Läbi selle, mida me kuuleme. Miks me kuuleme helisid? Objektiivsed kuulmise hindamise meetodid

Revenko Artem ja Ismailov Dima

Antud projekt-uurimustöös uurisid õpilased kõrva ehitust, heli olemust ja selle põhiomadusi, mõju elututele objektidele ja elusolenditele.

Lae alla:

Eelvaade:

Kujundus- ja uurimistööde vallakonkurss

nooremad koolilapsed "Ma olen teadlane"

Suund: füüsiline

Uurimistöö

Teema: "Miks me helisid kuuleme?"

(helilainete uurimine)

Revenko Artjom Aleksandrovitš,

4. klassi õpilased MBOU keskkooli nr 5

Shatura

Juhendaja: Stolchneva Maria Dmitrievna,

algkooli õpetaja

2012. aasta

Sissejuhatus.

1.1. Heli ajaloost.

1.2. Mis on heli?

1.3 Heli ja kuulmine. Kõrva struktuur. Miks peaksite oma kõrvade eest hoolitsema? 1.4 Heli levik.

1.5. Ultrahelid ja infrahelid. kajalokatsioon looduses.

2. peatükk. Minu uurimistöö.

2.1 Heli teke.

2.2 Heli omaduste uurimine: helikõrgus, tämber, valjus.

2.3. Helinähtused. (Eksperiment. Helitugevuse mõju elututele objektidele; elusolenditele).

Järeldus.

Bibliograafia.

Lisa 1.

2. lisa

Sissejuhatus

Nad üritavad sosistada plakateid,

Üritab raudkatuseid karjuda,

Ja vesi proovib torudes laulda

Ja nii müravad juhtmed jõuetult.

E. Evtušenko

Me elame hämmastavas helide maailmas. Nad ümbritsevad meid kõikjal. Kuuleme tuule kohinat ja lehtede sahinat, oja kohinat ja äikese mürinat, pillihäält, ööbiku laulu ja rohutirtsu sirinat, ukse kriuksumist ja mootorite müra.

Mis on heli? Kuidas see tekib? Mille poolest erineb üks heli teistest?

Miks me kuuleme helisid? Kõik need küsimused huvitasid mind. Ja otsustasin natuke uurida.

Sel põhjusel seadsin ennast eesmärk: uurige helilainete olemust.

Uurimisobjektmuutusid helilaineteks jaminu uurimistöö teema: nende füüsikalised omadused.

Hüpotees: helilainete vibratsioonid mõjutavad elutuid esemeid ja elusolendeid.

Ülesanded:

1. uurida kirjandust ja korjata materjali heli kohta;
2. määrata meetodid, mille abil saab helilaineid uurida;
3. teha kindlaks, kuidas heli tekib ja levib;
4. uurida kõrva struktuuri;
5. uurida heli füüsikalisi omadusi: kõrgus, tämber, helitugevus;
6. teada saada, kuidas heli tugevus mõjutab elutuid esemeid ja elusolendeid;
7. valmistada ette vajalikud materjalid;
8. teha katseid ja katseid, analüüsida tulemusi ja teha järeldusi.

Meetodid:

1. kirjanduse ülevaade ja analüüs;

1. eksperimentide käitumine, kogemused;
2. töötada sõnastiku, kirjanduse, Interneti-ressurssidega;
3. vaatlus looduslikes tingimustes (tõendite kogumine), uuring;
4. erinevate teabeallikate analüüs, nende võrdlemine saadud tulemustega, üldistamine.

Uurisin oma klassiruumis ja kodus 4 kuud, alates oktoobrist. Kõigepealt võtsin kätte kirjanduse, uurisin seda. Seejärel võtsin uurimistööks enda käsutuses oleva varustuse. Siis hakkasin uurima.

1. peatükk

1.1.Heli ajaloost

Iidsetel aegadel tundus heli inimestele hämmastav, salapärane üleloomulike jõudude toode. Nad uskusid, et helid võivad taltsutada metsloomi, liigutada kive ja mägesid, blokeerida vett, põhjustada vihma ja teha muid imesid. Vana-Egiptuses, märgates muusika hämmastavat mõju inimesele, ei möödunud ükski puhkus ilma rituaalsete lauludeta. Muistsed indiaanlased omandasid kõrge muusikakultuuri varem kui teised. Nad töötasid välja ja kasutasid laialdaselt noodikirja juba ammu enne selle Euroopas ilmumist. Inimesed on püüdnud heli mõista ja uurida juba ammusest ajast peale. Kreeka teadlane ja filosoof Pythagoras tõestas, et muusikariistade madalad toonid on omased pikkadele keeltele. Kui keelpilli lühendada poole võrra, tõuseb selle heli terve oktaavi võrra. Pythagorase avastamine tähistas akustikateaduse algust. Esimesed heliseadmed loodi Vana-Kreeka ja Rooma teatrites: näitlejad pistsid heli võimendamiseks maskidesse väikesed sarved. Samuti on teada heliseadmete kasutamine Egiptuse templites, kus olid "sosistavad" jumalakujud.

1.2. Mis on heli?

Juba esimesest klassist peale teadsin, et „esemed ja elusolendid teevad hääli. Saame oma häälega helisid edasi anda. Ta jookseb nähtamatul lainel. Meil on imelised seadmed, mis võtavad selle laine üles. Need seadmed on kõrvad. Sees on meie kõrv väga keeruline. See kardab müra, teravaid, valju helisid. Kõrvad peavad olema kaitstud.

Mõnikord liigub heli mõne takistuseni (näiteks mäele, metsa) ja tagasi. Siis kuuleme kaja" .

Mis on heli?

Teen kaks lihtsat katset.

Kogemus 1. Panen käe kõri juurde, hääldan iga vokaali. Kõri hakkab värisema, kõikuma. Neid vibratsioone tunneb hästi peopesa. Ma ei näe neid, aga ma kuulen neid.

Kogemus 2. Kinnitan pika terasjoonlaua kruustangisse. Kui suur osa joonlauast ulatub kruustangu kohale, siis pärast selle vibratsiooni tekitamist me selle tekitatud laineid ei kuule. Aga kui me lühendame joonlaua väljaulatuvat osa ja suurendame seeläbi selle võnkesagedust, siis leiame, et joonlaud hakkab kõlama.

Kogemuste põhjal olen teinud järeldus, et heli tekitab vibratsioon.Need lained, mis levivad nii õhus kui ka vedelike ja tahkete ainete sees, on nähtamatud. Teatud tingimustel saab neid siiski kuulda.

Elastseid laineid, mis võivad inimeses kuulmisaistingut tekitada, nimetatakse helilaineteks või lihtsalt heliks.

Ožegovi seletav sõnaraamat ütleb, et " heli - see on see, mida kuuleb, tajub kõrv: füüsikaline nähtus, mis on põhjustatud õhu või muu keskkonna osakeste võnkuvatest liikumistest.

Vaatlen näiteid, mis selgitavad heli füüsilist olemust. Muusikariista keel edastab oma võnked ümbritsevatele õhuosakestele. Need vibratsioonid levivad aina kaugemale ja kõrva jõudes panevad kuulmekile vibreerima. ma kuulen heli. Igas keskkonnas kanduvad osakeste omavahelise vastasmõju tulemusena vibratsioonid üle üha uutele osakestele, s.t. helilained levivad keskkonnas.

Teadust, mis uurib helilaineid, nimetatakse akustikaks. Akustikat on mitut sorti. Seega tegeleb füüsiline akustika helivibratsioonide enda uurimisega. Elektroakustika ehk tehniline akustika tegeleb helide vastuvõtmise, edastamise, vastuvõtmise ja salvestamisega elektriseadmete abil. Arhitektuurne akustika uurib heli levimist ruumides. Muusikaline akustika uurib muusikahelide olemust, aga ka muusikalisi meeleolusid ja süsteeme. Hüdroakustika (mereakustika) tegeleb akustiliste lainete emissiooni, vastuvõtu ja levimisega seotud veekeskkonnas esinevate nähtuste uurimisega. Atmosfääriakustika uurib heliprotsesse atmosfääris, eelkõige helilainete levikut, mis on ülipika heli levimise tingimus. Füsioloogiline akustika uurib kuulmisorganite võimeid, nende ehitust ja tegevust. Ta uurib helide teket kõneorganite poolt ja helide tajumist kuulmisorganite kaudu, samuti kõne analüüsi ja sünteesi. Bioloogiline akustika käsitleb loomade heli- ja ultrahelisuhtluse küsimusi.

Pöördudes kirjanduse poole, sain teada, et nagu iga lainet, iseloomustab ka heliamplituud ja spektersagedused. Tavaliselt inimene kuulebõhu kaudu edastatavad helid, sagedusvahemikus 16-20Hz kuni 15-20 kHz. 20 Hz on võib-olla äike ja 18 000 Hz on kõige peenem sääskede kriuks.

Inimese kuulmisulatusest madalamat heli nimetatakseinfraheli; üle: kuni 1 GHz, - ultraheli, alates 1 GHz - hüperheli. Kuuldavatest helidest tuleks esile tõsta ka foneetilisi,kõne helid ja foneemid(millest see koosnebsuuline kõne) ja muusikalised helid(millest see koosnebmuusika).

Järeldus: heli on elastses keskkonnas levivad elastsed lained. Inimene kuuleb heli vahemikus 16-20 Hz kuni 15-20 kHz. On ultrahelid - kuni 1 GHz, hüperhelid alates 1 GHz, infrahelid - kuni 16-20 Hz. Akustika uurib heli vibratsioone.

1.3 Heli ja kuulmine. Kõrva struktuur. Miks peaksite oma kõrvade eest hoolitsema?

Enne mind olid küsimused: millest kõrv koosneb? Miks tekib kõrvadesse vaha? Miks peaksite oma kõrvade eest hoolitsema?

Perekonda ja sõpru jälgides sain aru, et me kõik kuuleme samu helisid erinevalt, mõne jaoks tunduvad need vaiksed, teisele aga vastupidi, valjud. Selgub, et inimese kõrv on kõige tundlikum helide suhtes, mille sagedus on 1000–3000 Hz. Suurimat kuulmisteravust täheldatakse vanuses 15-20 aastat. Kuulmine halveneb vanusega. Alla 40-aastasel inimesel on suurim tundlikkus 3000 Hz, 40-60-aastastel - 2000 Hz, üle 60-aastastel - 1000 Hz. Helid võivad tämbri poolest üksteisest erineda. Heli põhitooniga kaasnevad reeglina sekundaarsed toonid, mis on alati kõrgema sagedusega ja annavad põhihelile lisavärvi. Neid nimetatakse ülemtooniks. Mida rohkem ülemtoone põhitoonile peale kantakse, seda "rikkam" on heli muusikaliselt. Kuulmisorganid eristavad tänu oma tähelepanuväärsele seadmele kergesti üht vibratsiooni teisest, lähedase või tuttava inimese häält teiste inimeste häälest. Seetõttu, nagu inimene ütleb, hindame tema meeleolu, seisundit, kogemusi.

Loodus, andes elusolenditele kuulmisvõime, on näidanud üles märkimisväärset leidlikkust. Heli tajuvad organid asuvad neis väga erinevates ja mõnikord ootamatutes piirkondades: näiteks rohutirtsul ja ritsikal esijalgade säärtel, jaaniussidel - kõhul, sääskedel - antennidel. Selgroogsetel olid kuulmisorganid evolutsiooniprotsessis pea külgedel aukohal, imetajatel tekkis ka arenenud kõrvake. Madalamad loomad on rahul kuulmekäiku katvate kaitsvate nahavoltidega: sellised voldid aitavad krokodilli sukeldumisel; lindudel - toonekurged, pardid, varblased - mängib õhuke kile sarnast kaitserolli. Kõrva - sagedamini nimetatakse seda lihtsalt kõrvaks - on paljudel loomadel väga liikuv. Koer kuulab, "mängib oma kõrvadega" - tõstab, langetab või viib neid külgedele. Hobune ja siil, hirv ja jänes liigutavad oma kõrvu, määrates heli suuna. Aafrika ninasarvikul on lehtrikujulised kõrvad, nad suudavad tegutseda üksteisest sõltumatult: püüavad ära tunda ees ja taga kohinat.

kõrva struktuur (vt joon. 1, lisa 1).

Õppisin seda anatoomiliseltKõrv on jagatud kolmeks osaks:välis-, kesk- ja sisekõrv.
Väline kõrv.
Väliskõrva väljaulatuvat osa nimetatakse aurikliks, selle aluseks on pooljäik tugikude - kõhr. Välise kuulmekäigu ava asub kõrvaklapi ees ning kanal ise on suunatud sissepoole ja veidi ettepoole. Auricle kontsentreerib helivibratsioonid ja suunab need väliskuulmisavasse.
Selgub, et keskkonnast ei satu elundisse mitte ainult helid, vaid ka erinevad võõrkehad, mikroobid. Seetõttu eritub kõrvakanalis pidevalt saladus - kõrvavaik .
Kõrvavaik on väliskuulmekanali rasu- ja väävlinäärmete vahajas eritis. Selle ülesanne on kaitsta selle käigu nahka bakteriaalse infektsiooni ja kõrva sattuda võivate võõrosakeste, näiteks putukate eest. Erinevatel inimestel on erinev kogus väävlit. Tihe kõrvavaha tükk (vahakork) võib põhjustada helijuhtivuse halvenemist ja kuulmislangust, seetõttu tuleks kõrvu regulaarselt vatitikuga puhastada.
Keskkõrv , see on terve kompleks - sealhulgas Trummiõõs ja kuulmistoru (Eustachia) viitab heli juhtivale aparatuurile. Õhuke lame membraan , mida nimetatakse trummikileks, eraldab väliskuulmekanali siseotsa trummiõõnsusest – tasapinnalisest ristkülikukujulisest õhuga täidetud ruumist. Selles keskkõrvaõõnes paikneb kolme liigendatud miniatuurse luu (luu) kett, mis edastavad vibratsiooni kuulmekilest sisekõrva. Kuju järgi nimetatakse luid haamriks, alasiks ja jalus (vt. joon. 2, lisa 1).
Käepidemega haamer on sidemete abil kinnitatud kuulmekile keskele ja selle pea on ühendatud alasiga, mis omakorda kinnitub jalus. Jaluse põhi sisestatakse ovaalsesse aknasse - auk sisekõrva luu seinas. Väikesed lihased aitavad heli edastada, reguleerides nende luude liikumist.

Kuulmekile võnkumise optimaalne tingimus on mõlemal pool ühesugune õhurõhk.

See on tingitud asjaolust, et Trummiõõs suhtleb väliskeskkonnaga ninaneelu ja kuulmistoru kaudu, mis avaneb õõnsuse alumisse eesmisse nurka. Neelamisel ja haigutamisel siseneb õhk torusse ja sealt trumliõõnde, mis võimaldab säilitada selles atmosfäärirõhuga võrdset rõhku.
Sisekõrv. Sisekõrva luust õõnsust, mis sisaldab suurt hulka kambreid ja nende vahelisi läbipääsu, nimetatakse labürindiks. See koosneb kahest osast:

kondine labürint ja

Kilene labürint.
Luulabürint on õõnsuste jada, mis paiknevad ajalise luu tihedas osas; selles eristatakse kolme komponenti: poolringikujulised kanalid - üks närviimpulsside allikatest, mis peegeldavad keha asendit ruumis; vestibüül; ja kuulmiselund kohle.

To Kui helilaine jõuab meie kõrva, haarab see selle kinni - see "lendab" auriklisse ehk väliskõrva. Heli jõuab kuulmekile. Kuulmetõri on venitatud suhteliselt tihedalt ja heli paneb selle võnkuma, vibreerima. Kuulmekile taga on keskkõrv, väike õhuga täidetud õõnsus. Kui rõhk väliskõrvas suureneb, paindub kuulmekile sissepoole. Rõhulangused keskkõrvas kordavad helilaines rõhulangusi ja kanduvad edasi sisekõrva. Sisekõrv on õõnsus, mis on kokku keritud ja täidetud vedelikuga. Kõrval on kaks kuulmisläve: alumine ja ülemine. Treenitud kõrv kuuleb metsas täielikus vaikuses langevate lehtede häält. Kui ületate helitugevuse ülemise läve, on kõrvades tugev valu.

Resonants mängib olulist rolli kuulmisorganite töös. Peamine membraan, mis on venitatud piki sisekõrva, koosneb paljudest elastsetest kiududest, mille koguarv ulatub 24 000-ni, sisekõrva põhjas on need lühikesed (0,04 mm), õhukesed ja venitatud ning pikad (kuni kuni 0,5) mm ülaosas, paksem ja vähem venitatud. Kõrva sisenevad helilained põhjustavad sisekõrva täitvas vedelikus sundvibratsiooni. Ja resonantsi nähtuse tõttu - teatud pikkusega kiudude värisemine. Mida kõrgem on heli, seda lühemalt kiud sellega resoneerivad; mida tugevam on heli, seda suurem on kiudude võnkeulatus. See seletab inimese võimet helisid tajuda. Inimestel on tajutavate sageduste vahemik vahemikus 16 Hz kuni 20 kHz. Kuigi kassil on palju laiem vahemik: 60 Hz kuni 60 kHz. Üsna lai kuuldavus lindudel, kilpkonnadel, konnadel, rohutirtsudel. Öistel kiskjatel on äärmiselt "hea kuulmine".

Kahjuks ei kuule kõik inimesed.

Kuulmislangus - täielikkurtus) või osaline (kuulmislangus) tuvastamis- ja mõistmisvõime väheneminehelid. Rikkumine kuulmineigaüks võib kannatadaorganismvõimeline tajumaheli. helilained erineda sagedus ja amplituud. Mõne (või kõigi) sageduste tuvastamise võime kaotus või võimetus eristada madalaid sagedusiamplituudnimetatakse kuulmiskaotuseks.

http://en.wikipedia.org/wiki/

LISA 1

1. pilt.

Joonis 2.

Joonis 3

Joonis 4

2. lisa

Tabel 1.

muusika

rahulikult

veidi liigutada

põrgatama

Riana

liikumist pole

liikumist pole

liigu aeglaselt

Kristina Agilera

natuke liigutada

kergelt põrkab

aktiivselt hüppama

Lady Gaga telefon

liikumist pole

liikumist pole

Liikumine ilmub ainult bassihelide korral

rap

Eminem

liikumist pole

liigu aeglaselt

aktiivselt liikuda

laste laul

Ema

liikumist pole

roomama

kergelt põrkab

Klassikaline

Richard Wagneri tee Valhallasse

roomama

aktiivselt põrgatama

Straussi valss

roomama

roomab, kergelt põrkab

aktiivne roomamine ja hüppamine

Kõik heli salvestamise, töötlemise ja taasesitamise protsessid ühel või teisel viisil töötavad ühel organil, millega me helisid tajume - kõrva. Ilma arusaamata sellest, mida ja kuidas me kuuleme, mis on meile oluline ja mis mitte, mis on teatud muusikaliste mustrite põhjuseks - ilma nende ja muude pisiasjadeta on võimatu luua head helitehnikat, on võimatu tõhusalt tihendada või töödelda heli. See, millest ma räägin, on ainult põhitõed (Jah, kõike ei ole võimalik selle väljaande raames kirjeldada).
- heli tajumise protsess pole veel kaugeltki täielikult mõistetav, kuid siin esitatud faktid võivad tunduda huvitavad isegi neile, kes teavad, mis on detsibell ...

Natuke anatoomiat
(kõrvaseade - lühike ja selge)

Väljaspool näeme nn väliskõrva (kõrvakõrva). Seejärel tuleb kanal - umbes 0,5 cm läbimõõduga ja umbes 3 cm pikkusega (kõrvakanal (kui kõrv on määrdunud, kannatab kuulmise kvaliteet)).
Seejärel - trummikile (membraan), mille külge on kinnitatud luud - keskkõrv. Need luud edastavad trummikile vibratsiooni edasi - teisele membraanile,
sisekõrva - umbes 0,2 mm läbimõõduga ja umbes 3-4 cm pikkune vedelikuga toru, mis on keerdunud nagu tigu. Keskkõrva olemasolu tähendab, et õhuvõnked on liiga nõrgad, et neid otse trummikilelt eemaldada ning keskkõrv koos trummikile ja sisekõrva membraaniga moodustab hüdrovõimendi – trummikile pindala on mitu korda suurem kui sisekõrva membraani (membraani) pindala, seetõttu suureneb rõhk (mis võrdub F/S) kümme korda.
Sisekõrvas on kogu pikkuses veel üks piklik membraan, mis on kõrva alguses kõva ja lõpus pehme. Selle membraani iga sektsioon võngub teatud sagedusvahemikus, madalad sagedused - pehmes piirkonnas lõpus, kõrgeim - alguses. Selle membraani ääres on närvid, mis tajuvad vibratsiooni ja edastavad need ajju, kasutades kahte põhimõtet:
Esimene on mõju põhimõte. Kuna närvid on endiselt võimelised edastama vibratsioone (binaarseid impulsse) sagedusega kuni 400-450 Hz, kasutatakse just seda põhimõtet madalsagedusliku kuulmise valdkonnas. Seal on muidu raske – membraani vibratsioonid on liiga tugevad ja mõjutavad liiga palju närve. Veidi laiendatud põrutusprintsiip võimaldab tajuda sagedusi kuni umbes 4 kHz, tänu sellele, et mitu (kuni kümme) närvi lööb erinevates faasides kokku, liites nende impulsid. See on hea, sest aju tajub infot täielikumalt – ühest küljest on meil siiski väike sageduseraldus, teisalt saame siiski analüüsida vibratsioone endid, nende kuju ja iseärasusi, mitte ainult sagedusspektrit. See põhimõte toimib meie jaoks kõige olulisemal osal – inimhääle spektril. Ja üldiselt on kuni 4 kHz meie jaoks kõige olulisem teave.
Noh, teist põhimõtet - lihtsalt ergastatud närvi asukohta - kasutatakse üle 4 kHz helide tajumiseks. Peale selle ei tee meid siin üldse miski muret - ei faas ega töötsükkel ... Paljas spekter.
Seega on meil kõrgete sageduste piirkonnas mitte väga kõrge eraldusvõimega spektraalne kuulmine, kuid inimhäälele lähedaste sageduste puhul - täielikum, mis põhineb mitte ainult spektri jagunemisel, vaid ka teabe täiendaval analüüsil. aju ise, andes terviklikuma stereopildi.
Peamine heli tajumine toimub vahemikus 1 kuni 4 kHz, selle sagedussegmendi õige edastamine on loomuliku heli esimene tingimus.

Tundlikkusest
(võimsuse ja sageduse järgi)
Nüüd detsibellidest. Ma ei hakka nullist selgitama, mis see on, lühidalt - heli valjuduse (võimsuse) suhteline logaritmiline mõõt, mis peegeldab kõige paremini inimese arusaama valjust ja on samas üsna lihtsalt arvutatav.
Akustikas on tavaks mõõta helitugevust ühikutes dB SPL (Sound Pressure Level – helirõhutase). Selle skaala null on ligikaudu minimaalse helitaseme juures, mida inimene kuuleb. Loendus on loomulikult positiivses suunas. Inimene kuuleb tähendusrikkalt helisid kuni umbes 120 dB SPL-i. 140 dB juures on tunda tugevat valu, 150 dB juures tekib kuulmiskahjustus. Tavaline vestlus on umbes 60–70 dB SPL. Lisaks mõeldakse dB-le viidates SPL-i dB nullist.
Kõrva tundlikkus erinevatele sagedustele on väga erinev. Maksimaalne tundlikkus on 1–4 kHz, inimhääle põhitoonid. 3 kHz signaal on 0 dB juures kuuldav heli. Tundlikkus langeb järsult mõlemas suunas - näiteks 100 Hz heli jaoks vajame 40 dB (võnkumiste amplituud on 100 korda suurem), 10 kHz puhul - 20 dB. Tavaliselt võime öelda, et kaks heli erinevad valjuselt, erinevusega umbes 1 dB. Vaatamata sellele on 1 dB rohkem kui vähe. Asi on selles, et meil on väga tugevalt kokkusurutud, (lamendatud) taju valjutusest. Kuid kogu vahemik - 120 dB - on tõesti tohutu, amplituudi poolest on see miljoneid kordi!
Muide, amplituudi kahekordistamine vastab 6 dB helitugevuse suurenemisele. Tähelepanu! ärge ajage segamini: 12 dB - 4 korda, kuid vahe 18 dB - juba 8 korda! (mitte 6, nagu arvate.) dB on logaritmiline mõõt.
Spektri tundlikkus on omadustelt sarnane. Võime öelda, et kaks heli (lihttoonid) erinevad sageduselt, kui nende vaheline erinevus on umbes 0,3% umbes 3 kHz ja umbes 100 Hz on vaja 4% erinevust! Võrdluseks - nootide sagedused (kui võtta koos pooltoonidega, st kaks kõrvuti asetsevat klaveriklahvi, sealhulgas mustad) erinevad ligikaudu 6%.
Üldiselt on 1–4 kHz piirkonnas kõrva tundlikkus kõigis aspektides maksimaalne ja mitte nii palju, kui võtta mittelogaritmilised väärtused, millega digitaaltehnoloogia peab töötama.
Pange tähele – suur osa digitaalse helitöötluse käigus toimuvast võib numbrites kohutav välja näha ja kõlada siiski originaalist eristamatult.
Heli digitaalses esituses vaadeldakse dB mõistet nullist ja allapoole negatiivsete väärtuste piirkonda. Null on digitaalse vooluringi maksimaalne tase. Kui digitaalse salvestamise ajal ei ole sisendsignaali tase õigesti valitud - maksimaalne lubatud signaalitase on ületatud, kõik signaalid, mis ületavad 0 dB, lõigatakse 0 dB-le - moodustuvad klipid - siinussignaali asemel ilmuvad signaaligrammile ristkülikud (audiaalselt tajutakse klõpsudena (kui liigne Klippide vältimiseks on vaja heli salvestada kerge -3 dB kõrgusega.

Faasitundlikkuse kohta
Kui rääkida kuulmisorganitest üldiselt, siis loodus lõi need nii, nagu ta lõi, juhindudes eelkõige otstarbekuse kaalutlustest. Sageduste faas pole meie jaoks absoluutselt oluline, kuna see ei kanna üldse kasulikku teavet. Üksikute sageduste faasisuhe muutub drastiliselt pea liigutustest, keskkonnast, kajadest, resonantsidest.... Seda infot aju ei kasuta kuidagi ja seetõttu ei ole me vastuvõtlikud sageduste faasidele. Küll aga tuleb vahet teha väikestel faasimuutustel (kuni mitusada kraadi) ja tõsistel faasimoonutustel, mis võivad signaalide ajalisi parameetreid muuta, kui me ei räägi faasimuutustest, vaid pigem sageduse viivitustest - kui faasid üksikud komponendid varieeruvad nii palju, et signaal aeglustub ajas, muudab selle kestust. Näiteks kui kuuleme tohutus saalis ainult peegeldunud heli, teisest otsast kaja - see on mõnes mõttes vaid signaalide faaside variatsioon, kuid nii tugev, et see on kaudselt (ajaliselt) üsna tajutav. märgid. Üldiselt on rumal seda faasimuutusteks nimetada – kirjaoskamatum on rääkida hilinemisest.
Üldiselt on meie kõrv absoluutselt tundetu väiksemate faasimuutuste suhtes (kuidas aga vaadata), kuni antifaasini välja. Kuid see kõik kehtib ainult samade faasimuutuste kohta mõlemas kanalis! Asümmeetrilised faasinihked on väga olulised, sellest lähemalt allpool.

Mahulise taju kohta
Inimene suudab tajuda heliallika ruumilist asendit.
Stereotajul on kaks põhimõtet, mis vastavad kahele põhimõttele heliinfo edastamisel kõrvast ajju (sellest lähemalt
vt eespool).
Esimene põhimõte - sagedustel alla 1 kHz häirivad neid veidi inimese pea kujul olevad takistused - nad lähevad lihtsalt sellest mööda. Neid sagedusi tajutakse lööklikult, edastades ajju teavet üksikute heliimpulsside kohta. Närviimpulsside ülekandmise ajaline lahutusvõime võimaldab meil seda infot kasutada heli suuna määramiseks – kui heli ühest kõrvast saabub varem kui teise (erinevus on suurusjärgus kümneid mikrosekundeid), saame selle tuvastada. seda
asukoht ruumis - viivitus tuleneb ju sellest, et heli pidi teise kõrvani minema täiendava vahemaa, kulutades sellele natuke aega. Seda ühe kõrva heli faasinihet teise kõrva suhtes tajutakse helide positsioneerimise teabena.
Ja teine ​​põhimõte - kasutatakse kõikide sageduste jaoks, kuid enamasti - üle 2 kHz sageduste puhul, mis on pea ja kõrvarõnga poolt suurepäraselt varjutatud - lihtsalt kahe kõrva helitugevuse erinevuse määramine.
Teine oluline punkt, mis võimaldab heli asukohta palju täpsemalt määrata, on võime pöörata pead ja “vaadata” heliparameetrite muutust. Piisab vaid mõnest vabadusastmest ja me saame heli (heli allika) peaaegu täpselt määrata. Üldiselt on aktsepteeritud, et suund on ühe kraadise täpsusega kergesti määratav. See ruumitaju tehnika on see, mis muudab mängudes realistliku ruumilise heli tegemise peaaegu võimatuks - vähemalt seni, kuni meie pea on pöörlevate anduritega kaetud .. Lõppude lõpuks ei sõltu mängude heli, isegi tänapäevaste 3D-kaartide jaoks mõeldud meie päris pea pöördest, nii et täispilt peaaegu kunagi kokku ei tule ja kahjuks ei saagi.
Seega on stereotaju jaoks kõigil sagedustel oluline parempoolse ja vasaku kanali helitugevus ning võimalusel sagedustel kuni 1 - 2 kHz hinnatakse täiendavalt suhtelisi faasinihkeid. Lisainfo - alateadlik peapööre ja tulemuste hetkeline hindamine.
Faasiteave vahemikus 1–4 kHz on ülimuslik helitugevuse (amplituudi) erinevuse suhtes, kuigi teatud tasemeerinevus kattub faaside erinevusega ja vastupidi. Mitte päris vastavad või otseselt vastuolulised andmed (näiteks - parem kanal on valjem kui vasak, aga see on hilja) täiendavad meie ettekujutust keskkonnast - need ebakõlad sünnivad ju meid ümbritsevatest peegeldavatest/neelavatest pindadest. Seega tajutakse ruumi olemust, kus inimene asub, väga piiratud ulatuses. Sellele aitavad kaasa ka mõlemale kõrvale ühised tohutul tasemel faasivariatsioonid – viivitused, kaja (kõla).

Nootidest ja oktaavidest
Harmoonikud
Sõna "harmoonika" tähendab siin harmoonilist võnkumist või lihtsamalt öeldes - siinuslainet, lihtsat tooni. Helitehnikas kasutatakse aga mõistet – nummerdatud harmoonilised. Fakt on see, et paljud füüsilised akustilised protsessid lisavad teatud sageduse sagedustega, mis on selle mitmekordsed. Lihtsa (põhi)tooniga 100 Hz saadavad harmoonilised sagedusega 200, 300, 400 ja nii edasi. Näiteks viiuli helis on peaaegu kõik tahked harmoonilised, põhitoonil on vaid veidi suurem jõud kui selle harmoonilistel vastetel, ülemhelidel. Üldiselt sõltub muusikainstrumendi kõla (tämbri) olemus selle harmooniliste olemasolust ja võimsusest, samas kui põhitoon määrab noodi.
Me mäletame veelgi. Oktav muusikas on intervall, kus põhisagedus muutub kahekordseks. Märkus. Näiteks alamloenduri oktavi sagedus on umbes – 27,5 Hz, loenduri sagedus – 55 Hz. Nende kahe erineva heli harmooniliste koostises on palju ühist - sealhulgas 110 Hz (suure oktaavi jaoks), 220 Hz (väike), 440 Hz (esimene) - ja nii edasi. See on peamine põhjus, miks eri oktaavide samad noodid kõlavad koos – lisandub samade kõrgemate harmooniliste mõju.
Fakt on see, et harmoonilised on meile alati varustatud - isegi kui muusikainstrument taasesitab ainult ühte põhitooni, tekivad kõrgemad harmoonilised (ületoonid) juba kõrva, heli spektraalse tajumise protsessis. Madalaima oktaavi noot sisaldab peaaegu alati harmoonilistena kõigi kõrgemate oktaavide samu noote.
Millegipärast on meie helitaju paigutatud nii, et harmoonilised on meile meeldivad ja sellest skeemist välja löödud sagedused on ebameeldivad - kaks heli, 1 kHz ja 4 kHz, kõlavad koos meeldivalt - lõppude lõpuks, see on ühe noodi olemus läbi kahe oktaavi, kuigi mitte kalibreeritud instrumendi standardskaala järgi. Nagu juba mainitud, esineb see looduses sageli looduslike füüsikaliste protsesside tagajärjel. Aga kui võtate kaks tooni 1 kHz ja 3,1 kHz - see kõlab tüütult!
Oktav on mõiste, mis on kasulik mitte ainult muusikutele. Oktav akustikas on heli sageduse muutumine kahekordseks. Võime julgelt kuulda tervest 10 oktaavist, mis on kaks oktaavi kõrgem kui klaveri viimane oktav. See on kummaline, kuid iga oktaav sisaldab meie jaoks ligikaudu sama palju teavet, kuigi viimane oktav on kogu piirkond 10-20 kHz. Vanemas eas me praktiliselt lõpetame selle viimase oktaavi kuulmise ja see toob kaasa kuuldava teabe kadumise mitte kaks korda, vaid ainult 10% - mis pole nii hirmutav. Võrdluseks – klaveri kõrgeim noot on umbes 4,186 kHz. Selle helispekter aga
instrument ületab harmooniliste tõttu palju 4,186 kHz, kattes tegelikult kogu meie helivahemiku. Nii et peaaegu kõigi muusikariistade puhul – põhitoonid ei ületa peaaegu kunagi 5 kHz, võite olla kõrgemate helide suhtes täiesti kurt ja kuulata muusikat siiski ...
Isegi kui oleks kõrgemate toonidega pille, oleks nende kõla kuuldav harmooniline kompositsioon väga kehv. Vaadake ise – 6 kHz põhifunktsiooniga instrumendil on ainult üks kuuldav harmooniline – 12 kHz. Sellest lihtsalt ei piisa täidlase ja meeldiva heli saamiseks, olenemata sellest, millist tämbrit me selle tulemusel saada tahaksime.
Kõigi heliahelate oluline parameeter on harmoonilised moonutused. Peaaegu kõik füüsikalised protsessid viivad nende ilmumiseni ja heli edastamisel püütakse neid minimeerida, et mitte muuta heli toonivärvi ja lihtsalt mitte ummistada heli tarbetu koormava teabega. Harmoonikud võivad aga anda helile ka meeldiva värvingu - näiteks toruheli on suure (transistortehnoloogiaga võrreldes) harmooniliste arvu olemasolu, andes helile meeldiva sooja iseloomu, mis on oma olemuselt praktiliselt võrratu.

Digitaalheli põhimõtted
Esiteks hõlmab heli digitaalsel kujul esitamise põhimõte selles sisalduva teabe teatud osa hävitamist. Esialgne, helilaine amplituudi kirjeldav pidev kõver allutatakse diskretiseerimisele – jagamisele eraldi intervallideks (loendusteks), mille piires loetakse amplituudi konstantseks; seega on laine ajalised omadused fikseeritud. Seejärel jagatakse need hetkelised amplituudiväärtused taas lõplikuks arvuks väärtusteks - nüüd amplituudi enda suuruse järgi - ja valitakse neist diskreetsetest väärtustest lähim; seega on amplituudi karakteristikud fikseeritud. Kui me räägime helilaine graafikust (ostsillogrammist), siis võime öelda, et selle peal on teatud ruudustik - suur või väike, mis määrab laine digitaalsesse vormi teisendamise täpsuse.
Ajaruudustiku peenus – diskreetimissagedus – määrab ennekõike teisendatava heli sagedusvahemiku. Ideaalsetes tingimustes piisab ülemise sagedusega F signaali edastamiseks diskreetimissagedusest 2F (vastavalt Kotelnikovi teoreemile), kuid reaalsetes tingimustes tuleb valida teatud varu. Amplituudiväärtuste endi esituse täpsus - näitude arv - määrab ennekõike teisendamise käigus tekkiva müra ja moonutuste taseme. Looduslik – jällegi täiuslikuks
juhul, kuna müra ja moonutusi tekitavad ahela teised osad.
1980. aastate alguses, kui töötati välja kodukasutuseks mõeldud "kompaktketaste" süsteem, valiti eksperdihinnangute tulemuste põhjal diskreetimissagedus 44,1 kHz ja 16-bitine diskreetimissagedus (65 536 fikseeritud amplituuditaset). Need parameetrid on piisavad kuni 22 kHz signaalide täpseks edastamiseks, mille puhul lisatakse täiendavat müra tasemel umbes -96 dB.
Helisignaali kirjeldavat numbrivoogu (binaarnumbrite jada) nimetatakse impulsskoodi modulatsiooniks või PCM-iks (Pulse Code Modulation, PCM), kuna iga ajaproovitud signaali impulss on esitatud oma digitaalse koodiga.
Kõige sagedamini kasutatakse lineaarset kvantiseerimist, kui valimi arvväärtus on võrdeline signaali amplituudiga. Kuulmise logaritmilisuse tõttu oleks sobivam logaritmiline kvantimine, kus arvväärtus on võrdeline signaali tugevusega detsibellides, kuid see on täis puhtalt tehnilisi raskusi.
Signaali ajaproovimine ja amplituudikvantimine toovad paratamatult signaali müramoonutusi. Enamik kaasaegseid digitaalseid helisüsteeme kasutavad standardseid diskreetimissagedusi 44,1 ja 48 kHz, kuid signaali sagedusvahemik on tavaliselt piiratud umbes 20 kHz-ga, et jätta teoreetilise piiri suhtes ruumi. Kõige levinum on ka 16-bitine taseme kvantimine, mis annab maksimaalseks signaali-müra suhteks umbes 98 dB. Stuudioseadmetes kasutatakse kõrgemat eraldusvõimet - 18-, 20-, 24- ja 32-bitine kvantiseerimine diskreetimissagedustel 56, 96 ja 192 kHz. Seda tehakse selleks, et säilitada helisignaali kõrgemad harmoonilised, mida otseselt ei tajuta.
kuulmist, vaid mõjutavad üldise helipildi kujunemist.
Kitsama riba ja madalama kvaliteediga signaalide digiteerimiseks saab vähendada diskreetimissagedust ja bitisügavust (telefoniliinides kasutatakse näiteks 7- või 8-bitist digiteerimist sagedustega 8..12 kHz).
Digitaalset heli ennast ja sellega seotud asju nimetatakse tavaliselt üldmõisteks Digital Audio; helisüsteemi analoog- ja digitaalseid osi nimetatakse analoogdomeeniks ja digitaaldomeeniks.

Mis on ADC ja DAC?
Analoog-digitaal- ja digitaal-analoogmuundurid. Esimene teisendab analoogsignaali digitaalseks amplituudiväärtuseks, teine ​​teostab pöördkonversiooni.
Ingliskeelses kirjanduses on kasutusel mõisted ADC ja DAC ning kombineeritud muundurit nimetatakse koodekiks (kooder-dekooder).
ADC tööpõhimõte on mõõta sisendsignaali taset ja väljastada tulemus digitaalsel kujul. ADC töö tulemusena muundatakse pidev analoogsignaal impulsssignaaliks, kusjuures samaaegselt mõõdetakse iga impulsi amplituudi. DAC saab sisendis digitaalse amplituudi väärtuse ja väljastab soovitud väärtusega pinge- või vooluimpulsse, mille taga asuv integraator (analoogfilter) muudab pidevaks analoogsignaaliks.
ADC korrektseks tööks ei tohi sisendsignaal muutuda konversiooniaja jooksul, mille sisendisse on tavaliselt paigutatud diskreetimis-ja-hoidmisahel, mis fikseerib hetkesignaali taseme ja säilitab seda kogu konversiooniaja jooksul. Sarnase vooluringi saab paigaldada ka DAC-i väljundisse, mis summutab DAC-i sees olevate transientide mõju väljundsignaali parameetritele.
Aja diskreetiga kordab vastuvõetud impulsssignaali spekter selle alumises osas 0..Fa algse signaali spektrit ning selle kohal sisaldab mitmeid peegeldusi (aliased, peegelspektrid), mis paiknevad ümber diskreetimissageduse Fd. ja selle harmoonilised. Sel juhul asub spektri esimene peegeldus sagedusest Fd Fd = 2Fa korral otse algsignaali riba taga ja selle summutamiseks on vaja suure lõikekaldega analoogfiltrit (anti-alias filter). seda. ADC-s on see filter paigaldatud sisendisse, et kõrvaldada spektri kattumine ja häired, ja DAC-i väljundisse, et summutada väljundsignaali ajalise diskreetiga tekitatud ülemheli.

Mis on hajutamine ja müra kujundamine?
Digitaalsed helisignaali töötlemise meetodid, mille eesmärk on parandada subjektiivset helikvaliteeti selle objektiivsete omaduste (peamiselt mittelineaarse moonutuskoefitsiendi ja signaali-müra suhte) ilmse halvenemise hinnaga.
Dithering (smoothing) seisneb erineva spektri (valge, roosa jne) väikese koguse müra (pseudojuhusliku digitaalse signaali) lisamises signaalile. Sel juhul nõrgeneb märgatavalt kvantimisvigade korrelatsioon kasuliku signaaliga ("ümardamisvead hajuvad") ja vaatamata müra mõningasele suurenemisele paraneb subjektiivne helikvaliteet märgatavalt. Lisatava müra tase valitakse olenevalt ülesandest ja see ulatub poolest loenduse vähima tähendusega numbrist kuni mitme numbrini.
Müra kujundamine (müra kujundamine) seisneb väga mürarikka kasuliku signaali teisendamises, et tõrjuda puhtalt mürakomponendid ülemhelipiirkonda, kusjuures kasuliku signaali põhienergia eraldatakse spektri alumises osas. Põhimõtteliselt on müra kujundamine teatud tüüpi PWM (impulsi laiuse modulatsioon – impulsi laiuse modulatsioon, PWM), millel on diskreetne impulsi laius. Selle meetodiga töödeldav signaal nõuab kohustuslikku filtreerimist kõrgsagedusliku summutusega – seda tehakse kas digitaalselt või analoogselt.
Noise Shaping leiab oma peamise rakenduse digitaalsete signaalide esitamise valdkonnas väiksema bitisügavusega näidistega ja suurenenud kordussagedusega. Delta-sigma DAC-is suurendatakse diskreetimissageduse suurendamiseks diskreetimissagedust kümnekordselt, mille juures moodustatakse esialgsetest mitmebitistest näidistest diskreetide seeriad numbrimahuga 1..3. Nende proovide voo spektri madala sagedusega osa kordab suure täpsusega algse signaali spektrit ja kõrgsageduslikku
sisaldab enamasti puhast müra.

Digitaalse signaali teisendamisel sama diskreetimissagedusega väiksema bitisügavusega diskreediteks teostatakse Noise Shaping koos Dithering-operatsiooniga "a. Kuna sel juhul ei ole ülesdiskreetmine võimalik, moodustatakse selle asemel lisatud müraspekter nii, et selle madal- ja kesksagedusosa korduks maksimaalselt täpselt näitude äralõigatud madalat järku numbrites sisalduvat signaali nõrka osa. Tänu sellele nihkub müra põhienergia ülemisse ossa. töösagedusvahemikus ja kõige kuuldavamas piirkonnas on nõrga signaali üsna loetavad jäljed,
mis muidu täielikult häviks. Hoolimata asjaolust, et sellisel viisil salvestatud nõrga signaali objektiivsed moonutused on väga suured, jääb selle subjektiivne tajumine üsna vastuvõetavaks, võimaldades kuulda komponente, mille tase on väiksem kui näidu kõige vähem oluline number.
Sisuliselt on Dithering ja Noise Shaping ühe ja sama tehnoloogia erijuhud – selle erinevusega, et esimesel juhul kasutatakse ühtlase spektriga valget müra, teisel aga spetsiaalselt konkreetse signaali jaoks kujundatud spektriga müra. See tehnoloogia viib digitaalse vormingu "mittestandardse" kasutamiseni, mis põhineb inimese kuulmise omadustel.

Rakud, mis tajuvad helisid, paiknevad kolju sügavustesse peidetud membraanis kapslis – kosulis. Sisekõrv on vedelikuga täidetud spiraalne toru. Koos tasakaaluelundiga – kolme poolringikujulise kanaliga – moodustab sigu nn labürindi. Foramen ovale ühendab sisekõrva keskkõrvaga, luuõõnsusega, mis asub kõrvakalli eesruumis. See aken on kaetud õhukese nahkja kilega. See reageerib mis tahes õhuvibratsioonile, mis jääb kõrvarõngasse ja jääb väliskuulmekäiku. Räägime lähemalt, kuidas see juhtub.

Esiteks paneb õhuvibratsioon võnkuma trummikile – kõige õhema plaadi, mis blokeerib väliskuulmekanali. Lisaks edastatakse vibratsioon läbi pisikeste kuulmisluude: haamri, alasi ja jaluse. Need luud, nagu sild, venisid piki kogu keskkõrva, ühendades kuulmekile kõrvakõrvaga. Nii selgub, et ovaalset akent kattev kile reageerib igasugusele õhukõikumisele. Edasi kanduvad vibratsioonid üle sisekõrva täitvale vedelikule. Üle selle rulluvad lained ärritavad sisekõrva kuulmisrakke. Aju võtab need stiimulid üles ja tunneb neis ära helid. Öeldule lisame sama, mida ütlesime nägemise kohta. Loodus on andnud meile kaks kõrva, nii et saame kindlaks teha, kust heli tuli. Seega pole meil mitte ainult ruumiline nägemine, vaid ka ruumiline kuulmine. Samas kohas, labürindis, kõrvuti kõrval laius kolm poolringikujulist kanalit: horisontaalne ja kaks vertikaalset, neist üks kaardus ette ja teine ​​külili. Seega asuvad kanalid kolmel üksteisega risti asetseval tasapinnal. See on vestibulaarne aparaat ehk tasakaaluorgan.

Õhus levivad helilained läbivad keeruka tee, enne kui me neid tajume. Esiteks tungivad nad kõrvaklappi ja panevad vibreerima trummikile, mis sulgeb väliskuulmekanali. Kuulmisluud kannavad need vibratsioonid sisekõrva ovaalsesse aknasse. Akent sulgev kile annab edasi kõrvitsat täitva vedeliku vibratsiooni. Lõpuks jõuavad vibratsioonid sisekõrva kuulmisrakkudeni. Aju tajub neid signaale ja tunneb neis ära müra, helid, muusika ja kõne.

Kui inimene muudab keha asendit, liiguvad temaga kaasa ka poolringikujulised kanalid – kaarekujulised torud, samas kui neid täitev vedelik on inertsiaalne, ei käi meie liigutustega kaasas ja nihkub seetõttu kanali seinte suhtes. Spetsiaalsed rakud - retseptorid jälgivad vedeliku liikumist poolringikujulistes kanalites. Nad teatavad kõigest, mida nad näevad, ajule ja see töötleb saadud teavet. Tasakaaluorgani retseptorrakud on sukeldatud vedelikku, mis täidab sisekõrva. Nad fikseerivad kõik tema liigutused ja teavitavad neist väikeaju, kes kogub ja võrdleb kõiki neid sõnumeid. Pärast seda saavad kõik kehaorganid vajalikku infot ja erinevaid korraldusi, mis aitab inimesel tasakaalu hoida. Tulemustest teatatakse kohe suurele ajule.

Sisekõrvas paiknevad lähestikku kuulmiselund (košlea) ja tasakaaluelund (labürint). Sisekõrvas õhuke kile – membraan muudab helilained vedeliku lainelisteks liikumisteks. Vedelained erutavad kuulmisrakke läbi keeruka mehhanismi. Teo taga asuv labürint jäädvustab inimese igasuguse liikumise.

Kuulmine on kõigi planeedi elanike jaoks üks olulisi meeli, selle abiga määravad paljud loomad oma vaenlase asukoha. Kõikide looduskatastroofidega kaasnevad ka teatud helid, mis pole küll alati inimkõrvale ligipääsetavad, kuid millele loomad eksimatult reageerivad. Inimene on pidevas helide keskkonnas, paljud neist mööduvad teadvusest. Kuulmine on häälestatud nii, et aju tajub selgelt ainult elutähtsaid signaale, mitte väga olulisi signaale eiratakse. Helid võivad taju mõjutada erinevalt, ühed on meeldivad, teised tüütud, paljud neist aitavad kujutluses kaasa teatud visuaalsete kujundite loomisele.

Helide tajumise tunnused

Inimkeha on keeruline ja kõrv pole erand. Kuulmisorganite struktuur võimaldab teil helisid ajju äratundmiseks teisendada ja edastada, kõik need protsessid toimuvad peamiselt oimusagarates. Aju määrab heli helitugevuse, helikõrguse, päritolu suuna ja muud omadused. Olukorra hindamine toimub mõlemast kõrvast korraga saadud info põhjal. Kõrva sees on salvestatud juba äratuntavate helide teatud mustrid, tänu millele on tagatud teabe õige sorteerimine ja selle esmase allika kindlaksmääramine.

Teadaolevalt on tuttavate helide (lähedaste hääled, ohusignaalid) äratundmissagedus palju suurem võrreldes võõraste helidega. Kui kuulmine halveneb, hakkab aju saama valeandmeid, mis toob kaasa vigu teabe äratundmisel. Kuulmise eest ei vastuta mitte ainult vastavad organid, vaid ka aju, helide õige äratundmine saavutatakse ainult nende organite koordineeritud töö kaudu.

Kuulmisorganite struktuur

Kuulmisanalüsaator koosneb neljast osast:

1. Väliskõrv, sellesse kategooriasse kuuluvad järgmised organid: trummikile, auricle, kuulmislihas. Kuulmekile täidab kõrvakanali keskkonnast isoleerimise funktsiooni. Kuulmekäik on 2,5 cm pikkune, kõvera kujuga, selle pind on kaetud kõrvavaha eritavate näärmetega ja väikseid karvu. Kuulmekäik täidab kõrva sees vajaliku temperatuuri ja niiskuse taseme hoidmise funktsiooni.
2. Keskkõrv - see mõiste sisaldab kuulmisanalüsaatori komponenti, elund asub kuulmekile taga ja on täidetud õhuga, see on ühendatud ninaneeluga Eustachia toru kaudu. Eustachia toru on tavaliselt suletud kitsas kõhrekanal, mis avaneb allaneelamisel, misjärel ruum täitub õhuga. Keskkõrva sees on kolm väikest kuulmisluu: malleus, alasi ja jalus. Haamer ühendub jalusega, mis ühendub sisekõrvas oleva kõrvutiga. Kuulmetõri on helide mõjul pidevas liikumises, selle võnked kanduvad edasi kuulmisluudesse.
3. Sisekõrv koosneb mitmest struktuurist, kuulmise eest vastutab ainult kõrv. Tigu on oma nime saanud spiraalse kuju järgi, elund on varustatud kolme lümfivedelikega täidetud kanaliga. Keskmise kanali vedeliku koostis erineb oluliselt ülejäänutest. Kuulmise eest vastutab otseselt keskkõrvas asuv Corti organ, mis koosneb tuhandetest pisikestest karvakestest, mis võtavad vastu kanalit läbiva vedeliku tekitatud vibratsiooni. Samas kohas tekivad elektriimpulsid, mis kanduvad edasi ajukooresse. Iga juukserakk reageerib teatud helile; kui see sureb, lakkab inimene tajumast heli, mille eest ta vastutas.

kuulmisteed

Kuulmisteed on kiudude kogum, mis juhib närviimpulsse kõrvakõrvast kuulmiseelsetesse keskustesse, tänu millele aju tajub heli. Need kuulmiskeskused asuvad aju oimusagarates, aeg, mis kulub heli liikumiseks läbi väliskõrva ajju, on 10 millisekundit.

Kuidas me kuuleme

Helilained lähevad kaugele, enne kui aju neid ära tunneb. Õhuvibratsioon paneb trummikile võnkuma, misjärel kandub heli läbi kogu keskkõrva venitatud kuulmisluudesse, ühendades kõrvakõrva ja trummikesta. Järgmises etapis kanduvad vibratsioonid üle kõrvitsat täitvale vedelikule, mille tulemusena ärritatakse sisekõrva rakke. Aju võtab need stiimulid üles ja tunneb ära kõne, müra, muusika jne. Poolringikujulised kanalid, mis paiknevad labürindis kolmel üksteisega risti asetseval alal, vastutavad heli väljumise suuna eest. Neid kanaleid nimetatakse ka vestibulaarseks aparaadiks või tasakaaluorganiks.

Keha asendi muutumisel liiguvad ka poolringikujulised kanalid, mida täitev inertsiaalne vedelik inertsi mõjul ei käi liigutustega kaasas ja nihkub kanali seinte suhtes. Spetsiaalsed retseptorid jälgivad kõiki vedeliku liikumisi, teave kõigi vaatluste kohta siseneb ajju.

Vestibulaaraparaadi retseptorrakud on sukeldatud sisemisse vedelikku, mis täitub, teave kõigi liigutuste kohta siseneb väikeaju, kus kogutakse ja võrreldakse kõiki andmeid. Pärast seda saadetakse tasakaalu säilitamiseks käsud kõikidesse kehasüsteemidesse. Info tulemuste kohta siseneb ajju.

Individuaalsed tegurid

Inimesel on hämmastav võime tajuda mitte ainult helisid, vaid ka intonatsiooni. Järeldused selle või selle heli kohta tehakse nende enda aistingute põhjal, taju mõjutavad järgmised tegurid:

• tundlikkus;
• vastuvõtlikkus;
• kesknärvisüsteemi omadused.

Väikesed lapsed tunnevad võõra inimese ära just intonatsiooni järgi, see on tingitud asjaolust, et lastes domineerib emotsionaalne-kujundlik mõtlemine, igasugust kõnet tajutakse ennekõike emotsionaalselt. Intonatsioon võimaldab teil määrata inimese meeleolu, kui kurb või rõõmsameelne ta on. Intonatsioonituvastusmehhanism põhineb alateadvusel, inimene ei mõtlegi sellele.

Paljud naised peavad rohkem tähtsust kõne intonatsioonile, mitte selle sisule. Esiteks ei pöörata tähelepanu sellele, mida vestluskaaslane ütles, vaid kuidas ta ütles, kuna erinevalt hääldatava lause tähendus on erinev. Väärib märkimist, et mitte kõigil inimestel pole oskust teavet õigesti ära tunda, mõnikord võib vestluspartnerile omistada nende enda emotsioone. Mehed on vähem tundlikud ja emotsionaalsed, nende jaoks on fraasi sisu olulisem kui intonatsioon.

Paljud meist on mõnikord huvitatud lihtsast füsioloogilisest küsimusest selle kohta, kuidas me kuuleme. Vaatame, millest meie kuulmisorgan koosneb ja kuidas see töötab.

Esiteks märgime, et kuulmisanalüsaatoril on neli osa:

1. Väline kõrv. See hõlmab kuulmisajamit, auriklit ja kuulmekile. Viimase eesmärk on isoleerida kuulmisjuhtme siseots keskkonnast. Mis puutub kuulmekäiku, siis see on täiesti kumera kujuga, umbes 2,5 sentimeetrit pikk. Kõrvakanali pinnal on näärmed, samuti on see kaetud karvadega. Just need näärmed eritavad kõrvavaha, mille me hommikul välja puhastame. Samuti on kuulmekäik vajalik selleks, et hoida kõrvas vajalikku niiskust ja temperatuuri.
2. Keskkõrv. Seda kuulmisanalüsaatori komponenti, mis asub kuulmekile taga ja on täidetud õhuga, nimetatakse keskkõrvaks. See on ühendatud Eustachia toruga ninaneeluga. Eustachia toru on üsna kitsas kõhrekanal, mis on tavaliselt suletud. Kui teeme neelamisliigutusi, siis see avaneb ja õhk siseneb selle kaudu õõnsusse. Keskkõrva sees on kolm väikest kuulmisluu: alasi, malleus ja jalus. Haamer ühendatakse ühe otsa abil jalus ja see on juba valandiga sisekõrvas. Helide mõjul on trummikile pidevas liikumises ning kuulmisluud edastavad selle vibratsiooni edasi ka sissepoole. See on üks olulisemaid elemente, mida tuleb inimese kõrva struktuuri kaalumisel uurida
3. Sisekõrv. Selles kuulmisansambli osas on korraga mitu struktuuri, kuid ainult üks neist, kõrv, kontrollib kuulmist. See sai oma nime spiraalse kuju tõttu. Sellel on kolm kanalit, mis on täidetud lümfivedelikega. Keskmises kanalis erineb vedelik koostiselt oluliselt ülejäänutest. Kuulmise eest vastutavat organit nimetatakse Corti organiks ja see asub keskmises kanalis. See koosneb mitmest tuhandest karvast, mis võtavad vastu kanali kaudu liikuva vedeliku tekitatud vibratsiooni. Samuti genereerib see elektrilisi impulsse, mis seejärel edastatakse ajukoorele. Konkreetne juukserakk reageerib teatud tüüpi helile. Kui juhtub, et karvarakk sureb, lakkab inimene seda või teist heli tajumast. Ka selleks, et mõista, kuidas inimene kuuleb, tuleks arvestada ka kuulmisteed.

kuulmisteed

Need on kiudude kogum, mis juhib närviimpulsse kõrvakõrvast endast teie pea kuulmiskeskustesse. Just radade kaudu tajub meie aju teatud heli. Kuulmiskeskused asuvad aju oimusagarates. Heli, mis liigub läbi väliskõrva ajju, kestab umbes kümme millisekundit.

Kuidas me heli tajume?

Inimese kõrv töötleb keskkonnast saadavad helid spetsiaalseteks mehaanilisteks vibratsioonideks, mis seejärel muudavad vedeliku liikumised kõrvakõrvas elektrilisteks impulssideks. Need liiguvad mööda keskkuulmissüsteemi teid aju ajalistesse osadesse, nii et neid saab seejärel ära tunda ja töödelda. Nüüd eraldavad vahepealsed sõlmed ja aju ise teavet heli tugevuse ja kõrguse ning muude omaduste kohta, nagu heli tabamise aeg, heli suund ja muud. Seega saab aju tajuda saadud teavet igast kõrvast kordamööda või ühiselt, võttes vastu ühe aistingu.

On teada, et meie kõrva sees on mõned juba uuritud helide "mallid", mille meie aju on ära tundnud. Need aitavad ajul õigesti sorteerida ja tuvastada esmase teabeallika. Kui heli väheneb, hakkab aju saama ebaõiget teavet, mis võib põhjustada helide valesti tõlgendamist. Kuid mitte ainult helisid ei saa moonutada, vaid aja jooksul on aju ka teatud helide vale tõlgendamise all. Tulemuseks võib olla inimese ebaõige reaktsioon või teabe vale tõlgendamine. Selleks, et kuulda õigesti ja usaldusväärselt tõlgendada, vajame nii aju kui ka kuulmisanalüsaatori sünkroonset tööd. Seetõttu võib märkida, et inimene kuuleb mitte ainult kõrvadega, vaid ka ajuga.

Seega on inimese kõrva ehitus üsna keeruline. Ainult kuulmisorgani ja aju kõigi osade kooskõlastatud töö võimaldab meil kuuldut õigesti mõista ja tõlgendada.