الصوت مسموع عبر مجموعة من الترددات. نطاق تردد الصوت
حول القسم
يحتوي هذا القسم على مقالات مخصصة للظواهر أو الإصدارات التي قد تكون مثيرة للاهتمام أو مفيدة بطريقة أو بأخرى للباحثين غير المفسرين.
المقالات مقسمة إلى فئات:
إعلامية.يحتوي على معلومات مفيدة للباحثين من مجالات مختلفةمعرفة.
تحليلية.وهي تشمل تحليلات المعلومات المتراكمة حول الإصدارات أو الظواهر، فضلا عن أوصاف نتائج التجارب التي تم إجراؤها.
اِصطِلاحِيّ.جمع المعلومات حول الحلول التقنيةوالتي يمكن أن تجد تطبيقًا في مجال دراسة الحقائق غير المبررة.
تقنيات.تحتوي على وصف للطرق التي يستخدمها أعضاء المجموعة عند تقصي الحقائق ودراسة الظواهر.
وسائط.يحتوي على معلومات حول انعكاس الظواهر في صناعة الترفيه: الأفلام والرسوم المتحركة والألعاب وما إلى ذلك.
مفاهيم خاطئة معروفة.الكشف عن حقائق معروفة غير مفسرة، تم جمعها بما في ذلك من مصادر خارجية.
نوع المقالة:
معلومة
خصوصيات الإدراك البشري. السمع
الصوت عبارة عن اهتزازات، أي. اضطراب ميكانيكي دوري في الوسائط المرنة - الغازية والسائلة والصلبة. مثل هذا السخط الذي يمثله البعض التغيير الجسديفي الوسط (على سبيل المثال، التغير في الكثافة أو الضغط، إزاحة الجزيئات)، ينتشر فيه على شكل موجة صوتية. قد يكون الصوت غير مسموع إذا كان تردده خارج نطاق الحساسية الأذن البشريةإما أن تنتشر عبر وسط، مثل مادة صلبة، لا يمكن أن يكون لها اتصال مباشر بالأذن، أو أن طاقتها تتبدد بسرعة في الوسط. وبالتالي، فإن عملية إدراك الصوت المعتاد بالنسبة لنا ليست سوى جانب واحد من الصوتيات.
موجات صوتية
موجة صوتية
موجات صوتيةيمكن أن يكون بمثابة مثال على عملية تذبذبية. يرتبط أي تذبذب بانتهاك حالة توازن النظام ويتم التعبير عنه في انحراف خصائصه عن قيم التوازن مع العودة اللاحقة إلى القيمة الأصلية. وبالنسبة لاهتزازات الصوت، فإن هذه الخاصية هي الضغط عند نقطة ما في الوسط، وانحرافها هو ضغط الصوت.
فكر في أنبوب طويل مملوء بالهواء. يتم إدخال المكبس المثبت بإحكام على الجدران فيه في الطرف الأيسر. إذا تم تحريك المكبس بشكل حاد إلى اليمين وتوقف، فسيتم ضغط الهواء الموجود في المنطقة المجاورة مباشرة له للحظة. سوف يتمدد الهواء المضغوط بعد ذلك، دافعًا الهواء المجاور له إلى اليمين، وستتحرك منطقة الضغط التي تم إنشاؤها في البداية بالقرب من المكبس عبر الأنبوب بسرعة ثابتة. موجة الضغط هذه هي الموجة الصوتية في الغاز.
أي أن الإزاحة الحادة لجزيئات الوسط المرن في مكان واحد ستؤدي إلى زيادة الضغط في هذا المكان. بفضل الروابط المرنة للجزيئات، ينتقل الضغط إلى الجزيئات المجاورة، والتي بدورها تؤثر على الجزيئات التالية، وعلى المنطقة ضغط دم مرتفعكما لو كان يتحرك في وسط مرن. ومنطقة الضغط المرتفع تتبعها منطقة انخفاض ضغط الدم، وبالتالي تتشكل سلسلة من مناطق الضغط والتخلخل المتناوبة، وتنتشر في الوسط على شكل موجة. كل جسيم من الوسط المرن في هذه الحالة سوف يؤدي حركات تذبذبية.
تتميز الموجة الصوتية في الغاز بالضغط الزائد والكثافة الزائدة وإزاحة الجزيئات وسرعتها. بالنسبة للموجات الصوتية، تكون هذه الانحرافات عن قيم التوازن صغيرة دائمًا. وبالتالي، فإن الضغط الزائد المرتبط بالموجة أقل بكثير من الضغط الساكن للغاز. في خلاف ذلكنحن نتعامل مع ظاهرة أخرى - موجة الصدمة. وفي الموجة الصوتية المقابلة للكلام العادي، يبلغ الضغط الزائد حوالي واحد على مليون فقط من الضغط الجوي.
الحقيقة المهمة هي أن المادة لا تحملها الموجة الصوتية. الموجة هي مجرد اضطراب مؤقت يمر عبر الهواء، وبعد ذلك يعود الهواء إلى حالة التوازن.
الحركة الموجية، بالطبع، ليست فريدة من نوعها بالنسبة للصوت: فالضوء وإشارات الراديو تنتقل على شكل أمواج، والجميع على دراية بالموجات الموجودة على سطح الماء.
وهكذا، الصوت، بالمعنى الواسع - موجات مرنة، الانتشار في أي وسط مرن وخلق اهتزازات ميكانيكية فيه؛ بالمعنى الضيق - الإدراك الذاتي لهذه الاهتزازات من خلال الحواس الخاصة للحيوانات أو البشر.
مثل أي موجة، يتميز الصوت بالسعة وطيف التردد. عادة، يسمع الشخص الأصوات المنقولة عبر الهواء في نطاق الترددات من 16-20 هرتز إلى 15-20 كيلو هرتز. يُطلق على الصوت الموجود تحت نطاق السمع البشري اسم الموجات فوق الصوتية؛ أعلى: ما يصل إلى 1 جيجا هرتز، - الموجات فوق الصوتية، من 1 جيجا هرتز - فرط الصوت. من بين الأصوات المسموعة، ينبغي للمرء أيضًا تسليط الضوء على الأصوات الصوتية والكلام والصوتيات (التي تشكل الكلام الشفهي) والأصوات الموسيقية (التي تشكل الموسيقى).
يتم تمييز الموجات الصوتية الطولية والعرضية اعتمادًا على نسبة اتجاه انتشار الموجة واتجاه الاهتزازات الميكانيكية لجزيئات وسط الانتشار.
في الوسائط السائلة والغازية، حيث لا توجد تقلبات كبيرة في الكثافة، تكون الموجات الصوتية طولية بطبيعتها، أي أن اتجاه اهتزاز الجزيئات يتزامن مع اتجاه حركة الموجة. في المواد الصلبة، بالإضافة إلى التشوهات الطولية، تحدث أيضًا تشوهات القص المرنة، مما يتسبب في إثارة الموجات المستعرضة (القص)؛ وفي هذه الحالة، تتأرجح الجسيمات بشكل عمودي على اتجاه انتشار الموجة. سرعة الانتشار موجات طوليةبشكل كبير المزيد من السرعةانتشار موجات القص.
الهواء ليس موحدًا للصوت في كل مكان. ومن المعروف أن الهواء في حركة مستمرة. سرعة حركتها في طبقات مختلفة ليست هي نفسها. وفي الطبقات القريبة من الأرض يتلامس الهواء مع سطحه ومبانيه وغاباته، وبالتالي تكون سرعته هنا أقل منها في الأعلى. ونتيجة لذلك، لا تنتقل الموجة الصوتية بسرعة متساوية في الأعلى والأسفل. فإذا كانت حركة الهواء، أي الريح، مرافقة للصوت الطبقات العلياالهواء، ستقود الرياح الموجة الصوتية بقوة أكبر من تلك الموجودة في الأسفل. عندما تكون هناك رياح معاكسة، ينتقل الصوت في الأعلى بشكل أبطأ منه في الأسفل. ويؤثر هذا الاختلاف في السرعة على شكل الموجة الصوتية. ونتيجة لتشوه الموجة، لا ينتقل الصوت بشكل مستقيم. مع الريح الخلفية، ينحني خط انتشار الموجة الصوتية إلى الأسفل، ومع الريح المعاكسة إلى الأعلى.
سبب آخر للانتشار غير المتكافئ للصوت في الهواء. هذا - درجة حرارة مختلفةطبقاته الفردية.
طبقات الهواء غير المسخنة بشكل غير متساو، مثل الرياح، تغير اتجاه الصوت. أثناء النهار، تنحني الموجة الصوتية إلى الأعلى لأن سرعة الصوت في الطبقات السفلية الأكثر سخونة أكبر منها في الطبقات العليا. في المساء، عندما تبرد الأرض بسرعة، ومعها طبقات الهواء القريبة منها، تصبح الطبقات العليا أكثر دفئًا من الطبقات السفلية، وتكون سرعة الصوت فيها أكبر، وينحني خط انتشار الموجات الصوتية إلى الأسفل. لذلك، في المساء، فجأة، يمكنك سماع أفضل.
عند مشاهدة السحب، يمكنك في كثير من الأحيان ملاحظة كيف تتحرك على ارتفاعات مختلفة ليس فقط مع بسرعات مختلفةولكن في بعض الأحيان في اتجاهات مختلفة. وهذا يعني أن الرياح على ارتفاعات مختلفة من الأرض قد تكون لها سرعات واتجاهات مختلفة. سيتغير أيضًا شكل الموجة الصوتية في مثل هذه الطبقات من طبقة إلى أخرى. لنفترض، على سبيل المثال، أن الصوت يأتي عكس الريح. في هذه الحالة، يجب أن ينحني خط انتشار الصوت ويتجه للأعلى. أما إذا اعترضت طريقه طبقة من الهواء البطيء فإنها ستغير اتجاهها مرة أخرى وقد تعود إلى الأرض مرة أخرى. عندها تظهر "منطقة الصمت" في الفضاء من المكان الذي ترتفع فيه الموجة إلى المكان الذي تعود فيه إلى الأرض.
أجهزة إدراك الصوت
السمع - القدرة الكائنات البيولوجيةإدراك الأصوات بأعضاء السمع. وظيفة خاصةالسمع، متحمس للاهتزازات الصوتية بيئة، على سبيل المثال الهواء أو الماء. إحدى الحواس الخمس البيولوجية، وتسمى أيضًا الإدراك الصوتي.
تسمع الأذن البشرية موجات صوتية يبلغ طولها حوالي 20 مترًا إلى 1.6 سم، وهو ما يتوافق مع 16 - 20000 هرتز (ذبذبات في الثانية) عندما تنتقل الاهتزازات عبر الهواء، ويصل إلى 220 كيلو هرتز عندما ينتقل الصوت عبر عظام الإنسان. الجمجمة. هذه الموجات لها أهمية الأهمية البيولوجيةعلى سبيل المثال، تتوافق الموجات الصوتية في نطاق 300-4000 هرتز مع الصوت البشري. الأصوات التي تزيد عن 20000 هرتز لها القليل أهمية عمليةلأنها تبطئ بسرعة؛ يتم إدراك الاهتزازات التي تقل عن 60 هرتز من خلال الإحساس بالاهتزاز. يسمى نطاق الترددات التي يمكن للشخص سماعها سمعيًا أو نطاق الصوت; تسمى الترددات الأعلى الموجات فوق الصوتية، والترددات المنخفضة تسمى الموجات فوق الصوتية.
تعتمد القدرة على التمييز بين ترددات الصوت بشكل كبير على شخص معين: عمره، جنسه، تعرضه أمراض السمعوالتدريب وتعب السمع. الأفراد قادرون على إدراك الصوت حتى 22 كيلو هرتز، وربما أعلى.
يمكن لأي شخص أن يميز عدة أصوات في نفس الوقت بسبب إمكانية وجود عدة موجات واقفة في القوقعة في نفس الوقت.
الأذن عبارة عن عضو دهليزي سمعي معقد يؤدي وظيفتين: فهو يدرك النبضات الصوتية ويكون مسؤولاً عن موضع الجسم في الفضاء والقدرة على الحفاظ على التوازن. هذا الجهاز المقترنوالتي تقع في العظام الصدغية للجمجمة، وتقتصر من الخارج على الأذنين.
يتم تمثيل عضو السمع والتوازن بثلاثة أقسام: الأذن الخارجية، والوسطى، والداخلية، ويقوم كل منها بوظائفه المحددة.
تتكون الأذن الخارجية من الصيوان والقناة السمعية الخارجية. الأذنية عبارة عن غضروف مرن معقد الشكل ومغطى بالجلد الجزء السفليتسمى الفص، وهي طية جلدية تتكون من الجلد والأنسجة الدهنية.
تعمل الأذن في الكائنات الحية كمستقبل للموجات الصوتية، والتي يتم بعد ذلك نقلها إليها الجزء الداخليالسمع. قيمة الأذن عند البشر أقل بكثير منها في الحيوانات، لذا فهي ثابتة عمليًا عند البشر. لكن العديد من الحيوانات، من خلال تحريك آذانها، قادرة على تحديد موقع مصدر الصوت بدقة أكبر بكثير من البشر.
تُحدث طيات الأذن البشرية تشوهات ترددية صغيرة في الصوت الذي يدخل قناة الأذن، اعتمادًا على الموضع الأفقي والرأسي للصوت. بهذه الطريقة يحصل الدماغ معلومات إضافيةلتوضيح موقع مصدر الصوت. يُستخدم هذا التأثير أحيانًا في الصوتيات، بما في ذلك إنشاء إحساس بالصوت المحيطي عند استخدام سماعات الرأس أو أدوات السمع.
وظيفة الأذن هي التقاط الأصوات. استمرارها هو غضروف القناة السمعية الخارجية، ويبلغ طولها في المتوسط 25-30 ملم. ويمر الجزء الغضروفي من القناة السمعية إلى العظم، وتصطف القناة السمعية الخارجية بأكملها بجلد يحتوي على غدد دهنية وكبريتية، وهي غدد عرقية معدلة. وينتهي هذا الممر بشكل أعمى: حيث يتم فصله عن الأذن الوسطى بواسطة طبلة الأذن. أمسك الأذنضربت موجات صوتية طبلة الأذنويتسبب في تقلبها.
وفي المقابل، تنتقل الاهتزازات من طبلة الأذن إلى الأذن الوسطى.
الأذن الوسطى
الجزء الرئيسي من الأذن الوسطى التجويف الطبلي- مساحة صغيرة حجمها حوالي 1 سم مكعب تقع فيها العظم الصدغي. هناك ثلاثة هنا العظيمات السمعية: المطرقة والسندان والركاب - ينقلون اهتزازات الصوتمن الأذن الخارجية إلى الأذن الداخلية، مما يؤدي إلى تقويتها في نفس الوقت.
تمثل العظيمات السمعية، باعتبارها أصغر أجزاء الهيكل العظمي البشري، سلسلة تنقل الاهتزازات. يندمج مقبض المطرقة بشكل وثيق مع طبلة الأذن، ويتصل رأس المطرقة بالسندان، وهذا بدوره يرتبط مع طبلة الأذن. تبادل لاطلاق النار طويلة- بالركاب. تغلق قاعدة الركاب نافذة الدهليز، وبالتالي تتصل بالأذن الداخلية.
يتصل تجويف الأذن الوسطى بالبلعوم الأنفي من خلاله قناة استاكيوسحيث يتم من خلالها تعادل متوسط ضغط الهواء داخل وخارج طبلة الأذن. عند التغيير الضغط الخارجيفي بعض الأحيان تصبح الأذنين مسدودة، والتي عادة ما يتم حلها عن طريق التثاؤب بشكل انعكاسي. تظهر التجربة أن احتقان الأذن يتم حله بشكل أكثر فعالية عن طريق حركات البلع أو النفخ في الأنف المقروص في هذه اللحظة.
الأذن الداخلية
من بين الأقسام الثلاثة لجهاز السمع والتوازن، فإن الأكثر تعقيدًا هو الأذن الداخليةوالتي تسمى بالمتاهة بسبب شكلها المعقد. متاهة العظاميتكون من الدهليز والقوقعة و قنوات نصف دائريةلكن فقط القوقعة المليئة بالسوائل اللمفاوية هي التي ترتبط ارتباطًا مباشرًا بالسمع. يوجد داخل القوقعة قناة غشائية مملوءة أيضًا بالسوائل، ويوجد على جدارها السفلي جهاز الاستقبال محلل سمعيمغطاة بخلايا الشعر. تكتشف الخلايا الشعرية اهتزازات السائل الذي يملأ القناة. يتم ضبط كل خلية شعر على نوع معين تردد الصوت، حيث يتم ضبط الخلايا على الترددات المنخفضة الموجودة في الجزء العلوي من القوقعة، ويتم التقاط الترددات العالية بواسطة الخلايا الموجودة في الجزء السفلي من القوقعة. عندما تموت الخلايا الشعرية مع التقدم في السن أو لأسباب أخرى، يفقد الشخص القدرة على إدراك الأصوات ذات الترددات المقابلة.
حدود الإدراك
تسمع الأذن البشرية أصواتًا اسميًا في حدود 16 إلى 20000 هرتز. الحد الأعلى يميل إلى الانخفاض مع التقدم في السن. لا يستطيع معظم البالغين سماع الأصوات التي تزيد عن 16 كيلو هرتز. الأذن نفسها لا تستجيب للترددات الأقل من 20 هرتز، لكن يمكن استشعارها عن طريق حاسة اللمس.
نطاق جهارة الأصوات المدركة هائل. لكن طبلة الأذن في الأذن حساسة فقط للتغيرات في الضغط. يتم قياس مستوى ضغط الصوت عادة بالديسيبل (ديسيبل). يتم تعريف الحد الأدنى للسمع على أنه 0 ديسيبل (20 ميكروباسكال)، ويشير تعريف الحد الأعلى للسمع إلى عتبة الانزعاج ثم إلى ضعف السمع والارتجاج وما إلى ذلك. ويعتمد هذا الحد على المدة التي نستمع فيها إلى الصوت. يمكن للأذن أن تتحمل زيادات قصيرة المدى في مستوى الصوت تصل إلى 120 ديسيبل دون عواقب، لكن التعرض طويل المدى للأصوات التي تزيد عن 80 ديسيبل يمكن أن يسبب فقدان السمع.
بحث أكثر شمولا الحد الأدنىأظهرت دراسات السمع أن الحد الأدنى الذي يظل عنده الصوت مسموعًا يعتمد على التردد. ويسمى هذا الرسم البياني عتبة السمع المطلقة. في المتوسط، لديها منطقة ذات حساسية أكبر في النطاق من 1 كيلو هرتز إلى 5 كيلو هرتز، على الرغم من أن الحساسية تتناقص مع تقدم العمر في النطاق فوق 2 كيلو هرتز.
هناك أيضًا طريقة لإدراك الصوت دون مشاركة طبلة الأذن - ما يسمى بالتأثير السمعي للميكروويف، عندما يؤثر الإشعاع المعدل في نطاق الميكروويف (من 1 إلى 300 جيجا هرتز) على الأنسجة المحيطة بالقوقعة، مما يتسبب في إدراك الشخص لمختلف أنواع الصوت الأصوات.
في بعض الأحيان يمكن للشخص سماع الأصوات في منطقة التردد المنخفض، على الرغم من عدم وجود أصوات بهذا التردد في الواقع. يحدث هذا لأن اهتزازات الغشاء القاعدي في الأذن ليست خطية ويمكن أن تحدث اهتزازات فيها مع اختلاف التردد بين ترددين أعلى.
الحس المواكب
واحدة من أكثر الظواهر النفسية العصبية غرابة، حيث لا يتطابق نوع التحفيز ونوع الأحاسيس التي يمر بها الشخص. يتم التعبير عن الإدراك الحسي في حقيقة أنه بالإضافة إلى الصفات العادية، قد تنشأ أحاسيس إضافية وأبسط أو انطباعات "أولية" مستمرة - على سبيل المثال، اللون والرائحة والأصوات والأذواق وصفات السطح المحكم والشفافية والحجم والشكل، الموقع في الفضاء وغيرها من الصفات، لا يتم تلقيها عن طريق الحواس، ولكنها موجودة فقط في شكل ردود أفعال. هذه صفات إضافيةقد تنشأ إما على شكل انطباعات حسية معزولة أو حتى تظهر جسديًا.
هناك، على سبيل المثال، الحس المواكب السمعي. وهي قدرة بعض الأشخاص على "سماع" الأصوات عند ملاحظة الأجسام المتحركة أو الومضات، حتى لو لم تكن مصحوبة بظواهر صوتية فعلية.
يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الحس المواكب هو بالأحرى سمة نفسية عصبية للشخص وليس كذلك اضطراب عقلي. يمكن الشعور بهذا التصور للعالم المحيط شخص عاديمن خلال استخدام بعض الأدوية.
لا توجد نظرية عامة للحس المواكب (فكرة عالمية مثبتة علميًا عنه) حتى الآن. حاليًا، هناك العديد من الفرضيات ويتم إجراء الكثير من الأبحاث في هذا المجال. لقد ظهرت بالفعل التصنيفات والمقارنات الأصلية، وظهرت بعض الأنماط الصارمة. على سبيل المثال، اكتشفنا نحن العلماء بالفعل أن أصحاب الحس المواكب لديهم طبيعة خاصة من الاهتمام - كما لو كانوا "مسبقين للوعي" - لتلك الظواهر التي تسبب الحس المواكب لديهم. يتمتع أصحاب الحس المواكب بتشريح دماغي مختلف قليلًا وتنشيط دماغي مختلف جذريًا تجاه "المحفزات" الحسية. وأجرى باحثون من جامعة أكسفورد (المملكة المتحدة) سلسلة من التجارب وجدوا خلالها أن سبب الحس المواكب قد يكون الخلايا العصبية المفرطة في الاستثارة. الشيء الوحيد الذي يمكن قوله على وجه اليقين هو أن هذا التصور يتم الحصول عليه على مستوى وظائف المخ، وليس على مستوى الإدراك الأولي للمعلومات.
خاتمة
مرور موجات الضغط الأذن الخارجيةوطبلة الأذن وعظام الأذن الوسطى، تصل إلى مملوءة بالسوائل الأذن الداخليةعلى شكل حلزون. يصطدم السائل المتأرجح بغشاء مغطى بشعيرات صغيرة، هي الأهداب. تسبب المكونات الجيبية للصوت المعقد اهتزازات في أجزاء مختلفة من الغشاء. الأهداب التي تهتز مع الغشاء تثير الأهداب المرتبطة بها. ألياف عصبية; تظهر فيها سلسلة من النبضات، حيث يتم "تشفير" تردد وسعة كل مكون من مكونات الموجة المعقدة؛ يتم نقل هذه البيانات كهروكيميائيًا إلى الدماغ.
من بين مجموعة الأصوات بأكملها، يتميز النطاق المسموع بشكل أساسي: من 20 إلى 20000 هرتز، والموجات فوق الصوتية (حتى 20 هرتز) والموجات فوق الصوتية - من 20000 هرتز وما فوق. لا يستطيع الإنسان سماع الموجات فوق الصوتية والموجات فوق الصوتية، لكن هذا لا يعني أنها لا تؤثر عليه. من المعروف أن الموجات تحت الصوتية، خاصة أقل من 10 هرتز، يمكن أن تؤثر على نفسية الإنسان وسببه حالات الاكتئاب. يمكن أن تسبب الموجات فوق الصوتية متلازمات وهنية نباتية، وما إلى ذلك.
ينقسم الجزء المسموع من نطاق الصوت إلى أصوات منخفضة التردد - ما يصل إلى 500 هرتز، ومتوسطة التردد - 500-10000 هرتز، وعالية التردد - أكثر من 10000 هرتز.
وهذا التقسيم مهم للغاية، لأن الأذن البشرية ليست حساسة بنفس القدر للأصوات المختلفة. تكون الأذن أكثر حساسية لنطاق ضيق نسبيًا من الأصوات متوسطة التردد من 1000 إلى 5000 هرتز. بالنسبة للأصوات ذات التردد المنخفض والأعلى، تنخفض الحساسية بشكل حاد. وهذا يؤدي إلى حقيقة أن الشخص قادر على سماع الأصوات ذات طاقة تبلغ حوالي 0 ديسيبل في نطاق التردد المتوسط ولا يسمع أصواتًا منخفضة التردد تبلغ 20-40-60 ديسيبل. وهذا يعني أن الأصوات التي لها نفس الطاقة في نطاق التردد المتوسط يمكن اعتبارها عالية، ولكن في نطاق التردد المنخفض تكون هادئة أو لا يتم سماعها على الإطلاق.
هذه الخاصية الصوتية لم تتشكل بطبيعتها بالصدفة. الأصوات الضرورية لوجودها: الكلام، أصوات الطبيعة، تقع أساسًا في نطاق التردد المتوسط.
يتضاءل إدراك الأصوات بشكل كبير إذا تم سماع أصوات أخرى في نفس الوقت، أو ضوضاء مماثلة في التردد أو التركيب التوافقي. وهذا يعني، من ناحية، أن الأذن البشرية لا تدرك الأصوات ذات التردد المنخفض بشكل جيد، ومن ناحية أخرى، إذا كان هناك ضجيج غريب في الغرفة، فإن إدراك هذه الأصوات يمكن أن يكون أكثر إزعاجًا وتشويهًا.
يستحق موضوع الصوت الحديث عن السمع البشري بمزيد من التفصيل. ما مدى ذاتية تصورنا؟ هل من الممكن أن يتم فحص السمع لديك؟ ستتعلم اليوم أسهل طريقة لمعرفة ما إذا كانت حاسة السمع لديك متوافقة تمامًا مع قيم الجدول.
من المعروف أن الشخص العادي قادر على إدراك الموجات الصوتية بأعضاء السمع في النطاق من 16 إلى 20000 هرتز (حسب المصدر - 16000 هرتز). ويسمى هذا النطاق النطاق المسموع.
| 20 هرتز | همهمة يتم الشعور بها فقط، ولكن لا يتم سماعها. يتم إعادة إنتاجه بشكل أساسي بواسطة أنظمة صوتية متطورة، لذلك في حالة الصمت هو المسؤول |
| 30 هرتز | إذا لم تتمكن من السماع، فمن المرجح أن تكون هناك مشاكل في التشغيل مرة أخرى |
| 40 هرتز | سيكون مسموعًا في مكبرات الصوت ذات الميزانية المتوسطة ومتوسطة السعر. لكنها هادئة جدا |
| 50 هرتز | ترعد التيار الكهربائي. يجب أن تكون مسموعة |
| 60 هرتز | مسموع (مثل كل شيء يصل إلى 100 هرتز، ملموس إلى حد ما بسبب الانعكاس من القناة السمعية) حتى من خلال أرخص سماعات الرأس ومكبرات الصوت |
| 100 هرتز | نهاية الترددات المنخفضة. بداية نطاق السمع المباشر |
| 200 هرتز | الترددات المتوسطة |
| 500 هرتز | |
| 1 كيلو هرتز | |
| 2 كيلو هرتز | |
| 5 كيلو هرتز | بداية نطاق التردد العالي |
| 10 كيلو هرتز | إذا لم يسمع هذا التردد، فمن المرجح مشاكل خطيرةمع السمع. استشارة الطبيب مطلوبة |
| 12 كيلو هرتز | قد يشير عدم القدرة على سماع هذا التردد المرحلة الأوليةفقدان السمع |
| 15 كيلو هرتز | صوت لا يستطيع بعض الأشخاص الذين تزيد أعمارهم عن 60 عامًا سماعه |
| 16 كيلو هرتز | وعلى عكس التردد السابق، فإن هذا التردد لا يسمعه جميع الأشخاص تقريبًا بعد سن 60 عامًا |
| 17 كيلو هرتز | التردد يمثل مشكلة بالنسبة للكثيرين بالفعل في منتصف العمر |
| 18 كيلو هرتز | مشاكل في سماع هذا التردد - البداية التغيرات المرتبطة بالعمرالسمع الآن أنت شخص بالغ. :) |
| 19 كيلو هرتز | الحد من تكرار السمع المتوسط |
| 20 كيلو هرتز | يمكن للأطفال فقط سماع هذا التردد. هل هذا صحيح؟ |
»
هذا الاختبار يكفي لإعطاء تقدير تقريبي، ولكن إذا لم تتمكن من سماع أصوات أعلى من 15 كيلو هرتز، فيجب عليك استشارة الطبيب.
يرجى ملاحظة أن هناك مشكلة في السمع ترددات منخفضة، على الأرجح ذات صلة ب.
في أغلب الأحيان، فإن النقش الموجود على الصندوق بأسلوب "النطاق القابل للتكرار: 1–25000 هرتز" لا يعد حتى تسويقًا، ولكنه كذبة صريحة من جانب الشركة المصنعة.
لسوء الحظ، لا يطلب من الشركات التصديق على جميع الأنظمة الصوتية، لذلك يكاد يكون من المستحيل إثبات أن هذا كذب. يمكن لمكبرات الصوت أو سماعات الرأس إعادة إنتاج الترددات الحدودية. والسؤال هو كيف وبأي مستوى صوت.
تعد مشكلات الطيف التي تزيد عن 15 كيلو هرتز ظاهرة شائعة إلى حد ما مرتبطة بالعمر والتي من المحتمل أن يواجهها المستخدمون. لكن 20 كيلو هرتز (نفس تلك التي يقاتل عشاق الموسيقى بشدة من أجلها) عادة ما يسمعها الأطفال الذين تقل أعمارهم عن 8 إلى 10 سنوات فقط.
ويكفي الاستماع إلى جميع الملفات بالتتابع. للحصول على دراسة أكثر تفصيلا، يمكنك تشغيل العينات، بدءا من الحد الأدنى للحجم، وزيادته تدريجيا. سيسمح لك ذلك بالحصول على نتيجة أكثر صحة إذا كانت سمعك قد تعرضت لأضرار طفيفة بالفعل (تذكر أنه من أجل إدراك بعض الترددات، من الضروري تجاوز قيمة عتبة معينة، والتي، كما كانت، تفتح وتساعد السمعسماع ذلك).
هل تسمع نطاق التردد بأكمله الذي هو قادر عليه؟
الإنسان هو حقًا أكثر الحيوانات التي تعيش على هذا الكوكب ذكاءً. ومع ذلك، فإن عقلنا غالبا ما يحرمنا من التفوق في قدرات مثل إدراك البيئة من خلال الرائحة والسمع وغيرها الأحاسيس الحسية. لذا، فإن معظم الحيوانات تتقدم علينا كثيرًا إذا نحن نتحدث عنهحول النطاق السمعي. نطاق السمع البشري هو نطاق الترددات التي يمكن للأذن البشرية إدراكها. دعونا نحاول أن نفهم كيف تعمل الأذن البشرية فيما يتعلق بإدراك الصوت.
نطاق السمع البشري في ظل الظروف العادية
في المتوسط، يمكن للأذن البشرية اكتشاف وتمييز الموجات الصوتية في نطاق 20 هرتز إلى 20 كيلو هرتز (20000 هرتز). ومع ذلك، مع تقدم الشخص في العمر، يتناقص النطاق السمعي للشخص، وعلى وجه الخصوص، نطاقه السمعي الحد الأعلى. عند كبار السن عادة ما يكون أقل بكثير منه عند الشباب، حيث يتمتع الرضع والأطفال بأعلى قدرات سمعية. الإدراك السمعيتبدأ الترددات العالية في التدهور اعتبارًا من سن الثامنة.
السمع البشري في ظل الظروف المثالية
في المختبر، يتم تحديد نطاق السمع للشخص باستخدام مقياس السمع، الذي يصدر موجات صوتية بترددات مختلفة، ويتم ضبط سماعات الرأس وفقًا لذلك. في مثل هذا الظروف المثاليةتستطيع الأذن البشرية اكتشاف ترددات تتراوح من 12 هرتز إلى 20 كيلو هرتز.
نطاق السمع عند الرجال والنساء
هناك فرق كبير بين نطاق السمع لدى الرجال والنساء. وقد وجد أن النساء أكثر حساسية ل ترددات عالية. إن إدراك الترددات المنخفضة يكون على نفس المستوى تقريبًا عند الرجال والنساء.
مقاييس مختلفة للإشارة إلى نطاق السمع
على الرغم من أن مقياس التردد هو المقياس الأكثر شيوعًا لقياس نطاق السمع البشري، إلا أنه غالبًا ما يتم قياسه أيضًا بالباسكال (Pa) والديسيبل (dB). ومع ذلك، يعتبر القياس بالباسكال غير مريح، لأن هذه الوحدة تتطلب العمل بأعداد كبيرة جدًا. والميكروباسكال الواحد هو المسافة التي تقطعها الموجة الصوتية أثناء الاهتزاز، وهي تساوي عُشر قطر ذرة الهيدروجين. تنتقل الموجات الصوتية لمسافة أكبر بكثير في الأذن البشرية، مما يجعل من الصعب الإشارة إلى نطاق السمع البشري بالباسكال.
معظم صوت ناعم، والتي يمكن التعرف عليها بواسطة الأذن البشرية، تبلغ حوالي 20 ميكروباسكال. يعد مقياس الديسيبل أسهل في الاستخدام لأنه مقياس لوغاريتمي يشير مباشرة إلى مقياس Pa. يستغرق الأمر 0 ديسيبل (20 ميكروباسكال) كنقطة مرجعية ثم يستمر في ضغط مقياس الضغط هذا. وبالتالي، فإن 20 مليون μPa تساوي 120 ديسيبل فقط. وتبين أن نطاق الأذن البشرية هو 0-120 ديسيبل.
يختلف نطاق السمع بشكل كبير من شخص لآخر. لذلك، لاكتشاف فقدان السمع، من الأفضل قياس نطاق الأصوات المسموعة بالنسبة إلى مقياس مرجعي، وليس بالنسبة إلى مقياس قياسي تقليدي. يمكن إجراء الاختبارات باستخدام أدوات تشخيص السمع المتطورة التي يمكنها تحديد مدى فقدان السمع وتشخيص أسبابه بدقة.
أقل من 20 هرتز وما فوق 20 كيلو هرتز، على التوالي، توجد مناطق من الأشعة تحت الحمراء والموجات فوق الصوتية غير مسموعة للبشر. تسمى المنحنيات الموجودة بين منحنى عتبة الألم ومنحنى عتبة السمع بمنحنيات جهارة الصوت المتساوية وتعكس الفرق في إدراك الإنسان للصوت عند ترددات مختلفة.
نظرًا لأن الموجات الصوتية هي عملية تذبذبية، فإن شدة الصوت وضغط الصوت عند نقطة ما في مجال الصوت تتغير بمرور الوقت وفقًا للقانون الجيبي. الكميات المميزة هي قيم الجذر التربيعي المتوسط. يُطلق على اعتماد قيم الجذر التربيعي لمكونات الضوضاء الجيبية أو مستوياتها المقابلة بالديسيبل على التردد طيف تردد الضوضاء (أو ببساطة الطيف).يتم الحصول على الأطياف باستخدام مجموعة من المرشحات الكهربائية التي تمرر الإشارة في نطاق تردد معين - عرض النطاق الترددي.
للحصول على خصائص تردد الضوضاء، يتم تقسيم نطاق التردد الصوتي إلى نطاقات بنسبة معينة من الترددات الحدودية (الشكل 2)
فرقة اوكتاف - نطاق التردد الذي فيه الحد الأعلى للتردد و Vيساوي ضعف التردد المنخفض و ن ، أي. و الخامس/ و ن = 2. على سبيل المثال، إذا أخذنا سلمًا موسيقيًا، فإن الصوت بتردد f = 262 هرتز هو "do" للأوكتاف الأول. الصوت من و= 262 × 2 = 524 هرتز - "حتى" الأوكتاف الثاني. "A" من الأوكتاف الأول هو 440 هرتز، "A" من الثاني هو 880 هرتز. في أغلب الأحيان، يتم تقسيم نطاق الصوت إلى أوكتافات، أو نطاقات أوكتاف. يتميز نطاق الأوكتاف بالتردد الهندسي المتوسطوهذا العام = ون وV
في بعض الحالات (دراسة تفصيلية لمصادر الضوضاء وكفاءة عزل الصوت)، يتم استخدام التقسيم إلى نطاقات نصف أوكتاف (fв/fн = 
) ونطاقات الأوكتاف الثالث (fв/fн = 
=
1,26).
3. قياس الضوضاء الصناعية
يتميز الصوت بشدته 
وضغط الصوت ر
باسكال. بالإضافة إلى ذلك، يتميز أي مصدر للضوضاء بقوة الصوت، وهي إجمالي كمية الطاقة الصوتية المنبعثة من مصدر الضوضاء إلى الفضاء المحيط.
مع الأخذ في الاعتبار الاعتماد اللوغاريتمي للإحساس على التغيرات في طاقة التحفيز (قانون ويبر-فيشنر) ومدى ملاءمة الوحدات الموحدة وسهولة العمل مع الأرقام، فمن المعتاد عدم استخدام قيم الشدة والصوت الضغط والقوة نفسها، ولكن مستوياتها اللوغاريتمية
ل ج = 10 إل جي ,
أين أنا- شدة الصوت في عند هذه النقطة, أنا 0 - شدة الصوت المقابلة لعتبة السمع والتي تساوي 10 -12 واط/م، ر- ضغط الصوت عند نقطة معينة في الفضاء، ر 0 - عتبة ضغط الصوت تساوي 210 -5 باسكال، ف- قوة الصوت عند نقطة معينة، ف 0 - عتبة قوة الصوت تساوي 10 -12 واط.
عند الضغط الجوي الطبيعي
ل ج = ل ص = ل
لقياس الضوضاء وتقييم تأثيرها على الإنسان، يتم استخدام مستوى ضغط الصوت ل ص(غالبًا ما يُشار إليه ببساطة ل). مستوى الشدة ل جالمستخدمة في الحسابات الصوتية للمباني.
نطاق الاهتزازات الصوتية القادرة على التسبب في الإحساس بالصوت عند تعرضه لجهاز السمع محدود في التردد. في المتوسط، يسمع الشخص الذي يتراوح عمره بين 12 و25 عامًا ترددات من 20 هرتز إلى 20 كيلو هرتز. مع التقدم في السن، تموت النهايات العصبية في قوقعة الأذن الداخلية. وبالتالي، يتم تقليل الحد الأعلى للترددات المسموعة بشكل كبير.
تسمى المنطقة من 20 هرتز إلى 20 كيلو هرتز عادةً بالنطاق الصوتي، وتسمى الترددات الموجودة في هذه المنطقة بالترددات الصوتية.
تسمى التذبذبات التي تقل عن 20 هرتز بالموجات فوق الصوتية، والاهتزازات التي يزيد ترددها عن 20000 هرتز تسمى بالموجات فوق الصوتية.
هذه الترددات لا تسمعها آذاننا. يمكن أن يكون لمنطقة الموجات فوق الصوتية ذات القوة الكافية تأثير معين على الحالة العاطفية للمستمع. في الطبيعة، تعد الموجات فوق الصوتية نادرة للغاية، ولكن كان من الممكن تسجيلها أثناء حدوث زلزال أو إعصار أو رعد وشيك. الحيوانات أكثر حساسية للأشعة تحت الصوتية، وهو ما يفسر أسباب قلقها قبل الكوارث. تستخدم الحيوانات أيضًا الموجات فوق الصوتية لتوجيه نفسها في الفضاء، على سبيل المثال الخفافيشوتتحرك الدلافين في ظروف الرؤية الضعيفة، وتصدر إشارات بالموجات فوق الصوتية، وتشير انعكاسات هذه الإشارات إلى وجود أو عدم وجود عوائق على طول الطريق. الطول الموجي للموجات فوق الصوتية قصير جدًا، لذا حتى أصغر العوائق (أسلاك الكهرباء) لا تفلت من انتباه الحيوانات.
يكاد يكون من المستحيل تسجيل الموجات فوق الصوتية وتشغيلها لأسباب مادية، وهو ما يفسر جزئيًا ميزة الاستماع إلى الموسيقى مباشرة بدلاً من التسجيل. يستخدم توليد ترددات الموجات فوق الصوتية للتأثير على الحالة العاطفية للحيوانات (صد القوارض).
آذاننا قادرة على تمييز الترددات ضمن النطاق المسموع. هناك أشخاص مع المطلقة الأذن الموسيقيةإنهم قادرون على تمييز الترددات وتسميتها على سلم موسيقي - من خلال النوتات الموسيقية.
النوتة الموسيقية عبارة عن سلسلة من الأصوات المسجلة بدقة، ولكل منها تردد محدد، يُقاس بالهرتز (هرتز).
المسافة بين النغمات لها اعتماد صارم على عرض التردد، ولكن يكفي أن نفهم أن اختلاف "الأوكتاف" يتوافق مع مضاعفة التردد.
ملاحظة "أ" للأوكتاف الأول = (440 هرتز) A-1
ملاحظة "أ" للأوكتاف الثاني = (880 هرتز) أ-2
يمكن للأشخاص ذوي طبقة الصوت المثالية تمييز التغيرات في طبقة الصوت بدقة تامة ويمكنهم تحديد ارتفاع التردد أو انخفاضه باستخدام نظام التدوين. ومع ذلك، لتحديد الترددات المقاسة بالهرتز، ستحتاج إلى جهاز - "محلل الطيف".
في الحياة، يكفينا استخدام القيم الثابتة وتمييز التغيرات في طبقة الصوت بناءً على النوتات، وسيكون هذا كافيًا لتحديد ما إذا كان الصوت قد ارتفع أم انخفض (أمثلة للموسيقيين الذين يستخدمون نظام التدوين الموسيقي لتسجيل تغيرات الصوت؛ ). ومع ذلك، عندما العمل المهنيمع الصوت، قد تكون هناك حاجة إلى قيم رقمية دقيقة بالهرتز (أو بالأمتار)، والتي يجب تحديدها بواسطة الأدوات.
أنواع الأصوات.
تنقسم جميع الأصوات الموجودة في الطبيعة إلى: موسيقية وضوضاء. تلعب الأصوات الموسيقية الدور الرئيسي في الموسيقى، على الرغم من استخدام أصوات الضوضاء أيضًا (على وجه الخصوص، تصدر جميع أدوات الإيقاع تقريبًا أصواتًا ضوضاء).
لا تحتوي أصوات الضوضاء على طبقة صوت محددة بوضوح، على سبيل المثال، طقطقة، صرير، طرق، رعد، حفيف، إلخ.
تشمل هذه الأدوات جميع الطبول تقريبًا: طبلة المثلث، طبلة الفخ، أنواع مختلفة من الصنج، طبلة الجهير، وما إلى ذلك. هناك قدر معين من الاتفاقية في هذا الأمر، والتي لا ينبغي نسيانها. على سبيل المثال، تحتوي أداة الإيقاع مثل "الصندوق الخشبي" على صوت بنبرة محددة بوضوح إلى حد ما، لكن هذه الآلة لا تزال تُصنف على أنها أداة ضوضاء. لذلك، من الأكثر موثوقية التمييز بين أدوات الضوضاء بمعيار ما إذا كان من الممكن أداء اللحن على أداة معينة أم لا.
الأصوات الموسيقية هي الأصوات التي لها طبقة معينة يمكن قياسها بدقة مطلقة. يمكن تكرار أي صوت موسيقي بالصوت أو على أي آلة موسيقية.
