Область слухового ощущения

Область слухового ощущения

Раздражение и ощущение

В психоакустике мы имеем дело с двояким подходом к од­ному и тому же звуковому колебанию — объективным и субъек­тивным.

С одной стороны, звук — это объективное, существующее вне нашего сознания явление, описываемое совокупностью физиче­ских характеристик — интенсивностью, частотой, спектром и др. Воздействуя на слух, он создает раздражение, величина и ха­рактер которого зависят от всех перечисленных выше физиче­ских характеристик звука, которые в этом смысле могут быть названы параметрами раздражения.

Раздражение вызывает субъективный эффект, называемый ощущением, которое, согласно марксистской теории познания, является субъективным образом объективного мира, чувствен­ной копией физического явления. Поскольку это так, слуховое ощущение может быть разложено на ряд компонент, каждая из которых связана с одним из параметров раздражения. Такие компоненты называются параметрами ощущения. Каждый из параметров ощущения зависит в определенной мере от всех па­раметров раздражения, однако один из них является для него главным, определяющим, а остальные имеют лишь второстепен­ное значение.

Итак, раздражение и его параметры — это физические ве­личины, которые могут быть измерены с помощью приборов. В отличие от этого параметры ощущения (громкость, высоту, тембр) измерить нельзя, о них можно составить представление лишь на основании словесного описания испытуемого.

Важнейшей задачей психоакустики является установление количественных  взаимосвязей  между  параметрами  раздражения и соответствующими им параметрами ощущения. Учитывая сложность количественной оценки величины ощущения, для установления этих связей разрабатывают такую постановку экспериментов и подбор вопросов, которые максимально облег­чали бы вынесение испытуемым суждений по исследуемому вопросу.

Одним из наиболее простых опытов такого рода является определение пороговых величин, под которыми понимаются та­кие значения параметра раздражения, когда исследуемое ощу­щение только появляется. Рассмотрим это на примере порога слышимости.

Порог слышимости

Рекомендуемые материалы

Не всякие переменные давления воспринимаются слухом как звук: существуют определенные границы слухового ощущения как по величине давления, так и по его частоте (являющихся в данном случае параметрами раздражения).

Минимальное звуковое давление, при котором еще сущест­вует слуховое ощущение, называется порогом слышимости. Он характеризует чувствительность слуха: чем выше порог, тем меньше чувствительность. Опыты по определению порога слы­шимости показали, что его величина зависит от условий опыта, частоты и особенностей звукового сигнала. Под условиями опыта понимается характер звукового поля: создается ли оно одним громкоговорителем, помещенным перед слушателем, или многими источниками, равномерно распределенными вокруг головы; имеются ли отражения от границ помещения (так на­зываемое диффузное поле) или приняты меры по их устране­нию; производились ли измерения минимального давления не­посредственно около ушной раковины или в этой же точке при отсутствии слушателя (т. е. в свободном поле). В электроаку­стике обычно пользуются результатами измерений, полученных для свободного звукового поля, формируемого одним излучате­лем, помещенным перед слушателем.

Измерение порога слышимости производится по методу так называемого балансного регулирования. Испытуемый имеет воз­можность с помощью переключателя электропривода менять направление изменения интенсивности звука. Пусть, например, двигатель плавно уменьшает интенсивность чистого тона. Как только тон становится неслышимым, испытуемый переключает двигатель, и интенсивность тона начинает возрастать до тех пор, пока испытуемый опять его не услышит, после чего следует новое    переключение    и    опыт    повторяется.     Следовательно,

регулируемый тон балансирует между значениями «слышен» и «не слышен». Так как частота звука при этом меняется, то перо самописца вычерчивает на движущейся (синхронно с измене­нием частоты) бумажной ленте зигзагообразную кривую, средняя линия которой дает искомую зависимость порога слышимости. Описанные измерения должны быть проделаны с участием мно­гих испытуемых, обладающих здоровым слухом, причем для по­лучения усредненных результатов кривые для разных испытуе-

Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - 8 Право и мораль в их соотношении.

1.3. Область   слышимости

мых записываются на одном бланке (т. е. накладываются друг на друга). Полученная таким способом кривая порога слыши­мости синусоидальных звуков, измеренная в условиях свобод­ного поля, показана на рис. 1.3. Как видим, в очень широких пределах меняется порог слышимости в зависимости от частоты. Наибольшей чувствительностью ухо обладает в области частот 3000—3500 Гц, где порог слышимости имеет наименьшую вели­чину. Происходит это из-за резонанса столба воздуха в трубке наружного слухового канала, когда его длина становится рав­ной четверти длины звуковой волны. Легко подсчитать, что пер­вый  резонанс трубки длиною 27 мм  соответствует приблизительно частоте 3100 Гц. Давление у барабанной перепонки по­вышается при этом из-за резонанса в 2—3 раза (по сравнению, с давлением у входа в слуховой проход). В области максималь­ной чувствительности слух воспринимает давление около Ю~⁵Па. Любопытно отметить в связи с этим, что звуковое давление, воз­никающее вследствие флюктуации плотности воздуха при бро­уновском движении молекул, имеет при температуре 25° С ве­личину 5-10~⁶ Па. Если бы ухо было вдвое чувствительней, оно слышало бы непрерывный шум флюктуации. Таким образом, чувствительность слуха находится на пределе биологической це­лесообразности.

Болевой порог и область слышимости

Существует ограничение области слухового восприятия и со стороны громких звуков, хотя и не такое четкое, как порог слы­шимости. Например, синусоидальное звуковое давление с эф­фективным значением около рл*10 Па соответствует одному из порогов, называемому порогом неприятного ощущения. При до­стижении р = 60-4-80 Па возникает ощущение давления на уши (подобное тому, которое бывает при закладывании ушей в са­молете), а также неприятного щекотания в ухе. Эта величина называется порогом осязания. Наконец, давление 150—200 Па причиняет боль и называется болевым порогом. Частотная зави­симость болевого порога приведена на рис. 1.3. Если экстрапо­лировать кривые порога слышимости и болевого порога в об­ласть инфразвуковых (менее 20 Гц) и ультразвуковых (свыше 20 кГц) частот, то они пересекутся. Это означает, что в данных областях звуковые давления высокой интенсивности достигают болевого порога, не создавая звукового ощущения.

Кривые порога слышимости и болевого порога ограничивают область слухового ощущения, или область слышимости. Все вос­принимаемые слухом звуки лежат внутри этой области. На рис. 1.3 горизонтальной штриховкой показана область, занима­емая звуками речи, а вертикальной — музыкальными звуками. Как видим, эти области составляют небольшую часть всей об­ласти слышимости.