Nội dung của bài viết

THÍNH GIÁC, khả năng cảm nhận âm thanh. Thính giác phụ thuộc vào: 1) tai - bên ngoài, giữa và bên trong - cảm nhận các rung động âm thanh; 2) dây thần kinh thính giác truyền tín hiệu nhận được từ tai; 3) một số phần của não (trung tâm thính giác), trong đó các xung được truyền bởi các dây thần kinh thính giác gây ra nhận thức về các tín hiệu âm thanh ban đầu.

Bất kỳ nguồn âm thanh nào - dây đàn violon có kéo cung, cột không khí chuyển động trong ống đàn organ hoặc dây thanh âm của người đang nói - đều gây ra rung động trong không khí xung quanh: đầu tiên là nén tức thời, sau đó là phản xạ tức thời. Nói cách khác, một loạt các đợt sóng tăng và giảm xen kẽ nhau. áp lực giảm lan truyền nhanh chóng trong không khí. Luồng sóng chuyển động này tạo thành âm thanh mà cơ quan thính giác cảm nhận được.

Hầu hết các âm thanh chúng ta gặp hàng ngày đều khá phức tạp. Chúng được tạo ra bởi các chuyển động dao động phức tạp của nguồn âm thanh, tạo ra toàn bộ phức hợp sóng âm thanh. Các thí nghiệm thính giác cố gắng chọn các tín hiệu âm thanh đơn giản nhất có thể để dễ đánh giá kết quả hơn. Rất nhiều nỗ lực được dành cho việc cung cấp các dao động định kỳ đơn giản của nguồn âm thanh (như con lắc). Dòng sóng âm thanh có một tần số thu được được gọi là âm thuần; đó là sự thay đổi đều đặn, nhịp nhàng của áp suất cao và thấp.

Các giới hạn của nhận thức thính giác.

Nguồn âm thanh "lý tưởng" được mô tả có thể được tạo ra để dao động nhanh hoặc chậm. Điều này cho phép chúng tôi làm rõ một trong những câu hỏi chính nảy sinh trong nghiên cứu về thính giác, đó là tần số dao động tối thiểu và tối đa mà tai người cảm nhận được là âm thanh. Các thí nghiệm cho thấy như sau. Khi dao động rất chậm, dưới 20 dao động hoàn chỉnh mỗi giây (20 Hz), mỗi sóng âm được nghe riêng biệt và không tạo thành âm liên tục. Khi tần số rung tăng lên, một người bắt đầu nghe thấy âm trầm liên tục, tương tự như âm thanh của ống bass thấp nhất của đàn organ. Khi tần số tăng hơn nữa, âm cảm nhận ngày càng cao hơn; ở tần số 1000 Hz, nó giống với nốt C trên của giọng nữ cao. Tuy nhiên, nốt này vẫn còn cách xa giới hạn trên của thính giác con người. Chỉ khi tần số đạt đến khoảng 20.000 Hz thì tai người bình thường mới dần dần ngừng nghe.

Độ nhạy của tai đối với các dao động âm thanh có tần số khác nhau là không giống nhau. Nó đặc biệt nhạy cảm với các dao động tần số trung bình (từ 1000 đến 4000 Hz). Ở đây độ nhạy lớn đến mức bất kỳ sự gia tăng đáng kể nào của nó cũng sẽ không thuận lợi: đồng thời, tiếng ồn nền liên tục của chuyển động ngẫu nhiên của các phân tử không khí sẽ được cảm nhận. Khi tần số giảm hoặc tăng so với phạm vi trung bình, khả năng nghe giảm dần. Ở rìa của dải tần cảm nhận được, âm thanh phải rất mạnh mới nghe được, mạnh đến mức đôi khi người ta có thể cảm nhận được âm thanh trước khi nghe thấy.

Âm thanh và nhận thức của nó.

Một âm thuần túy có hai đặc điểm độc lập: 1) tần số và 2) cường độ hoặc cường độ. Tần số được đo bằng hertz, tức là được xác định bằng số chu kỳ dao động hoàn chỉnh trong một giây. Cường độ được đo bằng độ lớn của áp suất xung của sóng âm thanh trên bất kỳ bề mặt bộ đếm nào và thường được biểu thị bằng đơn vị logarit tương đối - decibel (dB). Cần phải nhớ rằng các khái niệm về tần số và cường độ chỉ áp dụng cho âm thanh như một kích thích vật lý bên ngoài; đây là cái gọi là. đặc tính âm học của âm thanh. Khi chúng ta nói về nhận thức, tức là. về quá trình sinh lý, âm thanh được đánh giá là cao hay thấp, và độ mạnh của nó được coi là độ to. Nói chung, cao độ - đặc tính chủ quan của âm thanh - có quan hệ chặt chẽ với tần số của nó; âm thanh tần số cao được coi là cao. Ngoài ra, nói chung, chúng ta có thể nói rằng âm lượng cảm nhận được phụ thuộc vào độ mạnh của âm thanh: chúng ta nghe thấy những âm thanh có cường độ cao hơn khi to hơn. Tuy nhiên, những tỷ lệ này không cố định và tuyệt đối như người ta thường giả định. Cao độ cảm nhận của âm thanh bị ảnh hưởng ở một mức độ nào đó bởi cường độ của nó, trong khi âm lượng cảm nhận bị ảnh hưởng bởi tần số của nó. Do đó, bằng cách thay đổi tần số của âm thanh, người ta có thể tránh thay đổi cao độ cảm nhận được bằng cách thay đổi cường độ của nó cho phù hợp.

"Sự khác biệt đáng chú ý tối thiểu."

Từ cả quan điểm thực tế và lý thuyết, việc xác định sự khác biệt tối thiểu mà tai có thể cảm nhận được về tần số và độ mạnh của âm thanh là một vấn đề rất quan trọng. Nên thay đổi tần số và cường độ của tín hiệu âm thanh như thế nào để người nghe nhận thấy điều này? Hóa ra sự khác biệt đáng chú ý tối thiểu được xác định bởi sự thay đổi tương đối trong các đặc tính của âm thanh, chứ không phải là những thay đổi tuyệt đối. Điều này áp dụng cho cả tần số và độ mạnh của âm thanh.

Sự thay đổi tương đối về tần số cần thiết để phân biệt là khác nhau đối với cả âm thanh có tần số khác nhau và âm thanh có cùng tần số nhưng cường độ khác nhau. Tuy nhiên, có thể nói rằng nó xấp xỉ 0,5% trên dải tần số rộng từ 1000 đến 12.000 Hz. Tỷ lệ phần trăm này (được gọi là ngưỡng phân biệt đối xử) có phần cao hơn ở khu vực có nhiều tần số cao và cao hơn nhiều ở những cái thấp hơn. Do đó, tai ít nhạy cảm hơn với sự thay đổi tần số ở cuối dải tần so với ở dải tần trung bình và điều này thường được tất cả những người chơi đàn piano chú ý; quãng giữa hai nốt rất cao hoặc rất thấp dường như ngắn hơn so với quãng giữa.

Sự khác biệt đáng chú ý tối thiểu về cường độ âm thanh là hơi khác nhau. Sự phân biệt đòi hỏi một sự thay đổi khá lớn về áp suất của sóng âm thanh, khoảng 10% (tức là khoảng 1 dB) và giá trị này tương đối ổn định đối với âm thanh ở hầu hết mọi tần số và cường độ. Tuy nhiên, khi cường độ của kích thích thấp, sự khác biệt cảm nhận tối thiểu tăng lên đáng kể, đặc biệt là đối với các âm tần số thấp.

Âm bội trong tai.

Một tính chất đặc trưng của hầu hết mọi nguồn âm thanh là nó không chỉ tạo ra các dao động định kỳ đơn giản (âm thuần) mà còn thực hiện các chuyển động dao động phức tạp tạo ra nhiều âm thuần cùng một lúc. Thông thường, một giai điệu phức tạp như vậy bao gồm một chuỗi hài hòa (sóng hài), tức là từ tần số thấp nhất, cơ bản, cộng với các âm bội có tần số vượt quá cơ bản một số nguyên lần (2, 3, 4, v.v.). Do đó, một vật dao động ở tần số cơ bản 500 Hz cũng có thể tạo ra các âm bội 1000, 1500, 2000 Hz, v.v. Tai người phản ứng với tín hiệu âm thanh theo cách tương tự. đặc điểm giải phẫuĐôi tai cung cấp nhiều cơ hội để chuyển đổi năng lượng của âm thanh thuần khiết sắp tới, ít nhất là một phần, thành âm bội. Vì vậy, ngay cả khi nguồn phát ra âm thanh thuần túy, người nghe chú ý không chỉ có thể nghe thấy âm chính mà còn có thể nghe thấy một hoặc hai âm bội khó nhận thấy.

Sự tương tác của hai tông màu.

Khi hai âm thanh thuần túy được tai đồng thời cảm nhận, có thể quan sát thấy các biến thể sau đây của hoạt động chung của chúng, tùy thuộc vào bản chất của chính các âm đó. Họ có thể che dấu lẫn nhau bằng cách giảm âm lượng lẫn nhau. Điều này thường xảy ra nhất khi các âm không thay đổi nhiều về tần số. Hai âm có thể kết nối với nhau. Đồng thời, chúng ta nghe thấy âm thanh tương ứng với sự khác biệt về tần số giữa chúng hoặc với tổng tần số của chúng. Khi hai âm có tần số rất gần nhau, chúng ta nghe thấy một âm duy nhất có cao độ gần giống với tần số đó. Tuy nhiên, âm thanh này trở nên to hơn và nhỏ hơn khi hai tín hiệu âm thanh hơi không khớp nhau liên tục tương tác, khuếch đại và triệt tiêu lẫn nhau.

âm sắc.

Nói một cách khách quan, cùng một âm phức tạp có thể khác nhau về mức độ phức tạp, tức là. thành phần và cường độ của âm bội. Đặc điểm chủ quan của tri giác phản ánh chung tính đặc thù của âm thanh là âm sắc. Do đó, những cảm giác gây ra bởi một giai điệu phức tạp không chỉ được đặc trưng bởi một cao độ và độ to nhất định mà còn bởi một âm sắc. Một số âm thanh phong phú và đầy đủ, một số khác thì không. Trước hết, nhờ sự khác biệt về âm sắc mà chúng ta nhận ra giọng nói của các loại nhạc cụ giữa muôn vàn âm thanh khác nhau. Một nốt A được chơi trên đàn piano có thể dễ dàng phân biệt với nốt tương tự được chơi trên kèn. Tuy nhiên, nếu người ta cố gắng lọc và bóp nghẹt các âm bội của từng nhạc cụ, thì không thể phân biệt được các nốt này.

Bản địa hóa âm thanh.

Tai người không chỉ phân biệt giữa âm thanh và nguồn của chúng; cả hai tai, làm việc cùng nhau, có thể xác định khá chính xác hướng mà âm thanh phát ra. Vì tai nằm cạnh đối diệnđầu, sóng âm thanh từ một nguồn âm thanh không đến được chúng cùng một lúc và hoạt động với cường độ hơi khác nhau. Do sự khác biệt tối thiểu về thời gian và cường độ, não xác định khá chính xác hướng của nguồn âm thanh. Nếu nguồn âm thanh ở phía trước, thì não sẽ định vị nó dọc theo trục ngang với độ chính xác vài độ. Nếu nguồn được chuyển sang một bên, độ chính xác của nội địa hóa sẽ thấp hơn một chút. Việc phân biệt âm thanh phía sau với âm thanh phía trước, cũng như định vị nó dọc theo trục dọc, có phần khó khăn hơn.

Tiếng ồn

thường được mô tả như một âm thanh atonal, tức là bao gồm nhiều các tần số không liên quan đến nhau và do đó không lặp lại sự xen kẽ như vậy của sóng áp suất cao và áp suất thấp đủ nhất quán để có được bất kỳ tần số cụ thể nào. Tuy nhiên, trên thực tế, hầu như bất kỳ "tiếng ồn" nào cũng có độ cao riêng, điều này dễ dàng nhận thấy khi lắng nghe và so sánh với những tiếng ồn thông thường. Mặt khác, bất kỳ "giai điệu" nào cũng có các yếu tố thô ráp. Do đó, sự khác biệt giữa tiếng ồn và âm sắc rất khó xác định trong các thuật ngữ này. Xu hướng hiện nay là định nghĩa tiếng ồn về mặt tâm lý hơn là về mặt âm thanh, gọi tiếng ồn đơn giản là âm thanh không mong muốn. Giảm tiếng ồn theo nghĩa này đã trở thành một vấn đề cấp bách hiện đại. Dù vĩnh viễn tiếng ồn lớn, chắc chắn sẽ dẫn đến điếc và làm việc trong môi trường ồn ào gây ra căng thẳng tạm thời, tuy nhiên nó có thể có tác động ít lâu dài và mạnh mẽ hơn so với những gì người ta thường gán cho nó.

Nghe và nghe bất thường ở động vật.

Kích thích tự nhiên đối với tai người là âm thanh lan truyền trong không khí, nhưng tai có thể bị ảnh hưởng theo những cách khác. Ví dụ, mọi người đều biết rõ rằng âm thanh được nghe thấy dưới nước. Ngoài ra, nếu một nguồn rung động được áp dụng cho phần xương của đầu, cảm giác âm thanh sẽ xuất hiện do sự dẫn truyền của xương. Hiện tượng này rất hữu ích trong một số dạng điếc: một máy phát nhỏ được áp trực tiếp vào mỏm chũm (phần hộp sọ nằm ngay phía sau tai) cho phép bệnh nhân nghe được âm thanh được máy phát khuếch đại qua các xương của hộp sọ. đến dẫn truyền xương.

Tất nhiên, con người không phải là những người duy nhất có thính giác. Khả năng nghe phát sinh sớm trong quá trình tiến hóa và đã tồn tại ở côn trùng. các loại khác nhauĐộng vật cảm nhận được âm thanh có tần số khác nhau. Một số người nghe thấy phạm vi âm thanh nhỏ hơn một người, những người khác nghe thấy âm thanh lớn hơn. Một ví dụ điển hình là một con chó có tai nhạy cảm với các tần số ngoài khả năng nghe của con người. Một cách sử dụng cho điều này là tạo ra những tiếng huýt sáo mà con người không nghe được nhưng đủ cho chó.

TẠI cơ chế cảm nhận âm thanh tham gia cấu trúc khác nhau: sóng âm là dao động của các phân tử không khí, truyền từ nguồn âm, được tai ngoài thu vào, tai giữa khuyếch đại và tai trong biến đổi thành xung thần kinh xâm nhập vào não bộ.

Sóng âm thanh được thu nhận bởi vành tai và đi qua kênh thính giác bên ngoài. màng nhĩ Màng ngăn cách tai ngoài với tai giữa. Các rung động của màng nhĩ được truyền đến các hạt nhỏ của tai giữa, thông báo cho cửa sổ hình bầu dục của chúng để các rung động đạt đến tai trong chứa đầy chất lỏng. Rung động, cửa sổ hình bầu dục tạo ra chuyển động của màng ngoài tim, trong đó một loại "sóng" đặc biệt phát sinh, đi qua toàn bộ ốc tai, đầu tiên dọc theo thang tiền đình, sau đó dọc theo màng nhĩ, cho đến khi chạm tới cửa sổ tròn, trong đó “sóng” lắng xuống. Do sự dao động của perilymph, cơ quan Corti, nằm trong ốc tai, được kích thích, xử lý các chuyển động của perilymph và trên cơ sở chúng tạo ra các xung thần kinh được truyền đến não thông qua thần kinh thính giác.

Sự chuyển động của perilymph làm cho màng chính, tạo nên bề mặt của cuộn tròn, nơi đặt cơ quan Corti, rung động. Khi các tế bào cảm giác bị rung động, các lông mao nhỏ trên bề mặt của chúng chạm vào màng trong và tạo ra những thay đổi trao đổi chất biến các kích thích cơ học thành các dây thần kinh ốc tai thần kinh và đến dây thần kinh thính giác, từ đó chúng đi vào não, nơi chúng được nhận biết và coi là âm thanh.

CHỨC NĂNG CỦA XƯƠNG TAI GIỮA.

Khi màng nhĩ rung động, các xương con của tai giữa cũng di chuyển: mỗi rung động làm cho búa di chuyển, làm cho đe chuyển động, truyền chuyển động đến xương bàn đạp, sau đó đế của xương bàn đạp đập vào cửa sổ hình bầu dục và do đó tạo ra một làn sóng trong chất lỏng chứa trong tai trong Do màng nhĩ có bề mặt lớn hơn cửa sổ bầu dục nên âm thanh được tập trung và khuếch đại khi nó di chuyển qua các hạt nhỏ của tai giữa để bù đắp cho sự mất mát năng lượng trong quá trình truyền sóng âm từ không khí sang chất lỏng. Nhờ cơ chế này, âm thanh rất yếu có thể được cảm nhận.

Tai người có thể cảm nhận được các sóng âm có cường độ và tần số nhất định. Về tần số, một người có thể thu được âm thanh trong khoảng từ 16.000 đến 20.000 hertz (rung động mỗi giây) và thính giác của con người đặc biệt nhạy cảm với giọng nói của con người, nằm trong khoảng từ 1000 đến 4000 hertz. Cường độ, phụ thuộc vào biên độ của sóng âm thanh, phải có một ngưỡng nhất định, cụ thể là 10 decibel: tai không cảm nhận được âm thanh dưới mốc này.

Tổn thương thính giác là sự suy giảm khả năng cảm nhận âm thanh do sự xuất hiện của một nguồn tiếng ồn mạnh duy nhất (ví dụ: một vụ nổ) hoặc một nguồn dài (vũ trường, buổi hòa nhạc, nơi làm việc, v.v.). Do chấn thương thính giác, một người sẽ chỉ nghe tốt các âm trầm, trong khi khả năng nghe các âm cao sẽ kém đi. Tuy nhiên, có thể bảo vệ máy trợ thính của bạn bằng cách sử dụng nút bịt tai.

Thính giác là một trong những điều quan trọng nhất trong cuộc sống của con người. Nghe và nói cùng nhau tạo thành công cụ quan trọng giao tiếp giữa người với người, làm cơ sở cho các mối quan hệ của con người trong xã hội. Mất thính giác có thể dẫn đến các vấn đề về hành vi. Trẻ khiếm thính không thể học nói đầy đủ.

Với sự trợ giúp của thính giác, một người thu nhận nhiều âm thanh khác nhau báo hiệu những gì đang xảy ra ở thế giới bên ngoài, âm thanh của thiên nhiên xung quanh chúng ta - tiếng xào xạc của rừng, tiếng chim hót, tiếng biển, cũng như tác phẩm âm nhạc khác nhau. Với sự trợ giúp của thính giác, nhận thức về thế giới trở nên tươi sáng và phong phú hơn.

Tai và chức năng của nó. Âm thanh, hay sóng âm thanh, là sự biến đổi xen kẽ và ngưng tụ của không khí, lan truyền theo mọi hướng từ nguồn âm thanh. Một nguồn âm thanh có thể là bất kỳ cơ thể dao động. Rung động âm thanh được cảm nhận bởi cơ quan thính giác của chúng tôi.

Cơ quan thính giác được cấu tạo rất phức tạp và bao gồm tai ngoài, tai giữa và tai trong. Tai ngoài gồm có loa tai và ống tai. Các cực quang của nhiều loài động vật có thể di chuyển. Điều này giúp con vật bắt được nơi phát ra âm thanh yên tĩnh nhất. Các cực quang của con người cũng dùng để xác định hướng của âm thanh, mặc dù chúng bất động. Ống tai nối tai ngoài với phần tiếp theo - tai giữa.

Ống tai bị chặn ở đầu bên trong bởi màng nhĩ bị kéo căng. Sóng âm đập vào màng nhĩ khiến nó dao động, rung động. Tần số dao động của màng nhĩ càng lớn thì âm thanh càng cao. Âm thanh càng mạnh thì màng rung càng nhiều. Nhưng nếu âm thanh rất yếu, hầu như không nghe thấy, thì những rung động này rất nhỏ. Khả năng nghe được tối thiểu của một đôi tai được đào tạo gần như nằm trên biên giới của những rung động được tạo ra bởi sự chuyển động ngẫu nhiên của các phân tử không khí. Điều này có nghĩa là tai người là một thiết bị thính giác độc nhất xét về độ nhạy.

Đằng sau màng nhĩ là khoang chứa đầy không khí của tai giữa. Khoang này được nối với vòm họng bằng một lối đi hẹp - ống thính giác. Khi nuốt, không khí được trao đổi giữa hầu và tai giữa. Sự thay đổi áp suất không khí bên ngoài, ví dụ như trong máy bay, gây ra cảm giác khó chịu- "tai cầm đồ". Nguyên nhân được giải thích là do màng nhĩ bị lệch do chênh lệch giữa áp suất khí quyển và áp suất trong khoang tai giữa. Khi nuốt, ống thính giác mở ra và áp suất ở hai bên màng nhĩ cân bằng.

Ở tai giữa có ba xương nhỏ liên kết với nhau: xương búa, xương đe và xương bàn đạp. Đầu tiên, búa kết nối với màng nhĩ truyền các rung động của nó đến đe, sau đó các rung động tăng cường được truyền đến bàn đạp. Trong tấm ngăn cách khoang tai giữa với khoang tai trong, có hai cửa sổ được bao phủ bởi màng mỏng. Một cửa sổ hình bầu dục, một chiếc kiềng "gõ" vào nó, cửa sổ còn lại hình tròn.

Đằng sau tai giữa bắt đầu tai trong. Nó nằm sâu xương thái dương hộp sọ. Tai trong là một hệ thống mê cung và các kênh phức tạp chứa đầy chất lỏng. Có hai cơ quan trong mê cung cùng một lúc: cơ quan thính giác - ốc tai và cơ quan thăng bằng - bộ máy tiền đình. Ốc tai là một ống xương xoắn ốc có hai vòng rưỡi ở người. Rung động của màng của lỗ bầu dục được truyền đến chất lỏng lấp đầy tai trong. Và đến lượt nó, nó bắt đầu dao động với cùng tần số. Rung động, chất lỏng kích thích các thụ thể thính giác nằm trong ốc tai. Kênh của ốc tai dọc theo toàn bộ chiều dài của nó được chia đôi bởi vách ngăn màng. Một phần của phân vùng này bao gồm một màng mỏng - màng. Trên màng là các tế bào cảm nhận - thính giác. Rung động của chất lỏng làm đầy ốc tai kích thích các thụ thể thính giác riêng lẻ. Chúng tạo ra các xung được truyền dọc theo dây thần kinh thính giác đến não. Sơ đồ cho thấy tất cả các quá trình liên tiếp của sự biến đổi sóng âm thanh thành tín hiệu thần kinh. Nhận thức thính giác. Trong não, có sự phân biệt giữa độ mạnh, độ cao và tính chất của âm thanh, vị trí của nó trong không gian. Chúng ta nghe bằng hai tai, và điều này có tầm quan trọng lớnđể xác định hướng của âm thanh. Nếu sóng âm thanh đến đồng thời ở cả hai tai, thì chúng ta cảm nhận được âm thanh ở giữa (trước và sau). Nếu sóng âm thanh đến tai này sớm hơn một chút so với tai kia, thì chúng ta cảm nhận âm thanh ở bên phải hoặc bên trái.

Được biết, 90% thông tin về thế giới xung quanh một người nhận được bằng tầm nhìn. Có vẻ như không còn nhiều thứ để nghe, nhưng trên thực tế, cơ quan thính giác của con người không chỉ là một máy phân tích rung động âm thanh chuyên dụng cao mà còn là một phương tiện giao tiếp rất mạnh mẽ. Các bác sĩ và nhà vật lý từ lâu đã quan tâm đến câu hỏi: liệu có thể xác định chính xác phạm vi nghe của con người trong điều kiện khác nhau, thính giác giữa nam và nữ có khác nhau không, có những người giữ kỷ lục "đặc biệt xuất sắc" nghe được âm thanh khó tiếp cận hoặc có thể tạo ra chúng không? Hãy cố gắng trả lời những câu hỏi này và một số câu hỏi liên quan khác một cách chi tiết hơn.

Nhưng trước khi bạn hiểu tai người nghe được bao nhiêu hertz, bạn cần hiểu một khái niệm cơ bản như âm thanh, và nói chung, hiểu chính xác những gì được đo bằng hertz.

Rung động âm thanh là một cách duy nhất để truyền năng lượng mà không truyền vật chất, chúng là những rung động đàn hồi trong bất kỳ phương tiện nào. Khi nó đến cuộc sống thường ngày người đàn ông, một phương tiện như vậy là không khí. Nó chứa các phân tử khí có thể truyền năng lượng âm thanh. Năng lượng này đại diện cho sự xen kẽ của các dải nén và căng của mật độ của môi trường âm thanh. Trong môi trường chân không tuyệt đối, dao động âm không truyền được.

Bất kỳ âm thanh nào cũng là sóng vật lý và chứa tất cả các đặc tính sóng cần thiết. Đây là tần số, biên độ, thời gian phân rã, nếu chúng ta đang nói về dao động tự do tắt dần. Hãy xem xét điều này với các ví dụ đơn giản. Ví dụ, hãy tưởng tượng âm thanh của dây G mở trên đàn vĩ cầm khi nó được kéo bằng cung. Chúng ta có thể xác định các đặc điểm sau:

• yên tĩnh hoặc ồn ào. Nó không là gì ngoài biên độ, hoặc sức mạnh của âm thanh. Âm thanh to hơn tương ứng với biên độ dao động lớn hơn và âm thanh nhỏ hơn tương ứng với âm thanh nhỏ hơn. Âm thanh có cường độ lớn hơn có thể được nghe thấy ở khoảng cách xa hơn so với nơi phát ra âm thanh;

• thời lượng âm thanh. Mọi người đều hiểu điều này và mọi người đều có thể phân biệt được tiếng trống cuộn với âm thanh kéo dài của giai điệu đàn organ hợp xướng;

• cao độ, hoặc tần số của sóng âm thanh. Chính đặc điểm cơ bản này giúp chúng ta phân biệt âm thanh "bíp" với thanh ghi âm trầm. Nếu không có tần số của âm thanh thì âm nhạc chỉ có thể tồn tại dưới dạng nhịp điệu. Tần số được đo bằng hertz và 1 hertz tương đương với một dao động mỗi giây;

• âm sắc của âm thanh. Nó phụ thuộc vào sự kết hợp của các rung động âm thanh bổ sung - formant, nhưng để giải thích nó bằng những từ đơn giản rất dễ dàng: ngay cả khi nhắm mắt lại, chúng tôi hiểu rằng đó là âm thanh của tiếng vĩ cầm chứ không phải tiếng kèn trombone, ngay cả khi chúng có những đặc điểm giống hệt như đã liệt kê ở trên.

Âm sắc của âm thanh có thể được so sánh với nhiều sắc thái hương vị. Tổng cộng, chúng ta có vị đắng, ngọt, chua và mặn, nhưng bốn đặc tính này còn lâu mới kể hết tất cả các loại vị. cảm giác vị giác. Điều tương tự cũng xảy ra với âm sắc.

Chúng ta hãy xem xét chi tiết hơn về độ cao của âm thanh, vì chính đặc điểm này mà khả năng nghe và phạm vi rung động âm thanh cảm nhận được phụ thuộc nhiều nhất vào đặc điểm này. Dải tần âm thanh là gì?

Phạm vi nghe trong điều kiện lý tưởng

Các tần số mà tai người cảm nhận được trong phòng thí nghiệm, hoặc điều kiện lý tưởng, nằm trong dải tần tương đối rộng từ 16 Hertz đến 20.000 Hertz (20 kHz). Tất cả mọi thứ trên và dưới - tai người không thể nghe thấy. Đó là về về hạ âm và siêu âm. Nó là gì?

siêu âm

Nó không thể nghe thấy, nhưng cơ thể có thể cảm nhận được nó, giống như hoạt động của một loa trầm lớn - loa siêu trầm. Đây là những rung động siêu âm. Mọi người đều biết rất rõ rằng nếu bạn liên tục làm suy yếu dây bass trên cây đàn guitar, thì âm thanh sẽ biến mất mặc dù vẫn tiếp tục rung. Nhưng những rung động này vẫn có thể được cảm nhận bằng đầu ngón tay khi chạm vào dây.

Nhiều cơ quan nội tạng của một người hoạt động trong phạm vi hạ âm: có sự co thắt của ruột, giãn nở và co thắt mạch máu, nhiều phản ứng sinh hóa. Hạ âm rất mạnh có thể gây ra tình trạng bệnh tật nghiêm trọng, thậm chí là những làn sóng kinh hoàng hoảng sợ, đó là cơ sở của vũ khí hạ âm.

Siêu âm

Ở phía đối diện của quang phổ là những âm thanh rất cao. Nếu âm thanh có tần số trên 20 kilohertz, thì âm thanh đó sẽ ngừng phát ra tiếng "bíp" và về nguyên tắc tai người không nghe được. Nó trở thành siêu âm. siêu âm có ứng dụng tuyệt vời trong nền kinh tế quốc dân, trên cơ sở đó chẩn đoán siêu âm. Với sự trợ giúp của siêu âm, tàu điều hướng trên biển, bỏ qua các tảng băng trôi và tránh vùng nước nông. Nhờ siêu âm, các chuyên gia tìm thấy các khoảng trống trong các cấu trúc hoàn toàn bằng kim loại, chẳng hạn như trong đường ray. Mọi người đều thấy cách các công nhân lăn một xe đẩy phát hiện lỗ hổng đặc biệt dọc theo đường ray, tạo ra và nhận các rung động âm thanh tần số cao. Dơi sử dụng sóng siêu âm để tìm đường trong bóng tối một cách chính xác mà không va vào vách hang, cá voi và cá heo.

Được biết, theo tuổi tác, khả năng phân biệt âm thanh cao độ giảm dần và trẻ em có thể nghe thấy chúng tốt nhất. nghiên cứu hiện đại cho thấy rằng ở độ tuổi 9-10, phạm vi nghe của trẻ bắt đầu giảm dần và ở người lớn tuổi, khả năng nghe tần số cao kém hơn nhiều.

Để nghe người lớn tuổi cảm nhận âm nhạc như thế nào, bạn chỉ cần vặn nhỏ một hoặc hai hàng tần số cao trên bộ cân bằng nhiều băng tần trong đầu máy của điện thoại di động. Kết quả là "tiếng lầm bầm, như từ một cái thùng" gây khó chịu và sẽ là một minh họa tuyệt vời về việc bản thân bạn sẽ nghe thấy như thế nào sau 70 tuổi.

mất thính lực vai trò quan trọng Chế độ ăn uống không lành mạnh, uống rượu và hút thuốc, lắng đọng các mảng cholesterol trên thành mạch máu. Thống kê tai mũi họng - các bác sĩ khẳng định rằng những người có nhóm máu đầu tiên bị suy giảm thính lực thường xuyên hơn và nhanh hơn những người còn lại. Tiếp cận giảm thính lực thừa cân, bệnh lý nội tiết.

Phạm vi nghe trong điều kiện bình thường

Nếu chúng ta cắt bỏ "các phần biên" của phổ âm thanh, thì đối với cuộc sống tiện nghi không có nhiều người có sẵn: đây là khoảng từ 200 Hz đến 4000 Hz, gần như hoàn toàn tương ứng với phạm vi giọng nói của con người, từ trầm trầm đến cao giọng nữ cao coloratura. Tuy nhiên, ngay cả trong điều kiện thoải mái, thính giác của một người vẫn không ngừng suy giảm. Thông thường, độ nhạy và độ nhạy cảm cao nhất ở người lớn dưới 40 tuổi là ở mức 3 kilohertz và ở độ tuổi 60 trở lên, nó giảm xuống còn 1 kilohertz.

Phạm vi nghe cho nam và nữ

Hiện tại, sự phân biệt giới tính không được hoan nghênh, nhưng đàn ông và phụ nữ thực sự cảm nhận âm thanh khác nhau: phụ nữ có thể nghe rõ hơn ở dải cao và sự biến đổi âm thanh liên quan đến tuổi tác ở vùng tần số cao chậm hơn và nam giới cảm nhận được âm thanh cao hơn một chút. tệ hơn. Có vẻ hợp lý khi cho rằng đàn ông nghe rõ hơn ở quãng trầm, nhưng thực tế không phải vậy. Cảm nhận về âm trầm ở cả nam và nữ gần như giống nhau.

Nhưng có những người phụ nữ độc nhất vô nhị trong "thế hệ" âm thanh. Do đó, quãng giọng của ca sĩ người Peru Yma ​​Sumac (gần năm quãng tám) được mở rộng từ âm “si” của quãng tám lớn (123,5 Hz) đến “la” của quãng tám thứ tư (3520 Hz). Một ví dụ về giọng hát độc đáo của cô ấy có thể được tìm thấy dưới đây.

Đồng thời, nam giới và phụ nữ có khá sự khác biệt lớn trong hoạt động của bộ máy lời nói. Theo dữ liệu trung bình, phụ nữ tạo ra âm thanh từ 120 đến 400 hertz và đàn ông từ 80 đến 150 Hz.

Các thang đo khác nhau để biểu thị phạm vi nghe

Lúc đầu, chúng ta đã nói về thực tế là cao độ không phải là đặc điểm duy nhất của âm thanh. Do đó, có các quy mô khác nhau, theo các phạm vi khác nhau. Ví dụ, âm thanh mà tai người nghe được có thể nhỏ và to. Đơn giản nhất và dễ chấp nhận nhất thực hành lâm sàng thang đo âm lượng - thước đo áp suất âm thanh mà màng nhĩ cảm nhận được.

Thang âm này dựa trên năng lượng nhỏ nhất của rung động âm thanh, năng lượng này có khả năng chuyển hóa thành xung thần kinh và gây ra cảm giác âm thanh. Đây là ngưỡng nhận thức thính giác. Ngưỡng nhận thức càng thấp thì độ nhạy càng cao và ngược lại. Các chuyên gia phân biệt giữa cường độ âm thanh, là một tham số vật lý và âm lượng, là một giá trị chủ quan. Được biết, một người khỏe mạnh và một người khiếm thính cảm nhận âm thanh có cường độ giống hệt nhau là hai âm thanh khác nhau, to hơn và nhỏ hơn.

Mọi người đều biết làm thế nào trong văn phòng bác sĩ tai mũi họng, bệnh nhân đứng trong một góc, quay đi và bác sĩ từ góc bên cạnh kiểm tra nhận thức của bệnh nhân về lời nói thì thầm, thốt ra những con số riêng biệt. Đây là ví dụ đơn giản nhất chẩn đoán ban đầu mất thính lực.

Được biết, hơi thở khó nhận thấy của người khác là 10 decibel (dB) cường độ áp suất âm thanh, một cuộc trò chuyện bình thường ở nhà tương ứng với 50 dB, tiếng hú của còi báo cháy là 100 dB và tiếng máy bay phản lực cất cánh gần đó, Thoát ngưỡng chịu đau- 120 decibel.

Có thể ngạc nhiên rằng toàn bộ cường độ rung động âm thanh khổng lồ phù hợp với quy mô nhỏ như vậy, nhưng ấn tượng này là lừa dối. Đây là thang đo logarit và mỗi bước tiếp theo mạnh hơn 10 lần so với bước trước. Theo nguyên tắc tương tự, một thang đánh giá cường độ của trận động đất được xây dựng, trong đó chỉ có 12 điểm.

Sau khi xem xét lý thuyết về sự lan truyền và cơ chế xuất hiện của sóng âm thanh, nên hiểu cách một người "giải thích" hoặc cảm nhận âm thanh. Chịu trách nhiệm về nhận thức của sóng âm thanh trong cơ thể con người cơ quan ghép nối- một tai. tai người- một cơ quan rất phức tạp đảm nhận hai chức năng: 1) cảm nhận các xung âm thanh 2) hoạt động như một bộ máy tiền đình của toàn bộ cơ thể con người, xác định vị trí của cơ thể trong không gian và cung cấp khả năng quan trọng để duy trì sự cân bằng. Tai người trung bình có thể nhận được các dao động từ 20 - 20.000 Hz, nhưng có những sai lệch lên hoặc xuống. Dải tần âm thanh lý tưởng nhất là 16 - 20.000 Hz, cũng tương ứng với bước sóng 16 m - 20 cm. Tai được chia thành ba phần: tai ngoài, tai giữa và tai trong. Mỗi "bộ phận" này thực hiện chức năng riêng của mình, tuy nhiên, cả ba bộ phận đều được kết nối chặt chẽ với nhau và thực sự thực hiện việc truyền sóng rung động âm thanh cho nhau.

tai ngoài (ngoài)

Tai ngoài gồm có vành tai và ống tai ngoài. Tai là một sụn đàn hồi có hình dạng phức tạp, được bao phủ bởi da. Ở dưới cùng của auricle là thùy, bao gồm các mô mỡ và cũng được bao phủ bởi da. Các auricle hoạt động như một máy thu sóng âm thanh từ không gian xung quanh. hình dạng đặc biệt Cấu trúc của auricle cho phép bạn thu được âm thanh tốt hơn, đặc biệt là âm thanh của dải tần số trung bình, chịu trách nhiệm truyền thông tin lời nói. Thực tế này phần lớn là do sự cần thiết của quá trình tiến hóa, vì một người dành phần lớn cuộc đời của mình để giao tiếp bằng miệng với các đại diện của loài mình. Tai của con người thực tế là bất động, không giống như một số lượng lớn các loài động vật sử dụng chuyển động của tai để điều chỉnh chính xác hơn nguồn âm thanh.

Các nếp gấp của loa ngoài của con người được sắp xếp sao cho chúng tạo ra sự điều chỉnh (biến dạng nhỏ) so với vị trí dọc và ngang của nguồn âm thanh trong không gian. Chính nhờ tính năng độc đáo này mà một người có thể xác định khá rõ ràng vị trí của một vật thể trong không gian so với chính nó, chỉ tập trung vào âm thanh. Tính năng này còn được biết đến với thuật ngữ "bản địa hóa âm thanh". Chức năng chính của auricle là thu được càng nhiều âm thanh càng tốt trong dải tần số âm thanh. Số phận xa hơn của sóng âm thanh "bắt" được quyết định trong ống tai, chiều dài của nó là 25-30 mm. Trong đó, phần sụn của tai ngoài đi vào xương, và bề mặt da của ống thính giác được cung cấp bởi các tuyến bã nhờn và lưu huỳnh. Ở phần cuối của kênh thính giác là một màng nhĩ đàn hồi mà các rung động của sóng âm thanh truyền tới, do đó gây ra các rung động phản ứng của nó. Đến lượt mình, màng nhĩ truyền những rung động nhận được này đến vùng tai giữa.

tai giữa

Các rung động được truyền qua màng nhĩ đi vào một khu vực của tai giữa được gọi là "vùng nhĩ". Đây là một khu vực có thể tích khoảng một centimet khối, trong đó có ba hạt thính giác: búa, đe và bàn đạp. Chính những yếu tố “trung gian” này thực hiện chức năng thiết yếu: Truyền sóng âm đến tai trong và khuếch đại cùng lúc. Các hạt thính giác là một chuỗi truyền âm thanh cực kỳ phức tạp. Cả ba xương được kết nối chặt chẽ với nhau, cũng như với màng nhĩ, do đó xảy ra sự truyền rung động "dọc theo dây chuyền". Trên đường tiếp cận vùng tai trong, có một cửa sổ tiền đình, bị chặn bởi phần đế của kiềng. Để cân bằng áp suất ở cả hai bên màng nhĩ (ví dụ, trong trường hợp thay đổi áp suất bên ngoài), vùng tai giữa được nối với vòm họng qua vòi Eustachian. Tất cả chúng ta đều biết rõ hiệu ứng bịt tai xảy ra chính xác là do sự tinh chỉnh như vậy. Từ tai giữa, các rung động âm thanh, vốn đã được khuếch đại, rơi vào vùng tai trong, phức tạp và nhạy cảm nhất.

tai trong

Hình thức phức tạp nhất là tai trong, được gọi là mê cung vì lý do này. Mê cung xương bao gồm: tiền đình, ốc tai và ống bán khuyên, cũng như bộ máy tiền đình chịu trách nhiệm về sự cân bằng. Đó là ốc tai liên quan trực tiếp đến thính giác trong bó này. Ốc tai là một ống màng xoắn ốc chứa đầy dịch bạch huyết. Bên trong, kênh được chia thành hai phần bởi một vách ngăn màng gọi là "màng cơ bản". Màng này bao gồm các sợi có độ dài khác nhau (tổng cộng hơn 24.000 sợi), được kéo căng như dây đàn, mỗi dây cộng hưởng với âm thanh cụ thể của riêng nó. Kênh này được chia bởi một màng thành các bậc thang trên và dưới, thông nhau ở đỉnh ốc tai. Từ đầu đối diện, kênh kết nối với bộ máy thụ thể máy phân tích thính giác, được bao phủ bởi các tế bào lông nhỏ. Bộ máy phân tích thính giác này còn được gọi là Organ of Corti. Khi các rung động từ tai giữa đi vào ốc tai, chất lỏng bạch huyết lấp đầy kênh cũng bắt đầu rung động, truyền các rung động đến màng chính. Lúc này, bộ máy phân tích thính giác bắt đầu hoạt động, các tế bào lông được sắp xếp thành nhiều hàng sẽ chuyển đổi các rung động âm thanh thành các xung "thần kinh" điện, được truyền dọc theo dây thần kinh thính giác đến vùng thái dương vỏ não. Theo cách phức tạp và trang trí công phu như vậy, cuối cùng một người sẽ nghe được âm thanh mong muốn.

Đặc điểm của nhận thức và hình thành lời nói

Cơ chế tạo ra lời nói đã được hình thành ở người trong toàn bộ giai đoạn tiến hóa. Ý nghĩa của khả năng này là truyền thông tin bằng lời nói và phi ngôn ngữ. Cái đầu tiên mang tải ngôn ngữ và ngữ nghĩa, cái thứ hai chịu trách nhiệm chuyển thành phần cảm xúc. Quá trình tạo và nhận lời nói bao gồm: hình thành thông điệp; mã hóa thành các phần tử theo quy tắc của ngôn ngữ hiện có; hành động thần kinh cơ thoáng qua; chuyển động của dây thanh âm; phát tín hiệu âm thanh; Sau đó, người nghe bắt đầu hành động, thực hiện: phân tích quang phổ của tín hiệu âm thanh nhận được và lựa chọn các đặc điểm âm thanh trong hệ thống thính giác ngoại vi, truyền các đặc điểm đã chọn qua mạng thần kinh, nhận dạng mã ngôn ngữ (phân tích ngôn ngữ), hiểu ý nghĩa của tin nhắn.
Thiết bị tạo tín hiệu lời nói có thể được so sánh với một nhạc cụ gió phức tạp, nhưng tính linh hoạt và linh hoạt của việc điều chỉnh cũng như khả năng tái tạo những nét tinh tế và chi tiết nhỏ nhất không có điểm tương đồng nào về bản chất. Cơ chế hình thành giọng nói bao gồm ba thành phần không thể tách rời:

1. Máy phát điện- phổi như một bể chứa thể tích không khí. Năng lượng áp suất dư thừa được tích trữ trong phổi, sau đó qua ống bài tiết, với sự trợ giúp của hệ cơ, năng lượng này được loại bỏ qua khí quản nối với thanh quản. Ở giai đoạn này, luồng không khí bị gián đoạn và thay đổi;
2. máy rung- gồm các dây thanh âm. Dòng chảy cũng bị ảnh hưởng bởi các tia khí hỗn loạn (tạo âm sắc cạnh) và các nguồn xung động (tiếng nổ);
3. cộng hưởng- bao gồm các khoang cộng hưởng có hình dạng hình học phức tạp (họng, miệng và khoang mũi).

Trong tập hợp của thiết bị riêng lẻ của các yếu tố này, một âm sắc độc đáo và riêng biệt của giọng nói của mỗi người được hình thành.

Năng lượng của cột không khí được tạo ra trong phổi, tạo ra một luồng không khí nhất định trong quá trình hít vào và thở ra do sự khác biệt về áp suất khí quyển và trong phổi. Quá trình tích lũy năng lượng được thực hiện thông qua hít vào, quá trình giải phóng được đặc trưng bởi thở ra. Điều này xảy ra do sự nén và mở rộng của lồng ngực, được thực hiện với sự trợ giúp của hai nhóm cơ: cơ liên sườn và cơ hoành, khi hít thở sâu và hát, cơ bụng, ngực và cổ cũng co lại. Khi hít vào, cơ hoành co lại và hạ xuống, sự co lại của các cơ liên sườn ngoài sẽ nâng các xương sườn lên và đưa sang hai bên, đồng thời xương ức hướng về phía trước. Sự mở rộng của lồng ngực dẫn đến giảm áp suất bên trong phổi (so với khí quyển) và không gian này nhanh chóng được lấp đầy bởi không khí. Khi thở ra, các cơ thư giãn theo và mọi thứ trở lại trạng thái trước đó (ngực trở lại trạng thái ban đầu do trọng lực của chính nó, cơ hoành tăng lên, thể tích của phổi đã mở rộng trước đó giảm xuống, áp lực trong phổi tăng lên). Hít phải có thể được mô tả như một quá trình đòi hỏi tiêu hao năng lượng (hoạt động); thở ra là quá trình tích lũy năng lượng (thụ động). Việc kiểm soát quá trình lấy hơi và hình thành lời nói diễn ra một cách vô thức, nhưng khi hát, việc lấy hơi cần phải có ý thức và quá trình rèn luyện bổ sung lâu dài.

Lượng năng lượng sau đó được sử dụng cho việc hình thành lời nói và giọng nói phụ thuộc vào thể tích không khí được lưu trữ và lượng áp suất bổ sung trong phổi. Áp suất tối đa được phát triển bởi một ca sĩ opera được đào tạo có thể đạt tới 100-112 dB. Việc điều chỉnh luồng không khí bằng sự rung động của dây thanh âm và tạo ra áp suất dư thừa dưới hầu họng, các quá trình này diễn ra trong thanh quản, là một loại van nằm ở cuối khí quản. Van thực hiện một chức năng kép: nó bảo vệ phổi khỏi sự xâm nhập đối tượng nước ngoài và duy trì huyết áp cao. Chính thanh quản đóng vai trò là nguồn phát âm và hát. Thanh quản là một tập hợp sụn được kết nối bởi các cơ. Thanh quản có cấu trúc khá phức tạp, thành phần chính là một cặp dây thanh âm. Chính dây thanh âm là nguồn chính (nhưng không phải là duy nhất) để hình thành giọng nói hay "máy rung". Trong quá trình này, dây thanh âm di chuyển, kèm theo ma sát. Để bảo vệ chống lại điều này, một chất tiết nhầy đặc biệt được tiết ra, hoạt động như một chất bôi trơn. Sự hình thành âm thanh lời nói được xác định bởi sự rung động của dây chằng, dẫn đến sự hình thành luồng không khí thở ra từ phổi, đến loại nhất địnhđặc tính biên độ. Giữa các nếp gấp thanh âm là các khoang nhỏ hoạt động như bộ lọc âm thanh và bộ cộng hưởng khi cần thiết.

Các tính năng về nhận thức thính giác, an toàn khi nghe, ngưỡng nghe, thích ứng, mức âm lượng chính xác

Như có thể thấy từ mô tả về cấu trúc của tai người, cơ quan này rất tinh tế và có cấu trúc khá phức tạp. Khi tính đến thực tế này, không khó để xác định rằng bộ máy cực kỳ mỏng và nhạy này có một số giới hạn, ngưỡng, v.v. Hệ thống thính giác của con người thích nghi với nhận thức về âm thanh yên tĩnh, cũng như âm thanh có cường độ trung bình. tiếp xúc lâu dài những âm thanh lớn dẫn đến những thay đổi không thể đảo ngược về ngưỡng nghe, cũng như các vấn đề về thính giác khác, lên đến điếc hoàn toàn. Mức độ hư hỏng tỷ lệ thuận với thời gian tiếp xúc trong môi trường ồn ào. Tại thời điểm này, cơ chế thích ứng cũng có hiệu lực - tức là. dưới ảnh hưởng của âm thanh lớn kéo dài, độ nhạy giảm dần, âm lượng cảm nhận giảm, thính giác thích nghi.

Việc thích ứng ban đầu tìm cách bảo vệ các cơ quan thính giác khỏi âm thanh quá lớn, tuy nhiên, chính ảnh hưởng của quá trình này thường khiến một người tăng mức âm lượng của hệ thống âm thanh một cách không kiểm soát. Việc bảo vệ được thực hiện nhờ cơ chế của tai giữa và tai trong: thanh kiềng được rút ra khỏi cửa sổ hình bầu dục, do đó bảo vệ chống lại âm thanh quá lớn. Nhưng cơ chế bảo vệ không lý tưởng và có độ trễ thời gian, chỉ kích hoạt 30-40 ms sau khi bắt đầu có âm thanh, hơn nữa, không đạt được khả năng bảo vệ hoàn toàn ngay cả với thời lượng 150 ms. Cơ chế bảo vệ được kích hoạt khi mức âm lượng vượt qua mức 85 dB, hơn nữa, bản thân khả năng bảo vệ lên tới 20 dB.
nguy hiểm nhất trong trường hợp này, chúng ta có thể xem xét hiện tượng "sự thay đổi ngưỡng nghe", thường xảy ra trong thực tế do tiếp xúc lâu với âm thanh lớn trên 90 dB. Quá trình phục hồi của hệ thống thính giác sau những tác động có hại đó có thể kéo dài tới 16 giờ. Sự thay đổi ngưỡng đã bắt đầu ở mức cường độ 75 dB và tăng tỷ lệ thuận với mức tín hiệu tăng.

Khi xem xét một vấn đề cấp độ phù hợp cường độ âm thanh, điều tồi tệ nhất cần nhận ra là thực tế là các vấn đề về thính giác (mắc phải hoặc bẩm sinh) thực tế không thể điều trị được trong thời đại y học khá tiên tiến này. Tất cả điều này sẽ khiến bất kỳ người lành mạnh nào nghĩ đến việc chăm sóc thính giác của họ, tất nhiên, trừ khi nó được lên kế hoạch để duy trì tính toàn vẹn ban đầu và khả năng nghe toàn bộ dải tần càng lâu càng tốt. May mắn thay, mọi thứ không đáng sợ như thoạt nhìn và bằng cách tuân theo một số biện pháp phòng ngừa, bạn có thể dễ dàng cứu vãn thính giác của mình ngay cả khi về già. Trước khi xem xét các biện pháp này, cần nhớ lại một tính năng quan trọng nhận thức thính giác của con người. Máy trợ thính cảm nhận âm thanh phi tuyến tính. Một hiện tượng tương tự bao gồm những điều sau: nếu bạn tưởng tượng bất kỳ một tần số nào của âm thuần túy, chẳng hạn như 300 Hz, thì tính phi tuyến tự biểu hiện khi các âm bội của tần số cơ bản này xuất hiện trong loa tai theo nguyên tắc logarit (nếu tần số cơ bản là lấy là f, thì các âm bội tần số sẽ là 2f, 3f, v.v. theo thứ tự tăng dần). Sự phi tuyến tính này cũng dễ hiểu hơn và quen thuộc với nhiều người dưới cái tên "biến dạng phi tuyến tính". Vì các hài âm (âm bội) như vậy không xảy ra ở âm thuần túy ban đầu, nên có thể tai tự đưa các hiệu chỉnh và âm bội của chính nó vào âm thanh gốc, nhưng chúng chỉ có thể được xác định là biến dạng chủ quan. Ở mức cường độ dưới 40 dB, méo chủ quan không xảy ra. Khi cường độ tăng từ 40 dB, mức độ hài chủ quan bắt đầu tăng lên, nhưng ngay cả ở mức 80-90 dB, sự đóng góp tiêu cực của chúng vào âm thanh là tương đối nhỏ (do đó, mức cường độ này có thể được coi là một loại "ý nghĩa vàng" trong lĩnh vực âm nhạc).

Dựa trên thông tin này, bạn có thể dễ dàng xác định mức âm lượng an toàn và chấp nhận được sẽ không gây hại cho cơ quan thính giác, đồng thời có thể nghe hoàn toàn tất cả các đặc điểm và chi tiết của âm thanh, chẳng hạn như trong trường hợp làm việc với một hệ thống "hi-fi". Mức "trung bình vàng" này xấp xỉ 85-90 dB. Ở cường độ âm thanh này, thực sự có thể nghe thấy mọi thứ được nhúng trong đường dẫn âm thanh, đồng thời giảm thiểu nguy cơ tổn thương sớm và mất thính giác. Mức âm lượng 85 dB có thể được coi là gần như hoàn toàn an toàn. Để hiểu sự nguy hiểm của việc nghe lớn là gì và tại sao mức âm lượng quá thấp không cho phép bạn nghe thấy tất cả các sắc thái của âm thanh, chúng ta hãy xem xét vấn đề này chi tiết hơn. Đối với mức âm lượng thấp, việc nghe nhạc ở mức thấp không khả thi (nhưng thường là mong muốn chủ quan hơn) là do những lý do sau:

1. Tính phi tuyến tính của nhận thức thính giác của con người;
2. Các tính năng của nhận thức tâm lý âm thanh sẽ được xem xét riêng.

Tính phi tuyến tính của nhận thức thính giác, đã thảo luận ở trên, có ảnh hưởng đáng kể ở bất kỳ âm lượng nào dưới 80 dB. Trong thực tế, nó trông như thế này: nếu bạn bật nhạc ở mức yên tĩnh, chẳng hạn như 40 dB, thì dải tần trung bình của tác phẩm âm nhạc sẽ được nghe rõ nhất, cho dù đó là giọng hát của người biểu diễn / người biểu diễn hoặc nhạc cụ chơi trong phạm vi này. Đồng thời, rõ ràng sẽ thiếu tần số thấp và cao, chính xác là do nhận thức không tuyến tính, cũng như thực tế là các tần số khác nhau phát ra ở các âm lượng khác nhau. Do đó, rõ ràng là để nhận thức đầy đủ về toàn bộ bức tranh, mức cường độ tần số phải được căn chỉnh càng nhiều càng tốt với một giá trị duy nhất. Mặc dù thực tế là ngay cả ở mức âm lượng 85-90 dB, sự cân bằng lý tưởng hóa âm lượng của các tần số khác nhau không xảy ra, nhưng mức này có thể chấp nhận được đối với việc nghe thông thường hàng ngày. Đồng thời, âm lượng càng thấp thì tai sẽ cảm nhận được tính phi tuyến tính đặc trưng càng rõ ràng, cụ thể là cảm giác thiếu tần số cao và thấp thích hợp. Đồng thời, hóa ra với sự phi tuyến tính như vậy, không thể nói một cách nghiêm túc về việc tái tạo âm thanh "hi-fi" có độ trung thực cao, bởi vì độ chính xác của việc truyền hình ảnh âm thanh gốc sẽ cực kỳ thấp trong tình huống cụ thể này.

Nếu bạn đi sâu vào những kết luận này, thì sẽ rõ tại sao nghe nhạc ở mức âm lượng nhỏ, mặc dù an toàn nhất về mặt sức khỏe, nhưng tai lại cảm thấy cực kỳ tiêu cực do tạo ra những hình ảnh rõ ràng là không thể tin được của các nhạc cụ và giọng nói, thiếu thang âm giai đoạn. Nói chung, có thể sử dụng phát lại nhạc yên tĩnh làm nhạc nền, nhưng hoàn toàn chống chỉ định nghe chất lượng "hi-fi" cao ở âm lượng nhỏ, vì những lý do trên, không thể tạo ra hình ảnh tự nhiên của sân khấu âm thanh. được hình thành bởi kỹ sư âm thanh trong phòng thu trong giai đoạn ghi âm. Nhưng không chỉ âm lượng thấp đưa ra những hạn chế nhất định đối với cảm nhận về âm thanh cuối cùng, tình hình còn tồi tệ hơn nhiều khi âm lượng tăng lên. Việc bạn nghe nhạc ở mức trên 90 dB trong một thời gian dài là hoàn toàn có thể và khá đơn giản để làm hỏng thính giác của bạn và giảm độ nhạy đáng kể. Dữ liệu này dựa trên một số lượng lớn các nghiên cứu y học kết luận rằng mức âm thanh trên 90 dB gây ra tác hại thực sự và hầu như không thể khắc phục đối với sức khỏe. Cơ chế của hiện tượng này nằm ở nhận thức thính giác và đặc điểm cấu tạo của tai. Khi một sóng âm thanh có cường độ trên 90 dB đi vào ống tai, các cơ quan của tai giữa sẽ phát huy tác dụng, gây ra hiện tượng gọi là thích ứng thính giác.

Nguyên tắc của những gì đang xảy ra trong trường hợp này là: bàn đạp được rút ra khỏi cửa sổ hình bầu dục và bảo vệ tai trong khỏi âm thanh quá lớn. Quá trình này được gọi là phản xạ âm thanh. Đối với tai, điều này được coi là sự giảm độ nhạy trong thời gian ngắn, điều này có thể quen thuộc với bất kỳ ai đã từng tham dự các buổi hòa nhạc rock trong câu lạc bộ chẳng hạn. Sau một buổi hòa nhạc như vậy, xảy ra hiện tượng giảm độ nhạy trong thời gian ngắn, sau một thời gian nhất định sẽ được khôi phục về mức trước đó. Tuy nhiên, việc phục hồi độ nhạy không phải lúc nào cũng phụ thuộc trực tiếp vào độ tuổi. Đằng sau tất cả những điều này là mối nguy hiểm lớn khi nghe nhạc lớn và các âm thanh khác có cường độ vượt quá 90 dB. Sự xuất hiện của phản xạ âm thanh không phải là nguy cơ "có thể nhìn thấy" duy nhất của việc mất thính giác. Khi tiếp xúc với âm thanh quá lớn trong thời gian dài, những sợi lông nằm ở khu vực tai trong (phản ứng với rung động) bị lệch rất mạnh. Trong trường hợp này, hiệu ứng xảy ra là sợi tóc chịu trách nhiệm nhận biết một tần số nhất định bị lệch dưới tác động của các dao động âm thanh có biên độ lớn. Tại một số thời điểm, mái tóc như vậy có thể lệch đi quá nhiều và không bao giờ quay trở lại. Điều này sẽ gây ra hiệu ứng mất độ nhạy tương ứng ở một tần số cụ thể cụ thể!

Điều khủng khiếp nhất trong toàn bộ tình huống này là các bệnh về tai thực tế không thể chữa khỏi, ngay cả với những phương pháp hiện đại nhất, được biết đến với y học. Tất cả điều này dẫn đến một số kết luận nghiêm túc: âm thanh trên 90 dB rất nguy hiểm cho sức khỏe và gần như chắc chắn sẽ gây mất thính giác sớm hoặc giảm độ nhạy đáng kể. Điều khó chịu hơn nữa là đặc tính thích ứng đã đề cập trước đó phát huy tác dụng theo thời gian. Quá trình này trong các cơ quan thính giác của con người xảy ra gần như không thể nhận thấy; một người đang dần mất đi sự nhạy cảm, gần như xác suất 100%, sẽ không nhận thấy điều này cho đến khi những người xung quanh họ chú ý đến những câu hỏi liên tục, như: "Bạn vừa nói gì vậy?". Kết luận cuối cùng cực kỳ đơn giản: khi nghe nhạc, điều quan trọng là không cho phép mức cường độ âm thanh trên 80-85 dB! Đồng thời, cũng có một mặt tích cực: mức âm lượng 80-85 dB xấp xỉ tương ứng với mức độ ghi âm của âm nhạc trong môi trường phòng thu. Vì vậy, khái niệm về "Ý nghĩa vàng" nảy sinh, trên đó tốt hơn là không nên tăng lên nếu vấn đề sức khỏe có ít nhất một số ý nghĩa.

Ngay cả khi nghe nhạc trong thời gian ngắn ở mức 110-120 dB cũng có thể gây ra các vấn đề về thính giác, chẳng hạn như trong một buổi hòa nhạc trực tiếp. Rõ ràng, tránh điều này đôi khi là không thể hoặc rất khó, nhưng điều cực kỳ quan trọng là phải cố gắng làm điều này để duy trì tính toàn vẹn của nhận thức thính giác. Về mặt lý thuyết, việc tiếp xúc với âm thanh lớn trong thời gian ngắn (không quá 120 dB), ngay cả trước khi bắt đầu "mệt mỏi thính giác", không dẫn đến hậu quả tiêu cực nghiêm trọng. Nhưng trong thực tế, thường có những trường hợp tiếp xúc lâu với âm thanh có cường độ như vậy. Mọi người tự làm điếc tai mình mà không nhận ra toàn bộ mức độ nguy hiểm khi đang nghe hệ thống âm thanh trong ô tô, ở nhà trong điều kiện tương tự hoặc bằng tai nghe trên máy nghe nhạc di động. Tại sao điều này xảy ra, và điều gì làm cho âm thanh ngày càng to hơn? Có hai câu trả lời cho câu hỏi này: 1) Ảnh hưởng của âm thanh tâm lý, sẽ được thảo luận riêng; 2) Nhu cầu liên tục "hét" một số âm thanh bên ngoài với âm lượng của nhạc. Khía cạnh đầu tiên của vấn đề khá thú vị và sẽ được thảo luận chi tiết sau, nhưng khía cạnh thứ hai của vấn đề dẫn đến nhiều suy nghĩ và kết luận tiêu cực hơn về cách hiểu sai lầm về nền tảng thực sự của việc nghe đúng âm thanh của "hi- lớp fi".

Không đi sâu vào chi tiết, kết luận chung về việc nghe nhạc và âm lượng phù hợp như sau: nghe nhạc nên diễn ra ở mức cường độ âm thanh không cao hơn 90 dB, không thấp hơn 80 dB trong phòng có nhiều âm thanh bị bóp nghẹt hoặc hoàn toàn vắng mặt âm thanh lạ các nguồn bên ngoài (chẳng hạn như: cuộc trò chuyện của hàng xóm và tiếng ồn khác bên ngoài bức tường của căn hộ; tiếng ồn đường phố và tiếng ồn kỹ thuật nếu bạn đang ở trong xe, v.v.). Tôi muốn nhấn mạnh một lần và mãi mãi rằng trong trường hợp tuân thủ các yêu cầu có thể nghiêm ngặt như vậy, bạn có thể đạt được sự cân bằng về âm lượng đã được chờ đợi từ lâu, điều này sẽ không gây ra tổn thương sớm không mong muốn cho các cơ quan thính giác và sẽ cũng mang lại niềm vui thực sự khi nghe bản nhạc yêu thích của bạn với những chi tiết nhỏ nhất của âm thanh ở tần số cao và thấp và độ chính xác theo đuổi chính khái niệm âm thanh "hi-fi".

Tâm lý học và các tính năng của nhận thức

Để trả lời đầy đủ nhất một số câu hỏi quan trọng liên quan đến nhận thức cuối cùng về thông tin âm thanh của một người, có cả một ngành khoa học nghiên cứu rất nhiều khía cạnh như vậy. Phần này được gọi là "psychoacoustics". Sự thật là nhận thức thính giác không chỉ kết thúc với công việc của các cơ quan thính giác. Sau khi cơ quan thính giác (tai) nhận thức trực tiếp âm thanh, thì cơ chế phân tích thông tin nhận được phức tạp nhất và ít được nghiên cứu nhất sẽ phát huy tác dụng, bộ não con người hoàn toàn chịu trách nhiệm về việc này, được thiết kế theo cách mà trong quá trình hoạt động, nó tạo ra các sóng có tần số nhất định và chúng cũng được biểu thị bằng Hertz (Hz). Các tần số khác nhau của sóng não tương ứng với các trạng thái nhất định của một người. Do đó, hóa ra việc nghe nhạc góp phần thay đổi tần số điều chỉnh của não và điều này rất quan trọng cần cân nhắc khi nghe các tác phẩm âm nhạc. Dựa trên lý thuyết này, cũng có một phương pháp trị liệu âm thanh bằng cách tác động trực tiếp lên trạng thái tinh thần của con người. sóng não có năm loại:

1. Sóng delta (sóng dưới 4 Hz). Phù hợp với điều kiện giấc ngủ sâu không có giấc mơ, không có cảm giác của cơ thể chút nào.
2. Sóng theta (sóng 4-7 Hz). Trạng thái ngủ hoặc thiền sâu.
3. Sóng alpha (sóng 7-13 Hz). Trạng thái thư giãn và thư giãn khi thức, buồn ngủ.
4. Sóng beta (sóng 13-40 Hz). Trạng thái hoạt động, suy nghĩ hàng ngày và hoạt động tinh thần, hứng thú và nhận thức.
5. Sóng gamma (sóng trên 40 Hz). Một trạng thái hoạt động tinh thần căng thẳng, sợ hãi, phấn khích và nhận thức.

Tâm lý học, với tư cách là một nhánh của khoa học, đang tìm kiếm câu trả lời cho hầu hết câu hỏi thú vị liên quan đến nhận thức cuối cùng về thông tin âm thanh của một người. Trong quá trình nghiên cứu quá trình này, một số lượng lớn các yếu tố được tiết lộ, ảnh hưởng của chúng luôn xảy ra cả trong quá trình nghe nhạc và trong mọi trường hợp xử lý và phân tích bất kỳ thông tin âm thanh nào khác. Tâm lý học nghiên cứu hầu hết tất cả các loại ảnh hưởng có thể có, bắt đầu từ cảm xúc và trạng thái tinh thần của một người tại thời điểm nghe, kết thúc bằng đặc thù của cấu trúc dây thanh âm (nếu chúng ta đang nói về đặc thù của nhận thức về tất cả sự tinh tế của màn trình diễn giọng hát) và cơ chế chuyển đổi âm thanh thành xung điện của óc. Các yếu tố thú vị nhất và quan trọng nhất (điều quan trọng cần xem xét mỗi khi bạn nghe bản nhạc yêu thích của mình, cũng như khi xây dựng một hệ thống âm thanh chuyên nghiệp) sẽ được thảo luận thêm.

Khái niệm phụ âm, phụ âm nhạc

Thiết bị của hệ thống thính giác của con người là duy nhất, trước hết, trong cơ chế cảm nhận âm thanh, tính phi tuyến tính của hệ thống thính giác, khả năng nhóm âm thanh theo chiều cao với độ chính xác khá cao. Phần lớn tính năng thú vị nhận thức, người ta có thể ghi nhận tính phi tuyến tính của hệ thống thính giác, biểu hiện dưới dạng xuất hiện thêm các hài âm không tồn tại (trong âm chính), đặc biệt thường biểu hiện ở những người có cao độ âm nhạc hoặc tuyệt đối. Nếu chúng ta dừng lại chi tiết hơn và phân tích tất cả những nét tinh tế trong cảm nhận về âm thanh âm nhạc, thì khái niệm "phụ âm" và "bất hòa" của các hợp âm và quãng âm khác nhau sẽ dễ dàng được phân biệt. Ý tưởng "phụ âm"được định nghĩa là phụ âm (từ từ Phápâm thanh "đồng ý") và ngược lại, tương ứng, "bất hòa"- âm thanh không đều, không thống nhất. Bất chấp sự đa dạng giải thích khác nhau về các khái niệm này về đặc điểm của các quãng âm nhạc, cách thuận tiện nhất là sử dụng cách giải thích "âm nhạc-tâm lý" của các thuật ngữ: phụ âmđược một người định nghĩa và cảm nhận như một âm thanh nhẹ nhàng dễ chịu và thoải mái; sự bất hòa mặt khác có thể được mô tả như âm thanh, khó chịu, lo lắng và căng thẳng. Thuật ngữ như vậy là hơi chủ quan, và trong lịch sử phát triển của âm nhạc, các khoảng hoàn toàn khác nhau đã được sử dụng cho "phụ âm" và ngược lại.

Ngày nay, những khái niệm này cũng khó nhận thức một cách rõ ràng, vì có sự khác biệt giữa những người có sở thích và gu âm nhạc khác nhau, cũng như không có khái niệm hòa âm được công nhận và thống nhất chung. Cơ sở tâm lý âm thanh để nhận thức các quãng âm nhạc khác nhau là phụ âm hay bất hòa trực tiếp phụ thuộc vào khái niệm "dải quan trọng". dải quan trọng là một băng thông nhất định trong đó cảm giác thính giác thay đổi mạnh mẽ. Độ rộng của các dải tới hạn tăng tỷ lệ thuận với tần số tăng. Do đó, cảm giác về phụ âm và bất hòa âm có liên quan trực tiếp đến sự hiện diện của các dải quan trọng. Cơ quan thính giác của con người (tai), như đã đề cập trước đó, đóng vai trò là bộ lọc thông dải ở một giai đoạn nhất định trong quá trình phân tích sóng âm thanh. Vai trò này được giao cho màng đáy, trên đó có 24 dải quan trọng với độ rộng phụ thuộc vào tần số.

Do đó, phụ âm và không nhất quán (phụ âm và bất hòa) phụ thuộc trực tiếp vào độ phân giải của hệ thống thính giác. Nó chỉ ra rằng nếu hai âm khác nhau phát ra đồng thời hoặc chênh lệch tần số bằng 0, thì đây là phụ âm hoàn hảo. Sự cộng hưởng tương tự xảy ra nếu chênh lệch tần số lớn hơn dải tới hạn. Sự bất hòa chỉ xảy ra khi chênh lệch tần số nằm trong khoảng từ 5% đến 50% của dải tới hạn. nhiệt độ cao nhất sự bất hòa trong phân đoạn này được nghe thấy nếu sự khác biệt là một phần tư chiều rộng của dải tới hạn. Dựa trên điều này, thật dễ dàng để phân tích bất kỳ bản ghi âm nhạc hỗn hợp nào và sự kết hợp của các nhạc cụ để tìm sự đồng âm hoặc bất hòa của âm thanh. Không khó để đoán vai trò to lớn của kỹ sư âm thanh, phòng thu âm và các thành phần khác của bản nhạc gốc kỹ thuật số hoặc analog cuối cùng đóng vai trò như thế nào trong trường hợp này và tất cả những điều này ngay cả trước khi cố gắng tái tạo nó trên thiết bị tái tạo âm thanh.

bản địa hóa âm thanh

Hệ thống nghe hai tai và định vị không gian giúp một người cảm nhận được toàn bộ bức tranh âm thanh không gian. Cơ chế nhận thức này được thực hiện bởi hai máy thu thính giác và hai kênh thính giác. Thông tin âm thanh đi qua các kênh này sau đó được xử lý ở phần ngoại vi của hệ thống thính giác và chịu sự phân tích quang phổ và thời gian. Hơn nữa, thông tin này được truyền đến các phần cao hơn của não, nơi so sánh sự khác biệt giữa tín hiệu âm thanh bên trái và bên phải, và một hình ảnh âm thanh duy nhất cũng được hình thành. Cơ chế được mô tả này được gọi là thính giác hai tai. Nhờ vậy, một người có những cơ hội độc nhất như vậy:

1) định vị tín hiệu âm thanh từ một hoặc nhiều nguồn, đồng thời hình thành một bức tranh không gian về nhận thức của trường âm thanh
2) tách tín hiệu đến từ các nguồn khác nhau
3) lựa chọn một số tín hiệu trên nền của những tín hiệu khác (ví dụ: lựa chọn lời nói và giọng nói từ tiếng ồn hoặc âm thanh của nhạc cụ)

Nội địa hóa không gian rất dễ quan sát với một ví dụ đơn giản. Tại một buổi hòa nhạc, với một sân khấu và một số nhạc sĩ nhất định trên đó ở một khoảng cách nhất định với nhau, thật dễ dàng (nếu muốn, thậm chí bằng cách nhắm mắt lại) để xác định hướng phát ra tín hiệu âm thanh của từng nhạc cụ, để đánh giá độ sâu và không gian của trường âm thanh. Theo cách tương tự, một hệ thống hi-fi tốt được đánh giá cao, có khả năng "tái tạo" đáng tin cậy các hiệu ứng không gian và nội địa hóa như vậy, do đó thực sự "đánh lừa" não bộ, khiến bạn cảm nhận được sự hiện diện đầy đủ của nghệ sĩ biểu diễn yêu thích của mình tại buổi biểu diễn trực tiếp. Bản địa hóa của một nguồn âm thanh thường được xác định bởi ba yếu tố chính: thời gian, cường độ và quang phổ. Bất kể những yếu tố này là gì, có một số mẫu có thể được sử dụng để hiểu những điều cơ bản về định vị âm thanh.

Hiệu quả lớn nhất của nội địa hóa, được cảm nhận bởi các cơ quan thính giác của con người, là ở vùng tần số trung bình. Đồng thời, gần như không thể xác định hướng của âm thanh có tần số trên 8000 Hz và dưới 150 Hz. Thực tế thứ hai được sử dụng đặc biệt rộng rãi trong các hệ thống hi-fi và rạp hát tại nhà khi chọn vị trí của loa siêu trầm (liên kết tần số thấp), vị trí của nó trong phòng, do thiếu định vị tần số dưới 150 Hz, trên thực tế không thành vấn đề và người nghe trong mọi trường hợp sẽ có được hình ảnh tổng thể về sân khấu âm thanh. Độ chính xác của nội địa hóa phụ thuộc vào vị trí của nguồn bức xạ sóng âm trong không gian. Do đó, độ chính xác lớn nhất của định vị âm thanh được ghi nhận trong mặt phẳng nằm ngang, đạt giá trị 3°. TẠI mặt phẳng thẳng đứng hệ thống thính giác của con người xác định hướng của nguồn kém hơn nhiều, độ chính xác trong trường hợp này là 10-15 ° (do cấu trúc cụ thể auricles và hình học phức tạp). Độ chính xác của nội địa hóa thay đổi một chút tùy thuộc vào góc của các vật thể phát ra âm thanh trong không gian với các góc so với người nghe và mức độ nhiễu xạ của sóng âm thanh của đầu người nghe cũng ảnh hưởng đến hiệu ứng cuối cùng. Cũng cần lưu ý rằng tín hiệu băng rộng được cục bộ hóa tốt hơn nhiễu băng hẹp.

Thú vị hơn nhiều là tình huống với định nghĩa về độ sâu của âm thanh định hướng. Ví dụ, một người có thể xác định khoảng cách đến một vật thể bằng âm thanh, tuy nhiên, điều này xảy ra ở mức độ lớn hơn do sự thay đổi áp suất âm thanh trong không gian. Thông thường, đối tượng càng xa người nghe, sóng âm thanh càng bị suy giảm trong không gian trống (trong nhà, ảnh hưởng của sóng âm thanh phản xạ được thêm vào). Do đó, chúng ta có thể kết luận rằng độ chính xác của nội địa hóa cao hơn trong phòng kín chính xác là do sự xuất hiện của âm vang. Sóng phản xạ xảy ra trong không gian kín làm phát sinh các hiệu ứng thú vị như mở rộng sân khấu âm thanh, bao trùm, v.v. Những hiện tượng này có thể xảy ra chính xác là do tính nhạy cảm của định vị âm thanh ba chiều. Các yếu tố phụ thuộc chính quyết định định vị theo chiều ngang của âm thanh là: 1) sự khác biệt về thời gian sóng âm đến bên trái và tai phải; 2) sự khác biệt về cường độ do nhiễu xạ ở đầu người nghe. Để xác định độ sâu của âm thanh, sự khác biệt về mức áp suất âm thanh và sự khác biệt về thành phần quang phổ là rất quan trọng. Định vị trong mặt phẳng thẳng đứng cũng phụ thuộc rất nhiều vào nhiễu xạ trong cực quang.

Tình hình phức tạp hơn với hệ thống âm thanh vòm hiện đại dựa trên công nghệ âm thanh vòm dolby và các chất tương tự. Có vẻ như nguyên tắc xây dựng hệ thống rạp hát tại nhà quy định rõ ràng phương pháp tái tạo một bức tranh không gian khá tự nhiên về âm thanh 3D với âm lượng vốn có và bản địa hóa của các nguồn ảo trong không gian. Tuy nhiên, không phải mọi thứ đều tầm thường như vậy, vì cơ chế nhận thức và bản địa hóa của một số lượng lớn nguồn âm thanh thường không được tính đến. Sự biến đổi âm thanh bởi các cơ quan thính giác liên quan đến quá trình thêm các tín hiệu từ các nguồn khác nhau đã đến. đôi tai khác nhau. Hơn nữa, nếu cấu trúc pha của các âm thanh khác nhau ít nhiều đồng bộ, thì quá trình đó được tai cảm nhận là âm thanh phát ra từ một nguồn. Ngoài ra còn có một số khó khăn, bao gồm các đặc thù của cơ chế nội địa hóa, gây khó khăn cho việc xác định chính xác hướng của nguồn trong không gian.

Theo quan điểm trên, nhiệm vụ khó khăn nhất là tách âm thanh từ các nguồn khác nhau, đặc biệt nếu các nguồn khác nhau này phát tín hiệu tần số biên độ tương tự nhau. Và đây chính xác là những gì xảy ra trong thực tế trong bất kỳ hệ thống âm thanh vòm hiện đại nào và ngay cả trong hệ thống âm thanh nổi thông thường. Khi một người lắng nghe một số lượng lớnâm thanh phát ra từ các nguồn khác nhau, đầu tiên là xác định mức độ thuộc về từng âm thanh cụ thể với nguồn tạo ra nó (nhóm theo tần số, cao độ, âm sắc). Và chỉ trong giai đoạn thứ hai, tin đồn mới cố gắng bản địa hóa nguồn. Sau đó, âm thanh đến được chia thành các luồng dựa trên các đặc điểm không gian (sự khác biệt về thời gian đến của tín hiệu, sự khác biệt về biên độ). Dựa trên thông tin nhận được, một hình ảnh thính giác ít nhiều tĩnh và cố định được hình thành, từ đó có thể xác định từng âm thanh cụ thể đến từ đâu.

Rất thuận tiện để theo dõi các quá trình này trên ví dụ về một sân khấu thông thường với các nhạc công cố định trên đó. Đồng thời, điều rất thú vị là nếu ca sĩ/người biểu diễn, chiếm một vị trí được xác định ban đầu trên sân khấu, bắt đầu di chuyển trơn tru trên sân khấu theo bất kỳ hướng nào, thì hình ảnh thính giác đã hình thành trước đó sẽ không thay đổi! Việc xác định hướng của âm thanh phát ra từ người hát sẽ giữ nguyên một cách chủ quan, như thể anh ta đang đứng ở cùng một vị trí mà anh ta đã đứng trước khi di chuyển. Chỉ trong trường hợp có sự thay đổi đột ngột về vị trí của người biểu diễn trên sân khấu thì hình ảnh âm thanh đã hình thành mới xảy ra hiện tượng tách âm. Ngoài các vấn đề được xem xét và sự phức tạp của quá trình định vị âm thanh trong không gian, trong trường hợp hệ thống âm thanh vòm đa kênh, quá trình tạo âm vang trong phòng nghe cuối cùng đóng một vai trò khá lớn. Sự phụ thuộc này được quan sát rõ ràng nhất khi một số lượng lớn âm thanh phản xạ đến từ mọi hướng - độ chính xác của nội địa hóa giảm đi đáng kể. Nếu độ bão hòa năng lượng của sóng phản xạ lớn hơn (chiếm ưu thế) so với âm thanh trực tiếp, thì tiêu chí định vị trong một căn phòng như vậy trở nên vô cùng mờ nhạt, rất khó (nếu không muốn nói là không thể) nói về độ chính xác của việc xác định các nguồn đó.

Tuy nhiên, trong một căn phòng có độ vang cao, về mặt lý thuyết xảy ra hiện tượng cục bộ hóa; trong trường hợp tín hiệu băng thông rộng, thính giác được hướng dẫn bởi tham số chênh lệch cường độ. Trong trường hợp này, hướng được xác định bởi thành phần tần số cao của phổ. Trong bất kỳ phòng nào, độ chính xác của nội địa hóa sẽ phụ thuộc vào thời điểm xuất hiện của âm thanh phản xạ sau âm thanh trực tiếp. Nếu khoảng cách giữa các tín hiệu âm thanh này quá nhỏ, "quy luật sóng trực tiếp" bắt đầu hoạt động để hỗ trợ hệ thống thính giác. Bản chất của hiện tượng này: nếu âm thanh có khoảng thời gian trễ ngắn phát ra từ các hướng khác nhau, thì quá trình bản địa hóa toàn bộ âm thanh xảy ra theo âm thanh đầu tiên phát ra, tức là. thính giác bỏ qua ở một mức độ nào đó âm thanh phản xạ nếu nó đến quá ngắn sau âm thanh trực tiếp. Một hiệu ứng tương tự cũng xuất hiện khi hướng âm thanh đến trong mặt phẳng thẳng đứng được xác định, nhưng trong trường hợp này nó yếu hơn nhiều (do tính nhạy cảm của hệ thống thính giác đối với sự định vị trong mặt phẳng thẳng đứng kém hơn rõ rệt).

Bản chất của hiệu ứng ưu tiên sâu sắc hơn nhiều và có bản chất tâm lý hơn là sinh lý. Một số lượng lớn các thí nghiệm đã được thực hiện, trên cơ sở thiết lập sự phụ thuộc. Hiệu ứng này xảy ra chủ yếu khi thời điểm xảy ra tiếng vang, biên độ và hướng của nó trùng với một số "kỳ vọng" của người nghe về cách âm thanh của căn phòng cụ thể này tạo thành hình ảnh âm thanh. Có lẽ người đó đã có kinh nghiệm nghe trong căn phòng này hoặc tương tự, điều này tạo thành khuynh hướng của hệ thống thính giác đối với sự xuất hiện của hiệu ứng ưu tiên "dự kiến". Để khắc phục những hạn chế vốn có trong thính giác của con người, trong trường hợp có nhiều nguồn âm thanh, nhiều thủ thuật và thủ thuật khác nhau được sử dụng, với sự trợ giúp của chúng, cuối cùng hình thành một bản địa hóa ít nhiều hợp lý của các nhạc cụ / nguồn âm thanh khác trong không gian . Nhìn chung, việc tái tạo hình ảnh âm thanh nổi và đa kênh dựa trên sự lừa dối lớn và tạo ra ảo ảnh thính giác.

Khi hai hoặc nhiều loa (chẳng hạn như 5.1 hoặc 7.1 hoặc thậm chí 9.1) đang phát âm thanh từ điểm khác nhau phòng, người nghe đồng thời nghe thấy âm thanh phát ra từ các nguồn không tồn tại hoặc tưởng tượng, cảm nhận một bức tranh toàn cảnh âm thanh nhất định. Khả năng của sự lừa dối này nằm ở đặc điểm sinh học của cấu trúc cơ thể con người. Rất có thể, một người không có thời gian để thích nghi với việc nhận ra sự lừa dối như vậy do các nguyên tắc tái tạo âm thanh "nhân tạo" đã xuất hiện tương đối gần đây. Tuy nhiên, mặc dù quá trình tạo bản địa hóa tưởng tượng hóa ra là có thể thực hiện được, nhưng việc triển khai vẫn chưa hoàn hảo. Thực tế là thính giác thực sự cảm nhận được nguồn âm thanh mà nó thực sự không tồn tại, nhưng tính đúng đắn và chính xác của việc truyền thông tin âm thanh (đặc biệt là âm sắc) là một câu hỏi lớn. Bằng phương pháp của nhiều thí nghiệm trong phòng âm vang thực và trong phòng bị bóp nghẹt, người ta thấy rằng âm sắc của sóng âm khác với nguồn thực và nguồn tưởng tượng. Điều này chủ yếu ảnh hưởng đến nhận thức chủ quan về độ ồn của quang phổ, âm sắc trong trường hợp này thay đổi đáng kể và đáng chú ý (khi so sánh với âm thanh tương tự được tái tạo bởi nguồn thực).

Trong trường hợp hệ thống rạp hát tại nhà đa kênh, mức độ biến dạng cao hơn đáng kể, vì một số lý do: 1) Nhiều tín hiệu âm thanh giống nhau về biên độ-tần số và phản hồi pha đồng thời đến từ các nguồn và hướng khác nhau (bao gồm cả sóng phản xạ lại) đến từng ống tai. Điều này dẫn đến sự biến dạng tăng lên và sự xuất hiện của bộ lọc lược. 2) Khoảng cách mạnh của các loa trong không gian (so với nhau, trong hệ thống đa kênh, khoảng cách này có thể từ vài mét trở lên) góp phần làm tăng độ méo âm sắc và màu sắc của âm thanh trong vùng của nguồn tưởng tượng. Do đó, chúng ta có thể nói rằng màu âm sắc trong hệ thống âm thanh vòm và đa kênh xảy ra trong thực tế vì hai lý do: hiện tượng lọc lược và ảnh hưởng của các quá trình hồi âm trong một phòng cụ thể. Nếu có nhiều hơn một nguồn chịu trách nhiệm tái tạo thông tin âm thanh (điều này cũng áp dụng cho hệ thống âm thanh nổi có 2 nguồn), hiệu ứng "lọc lược" sẽ xuất hiện do thời gian khác nhau sự xuất hiện của sóng âm thanh trong mỗi kênh thính giác. Sự không đồng đều đặc biệt được quan sát thấy ở khu vực giữa trên 1-4 kHz.