Quanti Hertz riesce a percepire l'orecchio umano? In che modo il suono influisce sul corpo umano?

Una persona è circondata da tutti i tipi di suoni in ogni secondo della sua vita. L'udito è parte integrante di una percezione completa dell'immagine del mondo. Sembra tutto. Ma una persona non sente tutto. Tuttavia, i suoni che l’orecchio umano non è in grado di rilevare influenzano comunque il corpo umano. Questa influenza influisce sul nostro benessere e sulla salute in generale.

CHE COS'È LA CIMATICA
Recenti ricerche condotte dai fisici suggeriscono che assolutamente tutto nel nostro mondo ha una natura ondulatoria, persino i pensieri e i sentimenti umani. Come tutti sappiamo, anche il suono è un'onda. Ne consegue che una persona percepisce informazioni da qualsiasi oggetto, spesso inconsciamente.
Esiste una scienza come la cimatica, che studia le proprietà di formazione della forma delle onde. Il suo fondatore è il medico svizzero Hans Jenny. Ha condotto una serie di esperimenti sorprendenti, creando un ambiente sonoro visibile. Lo scienziato ha posizionato sabbia, plastica, resina, argilla, polvere, acqua e altri liquidi su piastre metalliche collegate a un dispositivo in grado di produrre migliaia di frequenze. Man mano che le frequenze venivano create e modificate, le sostanze si formavano in schemi simmetrici sorprendenti e vari. Più alta è la frequenza di vibrazione, più complesse diventano le forme. E alcuni di loro sembravano mandala tradizionali (un'immagine schematica sacra usata nelle pratiche religiose ed esoteriche buddiste e indù). Questi esperimenti hanno dimostrato che il suono ha la capacità di creare forma. La cimatica ha dimostrato che la vibrazione organizza la materia. Pertanto, i suoni armoniosi creano ordine dal caos.

Nel corso del tempo, gli scienziati hanno iniziato a capire che frequenze diverse hanno un certo effetto sul corpo umano. Sia benefico che, al contrario, distruttivo.

QUALI FREQUENZE PERCEPE UNA PERSONA?
Le frequenze sonore percepite dall'orecchio umano vanno da 16 a 20.000 Hz. Meno di 20 Hz sono infrasuoni, che l'orecchio umano non può percepire. Gli infrasuoni sono contenuti nel rumore dell'atmosfera, della foresta e del mare. La fonte delle vibrazioni infrasoniche sono i fulmini, le esplosioni e i colpi di pistola. Nella crosta terrestre si osservano shock e vibrazioni delle frequenze degli infrasuoni provenienti da un'ampia varietà di fonti, comprese esplosioni di caduta massi e agenti patogeni trasportati. Gli infrasuoni sono caratterizzati da un basso assorbimento in diversi mezzi, per cui le onde infrasoniche nell'aria, nell'acqua e nella crosta terrestre possono propagarsi su distanze molto lunghe. La propagazione degli infrasuoni su lunghe distanze nel mare consente di prevedere gli tsunami. I suoni delle esplosioni, contenenti un gran numero di frequenze infrasuoni, vengono utilizzati per studiare gli strati superiori dell'atmosfera e le proprietà dell'ambiente acquatico.
Le frequenze superiori a 20.000 Hz sono chiamate ultrasuoni. In natura gli ultrasuoni si trovano come componente di molti rumori naturali: nel rumore del vento, delle cascate, della pioggia, dei ciottoli rotolati dalle onde. Molti mammiferi, come cani e gatti, hanno la capacità di percepire gli ultrasuoni con una frequenza fino a 100 kHz e la capacità di localizzazione di pipistrelli, insetti notturni e animali marini è ben nota a tutti.
Non dimenticare che la capacità di percepire le vibrazioni sonore varia da persona a persona. È influenzato dall’ereditarietà, dalla formazione, dall’età e persino dal sesso.

COS'È IL RUMORE
Il rumore è un suono forte fuso in un suono discordante.
Il livello di rumore è misurato in unità che esprimono il grado di pressione sonora - decibel. Un livello di rumore di 20-30 decibel (DB) è praticamente innocuo per l'uomo; si tratta di un rumore di fondo naturale. Ad esempio, un sussurro umano è un rumore di circa 20 dB. Il linguaggio umano silenzioso (30-40 dB) influisce sul sonno di una persona addormentata, il cui cervello, reagendo a un suono di tale intensità, inizia a generare sogni. Parlare ad alta voce (50 – 60 dB) non solo riduce l’attenzione e la reazione di una persona, ma compromette anche la vista. Feste e discoteche (80 dB) provocano cambiamenti nel flusso sanguigno nella pelle ed eccitano il sistema nervoso.
80 dB è il limite consentito di esposizione al rumore tollerabile sul corpo umano. Un suono di 130 decibel gli causerà già dolore e 150 gli diventeranno insopportabili. Nel Medioevo avvenne addirittura un'esecuzione “sotto la campana”. Ai tempi di Ivan il Terribile era un metodo per uccidere lentamente un condannato suonando una campana. Il ronzio di questo squillo tormentava e uccideva lentamente il condannato. Anche il livello di rumore industriale è molto elevato. In molti lavori e industrie rumorose raggiunge i 90-110 decibel o più.

Attualmente, gli scienziati di molti paesi in tutto il mondo stanno conducendo ricerche per determinare l’effetto del rumore sulla salute umana.

Come si è scoperto, il silenzio assoluto influisce negativamente anche sulla condizione umana. Ad esempio, i dipendenti di un ufficio di progettazione, che disponeva di un eccellente isolamento acustico, dopo una settimana hanno iniziato a lamentarsi dell'impossibilità di lavorare in condizioni di silenzio opprimente. Cominciarono a innervosirsi e a perdere la capacità di lavorare. Un'altra scoperta è stata che i suoni di una certa forza stimolano il processo di pensiero, in particolare il processo di conteggio.
L'esposizione costante al rumore forte non solo può influire negativamente sull'udito, ma può anche causare altri effetti dannosi: ronzii nelle orecchie, vertigini, mal di testa e aumento dell'affaticamento. La musica moderna eccessivamente rumorosa, tra l'altro, offusca anche l'udito e provoca malattie nervose.

COME I SUONI INFLUENZANO LA CONDIZIONE UMANA. DANNO
Gli studi hanno dimostrato che i suoni che una persona non può sentire possono anche avere un effetto dannoso sulla sua salute. Pertanto, gli infrasuoni hanno un effetto particolarmente forte sullo stato mentale di una persona: tutti i tipi di attività intellettuale vengono influenzati, l'umore diminuisce, a volte una persona si sente confusa, ansiosa, spaventata, impaurita e ad alta intensità - una sensazione di debolezza, come dopo un forte shock nervoso. Le persone esposte agli infrasuoni provano all'incirca le stesse sensazioni di quando visitano luoghi in cui hanno avuto luogo incontri con i fantasmi. Quando sono in risonanza con i bioritmi umani, gli infrasuoni di intensità particolarmente elevata possono causare la morte istantanea. Gli infrasuoni colpiscono non solo le orecchie, ma anche l'intero corpo. Gli organi interni iniziano a vibrare: stomaco, cuore, polmoni e così via. In questo caso, il loro danno è inevitabile. Gli infrasuoni, anche se non sono molto forti, possono interrompere il funzionamento del nostro cervello, causare svenimenti e portare a cecità temporanea. All'inizio degli anni '50, il ricercatore francese V. Gavreau, che studiò l'influenza degli infrasuoni sul corpo umano, scoprì che con fluttuazioni dell'ordine di 6 Hz, i volontari che partecipavano agli esperimenti provavano una sensazione di stanchezza, quindi ansia, trasformandosi in inspiegabili orrore. Gavreau ha ricordato come ha dovuto interrompere gli esperimenti con uno dei generatori. I partecipanti all'esperimento si sono sentiti così male che anche dopo diverse ore il solito suono basso è stato percepito come doloroso. C'è stato anche un caso in cui tutti coloro che erano nel laboratorio hanno iniziato a scuotere gli oggetti nelle tasche: penne, quaderni, chiavi. È così che gli infrasuoni con una frequenza di 16 hertz hanno mostrato la loro potenza.

Gli infrasuoni di bassa potenza, ma di lunga durata nel suono, non causano meno danni alla salute umana.

Secondo gli scienziati, sono gli infrasuoni, che penetrano silenziosamente attraverso le pareti più spesse, a causare molte malattie nervose nei residenti delle megalopoli. Alcuni spiegano il fenomeno del Triangolo delle Bermuda proprio con gli infrasuoni, che sono generati da grandi onde: le persone iniziano a farsi prendere dal panico, diventano sbilanciate (possono uccidersi a vicenda).
Anche gli ultrasuoni occupano un posto di rilievo nella gamma dei rumori industriali e non sono meno pericolosi delle frequenze sopra elencate. I meccanismi della loro azione sugli organismi viventi sono estremamente diversi. Le cellule del sistema nervoso sono particolarmente suscettibili ai loro effetti negativi: i cambiamenti si verificano non solo negli organi uditivi, ma anche a livello cellulare, dove gli ultrasuoni provocano la cavitazione - la formazione di cavità nei fluidi cellulari, che porta alla morte cellulare. Gli ultrasuoni sopprimono il sistema immunitario e mettono una persona in uno stato passivo. Focalizzando un raggio sonoro, puoi colpire i centri vitali del cervello e vedere letteralmente il cranio a metà. L'applicazione di un impulso improvviso può fermare il cuore. Le frequenze superiori a 100 kHz hanno già effetti termici e meccanici, causando mal di testa, convulsioni, disturbi visivi e respiratori e perdita di coscienza.

COME I SUONI INFLUENZANO LA CONDIZIONE UMANA. BENEFICIO

Tuttavia, vale la pena notare che le persone hanno potuto trarre benefici da questa gamma di frequenze per la loro salute. Sono stati creati dispositivi medici in grado di effettuare un micromassaggio ad ultrasuoni che migliora la circolazione sanguigna, aiutando, ad esempio, ad accelerare la rigenerazione dei tessuti corporei dopo varie lesioni. Esistono anche unità mediche che utilizzano gli ultrasuoni per distruggere batteri e virus, come gli streptococchi e il virus della poliomielite.
Naturalmente, ci sono suoni che non sono solo distruttivi, ma anche benefici per la salute umana. Pertanto, le fusa del gatto migliorano il funzionamento del sistema cardiovascolare, normalizzano la pressione sanguigna e migliorano il sonno. La musica classica ha un effetto calmante. Inoltre, rallenta anche la frequenza cardiaca. I suoni della natura hanno un effetto ancora più benefico. Si trovano nella gamma di frequenza che più si avvicina alla natura umana. L'uomo sembra vibrare con la natura alla stessa frequenza. Quindi, il canto degli uccelli rinvigorisce e solleva il morale, e il suono della pioggia calma e rilassa. È molto più facile svegliarsi con il cinguettio degli uccelli, così come addormentarsi con il rumore della pioggia.

QUALI SONO LE SEI FREQUENZE DEL SOLFEGIO
Esistono anche sei “frequenze di solfeggio”, chiamate anche “frequenze di ascensione”. La Musica delle Frequenze dell'Ascensione è stata riscoperta dal dottor Joseph Puleo, che studiò gli antichi manoscritti dei monaci gregoriani e scoprì che i loro canti erano potenti guaritori proprio per la speciale disposizione dei sei toni del solfeggio. Queste frequenze sonore uniche facevano parte della scuola musicale dell'antichità, utilizzata dagli antichi egizi e greci, e poi adottata dal cristianesimo durante il tempo di papa Gregorio Magno all'inizio del VII secolo d.C. e divennero i toni fondamentali degli antichi canti gregoriani. Il loro suono è il più vicino possibile alle campane tibetane. Ogni tono ha un'onda elettromagnetica e una frequenza che corrisponde a un chakra specifico.
1. Chakra della radice / 396 Hz / nota Do / Rilascio del senso di colpa e della paura; trasformando il dolore in gioia. È interessante notare che all'inizio del XX secolo. il più grande genio Nikola Tesla disse: “Se solo conoscessi la magnificenza di 3, 6 e 9, allora avresti la chiave dell’Universo”.
2. Chakra sacrale / 417 Hz / D / Annullare le situazioni e promuovere il cambiamento
3. Chakra del plesso solare / 528Hz / Mi / Trasformazione e miracoli. Si è scoperto che la stessa frequenza viene utilizzata dai moderni biochimici-genetisti per correggere i danni al DNA
4. Chakra del cuore / 639 Hz / nota Fa / Unità; rapporto con la famiglia spirituale
5. Chakra della gola / 741 Hz / nota Sale / Espressione; Soluzioni
6. Chakra del terzo occhio / 852 Hz / nota LA / Risveglio dell'intuizione; Ritorno all'ordine spirituale

Con le nuove scoperte scientifiche si sta delineando un quadro delle capacità delle frequenze del solfeggio di controllare tutti i processi nel nostro corpo e nella nostra coscienza.

Il mondo dei suoni ci sembra così vicino e comprensibile, ma allo stesso tempo ha molti misteri e segreti. Ogni giorno aumenta il numero di suoni artificiali e prodotti dall'uomo che hanno un impatto sulla psiche e sulla salute umana. Naturalmente non possiamo evitare completamente tutta la varietà di frequenze che influenzano negativamente lo stato fisico e mentale di una persona. Ma nel quadro delle possibilità esistenti, proteggerci dalle onde distruttive e occupare le nostre orecchie con suoni favorevoli è ancora il nostro compito immediato.

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La persona sta peggiorando e col tempo perdiamo la capacità di rilevare una certa frequenza.

Video realizzato dal canale Al più prestoSCIENZA, è una sorta di test per la perdita dell'udito legata all'età che ti aiuterà a scoprire i tuoi limiti uditivi.

Nel video vengono riprodotti vari suoni, a partire da 8000 Hz, il che significa che l'udito non è compromesso.

La frequenza poi aumenta e questo indica l'età del tuo udito in base a quando smetti di sentire un particolare suono.

Quindi se senti una frequenza:

12.000 Hz – hai meno di 50 anni

15.000 Hz – hai meno di 40 anni

16.000 Hz – hai meno di 30 anni

17.000 – 18.000 – hai meno di 24 anni

19.000 – hai meno di 20 anni

Se vuoi che il test sia più accurato, dovresti impostare la qualità video su 720p, o meglio ancora 1080p, e ascoltare con le cuffie.

Test dell'udito (video)

Perdita dell'udito

Se hai sentito tutti i suoni, molto probabilmente hai meno di 20 anni. I risultati dipendono dai recettori sensoriali nell'orecchio chiamati cellule ciliate che si danneggiano e degenerano nel tempo.

Questo tipo di perdita dell'udito si chiama perdita dell'udito neurosensoriale. Una varietà di infezioni, farmaci e malattie autoimmuni possono causare questo disturbo. Le cellule ciliate esterne, che sono sintonizzate per rilevare le frequenze più alte, di solito muoiono per prime, causando gli effetti della perdita dell'udito legata all'età, come dimostrato in questo video.

Udito umano: fatti interessanti

1. Tra le persone sane gamma di frequenze che l’orecchio umano può rilevare varia da 20 (più basso della nota più bassa su un pianoforte) a 20.000 Hertz (più alto della nota più alta su un piccolo flauto). Tuttavia, il limite superiore di questo intervallo diminuisce costantemente con l’età.

2 persone comunicano tra loro ad una frequenza compresa tra 200 e 8000 Hz e l'orecchio umano è più sensibile alla frequenza compresa tra 1000 e 3500 Hz

3. Vengono chiamati i suoni che sono al di sopra del limite dell'udibilità umana ultrasuoni, e quelli sotto - infrasuoni.

4. Il nostro le mie orecchie non smettono di funzionare nemmeno nel sonno, continuando a sentire i suoni. Tuttavia, il nostro cervello li ignora.

5. Il suono viaggia a 344 metri al secondo. Un boom sonico si verifica quando un oggetto supera la velocità del suono. Le onde sonore davanti e dietro l'oggetto si scontrano e creano uno shock.

6. Orecchie - organo autopulente. I pori nel condotto uditivo secernono il cerume e minuscoli peli chiamati ciglia spingono il cerume fuori dall'orecchio

7. Il suono del pianto di un bambino è di circa 115 dB, ed è più forte del clacson di un'auto.

8. In Africa c'è una tribù Maaban che vive in un tale silenzio che anche in vecchiaia ascolta i sussurri fino a 300 metri di distanza.

9. Livello suono del bulldozer al minimo è di circa 85 dB (decibel), che può causare danni all'udito dopo solo una giornata di lavoro di 8 ore.

10. Seduto davanti relatori ad un concerto rock, ti esponi a 120 dB, che iniziano a danneggiare l'udito dopo soli 7,5 minuti.

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Il suono, come segnale, ha un numero infinito di vibrazioni e può trasportare la stessa infinita quantità di informazioni. Il grado della sua percezione varierà a seconda delle capacità fisiologiche dell'orecchio, escludendo in questo caso i fattori psicologici. A seconda del tipo di rumore, della sua frequenza e pressione, una persona ne avverte l'influenza.

Soglia di sensibilità dell'orecchio umano in decibel

Una persona percepisce frequenze sonore da 16 a 20.000 Hz. I timpani sono sensibili alla pressione delle vibrazioni sonore, il cui livello si misura in decibel (dB). Il livello ottimale va da 35 a 60 dB, il rumore di 60-70 dB migliora il lavoro mentale, più di 80 dB, al contrario, indebolisce l'attenzione e compromette il processo di pensiero e la percezione a lungo termine del suono superiore a 80 dB può provocare perdita dell'udito.

Le frequenze fino a 10-15 Hz sono infrasuoni, non percepiti dall'organo uditivo, che provocano vibrazioni risonanti. La capacità di controllare le vibrazioni create dal suono è una potente arma di distruzione di massa. Impercettibili all'orecchio, gli infrasuoni sono in grado di percorrere lunghe distanze, trasmettere ordini che costringono le persone ad agire secondo un determinato scenario, provocano panico e orrore e costringono a dimenticare tutto ciò che non ha nulla a che fare con il desiderio di nascondersi, di fuggire da questa paura. E con un certo rapporto tra frequenza e pressione sonora, un tale dispositivo è in grado non solo di sopprimere la volontà, ma anche di uccidere e ferire i tessuti umani.

Soglia di sensibilità assoluta dell'orecchio umano in decibel

La gamma da 7 a 13 Hz è emessa in caso di catastrofi naturali: vulcani, terremoti, tifoni e provoca una sensazione di panico e orrore. Poiché anche il corpo umano ha una frequenza di oscillazione che varia da 8 a 15 Hz, con l'aiuto di tali infrasuoni non costa nulla creare una risonanza e aumentare l'ampiezza decine di volte per portare una persona al suicidio o danneggiare gli organi interni.

A basse frequenze e alta pressione compaiono nausea e mal di stomaco, che si trasformano rapidamente in gravi disturbi gastrointestinali, e un aumento della pressione fino a 150 dB porta a danni fisici. Le risonanze degli organi interni a basse frequenze provocano sanguinamento e spasmi, a frequenze medie - eccitazione nervosa e lesioni agli organi interni, ad alte frequenze - fino a 30 Hz - ustioni tissutali.

Nel mondo moderno, lo sviluppo di armi sonore è attivamente in corso e, a quanto pare, non è stato invano che il microbiologo tedesco Robert Koch predisse che sarebbe stato necessario cercare una "vaccinazione" contro il rumore, come contro la peste o il colera .

Il nostro organo uditivo è molto sensibile. Con un udito normale siamo in grado di distinguere i suoni che causano vibrazioni trascurabili (calcolate in frazioni di micron) del timpano.

La sensibilità dell'analizzatore uditivo ai suoni di diverse altezze non è la stessa. L'orecchio umano è più sensibile ai suoni con frequenze di vibrazione comprese tra 1000 e 3000. Quando la frequenza di vibrazione diminuisce o aumenta, la sensibilità diminuisce. Un calo di sensibilità particolarmente netto si osserva nella regione dei suoni più bassi e più alti.

Con l’età, la sensibilità uditiva cambia. La massima acuità uditiva si osserva tra i 15 ei 20 anni, per poi diminuire gradualmente. La zona di massima sensibilità fino a 40 anni è nella regione dei 3000 Hz, dai 40 ai 60 anni nella regione dei 2000 Hz e oltre i 60 anni nella regione dei 1000 Hz.

Si chiama intensità sonora minima capace di provocare la sensazione di un suono appena udibile soglia dell'udito, O soglia uditiva. Quanto minore è la quantità di energia sonora necessaria per ottenere la sensazione di un suono appena udibile, cioè quanto più bassa è la soglia della sensazione uditiva, tanto maggiore è la sensibilità dell'orecchio a un dato suono. Da quanto sopra ne consegue che nella regione delle frequenze medie (da 1000 a 3000 Hz) le soglie della percezione uditiva sono le più basse, e nella regione delle frequenze basse e alte le soglie aumentano.

Con l'udito normale, la soglia della sensazione uditiva è 0 dB. Va ricordato che zero decibel non significa assenza di suono (non “suono zero”), ma livello zero, cioè livello di riferimento quando si misura l'intensità dei suoni percepiti, e corrisponde alla soglia di intensità per l'udito normale.

All'aumentare dell'intensità del suono, aumenta la sensazione del volume del suono, ma quando l'intensità del suono raggiunge un certo valore, l'aumento del volume si ferma e nell'orecchio appare una sensazione di pressione o addirittura di dolore. L'intensità del suono alla quale si avverte la pressione o il dolore è chiamata soglia sensazione spiacevole (soglia del dolore), soglia del disagio.

La distanza tra la soglia della sensazione uditiva e la soglia del disagio è massima nella regione delle medie frequenze (1000-3000 Hz) e qui raggiunge i 130 dB, cioè il rapporto tra la massima forza sonora sopportabile dall'orecchio e la la forza minima percepita è 10 13, o 10.000.000.000 000 (dieci trilioni).

Questa capacità dell'analizzatore uditivo è davvero sorprendente. È impossibile trovare un esempio nella tecnologia in cui lo stesso dispositivo possa registrare impatti, la cui entità differirebbe di tali cifre astronomiche. Se fosse possibile costruire una bilancia con lo stesso range di sensibilità dell’orecchio umano, questa bilancia potrebbe pesare pesi da 1 milligrammo a 10.000 tonnellate.

La sensibilità dell'analizzatore uditivo è caratterizzata non solo dall'entità della soglia di percezione, ma anche dall'entità differenza, O soglia differenziale. La soglia della differenza di frequenza è l'aumento minimo, appena percettibile all'orecchio, della frequenza del suono rispetto alla frequenza originale.

Le soglie di differenza sono le più piccole nell'intervallo da 500 a 5000 Hz e qui sono espresse come 0,003. Ciò significa che un cambiamento, ad esempio, nella frequenza di 1000 Hz di 3 Hz viene già percepito dall'orecchio umano come un suono diverso.

La soglia differenziale dell'intensità del suono è l'aumento minimo dell'intensità del suono, che dà un aumento appena percettibile del volume del suono originale. Le soglie di differenza dell'intensità del suono sono in media 0,1-0,12, cioè, affinché il suono venga percepito più forte, deve essere amplificato di 0,1 del valore originale, ovvero di 1 dB.

Così, area della percezione uditiva in una persona con udito normale è limitato in frequenza e intensità del suono. In termini di frequenza, questa regione copre l'intervallo da 16 a 25.000 Hz (gamma di frequenza dell'udito) e in intensità - fino a 130 dB (gamma dinamica dell'udito).

È generalmente accettato che la regione del parlato, cioè la frequenza e la gamma dinamica necessarie per la percezione dei suoni del parlato, occupi solo una piccola parte dell'intera regione della percezione uditiva, vale a dire in frequenza da 500 a 600 Hz e in intensità da 50 a 90 dB sopra la soglia udibile. Una tale limitazione dell'area del parlato in termini di frequenza e intensità può, tuttavia, essere accettata solo in modo molto condizionato, poiché risulta valida solo in relazione all'area dei suoni percepiti che è più importante per la comprensione del parlato, ma non copre tutti i suoni che compongono il discorso.

In effetti, un certo numero di suoni del parlato, come le consonanti Con, H, sì, contiene formanti che si trovano significativamente al di sopra di 3000 Hz, vale a dire fino a 8600 Hz. Per quanto riguarda la gamma dinamica, bisogna tenere presente che il livello di intensità di un sussurro silenzioso corrisponde a 10-15 dB, e nel parlato ad alta voce ci sono componenti la cui intensità non supera il livello del normale parlato sussurrato, cioè 25 dB. Questi includono, ad esempio, alcune consonanti sorde. Di conseguenza, per la piena discriminazione uditiva di tutti i suoni del parlato, è necessaria la conservazione dell'intera o quasi tutta l'area della percezione uditiva, sia in termini di frequenza che di intensità del suono.

La Figura 17 mostra la gamma di suoni percepiti dall'orecchio umano normale. La curva superiore rappresenta la soglia dei suoni uditivi di varie frequenze, la curva inferiore - la soglia delle sensazioni spiacevoli. Tra queste curve si trova l'area della percezione uditiva, cioè l'intera gamma di suoni udibili dall'uomo. Le parti ombreggiate del diagramma coprono l'area dei suoni più frequenti nella musica e nel parlato.

Adattamento uditivo e affaticamento uditivo. Trauma sonoro. Quando esposto a stimoli sonori, si verifica una temporanea diminuzione della sensibilità dell'organo uditivo. Quindi, ad esempio, uscendo in una strada rumorosa, una persona con un udito normale percepisce il rumore della strada come molto forte, corrispondente alla sua intensità effettiva. Tuttavia, dopo un po' di tempo, il rumore della strada viene percepito come meno forte, anche se in realtà l'intensità del rumore non cambia. Questa diminuzione della sensazione di volume è una conseguenza di una diminuzione della sensibilità dell'analizzatore uditivo a seguito dell'esposizione a un forte stimolo sonoro. Dopo la cessazione dell'esposizione al rumore, quando, ad esempio, una persona entra in una stanza tranquilla da una strada rumorosa, la sensibilità dell'organo uditivo viene rapidamente ripristinata e quando esce di nuovo la persona percepirà nuovamente il rumore della strada come molto forte. Questa diminuzione temporanea della sensibilità viene chiamata adattamento(dal latino adattare - adattare). L'adattamento è una reazione protettiva-adattativa del corpo che protegge gli elementi nervosi dell'analizzatore uditivo dall'esaurimento sotto l'influenza di un forte stimolo. La diminuzione della sensibilità uditiva durante l'adattamento è di brevissima durata. Dopo la cessazione della stimolazione sonora, la sensibilità dell'organo uditivo viene ripristinata entro pochi secondi.

Un cambiamento nella sensibilità durante il processo di adattamento avviene sia nell'estremità periferica che in quella centrale dell'analizzatore uditivo. Ciò è evidenziato dal fatto che quando il suono viene applicato a un orecchio, la sensibilità cambia in entrambe le orecchie.

Con un'irritazione intensa e prolungata (ad esempio diverse ore) dell'analizzatore uditivo, si verifica un affaticamento uditivo. È caratterizzato da una significativa diminuzione della sensibilità uditiva, che viene ripristinata solo dopo un riposo più o meno lungo. Se durante l'adattamento la sensibilità viene ripristinata entro pochi secondi, per ripristinare la sensibilità quando l'analizzatore uditivo si stanca è necessario un tempo misurato in ore e talvolta in giorni. Con una sovrastimolazione frequente e prolungata (per diversi mesi o anni) dell'analizzatore uditivo, possono verificarsi cambiamenti patologici irreversibili che portano a danni permanenti all'udito (danno acustico all'organo uditivo).

Con una potenza sonora molto elevata, anche con un'esposizione a breve termine, può verificarsi trauma sonoro, a volte accompagnato da una violazione della struttura anatomica dell'orecchio medio e interno.

Mascheramento del suono. Se un suono viene percepito sullo sfondo di un altro suono, il primo suono viene sentito meno forte che nel silenzio: è, per così dire, soffocato dall'altro suono.

Ad esempio, in un'officina rumorosa o su un treno della metropolitana, si osserva un significativo deterioramento della percezione del parlato e alcuni suoni deboli in un ambiente con rumore di fondo non vengono affatto percepiti.

Questo fenomeno si chiama mascherando il suono. Per suoni di altezze diverse, il mascheramento viene espresso in modo diverso. I suoni alti sono fortemente mascherati dai suoni bassi e, al contrario, hanno un effetto di mascheramento molto piccolo sui suoni bassi. L'effetto di mascheramento dei suoni vicini in altezza al suono mascherato è più pronunciato. In pratica, spesso si ha a che fare con l'effetto di mascheramento di vari rumori. Ad esempio, il rumore di una strada cittadina ha un effetto smorzante (mascherante), raggiungendo i 50-60 dB durante il giorno.

Binaurale udito. La presenza di due orecchie determina la capacità di determinare la direzione della sorgente sonora. Questa capacità si chiama binaurale(a due orecchie) udito, O ototopici(dal greco otos - orecchio e topos - luogo).

Per spiegare questa proprietà dell'analizzatore uditivo sono state fatte tre proposizioni: 1) l'orecchio situato più vicino alla sorgente sonora percepisce il suono con maggiore forza rispetto a quello opposto; 2) l'orecchio situato più vicino alla sorgente sonora lo percepisce un po' prima; 3) le vibrazioni sonore raggiungono entrambe le orecchie in fasi diverse. Apparentemente la capacità di distinguere la direzione del suono è dovuta all'azione combinata di tutti e tre i fattori.

Per determinare con precisione la direzione di una sorgente sonora, è necessario che l'udito in entrambe le orecchie sia lo stesso. L'udito può essere ridotto, ma con una diminuzione uguale in entrambe le orecchie. Se si sente il suono, la sua direzione verrà determinata correttamente. Va notato che anche con l'udito asimmetrico in entrambe le orecchie e anche con la sordità completa in un orecchio, una certa capacità di determinare la direzione di una sorgente sonora può essere sviluppata attraverso un addestramento speciale.

L'analizzatore uditivo ha la capacità non solo di distinguere la direzione del suono, ma anche di determinare la posizione della sua sorgente, cioè di stimare la distanza alla quale si trova la sorgente sonora. L'udito binaurale consente anche di percepire complessi sonori complessi, quando il suono proviene simultaneamente da direzioni diverse, e allo stesso tempo determinare la posizione delle sorgenti sonore nello spazio (stereofonia).

Le fasi principali dello sviluppo della funzione uditiva in un bambino

L'analizzatore uditivo umano inizia a funzionare dal momento della sua nascita. Quando esposti a suoni di volume sufficiente nei neonati, si possono osservare risposte che si verificano in base al tipo di riflessi incondizionati e si manifestano sotto forma di cambiamenti nella respirazione e nel polso, movimenti di suzione ritardati, ecc. Alla fine del primo e all'inizio dei secondi mesi di vita, il bambino forma già riflessi condizionati agli stimoli sonori. Rafforzando ripetutamente un segnale sonoro (ad esempio il suono di una campana) con l'alimentazione, è possibile sviluppare in un bambino del genere una reazione condizionata sotto forma di movimenti di suzione in risposta alla stimolazione sonora. Molto presto (nel terzo mese) il bambino inizia a distinguere i suoni in base alla loro qualità (timbro, altezza). Secondo gli ultimi studi, la discriminazione primaria dei suoni che differiscono nettamente l'uno dall'altro nel carattere (ad esempio, rumori e colpi da toni musicali, nonché la discriminazione dei toni all'interno di ottave adiacenti) può essere osservata anche nei neonati. Secondo gli stessi dati, i neonati hanno anche la capacità di determinare la direzione del suono.

Nel periodo successivo, la capacità di differenziare i suoni si sviluppa ulteriormente e si estende alla voce e agli elementi del discorso. Il bambino inizia a reagire in modo diverso alle diverse intonazioni e alle diverse parole, ma all'inizio queste ultime non vengono percepite da lui in modo sufficientemente dettagliato. Durante il secondo e il terzo anno di vita, in connessione con la formazione della parola nel bambino, si verifica un ulteriore sviluppo della sua funzione uditiva, caratterizzato da un graduale affinamento della percezione della composizione sonora della parola. Alla fine del primo anno, il bambino di solito distingue parole e frasi principalmente in base al contorno ritmico e al colore dell'intonazione, e entro la fine del secondo e l'inizio del terzo anno ha già la capacità di distinguere a orecchio tutti i suoni del parlato . Allo stesso tempo, lo sviluppo della percezione uditiva differenziata dei suoni del parlato avviene in stretta interazione con lo sviluppo del lato pronuncia del discorso. Questa interazione è bidirezionale. Da un lato, la differenziazione della pronuncia dipende dallo stato della funzione uditiva e, dall'altro, la capacità di pronunciare l'uno o l'altro suono del parlato rende più facile per il bambino distinguerlo a orecchio. Va notato, tuttavia, che normalmente lo sviluppo della differenziazione uditiva precede l'affinamento delle capacità di pronuncia. Questa circostanza si riflette nel fatto che i bambini di 2-3 anni, pur distinguendo completamente a orecchio la struttura sonora delle parole, non riescono nemmeno a riprodurla in modo riflesso. Se inviti un bambino del genere a ripetere, ad esempio, la parola matita, lo riprodurrà come “kalandas”, ma non appena un adulto dirà “kalandas” al posto della matita, il bambino riconoscerà immediatamente la falsità nella pronuncia dell’adulto.

La psicoacustica, un campo della scienza al confine tra fisica e psicologia, studia i dati sulla sensazione uditiva di una persona quando uno stimolo fisico, il suono, viene applicato all’orecchio. È stata accumulata una grande quantità di dati sulle reazioni umane agli stimoli uditivi. Senza questi dati è difficile comprendere correttamente il funzionamento dei sistemi di trasmissione audio. Consideriamo le caratteristiche più importanti della percezione umana del suono.
Una persona avverte cambiamenti nella pressione sonora che si verificano a una frequenza di 20-20.000 Hz. I suoni con frequenze inferiori a 40 Hz sono relativamente rari nella musica e non esistono nel linguaggio parlato. A frequenze molto alte, la percezione musicale scompare e appare una certa vaga sensazione sonora, a seconda dell'individualità dell'ascoltatore e della sua età. Con l'età, la sensibilità uditiva di una persona diminuisce, soprattutto nelle frequenze superiori della gamma sonora.
Sarebbe però sbagliato concludere su questa base che la trasmissione di un'ampia banda di frequenza da parte di un impianto di riproduzione del suono non sia importante per le persone anziane. Gli esperimenti hanno dimostrato che le persone, anche se riescono a malapena a percepire i segnali superiori a 12 kHz, riconoscono molto facilmente la mancanza di alte frequenze in una trasmissione musicale.

Caratteristiche di frequenza delle sensazioni uditive

La gamma di suoni udibili dall'uomo nell'intervallo 20-20.000 Hz è limitata in intensità da soglie: sotto - udibilità e sopra - dolore.
La soglia uditiva è stimata dalla pressione minima, o più precisamente, l'incremento minimo di pressione rispetto al confine è sensibile alle frequenze di 1000-5000 Hz - qui la soglia uditiva è la più bassa (pressione sonora circa 2-10 Pa). Verso le frequenze sonore più basse e più alte, la sensibilità uditiva diminuisce drasticamente.
La soglia del dolore determina il limite superiore della percezione dell'energia sonora e corrisponde approssimativamente ad un'intensità sonora di 10 W/m ovvero 130 dB (per un segnale di riferimento con una frequenza di 1000 Hz).
All'aumentare della pressione sonora, aumenta anche l'intensità del suono e la sensazione uditiva aumenta a salti, chiamati soglia di discriminazione dell'intensità. Il numero di questi salti alle frequenze medie è di circa 250, alle frequenze basse e alte diminuisce e in media nell'intervallo di frequenze è di circa 150.

Poiché l'intervallo di variazione dell'intensità è di 130 dB, il salto elementare delle sensazioni in media nell'intervallo di ampiezza è di 0,8 dB, che corrisponde a una variazione dell'intensità del suono di 1,2 volte. A livelli uditivi bassi questi salti raggiungono i 2-3 dB, a livelli alti diminuiscono fino a 0,5 dB (1,1 volte). Un aumento della potenza del percorso di amplificazione inferiore a 1,44 volte non viene praticamente rilevato dall'orecchio umano. Con una minore pressione sonora sviluppata dall'altoparlante, anche raddoppiando la potenza dello stadio di uscita potrebbe non produrre un risultato apprezzabile.

Caratteristiche soggettive del suono

La qualità della trasmissione del suono viene valutata in base alla percezione uditiva. Pertanto, è possibile determinare correttamente i requisiti tecnici per il percorso di trasmissione del suono o i suoi singoli collegamenti solo studiando i modelli che collegano la sensazione del suono percepita soggettivamente e le caratteristiche oggettive del suono sono altezza, volume e timbro.
Il concetto di altezza implica una valutazione soggettiva della percezione del suono attraverso la gamma di frequenze. Il suono è solitamente caratterizzato non dalla frequenza, ma dall'altezza.
Un tono è un segnale di una certa altezza che ha uno spettro discreto (suoni musicali, suoni vocalici del parlato). Un segnale che ha un ampio spettro continuo, le cui componenti di frequenza hanno tutte la stessa potenza media, è chiamato rumore bianco.

Un aumento graduale della frequenza delle vibrazioni sonore da 20 a 20.000 Hz viene percepito come un cambiamento graduale del tono dal più basso (basso) al più alto.
Il grado di precisione con cui una persona determina l'altezza di un suono a orecchio dipende dall'acutezza, dalla musicalità e dall'allenamento del suo orecchio. Va notato che l'altezza di un suono dipende in una certa misura dall'intensità del suono (a livelli elevati, i suoni di maggiore intensità appaiono più bassi di quelli più deboli.
L'orecchio umano può distinguere chiaramente due toni di tono vicino. Ad esempio, nella gamma di frequenza di circa 2000 Hz, una persona può distinguere tra due toni che differiscono l'uno dall'altro in frequenza di 3-6 Hz.
La scala soggettiva della percezione del suono in frequenza è vicina alla legge logaritmica. Pertanto, il raddoppio della frequenza di vibrazione (indipendentemente dalla frequenza iniziale) viene sempre percepito come lo stesso cambiamento di altezza. L'intervallo di altezza corrispondente a una variazione di frequenza pari a 2 volte è chiamato ottava. La gamma di frequenze percepite dall'uomo è 20-20.000 Hz, che copre circa dieci ottave.
L'ottava è un intervallo abbastanza ampio di cambiamento di intonazione; una persona distingue intervalli significativamente più piccoli. Così in dieci ottave percepite dall'orecchio si possono distinguere più di mille gradazioni di altezza. La musica utilizza intervalli più piccoli chiamati semitoni, che corrispondono a un cambiamento di frequenza di circa 1.054 volte.
Un'ottava è divisa in mezze ottave e un terzo di ottava. Per quest'ultimo è standardizzato il seguente range di frequenze: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3; 3,15; 4; 5; 6,3:8; 10, che sono i confini di un terzo di ottava. Se queste frequenze sono poste a distanze uguali lungo l'asse delle frequenze, si ottiene una scala logaritmica. Sulla base di ciò, tutte le caratteristiche di frequenza dei dispositivi di trasmissione del suono vengono tracciate su scala logaritmica.
L'intensità della trasmissione dipende non solo dall'intensità del suono, ma anche dalla composizione spettrale, dalle condizioni di percezione e dalla durata dell'esposizione. Pertanto, due toni sonori di media e bassa frequenza, aventi la stessa intensità (o la stessa pressione sonora), non vengono percepiti da una persona come ugualmente forti. Pertanto, è stato introdotto il concetto di livello di intensità negli sfondi per designare suoni con la stessa intensità. Per livello di volume sonoro negli sfondi si intende il livello di pressione sonora in decibel dello stesso volume di un tono puro con una frequenza di 1000 Hz, cioè per una frequenza di 1000 Hz i livelli di volume negli sfondi e in decibel sono gli stessi. Ad altre frequenze, i suoni possono apparire più forti o più deboli alla stessa pressione sonora.
L'esperienza degli ingegneri del suono nella registrazione e nel montaggio di opere musicali mostra che, per rilevare meglio i difetti sonori che possono verificarsi durante il lavoro, il livello del volume durante l'ascolto di controllo dovrebbe essere mantenuto alto, corrispondente approssimativamente al livello del volume nella sala.
Con l'esposizione prolungata a un suono intenso, la sensibilità dell'udito diminuisce gradualmente e maggiore è il volume del suono. La diminuzione della sensibilità rilevata è associata alla reazione dell'udito al sovraccarico, ad es. con il suo adattamento naturale. Dopo qualche interruzione nell'ascolto, la sensibilità uditiva viene ripristinata. A ciò va aggiunto che l'apparecchio acustico, quando percepisce segnali di alto livello, introduce le proprie distorsioni, cosiddette soggettive (che indicano la non linearità dell'udito). Pertanto, ad un livello del segnale di 100 dB, la prima e la seconda armonica soggettiva raggiungono livelli di 85 e 70 dB.
Un livello significativo di volume e la durata della sua esposizione provocano fenomeni irreversibili nell'organo uditivo. È stato notato che le soglie uditive dei giovani sono aumentate notevolmente negli ultimi anni. La ragione di ciò era la passione per la musica pop, caratterizzata da alti livelli di volume.
Il livello del volume viene misurato utilizzando un dispositivo elettroacustico: un fonometro. Il suono misurato viene prima convertito in vibrazioni elettriche dal microfono. Dopo l'amplificazione mediante uno speciale amplificatore di tensione, queste oscillazioni vengono misurate con uno strumento a lancetta regolato in decibel. Affinché le letture del dispositivo corrispondano nel modo più accurato possibile alla percezione soggettiva del volume, il dispositivo è dotato di filtri speciali che modificano la sua sensibilità alla percezione del suono di frequenze diverse in base alle caratteristiche della sensibilità uditiva.
Una caratteristica importante del suono è il timbro. La capacità dell'udito di distinguerlo consente di percepire segnali con un'ampia varietà di sfumature. Il suono di ciascuno degli strumenti e delle voci, grazie alle loro sfumature caratteristiche, diventa multicolore e ben riconoscibile.
Il timbro, essendo un riflesso soggettivo della complessità del suono percepito, non ha una valutazione quantitativa ed è caratterizzato da termini qualitativi (bello, morbido, succoso, ecc.). Quando si trasmette un segnale lungo un percorso elettroacustico, le distorsioni risultanti influenzano principalmente il timbro del suono riprodotto. La condizione per la corretta trasmissione del timbro dei suoni musicali è la trasmissione non distorta dello spettro del segnale. Lo spettro del segnale è l'insieme delle componenti sinusoidali di un suono complesso.
Lo spettro più semplice è il cosiddetto tono puro; contiene una sola frequenza. Il suono di uno strumento musicale è più interessante: il suo spettro è costituito dalla frequenza del tono fondamentale e da diverse frequenze "impurità" chiamate sovratoni (i toni più alti sono multipli della frequenza del tono fondamentale e solitamente hanno un'ampiezza minore). .
Il timbro del suono dipende dalla distribuzione dell'intensità sugli armonici. I suoni dei diversi strumenti musicali variano nel timbro.
Più complesso è lo spettro di combinazioni di suoni musicali chiamato accordo. In tale spettro ci sono diverse frequenze fondamentali insieme ai corrispondenti armonici
Le differenze timbriche sono dovute principalmente alle componenti di frequenza medio-bassa del segnale, pertanto una grande varietà di timbri è associata a segnali che si trovano nella parte inferiore della gamma di frequenza. I segnali appartenenti alla sua parte superiore, man mano che aumentano, perdono sempre più la loro colorazione timbrica, dovuta al graduale allontanamento delle loro componenti armoniche oltre i limiti delle frequenze udibili. Ciò può essere spiegato dal fatto che fino a 20 o più armonici sono attivamente coinvolti nella formazione del timbro dei suoni bassi, medi 8 - 10, alti 2 - 3, poiché il resto è debole o non rientra nella gamma udibile frequenze. Pertanto, i suoni acuti, di regola, hanno un timbro più povero.
Quasi tutte le fonti sonore naturali, comprese le fonti di suoni musicali, hanno una dipendenza specifica del timbro dal livello del volume. Anche l'udito è adattato a questa dipendenza: è naturale per lui determinare l'intensità di una sorgente dal colore del suono. I suoni più forti sono solitamente più aspri.

Sorgenti sonore musicali

Numerosi fattori che caratterizzano le sorgenti sonore primarie hanno una grande influenza sulla qualità del suono dei sistemi elettroacustici.
I parametri acustici delle fonti musicali dipendono dalla composizione degli esecutori (orchestra, ensemble, gruppo, solista e tipo di musica: sinfonica, folk, pop, ecc.).

L'origine e la formazione del suono su ciascuno strumento musicale ha le sue specifiche associate alle caratteristiche acustiche della produzione del suono in un particolare strumento musicale.
Un elemento importante del suono musicale è l'attacco. Questo è un processo di transizione specifico durante il quale vengono stabilite caratteristiche sonore stabili: volume, timbro, intonazione. Qualsiasi suono musicale attraversa tre fasi: inizio, metà e fine, e sia la fase iniziale che quella finale hanno una certa durata. La fase iniziale è chiamata attacco. La sua durata è diversa: per gli strumenti a pizzico, le percussioni e alcuni strumenti a fiato dura 0-20 ms, per il fagotto dura 20-60 ms. Un attacco non è solo un aumento del volume di un suono da zero a un valore stabile; può essere accompagnato dallo stesso cambiamento nell'altezza del suono e nel suo timbro. Inoltre, le caratteristiche di attacco dello strumento non sono le stesse nelle diverse parti della sua gamma con stili esecutivi diversi: il violino è lo strumento più perfetto in termini di ricchezza di possibili metodi espressivi di attacco.
Una delle caratteristiche di qualsiasi strumento musicale è la sua gamma di frequenza. Oltre alle frequenze fondamentali, ogni strumento è caratterizzato da componenti aggiuntivi di alta qualità: armonici (o, come è consuetudine nell'elettroacustica, armoniche superiori), che ne determinano il timbro specifico.
È noto che l'energia sonora è distribuita in modo non uniforme sull'intero spettro delle frequenze sonore emesse da una sorgente.
La maggior parte degli strumenti sono caratterizzati dall'amplificazione delle frequenze fondamentali, nonché dei singoli armonici, in alcune (una o più) bande di frequenza relativamente strette (formanti), diverse per ciascuno strumento. Le frequenze di risonanza (in hertz) della regione formante sono: per tromba 100-200, corno 200-400, trombone 300-900, tromba 800-1750, sassofono 350-900, oboe 800-1500, fagotto 300-900, clarinetto 250 -600.
Un'altra proprietà caratteristica degli strumenti musicali è la forza del loro suono, che è determinata dalla maggiore o minore ampiezza (span) del loro corpo sonoro o colonna d'aria (ad un'ampiezza maggiore corrisponde un suono più forte e viceversa). I valori di potenza acustica di picco (in watt) sono: per grande orchestra 70, grancassa 25, timpani 20, rullante 12, trombone 6, pianoforte 0,4, tromba e sassofono 0,3, tromba 0,2, contrabbasso 0,(6, flauto piccolo 0,08, clarinetto, corno e triangolo 0,05.
Il rapporto tra la potenza sonora estratta da uno strumento quando suonato “fortissimo” e la potenza del suono quando suonato “pianissimo” è solitamente chiamato gamma dinamica del suono degli strumenti musicali.
La gamma dinamica di una sorgente sonora musicale dipende dal tipo di gruppo che si esibisce e dalla natura dell'esecuzione.
Consideriamo la gamma dinamica delle singole sorgenti sonore. La gamma dinamica dei singoli strumenti musicali e degli ensemble (orchestre e cori di varie composizioni), nonché delle voci, è intesa come il rapporto tra la pressione sonora massima creata da una determinata sorgente e quella minima, espressa in decibel.
In pratica, quando si determina la gamma dinamica di una sorgente sonora, si opera solitamente solo sui livelli di pressione sonora, calcolando o misurando la loro corrispondente differenza. Ad esempio, se il livello sonoro massimo di un'orchestra è 90 e il minimo è 50 dB, la gamma dinamica si dice che sia 90 - 50 = 40 dB. In questo caso 90 e 50 dB sono livelli di pressione sonora relativi al livello acustico zero.
La gamma dinamica per una determinata sorgente sonora non è un valore costante. Dipende dalla natura dell'opera eseguita e dalle condizioni acustiche della stanza in cui si svolge la performance. Il riverbero espande la gamma dinamica, che tipicamente raggiunge il suo massimo in ambienti con grandi volumi e minimo assorbimento acustico. Quasi tutti gli strumenti e le voci umane hanno una gamma dinamica non uniforme tra i registri sonori. Ad esempio, il livello del volume del suono più basso di un forte per un cantante è uguale al livello del suono più alto di un pianoforte.

La gamma dinamica di un particolare programma musicale è espressa allo stesso modo delle singole sorgenti sonore, ma la pressione sonora massima viene indicata con un tono dinamico ff (fortissimo) e la minima con pp (pianissimo).

Il volume più alto, indicato nelle note fff (forte, fortissimo), corrisponde ad un livello di pressione sonora acustica di circa 110 dB, e il volume più basso, indicato nelle note ppr (piano-pianissimo), di circa 40 dB.
Va notato che le sfumature dinamiche dell'esecuzione musicale sono relative e la loro relazione con i corrispondenti livelli di pressione sonora è in una certa misura condizionata. La gamma dinamica di un particolare programma musicale dipende dalla natura della composizione. Pertanto, la gamma dinamica delle opere classiche di Haydn, Mozart, Vivaldi raramente supera i 30-35 dB. La gamma dinamica della musica pop di solito non supera i 40 dB, mentre quella della musica dance e jazz è solo di circa 20 dB. La maggior parte delle opere per orchestra di strumenti popolari russi hanno anche una piccola gamma dinamica (25-30 dB). Questo vale anche per una banda di ottoni. Tuttavia, il livello sonoro massimo di una banda di ottoni in una stanza può raggiungere un livello abbastanza elevato (fino a 110 dB).

Effetto mascherante

La valutazione soggettiva del volume dipende dalle condizioni in cui il suono viene percepito dall'ascoltatore. In condizioni reali non esiste un segnale acustico nel silenzio assoluto. Allo stesso tempo, il rumore estraneo influisce sull'udito, complicando la percezione del suono, mascherando in una certa misura il segnale principale. L'effetto del mascheramento di un'onda sinusoidale pura da parte di rumore estraneo viene misurato dal valore indicato. di quanti decibel aumenta la soglia di udibilità del segnale mascherato sopra la soglia della sua percezione nel silenzio.
Esperimenti per determinare il grado di mascheramento di un segnale sonoro da parte di un altro mostrano che un tono di qualsiasi frequenza viene mascherato dai toni più bassi in modo molto più efficace che da quelli più alti. Ad esempio, se due diapason (1200 e 440 Hz) emettono suoni con la stessa intensità, allora smettiamo di sentire il primo tono, esso viene mascherato dal secondo (spegnendo la vibrazione del secondo diapason, sentiremo il primo Ancora).
Se esistono contemporaneamente due segnali sonori complessi costituiti da determinati spettri di frequenza sonora, si verifica un effetto di mascheramento reciproco. Inoltre, se l'energia principale di entrambi i segnali si trova nella stessa regione della gamma di frequenze audio, l'effetto di mascheramento sarà più forte. Pertanto, durante la trasmissione di un brano orchestrale, a causa del mascheramento da parte dell'accompagnamento, la parte del solista potrebbe risultare scarsa. intelligibile e indistinto.
Raggiungere la chiarezza o, come si suol dire, la “trasparenza” del suono nella trasmissione del suono di orchestre o ensemble pop diventa molto difficile se uno strumento o singoli gruppi di strumenti dell'orchestra suonano contemporaneamente in uno o registri simili.
Il regista, quando registra un'orchestra, deve tenere conto delle caratteristiche del camuffamento. Durante le prove, con l'aiuto del direttore, stabilisce un equilibrio tra la forza sonora degli strumenti di un gruppo, nonché tra i gruppi dell'intera orchestra. La chiarezza delle principali linee melodiche e delle singole parti musicali è ottenuta in questi casi grazie al posizionamento ravvicinato dei microfoni rispetto agli esecutori, alla scelta deliberata da parte del tecnico del suono degli strumenti più importanti in un dato luogo dell'opera e ad altri strumenti sonori speciali. tecniche di ingegneria.
Al fenomeno del mascheramento si oppone la capacità psicofisiologica degli organi uditivi di individuare dalla massa generale dei suoni uno o più portatori delle informazioni più importanti. Ad esempio, quando suona un'orchestra, il direttore nota la minima imprecisione nell'esecuzione di una parte su qualsiasi strumento.
Il mascheramento può influenzare notevolmente la qualità della trasmissione del segnale. Una percezione chiara del suono ricevuto è possibile se la sua intensità supera significativamente il livello dei componenti di interferenza situati nella stessa banda del suono ricevuto. Con un'interferenza uniforme, l'eccesso di segnale dovrebbe essere di 10-15 dB. Questa caratteristica della percezione uditiva trova applicazione pratica, ad esempio, nella valutazione delle caratteristiche elettroacustiche dei media. Pertanto, se il rapporto segnale-rumore di una registrazione analogica è di 60 dB, la gamma dinamica del programma registrato non può essere superiore a 45-48 dB.

Caratteristiche temporali della percezione uditiva

L'apparecchio acustico, come qualsiasi altro sistema oscillatorio, è inerziale. Quando il suono scompare, la sensazione uditiva non scompare immediatamente, ma gradualmente, diminuendo fino a zero. Il tempo durante il quale il livello del rumore diminuisce di 8-10 sottofondi è chiamato costante di tempo dell'udito. Questa costante dipende da una serie di circostanze, nonché dai parametri del suono percepito. Se all'ascoltatore arrivano due brevi impulsi sonori, identici nella composizione di frequenza e nel livello, ma uno di essi è ritardato, verranno percepiti insieme con un ritardo non superiore a 50 ms. A grandi intervalli di ritardo, entrambi gli impulsi vengono percepiti separatamente e si verifica un'eco.
Questa caratteristica dell'udito viene presa in considerazione quando si progettano alcuni dispositivi di elaborazione del segnale, ad esempio linee di ritardo elettroniche, riverberi, ecc.
Va notato che, a causa delle proprietà speciali dell'udito, la sensazione del volume di un impulso sonoro a breve termine dipende non solo dal suo livello, ma anche dalla durata dell'impatto dell'impulso sull'orecchio. Pertanto, un suono a breve termine, della durata di soli 10-12 ms, viene percepito dall'orecchio più silenzioso di un suono dello stesso livello, ma che influenza l'udito, ad esempio, per 150-400 ms. Pertanto, quando si ascolta una trasmissione, il volume è il risultato della media dell'energia dell'onda sonora su un certo intervallo. Inoltre, l'udito umano ha inerzia, in particolare, quando percepisce distorsioni non lineari, non le avverte se la durata dell'impulso sonoro è inferiore a 10-20 ms. Questo è il motivo per cui negli indicatori di livello delle apparecchiature radioelettroniche domestiche per la registrazione del suono, i valori istantanei del segnale vengono mediati su un periodo selezionato in base alle caratteristiche temporali degli organi uditivi.

Rappresentazione spaziale del suono

Una delle abilità umane importanti è la capacità di determinare la direzione di una sorgente sonora. Questa capacità è chiamata effetto binaurale ed è spiegata dal fatto che una persona ha due orecchie. I dati sperimentali mostrano da dove proviene il suono: uno per i toni ad alta frequenza, uno per i toni a bassa frequenza.

Il suono percorre una distanza più breve verso l'orecchio rivolto verso la sorgente rispetto all'altro orecchio. Di conseguenza, la pressione delle onde sonore nei canali uditivi varia in fase e ampiezza. Le differenze di ampiezza sono significative solo alle alte frequenze, quando la lunghezza d'onda del suono diventa paragonabile alla dimensione della testa. Quando la differenza di ampiezza supera un valore di soglia di 1 dB, la sorgente sonora sembra trovarsi sul lato dove l'ampiezza è maggiore. L'angolo di deviazione della sorgente sonora dalla linea centrale (linea di simmetria) è approssimativamente proporzionale al logaritmo del rapporto di ampiezza.
Per determinare la direzione di una sorgente sonora con frequenze inferiori a 1500-2000 Hz, le differenze di fase sono significative. A una persona sembra che il suono provenga dal lato da cui l'onda, che è in fase anticipata, raggiunge l'orecchio. L'angolo di deviazione del suono dalla linea mediana è proporzionale alla differenza nel tempo di arrivo delle onde sonore ad entrambe le orecchie. Una persona addestrata può notare una differenza di fase con una differenza temporale di 100 ms.
La capacità di determinare la direzione del suono sul piano verticale è molto meno sviluppata (circa 10 volte). Questa caratteristica fisiologica è associata all'orientamento degli organi uditivi sul piano orizzontale.
Una caratteristica specifica della percezione spaziale del suono da parte di una persona si manifesta nel fatto che gli organi uditivi sono in grado di percepire la localizzazione totale e integrale creata con l'aiuto di mezzi di influenza artificiali. Ad esempio, in una stanza, due altoparlanti sono installati frontalmente a una distanza di 2-3 m l'uno dall'altro. L'ascoltatore si trova alla stessa distanza dall'asse del sistema di collegamento, rigorosamente al centro. In una stanza, attraverso gli altoparlanti vengono emessi due suoni di uguale fase, frequenza e intensità. Come risultato dell'identità dei suoni che passano nell'organo dell'udito, una persona non può separarli; le sue sensazioni danno idee su un'unica, apparente fonte sonora (virtuale), che si trova rigorosamente al centro sull'asse di simmetria.
Se ora riduci il volume di un altoparlante, la fonte apparente si sposterà verso l'altoparlante più forte. L'illusione di una sorgente sonora in movimento può essere ottenuta non solo modificando il livello del segnale, ma anche ritardando artificialmente un suono rispetto a un altro; in questo caso la sorgente apparente si sposterà verso l'altoparlante che emette anticipatamente il segnale.
Per illustrare la localizzazione integrale, diamo un esempio. La distanza tra gli altoparlanti è di 2 m, la distanza dalla prima linea all'ascoltatore è di 2 m; affinché la sorgente si sposti di 40 cm a sinistra oa destra, è necessario inviare due segnali con una differenza di livello di intensità di 5 dB o con un ritardo di 0,3 ms. Con una differenza di livello di 10 dB o un ritardo di 0,6 ms, la sorgente si “sposterà” di 70 cm dal centro.
Pertanto, se si modifica la pressione sonora creata dall'altoparlante, nasce l'illusione di spostare la sorgente sonora. Questo fenomeno è chiamato localizzazione sommaria. Per creare una localizzazione sommaria viene utilizzato un sistema di trasmissione del suono stereofonico a due canali.
Nella stanza principale sono installati due microfoni, ognuno dei quali funziona sul proprio canale. Nel secondario ci sono due altoparlanti. I microfoni si trovano ad una certa distanza l'uno dall'altro lungo una linea parallela alla posizione dell'emettitore sonoro. Quando si sposta l'emettitore sonoro, sul microfono agirà una pressione sonora diversa e il tempo di arrivo dell'onda sonora sarà diverso a causa della distanza ineguale tra l'emettitore sonoro e i microfoni. Questa differenza crea un effetto di localizzazione totale nell'ambiente secondario, per cui la sorgente apparente viene localizzata in un certo punto dello spazio situato tra due altoparlanti.
Va detto del sistema di trasmissione del suono binaurale. Con questo sistema, chiamato sistema a testa artificiale, nella stanza principale vengono posizionati due microfoni separati, distanziati l'uno dall'altro pari alla distanza tra le orecchie di una persona. Ciascuno dei microfoni dispone di un canale di trasmissione del suono indipendente, la cui uscita nella stanza secondaria comprende i telefoni per l'orecchio sinistro e destro. Se i canali di trasmissione del suono sono identici, un tale sistema trasmette accuratamente l'effetto binaurale creato vicino alle orecchie della “testa artificiale” nella stanza principale. Avere le cuffie e doverle utilizzare per molto tempo è uno svantaggio.
L'organo dell'udito determina la distanza dalla sorgente sonora utilizzando una serie di segni indiretti e con alcuni errori. A seconda che la distanza dalla sorgente del segnale sia piccola o grande, la sua valutazione soggettiva cambia sotto l'influenza di diversi fattori. Si è riscontrato che se le distanze determinate sono piccole (fino a 3 m), la loro valutazione soggettiva è quasi linearmente correlata alla variazione del volume della sorgente sonora che si muove lungo la profondità. Un ulteriore fattore per un segnale complesso è il suo timbro, che diventa sempre più “pesante” man mano che la sorgente si avvicina all'ascoltatore. Ciò è dovuto alla crescente amplificazione dei toni bassi rispetto a quelli alti, causata dal conseguente aumento del livello del volume.
Per distanze medie di 3-10 m, l'allontanamento della sorgente dall'ascoltatore sarà accompagnato da una proporzionale diminuzione del volume, e questa variazione si applicherà ugualmente alla frequenza fondamentale e alle componenti armoniche. Di conseguenza, si verifica un relativo rafforzamento della parte ad alta frequenza dello spettro e il timbro diventa più luminoso.
All’aumentare della distanza, le perdite di energia nell’aria aumenteranno in proporzione al quadrato della frequenza. Una maggiore perdita delle armoniche del registro acuto risulterà in una diminuzione della brillantezza timbrica. Pertanto, la valutazione soggettiva delle distanze è associata a cambiamenti nel suo volume e timbro.
In un ambiente chiuso i segnali delle prime riflessioni, ritardati di 20-40 ms rispetto alla riflessione diretta, vengono percepiti dall'organo uditivo come provenienti da direzioni diverse. Allo stesso tempo, il loro crescente ritardo crea l'impressione di una distanza significativa dai punti da cui avvengono queste riflessioni. Pertanto, dal tempo di ritardo si può giudicare la distanza relativa delle fonti secondarie o, che è lo stesso, la dimensione della stanza.

Alcune caratteristiche della percezione soggettiva delle trasmissioni stereofoniche.

Un sistema di trasmissione del suono stereofonico presenta una serie di caratteristiche significative rispetto a quello monofonico convenzionale.
La qualità che distingue il suono stereofonico, il volume, cioè la prospettiva acustica naturale può essere valutata utilizzando alcuni indicatori aggiuntivi che non hanno senso con una tecnica di trasmissione del suono monofonica. Tali indicatori aggiuntivi includono: angolo di udienza, ad es. l'angolo al quale l'ascoltatore percepisce l'immagine sonora stereofonica; risoluzione stereo, ad es. localizzazione determinata soggettivamente di singoli elementi dell'immagine sonora in determinati punti dello spazio all'interno dell'angolo udibile; atmosfera acustica, ad es. l'effetto di dare all'ascoltatore una sensazione di presenza nella stanza primaria in cui avviene l'evento sonoro trasmesso.

Sul ruolo dell'acustica ambientale

Il suono colorato si ottiene non solo con l'aiuto di apparecchiature di riproduzione del suono. Anche con apparecchiature abbastanza buone, la qualità del suono potrebbe essere scarsa se la stanza di ascolto non presenta determinate caratteristiche. È noto che in un ambiente chiuso si verifica un fenomeno sonoro nasale chiamato riverbero. Colpendo gli organi dell'udito, il riverbero (a seconda della sua durata) può migliorare o peggiorare la qualità del suono.

Una persona in una stanza percepisce non solo le onde sonore dirette create direttamente dalla sorgente sonora, ma anche le onde riflesse dal soffitto e dalle pareti della stanza. Le onde riflesse si sentono per qualche tempo dopo che la sorgente sonora si è fermata.
A volte si ritiene che i segnali riflessi svolgano solo un ruolo negativo, interferendo con la percezione del segnale principale. Tuttavia, questa idea non è corretta. Una certa parte dell'energia dei segnali eco riflessi iniziali, raggiungendo le orecchie umane con brevi ritardi, amplifica il segnale principale e ne arricchisce il suono. Al contrario, gli echi successivi si riflettevano. il cui tempo di ritardo supera un certo valore critico, formano un sottofondo sonoro che rende difficile la percezione del segnale principale.
La stanza di ascolto non dovrebbe avere un lungo tempo di riverbero. I soggiorni, di norma, hanno poco riverbero a causa delle loro dimensioni limitate e della presenza di superfici fonoassorbenti, mobili imbottiti, tappeti, tende, ecc.
Ostacoli di diversa natura e proprietà sono caratterizzati da un coefficiente di assorbimento acustico, che è il rapporto tra l'energia assorbita e l'energia totale dell'onda sonora incidente.

Per aumentare le proprietà fonoassorbenti del tappeto (e ridurre il rumore in soggiorno), è consigliabile appendere il tappeto non vicino al muro, ma con uno spazio di 30-50 mm).