenze diverse che per suoni della stessa frequenza, ma di diversa intensità. Si può dire però che sia pari a circa lo 0,5% su un ampio intervallo di frequenze da 1000 a 12.000 Hz. Questa percentuale (la cosiddetta soglia di discriminazione) è leggermente più alta alle frequenze più alte e significativamente più alta alle frequenze più basse. Di conseguenza, l'orecchio è meno sensibile ai cambiamenti di frequenza ai margini della gamma di frequenze che ai valori medi, e questo viene spesso notato da tutti coloro che suonano il pianoforte; l'intervallo tra due note molto alte o molto gravi appare inferiore a quello delle note della gamma media.
La differenza minima evidente è leggermente diversa quando si tratta di intensità del suono. La discriminazione richiede una variazione abbastanza ampia, circa il 10%, nella pressione delle onde sonore (cioè circa 1 dB), e questo valore è relativamente costante per suoni di quasi tutte le frequenze e intensità. Tuttavia, quando l’intensità dello stimolo è bassa, la differenza minima percepibile aumenta notevolmente, soprattutto per i toni a bassa frequenza.
Sovratoni nell'orecchio.
Una proprietà caratteristica di quasi tutte le sorgenti sonore è che non solo produce semplici oscillazioni periodiche (tono puro), ma esegue anche movimenti oscillatori complessi che producono più toni puri contemporaneamente. Tipicamente, un tono così complesso è costituito da serie armoniche (armoniche), ad es. dalla frequenza più bassa, fondamentale, più gli armonici, le cui frequenze superano la fondamentale per un numero intero di volte (2, 3, 4, ecc.). Pertanto, un oggetto che vibra ad una frequenza fondamentale di 500 Hz può produrre anche armonici di 1000, 1500, 2000 Hz, ecc. L'orecchio umano si comporta in modo simile in risposta a un segnale sonoro. Caratteristiche anatomiche L'orecchio offre molte opportunità per convertire l'energia del tono puro in arrivo, almeno parzialmente, in sovratoni. Ciò significa che anche quando la sorgente produce un tono puro, un ascoltatore attento può sentire non solo il tono principale, ma anche uno o due armonici sottili.
Interazione di due toni.
Quando due toni puri vengono percepiti contemporaneamente dall'orecchio, si possono osservare le seguenti varianti della loro azione congiunta, a seconda della natura dei toni stessi. Possono mascherarsi a vicenda riducendo reciprocamente il volume. Ciò si verifica più spesso quando i toni non differiscono molto in frequenza. I due toni possono connettersi tra loro. Allo stesso tempo, sentiamo suoni che corrispondono alla differenza di frequenze tra loro o alla somma delle loro frequenze. Quando due toni hanno una frequenza molto vicina, sentiamo un singolo tono la cui altezza è approssimativamente uguale a quella frequenza. Questo tono, tuttavia, diventa più forte e più basso poiché i due segnali acustici leggermente discordanti interagiscono continuamente, potenziandosi o annullandosi a vicenda.
Timbro.
Oggettivamente parlando, gli stessi toni complessi possono variare in grado di complessità, ad es. per composizione e intensità degli armonici. Una caratteristica soggettiva della percezione, che generalmente riflette la peculiarità del suono, è il timbro. Pertanto, le sensazioni causate da un tono complesso sono caratterizzate non solo da una certa altezza e volume, ma anche dal timbro. Alcuni suoni sembrano ricchi e pieni, altri no. Grazie soprattutto alle differenze timbriche, tra tanti suoni riconosciamo le voci di vari strumenti. Una nota LA suonata su un pianoforte può essere facilmente distinta dalla stessa nota suonata su un corno. Se però si riesce a filtrare e smorzare gli armonici di ciascuno strumento, queste note non potranno essere distinte.
Localizzazione dei suoni.
L'orecchio umano non solo distingue i suoni e le loro fonti; entrambe le orecchie, lavorando insieme, sono in grado di determinare con precisione la direzione da cui proviene il suono. Poiché le orecchie si trovano ai lati opposti della testa, le onde sonore della sorgente sonora non le raggiungono esattamente nello stesso momento e agiscono con intensità leggermente diverse. A causa della differenza minima di tempo e forza, il cervello determina in modo abbastanza accurato la direzione della sorgente sonora. Se la sorgente sonora è rigorosamente di fronte, il cervello la localizza lungo asse orizzontale con una precisione di diversi gradi. Se la sorgente viene spostata da un lato, la precisione della localizzazione risulta leggermente inferiore. Distinguere il suono proveniente da dietro da quello anteriore, così come localizzarlo lungo l'asse verticale, risulta essere un po' più difficile.
Rumore
spesso descritto come un suono atonale, cioè composto da vari. frequenze non correlate e quindi non ripete costantemente tale alternanza di onde di alta e bassa pressione per produrre una frequenza specifica. Tuttavia, in realtà, quasi ogni "rumore" ha una sua altezza, che è facile da verificare ascoltando e confrontando rumori normali. D'altra parte, qualsiasi "tono" ha elementi di ruvidità. Pertanto, le differenze tra rumore e tono sono difficili da definire in questi termini. Oggi c’è la tendenza a definire il rumore dal punto di vista psicologico piuttosto che acustico, definendolo semplicemente un suono indesiderato. Ridurre il rumore in questo senso è diventato urgente problema moderno. Anche se il rumore forte e costante provoca indubbiamente la sordità e il lavoro nel rumore provoca uno stress temporaneo, il suo effetto è probabilmente meno duraturo e meno grave di quanto talvolta gli viene attribuito.
Udito anormale e udito degli animali.
Lo stimolo naturale per l'orecchio umano è il suono che viaggia nell'aria, ma l'orecchio può essere stimolato in altri modi. Tutti sanno, ad esempio, che sott'acqua si sente il rumore. Inoltre, se si applica una fonte di vibrazione alla parte ossea della testa, si avverte una sensazione di suono dovuta alla conduzione ossea. Questo fenomeno è molto utile in alcune forme di sordità: si applica direttamente un piccolo trasmettitore processo mastoideo(la parte del cranio situata subito dietro l'orecchio), permette al paziente di sentire i suoni amplificati dal trasmettitore attraverso le ossa del cranio grazie alla conduzione ossea.
Naturalmente, non solo le persone hanno l'udito. La capacità di sentire nasce nelle prime fasi dell'evoluzione ed esiste già negli insetti. Tipi diversi gli animali percepiscono suoni di frequenze diverse. Alcuni sentono una gamma di suoni più piccola rispetto agli esseri umani, altri ne sentono una più ampia. Buon esempio– un cane il cui orecchio è sensibile a frequenze oltre la portata dell’udito umano. Uno degli usi è quello di produrre fischi, il cui suono non è udibile dagli esseri umani ma abbastanza forte da essere sentito dai cani.
