Диапазон звуковых частот воспринимаемых человеческим ухом

Содержание

Диапазон звуковых частот воспринимаемых человеческим ухом

Диапазон звуковых частот воспринимаемых человеческим ухом

Человек – это действительно самое умное из животных, населяющих планету. Однако наш ум нередко лишает нас превосходства в таких способностях, как восприятие окружающего посредством обоняния, слуха и других сенсорных ощущений.

Так, большинство животных намного опережают нас, если речь идет о слуховом диапазоне. Диапазон слуха человека – это ряд частот, которые может воспринимать человеческое ухо.

Попробуем понять, как работает ухо человека в отношении восприятия звука.

Диапазон слышимых частот (видео)

Человеческое ухо – это сложный орган, который состоит из множества мелких косточек и хрящей. Звуковые волны проходят через внешнее ухо и далее через ушной канал, воздействуя на барабанную перепонку.

Это заставляет барабанную перепонку колебаться, провоцируя попеременно компрессию и разряжение, а также приводя в движение другие структуры уха, такие как слуховые косточки, молоточек среднего уха, ото наковальня и стремя. Частота колебания этих косточек в секунду и измеряется.

Единицей измерения этой частоты является герц. Обычно 1 Гц = 1 цикл/сек. Кстати, узнайте и о других интересных фактах о теле человека.

Диапазон слуха человека в нормальных условиях

В среднем человеческое ухо может улавливать и различать звуковые волны в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц (20000 Гц).

Однако по мере старения слуховой диапазон человека уменьшается, в частности понижается его верхняя граница.

У пожилых людей она обычно намного ниже, чем у молодых, при этом максимально высокими слуховыми способностями обладают младенцы и дети. Слуховое восприятие высоких частот начинает ухудшаться с восьмилетнего возраста.

Человеческий слух в идеальных условиях

В лаборатории диапазон слуха человека определяется при помощи аудиометра, который испускает звуковые волны различной частоты, и настроенных соответствующим образом наушников. В таких идеальных условиях человеческое ухо может распознавать частоты в диапазоне от 12 Гц до 20 кГц.

Диапазон слуха у мужчин и женщин

Между слуховым диапазоном мужчин и женщин существует значительная разница. Обнаружено, что женщины по сравнению с мужчинами более чувствительны к высоким частотам. Восприятие низких частот находится у мужчин и женщин на более или менее одинаковом уровне.

Различные шкалы для указания диапазона слуха

Хотя частотная шкала является наиболее распространенной шкалой для измерения диапазона слуха человека, его также нередко измеряют в паскалях (Па) и децибелах (дБ).

Однако измерение в паскалях считается неудобным, так как эта единица предполагает работу с очень крупными цифрами. Один мкПа – это расстояние, преодолеваемое звуковой волной во время колебания, которое равно одной десятой диаметра атома водорода.

Звуковые волны в человеческом ухе преодолевают намного большее расстояние, что делает указание диапазона слуха человека в паскалях затруднительным.

Самый мягкий звук, который может быть распознан ухом человека, равняется примерно 20 мкПа.

Шкала децибел более проста в использовании, так как она представляет собой логарифмическую шкалу, которая напрямую ссылается на шкалу Па.

Она принимает 0 дБ (20 мкПа) как точку отсчета и далее продолжает сжимать эту шкалу давления. Таким образом, 20 миллионов мкПа равняются всего 120 дБ. Так получается, что диапазон человеческого уха составляет 0-120 дБ.

Слуховой диапазон значительно разнится от человека к человеку. Поэтому для выявления потери слуха лучше всего измерять диапазон слышимых звуков по отношению к опорной шкале, а не по отношению к обычной стандартизированной шкале. Тесты могут проводиться при помощи сложных инструментов для диагностики слуха, которые позволяют точно определять степень и диагностировать причины потери слуха.

Источник: buzzle.com
1fv.dromffi.top, ec.europa.eu, japaneseclass.jp

Источник: www.vitaminov.net

Диапазон частот, которые способно воспринять ухо, у разных людей различен.
жняя граница слышимых звуков – около 16 Гц, а верхняя – 18…22 кГц. Встречаются люди, которые слышат звуки частотой до 30 кГц, но они являются исключением. С возрастом чувствительность слуха к высоким частотам падает. Нередко пожилые люди слышат лишь звуки частотой до 9…10 кГц.

На практике обычно пользуются усредненным значением диапазона слышимых человеческим ухом частот: от 20 Гц до 20 кГц. Звук, частота которого ниже 20 Гц, называют инфразвуком, а звук частотой выше 20 кГц – ультразвуком. Диапазон звуковых давлений, адекватно воспринимаемых человеческим ухом, лежит в широких пределах.

Считается, что самый тихий звук, который может уловить человеческий слух, создает звуковое давление в 2•10-5 н/м2 (при частоте 1000 Гц) . Эта величина называется стандартным порогом слышимости. Если постепенно увеличивать силу звука, то при некотором ее значении возникнет неприятное ощущение, а затем боль в ушах.

Максимально допустимое значение звукового давления, превышение которого вызовет болевое ощущение, называется болевым порогом. При частоте 1000 Гц оно равно примерно 100…200 н/м2 (разные источники дают разные цифры) . При акустических измерениях чаще пользуются не звуковым давлением, а так называемым уровнем звукового давления (в английской литературе – SPL, Sound Pressure Level).

Уровень звукового давления численно равен двадцатикратному десятичному логарифму отношения данного звукового давления к стандартному порогу слышимости: N=20•lg(p/p0), где р0=2•10-5 н/м2.
иница измерения уровня звукового давления – децибел.

Логарифмическую шкалу удобнее использовать, потому что чувствительность человеческого слуха имеет похожую зависимость: разница между звуковыми давлениями 2•10-3 Па (40 дБ) и 6,3•10-3 Па (50 дБ) на слух воспринимается примерно такой же, как разница между 0,063 Па (70 дБ) и 0,2 Па (80 дБ) на данной частоте. http://hi-end-club.ru/?p=58

Источник: touch.otvet.mail.ru

Нас окружает огромное количество разнообразных звуков, от едва слышимого пения птиц и шороха листьев до более громких звуков, таких как музыка, крик и промышленный шум. Этот набор звуков называется диапазоном слышимости.

Громкость и высота
Диапазон слухового восприятия человека включает высоту звуков (высокий или низкий звук) и громкость. Высота измеряется в герцах (Гц), громкость – в децибелах (дБ).

Для нормально слышащего человека диапазон слухового восприятия начинается на низких частотах, около 20 Гц. Это примерно соответствует самой низкой педали органа с лабиальными трубами.

На другом конце диапазона находится самая высокая частота, которая не вызывает дискомфорта, на уровне 20,000 Гц.

В то время как частоты от 20 до 20 000 Гц являются границами диапазона слухового восприятия человека, наш слух наиболее восприимчив в диапазоне 2000 — 5000 Гц.

Что касается громкости, человек слышит, начиная с уровня 0 дБ УЗД. Звуки на уровне выше 85 дБ УЗД могут быть опасны для вашего слуха, если их воздействие на вас длительное.

Вот несколько примеров привычных звуков, выраженных в децибелах:

Удивительно, но есть звуки, которые не могут слышать даже люди с безупречным слухом. Мы не можем улавливать звук собачьего свиста, но собака может, потому что у собак слуховой диапазон гораздо шире, чем у людей. Более низкие частоты, например, рев ветряной турбины, также находятся вне диапазона слухового восприятия и воспринимаются как вибрации, а не звуки.

Диапазоны восприятия у людей с нарушением слуха
Если у человека нарушен слух, то изменяется и диапазон его слухового восприятия. Для большинства людей потеря слуха будет сначала чувствоваться на высоких частотах. Пение птиц, некоторые речевые звуки, музыкальные инструменты (например, флейта) очень сложно услышать людям с потерей слуха.

Чтобы определить ваш диапазон слышимости, аудиолог проведет обследование вашего слуха и зафиксирует полученные результаты на аудиограмму – график, который показывает результаты теста слуха.

Затем аудиолог перенесет результаты теста на другой график и сравнит его с показателями нормально слышащего человека.

Специалисты по слухопротезированию используют данные аудиограммы для того, чтобы настроить слуховые аппараты.

Вот как выглядит аудиограмма´:

Левому уху соответствует голубая линия; правому — красная. Область под линией показывает уровни слуха, который человек может слышать, а область выше линии показывает уровни, которые человек не слышит.

Чтобы выяснить уровень вашего слуха, аудиолог будет предлагать вам несколько сигналов и просить вас поднять руку или нажать кнопку каждый раз, когда вы слышите сигнал. Обычно тест начинается с уровня, на котором вы можете слышать, а затем громкость будет уменьшаться, пока вы не сможете ничего слышать. Затем специалист повторит то же самое уже с более низкими или высокими частотами.

Этот тест также поможет определить ваш слуховой порог, то есть уровень, на котором вы не слышите. Этот порог наносится на график в виде двух отдельных линий для каждого уха.

Ваша аудиограмма может рассказать многое о вашем слухе, включая частоты и уровни громкости, на которых вы можете слышать. Это важная информация, так как каждый звук, который вы слышите, имеет свою частоту.
Пение птиц соответствует более высоким частотам, а звук тубы – низким частотам. 

Ниже показаны распространенные звуки, нанесенные на стандартную аудиограмму:

У человека с такой аудиограмма есть потеря слуха в левом ухе, что мешает ему слышать такие звуки, как пение птиц. Такому человеку будет легче слышать более низкие частоты (например, звук двигателя грузовика).

Следующий шаг
Вам кажется, что ваш слуховой диапазон не идеален? Обратитесь к  специалисту по слухопротезированию, чтобы пройти полное обследование. Он сможет определить, какие звуки вы слышите, а какие нет, и составит дальнейший план действий. 

Зайдите в раздел КОНТАКТЫ, чтобы найти ближайшего к вам специалиста.

Источник: www.widex.ru

Источник: https://delhimodi.com/uho/diapazon-zvukovyh-chastot-vosprinimaemyh-chelovecheskim-uhom.html

61. Какой частотный диапазон воспринимает человек? в каком диапазоне частот наблюдается оптимальная слышимость человека?

Диапазон звуковых частот воспринимаемых человеческим ухом

Считается,чточеловек способен улавливать звуковыеколебания частотой звука лежащей от 20Гцдо 20КГц.Всёчто лежит за пределами этого диапазоначеловеческое ухо не может уловить.Нодля разных людей эти цифры разные хотьи варьируются вокруг одних и тех жечисел,этообусловлено индивидуальным факторомкаждого человека.

62. Что такое громкость звука? Для чего служат линии равной громкости?

Гро́мкостьзву́ка — субъективное восприятие силызвука (абсолютнаявеличина слухового ощущения).Громкостьглавным образом зависит от звуковогодавления и частоты звуковых колебаний.Такжена громкость звука влияют его спектральныйсостав,локализацияв пространстве,тембр,длительностьвоздействия звуковых колебаний и другиефакторы.

Нетлиний ровной громкости!

63. Где находятся области инфра- и ультразвука? Как воздействует инфра- и ультразвук на человека?

Инфразву́к(отлат.infra —ниже,под)—звуковые волны,имеющиечастоту ниже воспринимаемой человеческимухом.Заверхнюю границу частотного диапазонаинфразвука обычно принимают 16Гц.Нижняяже граница инфразвукового диапазонаусловно определена как 0,001Гц.

Ультразву́к— упругие колебания в среде с частотойза пределом слышимости человека.Обычнопод ультразвуком понимают частоты выше20000 Герц.

Ультразвук,привысоких мощностях,(производственных)негативновлияет на здоровье и самочувствиечеловека,поэтомуприняты международные специальныепределы безопасного излучения.Восновном это касается работников заводови производств,которыеработают на ультразвуковых станках.

Приоблучении мощным станком (безиспользования средств защиты)учеловека может наблюдаться,повышениетемпературы,головнаяболь,онемениеи покалывание конечностей,плохоесамочувствие.Присредней степени воздействия симптомыпропадают через несколько часов.Вповседневной же жизни,этоизлучение,лечити помогает человеку,нежеливредит его здоровью.

Этои лечение опухолей,нервнойсистемы,позвоночника,зубов,суставов,очисткакожи,удалениежировых отложений и лечение разныхболезней.

Диапазонинфразвуковых колебаний совпадает свнутренней частотой отдельных органовчеловека (6-8Гц),следовательно,из-зарезонанса могут возникнуть тяжелыепоследствия.

Увеличениезвукового давления до 150дБАприводит к изменению пищеварительныхфункций и сердечному ритму.Возможнапотеря слуха и зрения.

64. Что такое спектр шума? Что такое октава (октавная полоса)?

Спектршума — зависимость уровня звуковогодавления от частоты.

Спектрыбывают:- дискретные;- сплошные;- тональный.

Октава— полоса частот с границами f1- f2, гдеf2/f1= 2.

65.Вкаких единицах измеряется интенсивностьзвука,звуковоедавление,частотазвука,мощностьзвука?

Интенсивностьзвука дБ

Звуковоедавление Паскаль

Частотазвука Гц

Мощностьзвука Вт

66.Чтотакое «коррекция шумомера А»?Длячего она нужна?

Шумомеримеет три шкалы (А,Ви С),учитывающиечастотный состав измеряемого шума.Характеристикашума по шкале А соответствует кривойгромкости 40фон,т.е.

донекоторой степени субъективномувосприятию уровня громкости и позволяетпроизвести ориентировочную оценку«неприятности» или «вредности» шума.

Поэтомууровень шума,измеренныйпо шкале А в децибелах (дБА),имеетбольшое значение для гигиеническойпрактики оценки промышленных шумов.

67.Чтотакое широкополосной шум,тональныйшум?

Широкополосныйшум (broadbandnoise, Breitbandgerausch) – шум,энергиякоторого распределяется в широкомдиапазоне частот (болееодной октавы).

тональныйшум:Шум,вспектре которого имеются слышимыедискретные тона.Тональныйхарактер шума устанавливают измерениемв третьоктавных полосах частот попревышению уровня в одной полосе надсоседними не менее чем на 10дБ.

68.Какойшум называется постоянным?

постоянныйшум:Шум,уровеньзвука которого изменяется во временине более чем на 5дБАпри измерениях на временной характеристике«медленно» шумомера по ГОСТ 17187.

непостоянныйшум:Шум,уровеньзвука которого изменяется во времениболее чем на 5дБАпри измерениях на временной характеристике«медленно» шумомера по ГОСТ 17187.

69.Чтотакое порог слышимости?Болевойпорог?

Порогслышимости — минимальная величиназвукового давления,прикоторой звук данной частоты может бытьещё воспринят ухом человека.Величинупорога слышимости принято выражать вдецибелах,принимаяза нулевой уровень звукового давления2·10−5Н/м2или20·10−6Н/м2причастоте 1кГц(дляплоской звуковой волны).Порогслышимости зависит от частоты звука.

Болевойпорог — это уровень раздражения,причиняемогонервной системе,прикотором человек чувствует боль.Болевойпорог индивидуален для каждого,одини тот же уровень раздражения можетвыразиться как в незначительной,таки в сильной боли для разных людей.

Еслипри минимальном воздействии человекууже больно,тоу него низкий болевой порог,еслиже воздействие,причиняющееболь,должнобыть достаточно сильное,тоболевой порог высокий.

Болевойпорог человека может снизиться приобщем утомлении и недостатке витаминовгруппы B.

Источник: https://studfile.net/preview/844196/page:18/

Акустические системы: поговорим о звуке (часть 1)

Диапазон звуковых частот воспринимаемых человеческим ухом

В учебнике сказано: «Колебательные движения частиц, которое распространяется в виде волн в газообразной, жидкой или твердой средах». Давайте отбросим лишнее и поговорим только о слышимом звуке (кроме него ведь еще существуют ультразвук, инфразвук и т.д.).

Звук — это, на самом деле, не движение воздуха (газа) в пространстве, а волновые, периодические изменения давления этого самого газа.

Звук является волновым излучением, подчиняется соответствующим физическим законам, которые описывают его распространение и взаимодействия.

Согласно этим законам мы можем описать звук по нескольким характеристикам. Возьмем основные: частота, амплитуда (форма колебаний) и скорость.

Что такое частота звука?

Частота — это количество колебаний за единицу времени. Конкретней — число колебаний в секунду. Измеряется в герцах. Одно колебание в секунду — один герц (Гц).

Если еще вспомнить, что звук распространяется в воздухе со скоростью около 350 метров в секунду или около 1250 км/ч, то достаточно легко понять, что частота и скорость связаны между собой.

И эта связь дает нам возможность определить длину звуковой волны: чем больше частота, тем меньше длина волны — и наоборот.

Почти традиционно считается, что человеческий слух позволяет услышать диапазон частот «20–20» — от 20 Гц до 20 кГц, другими словами, от 20 колебаний в секунду до 20 000.

Не все частоты одинаково громкие

При этом матушка-природа наделила нас с вами достаточно избирательным слухом. Психоакустические исследования показывают, что лучше всего человек слышит самое для себя важное — человеческую речь. Эти звуки располагаются в диапазоне частот в районе 3000 Гц. Где-то в этом районе и находится максимальная чувствительность наших с вами ушей.

На других частотах она уменьшается, изменяясь в виде плавных кривых. Эти кривые показывают, с какой громкостью человек воспринимает звуковые колебания равной амплитуды. Эти данные важны не только для расчета акустических систем, но и для правильного понимания природы восприятия звука.

Они были получены статистическим способом, когда в субъективном оценивании громкости звучания на разных частотах принимало участие большое количество людей. В честь авторов этой научной разработки линии равной громкости называются кривыми Флетчера-Мэнсона.

Как мы понимаем, откуда пришел звук

Ответ простой: потому, что у нас есть голова и два уха! Если одно ухо вдруг не работает, это можно частично компенсировать быстрым поворотом головы. Слух при наличии двух ушей называется бинауральным. Он позволяет нам локализовать источник звука.

Это происходит потому, что звук приходит к правому и левому уху с небольшой задержкой или, если выразиться точнее, со сдвигом по фазе. Так как длина звуковой волны достаточно большая, в оба уха обычно поступает одна волна, но разные ее участки — фазы.

Этот сдвиг анализируется нашим мозгом, легкий поворот головы — и мы уже готовы приблизительно указать на какой ветке сидит птица, хотя разглядеть ее все равно не получится.

И чем выше звук, то есть, чем больше его частота, тем легче определить направление на его источник — сильнее проявляется фазовый сдвиг. А вот на низких частотах длина волны становится больше, чем расстояние между ушами, поэтому определить источник звука гораздо сложнее.

Почему одни звуки красивые, а другие нет?

Здесь почему-то тянет взять серый том Фейнмановских лекций и освежить воспоминания о рядах Фурье — но будем проще: любое колебание можно разложить на несколько колебаний с меньшей длиной волн.

Эти меньшие волны — и есть гармоники, и сколько их укладывается в длине основной волны — две, три и т.д. — определяет их четность или нечетность. Как оказалось, нечетные гармоники воспринимаются нашим слухом дискомфортно.

Причем вроде все играет правильно, но дискомфорт остается.

Более явный неприятный звук — диссонанс, две частоты, работающие одновременно и вызывающие редкие биения. Если хотите еще наглядней, то нажмите близлежащие черную и белую клавиши на пианино.

Есть и противоположность диссонанса — консонанс. Это сама благозвучность, например, — такой интервал, как октава (удвоение частоты), квинта или кварта. Кроме того, комфортности звучания мешают маскирующие его шумы различной природы, искажения и призвуки.

Ясно, что шум — то, что мешает в принципе. Звуковой мусор. Впрочем, есть и белый шум, этакий эталон шума, в котором присутствуют равномерно все частоты (точнее — спектральные составляющие).

Если вы хотите уйти от источника белого шума, то по ходу удаления он будет розоветь. Это происходит потому, что воздух сильнее ослабляет верхние частоты слышимого спектра.

Когда их меньше, тогда говорят о розовом шуме.

Чем громче шум по отношению к полезному звуку, тем больше этот звук маскируется шумом. Падает комфортность, а затем — и разборчивость звучания. Это же относится и к нечетным гармоникам, и к нелинейным искажениям, о которых мы еще поговорим более подробно. Все эти явления взаимосвязаны и, самое главное, — все они мешают нам слушать.

Нота — высота звука и его частота — зависит от специальности

В понимании звука, судя по всему, есть две крайности — понимание звукоинженера и музыканта. Первый говорит «440 Гц!» второй — «нота Ля!». И оба правы.

Первый говорит «частота», второй — «высота звука». Впрочем, известно немало отличных музыкантов, которые вовсе не знали нот.

При этом специалистов в области акустики, не знающих физических основ в этой области, еще никому не удавалось встретить.

Важно понимать, что оба этих специалиста по-своему занимаются комфортным звучанием.

Автор музыкального произведения, инстинктивно, или опираясь на консерваторские знания, строит звук на принципах гармонии, не допуская диссонансов или искажений.

Конструктор, создающий колонки, изначально не допускает посторонних призвуков, минимизирует искажения, заботится о равномерности амплитудно-частотной характеристики, динамике и многом, многом другом.

Громкость, звуковое давление — пределы и ориентиры

С громкостью все не так просто. Она относительна. Подумайте сами, ведь абсолютной тишины не существует. То есть, она в природе есть, но попадание в такое место превращается в пытку — вы начинаете слышать стук своего сердца, звон в ушах — все равно тишина исчезает.

Поэтому звуковое давление измеряется относительно некоего нулевого уровня в децибелах (дБ). Это логарифмические единицы, ведь логарифмическая шкала наиболее точно соответствует природе слуха.

Если немного углубиться в теорию, нужно вспомнить эмпирически установленный закон психофизиологии Вебера-Фехнера, который описывает работу органов чувств.

Согласно этому закону, интенсивность ощущения чего-либо прямо пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя. В случае звука, это — амплитуда (размах) колебаний.

И если за ноль децибел принять порог слышимости (а это, повторимся, не тишина!), то шелест листьев дает 10 дБ, поезд метро — 100 дБ, истребитель на форсаже — 125 дБ, и ненамного меньше, кстати, выдала одна девчушка, призер соревнований по громкости крика в США. В дискотечном зале громкость может достигать 130 дБ. Это при том, что 120 дБ — уже больно, а 180 — могут убить.

Разница приблизительно в шесть децибел воспринимается нами, как удвоение громкости. Добавление трех децибел на низкой частоте требует удвоения амплитуды колебаний источника звука, но на слух это замечает не каждый слушатель! Такие вот парадоксальные, на первый взгляд, данные.

Поведение звука

Оно всегда предсказуемо, если вооружиться определенными знаниями. Звук может отражаться от поверхности, поглощаться ею, проникать сквозь нее. При этом каждый вариант — лишь частичный.

Отражение звука приводит к эффекту эхо, звукоинженеры еще называют его реверберацией. Это сложный процесс. В любой комнате есть своя реверберация, многократная, по-своему затухающая, с определенными частотными характеристиками.

Затухающая потому, что часть звука все-таки поглощается стенами.

Но если звук сделать громче, то, в зависимости от выбранного звукового давления, через некоторое время (оно линейно зависит от громкости в дБ) в стену начнут стучать соседи. Это значит, мы выяснили, что часть звука проходит сквозь стену. Правильное соотношение всех этих свойств — очень важный параметр для комфортного звучания.

Та же реверберация должна быть оптимальной. Если ее практически нет, говорят, что комната переглушена. Если ее слишком много — вы слышали такое на вокзале, — страдает разборчивость звука. Существуют определенные критерии для правильной акустической обстановки, о них мы писали, например, в этой статье.

Еще один источник аудионегатива — резонирующие объекты. Скажем, хрусталь в стеклянном шкафу. И когда все эти факторы приведены в норму — поздравляю, мы с вами находимся в акустически комфортном помещении!

В таком помещении особенно хорошо звучит качественное аудиовоспроизводящее оборудование и его главная составляющая часть — акустические системы.

Об этом — в продолжении

Источник: https://stereo.ru/to/wct43-akusticheskie-sistemy-pogovorim-o-zvuke-chast-1

О диапазоне частот, которые слышит человеческое ухо

Диапазон звуковых частот воспринимаемых человеческим ухом

Известно, что 90% информации об окружающем мире человек получает со зрением. Казалось бы, что на долю слуха остаётся не так много, но на самом деле, человеческий орган слуха — это не только высокоспециализированный анализатор звуковых колебаний, но и очень мощное средство коммуникации.

Врачей и физиков давно волновал вопрос: можно ли точно определить диапазон слуха человека в разных условиях, различается ли слух у мужчин и у женщин, есть ли «особо выдающиеся» рекордсмены, которые слышат недоступные звуки, или могут производить их? Попробуем подробнее ответить на эти и некоторые другие смежные вопросы.

Но перед тем, как понять, сколько герц слышит человеческое ухо, нужно разобраться с таким фундаментальным понятием как звук, и вообще, понять что именно измеряют в герцах.

Основные звуковые характеристики

Звуковые колебания — это уникальный способ передачи энергии без передачи материи, они представляют собой упругие колебания в какой-либо среде. Когда речь идет об обычной жизни человека, такой средой является воздух.

Он содержат молекулы газов, которые могут передавать акустическую энергию. Эта энергия представляет чередование полос сжатия и растяжения плотности акустической среды.

В абсолютном вакууме звуковые колебания передать невозможно.

Любой звук является физической волной, и содержит все необходимые волновые характеристики. Это частота, амплитуда, время затухания, если речь идет о затухающем свободном колебании. Рассмотрим это на простых примерах. Представим себе, например, звук открытой струны соль на скрипке при извлечении его смычком. Мы можем определить следующие характеристики:

  • тихий звук или громкий. Это не что иное, как амплитуда, или сила звука. Более громкому звуку соответствует большая амплитуда колебаний, а тихому звуку — меньшая. Звук, имеющий большую силу, можно услышать на более далеком расстоянии от места возникновения;
  • длительность звука. Это всем понятно, и каждый способен отличить раскаты барабанной дроби от протяженного звучания хоральной органной мелодии;
  • высота звука, или частота звукового колебания. Именно эта основополагающая характеристика и помогает нам отличать «пищащие» звуки от басового регистра. Если бы не было частоты звука, музыка было бы возможна только в виде ритма. Частота измеряется в герцах, а 1 герц равен одному колебанию в секунду;
  • тембр звука. Он зависит от примешивания акустических дополнительных колебаний – формант, но объяснить его простыми словами очень легко: даже с закрытыми глазами мы понимаем, что звучит именно скрипка, а не тромбон, даже если у них будут совершенно одинаковые вышеперечисленные характеристики.

Тембр звука можно сравнить с многочисленными вкусовыми оттенками. Всего у нас есть горький, сладкий, кислый и соленый вкус, но этими четырьмя характеристиками далеко не исчерпываются всевозможные вкусовые ощущения. То же самое происходит и с тембром.

Остановимся подробнее на высоте звука, поскольку именно от этой характеристики и зависит в наибольшей степени острота слуха и диапазон воспринимаемых акустических колебаний. Что же такое диапазон звуковых частот?

Диапазон слуха в идеальных условиях

Частоты, воспринимаемые человеческим ухом в лабораторных, или идеальных условиях, находятся в сравнительно широкой полосе от 16 Герц до 20000 Герц (20 кГц). Всё, что ниже и выше — человеческое ухо слышать не может. Речь идет об инфразвуке и ультразвуке. Что это такое?

Инфразвук

Его слышать нельзя, но тело может ощущать его, как работу большой басовой колонки – сабвуфера. Это —инфразвуковые колебания. Все прекрасно знают, если постоянно ослаблять басовую струну на гитаре, то, несмотря на продолжающиеся вибрации, звук исчезает. Но эти колебания можно по-прежнему ощущать кончиками пальцев, прикоснувшись к струне.

В инфразвуковом диапазоне работают многие внутренние органы человека: происходит сокращение кишечника, расширение и сужение сосудов, многие биохимические реакции. Очень сильный инфразвук может вызвать серьезное болезненное состояние, даже волны панического ужаса, на этом основано действие инфразвукового оружия.

Ультразвук

На противоположном участке спектра находятся очень высокие звуки. Если звук имеет частоту выше 20 килогерц, то он перестает «пищать» и становится неслышным для уха человека в принципе. Он становится ультразвуком.

Ультразвук имеет большое применение в народном хозяйстве, на нём основана ультразвуковая диагностика. С помощью ультразвука ориентируются корабли в море, обходя айсберги и избегая мелководья.

Благодаря ультразвуку специалисты находят пустоты в цельнометаллических конструкциях, например, в рельсах. Все видели, как по рельсам рабочие катят специальную дефектоскопическую тележку, генерирующую и принимающую высокочастотные акустические колебания.

Ультразвуком пользуются летучие мыши, чтобы находить в темноте безошибочно дорогу, не натыкаясь на стенки пещер, киты и дельфины.

Известно, что с возрастом снижается способность к различению именно высоких звуков, и лучше всего слышать их могут дети. Современные исследования показывают, что уже в возрасте 9-10 лет у детей начинает постепенно уменьшаться диапазон слуха, а у пожилых людей слышимость высоких частот значительно хуже.

Чтобы услышать, как пожилые люди воспринимают музыку, нужно просто на многополосном эквалайзере в плеере вашего сотового телефона убавить один или два ряда высоких частот. Получившееся некомфортное «бубнение, как из бочки», и будет прекрасной иллюстрацией того, как вы сами будете слышать в возрасте после 70 лет.

В снижении слуха важную роль играет неправильное питание, употребление алкоголя и курения, откладывание холестериновых бляшек на стенках сосудов. Статистика ЛОР — врачей утверждает, что люди с первой группой крови чаще и быстрее приходят к тугоухости, чем остальные. Приближает тугоухость избыточный вес, эндокринная патология.

Диапазон слуха в обычных условиях

Если отсечь «маргинальные участки» звукового спектра, то для комфортной жизни человека доступно не так уж и много: это промежуток от 200 Гц до 4000 Гц, что практически полностью соответствует диапазону человеческого голоса, от глубокого бассо — профундо, до высокого колоратурного сопрано. Тем не менее, даже при комфортных условиях, слух человека ухудшается постоянно. Обычно наибольшая чувствительность и восприимчивость у взрослых людей в возрасте до 40 лет находится на уровне 3 килогерц, а в возрасте 60 лет и более понижается до 1 килогерца.

Диапазон слуха у мужчин и женщин

В настоящее время не приветствуется половая сегрегация, но мужчины и женщины действительно различно воспринимают звук: женщины способны слышать лучше в высоком диапазоне, и возрастная инволюция звука в области высоких частот у них более медленная, а мужчины воспринимают высокие звуки несколько хуже. Логично, казалось бы, предположить, что мужчины лучше слышат в басовом регистре, но это не так. Восприятие басовых звуков, как у мужчин, так и у женщин практически одинаковое.

Но есть уникальные женщины по «генерации» звуков. Так, диапазон голоса перуанской певицы Имы Сумак (почти в пять октав) простирался от звука «си» большой октавы (123,5 Гц) до «ля» четвертой октавы (3520 Гц). Пример ее уникального вокала можно найти ниже.

При этом у мужчин и женщин существует довольно большая разница в работе речевого аппарата. Женщины производят звуки от 120 до 400 герц, а мужчины — от 80 до 150 Гц, по среднестатистическим данным.

Различные шкалы для указания диапазона слуха

Вначале мы говорили о том, что высота не является единственной характеристикой звука. Поэтому существуют различные шкалы, в соответствии с различными диапазонами.

Звук, слышимый человеческим ухом, может быть, например, тихим и громким.

Наиболее простая и приемлемая в клинической практике шкала громкости звука — та, которая измеряет звуковое давление, воспринимаемое барабанной перепонкой.

В основу этой шкалы положена наименьшая энергия колебания звука, которая способна трансформироваться в нервный импульс, и вызвать звуковое ощущение. Это — порог слухового восприятия. Чем порог восприятия ниже, чем чувствительность выше, и наоборот.

Специалисты различают интенсивность звука, которая является физическим параметром, и громкость, который является субъективной величиной.

Известно, что звук строго одной и той же интенсивности здоровый человек, и человек с тугоухостью воспримут как два разных звука, громче и тише.

Всем известно, как в кабинете ЛОР — врача пациент становится в угол, отворачивается, а врач из соседнего угла проверяет восприятие пациентом шепотной речи, произнося отдельные цифры. Это наиболее простой пример первичной диагностики тугоухости.

Известно, что еле уловимое дыхание другого человека составляет 10 децибел (дБ) интенсивности звукового давления, обычный разговор в домашней обстановке соответствует 50 дБ, вой пожарной сирены – 100 дБ, а взлетающий вблизи реактивный самолет, вблизи болевого порога — 120 децибел.

Может вызвать удивление, что вся огромная интенсивность звуковых колебаний укладывается на такой малой шкале, но это впечатление обманчиво. Это — логарифмическая шкала, и каждая последующая ступень в 10 раз интенсивнее, чем предыдущая. По такому же принципу построена шкала оценки интенсивности землетрясений, где всего 12 баллов.

В заключение следует сказать, что если ваш возраст перевалил за 45 — 50 лет, и вы начали спрашивать у более молодых, где они услышали щебетание птицы, то знайте, что у вас физиологическая акустическая потеря слуха, которые характеризует здоровое старение организма. Но в том случае, даже если вы, находясь среди своих сверстников, начали постоянно переспрашивать, то вам нужно обязательно записаться на исследование, которое называется аудиометрией.

метрическое исследование проводит специалист — сурдолог, или ЛОР — врач. В настоящее время интернет представляет разнообразные возможности, и даже сейчас, читая эту статью со своего экрана. Прямо сейчас определить приблизительно свой слуховой возраст в онлайн – режиме. А здесь можно попробовать различить свою способность различать полезный сигнал среди шума.

Источник: https://StopOtit.ru/o-diapazone-chastot-kotorye-slyshit-chelovecheskoe-uho.html

Область слухового восприятия человека

Диапазон звуковых частот воспринимаемых человеческим ухом

Область слухового восприятия человека довольно обширна. Но какова же эта область, какие её особенности и что ещё важно знать и учитывать при прослушивании своих проектов? Рассмотрим в этой статье.

Область слухового восприятия

У обычного, скажем, среднестатистического нормально слышащего человека область восприятия ограничена по частоте и силе звука.

Частотный диапазон находиться в районе от 20 Гц до 20 000 Гц (в некоторых книгах указывается даже от 16 Гц до 25 000 Гц).

Кстати,  для сравнения у многих животных диапазон, особенно на высоких частотах намного выше. Например, собаки и кошки слышат до 60000 Гц, а дельфины до 100000 Гц

По силе звука (динамическому диапазону) предел громкости доходит до 120 — 140 Дб.

Диапазоны

Условно область слухового восприятия можно разделить на три области: 20…300 Гц — низкая; 300…3000 Гц — средняя; 3000…20000 Гц — высокая.

Чувствительность слуха

Наибольшая степень чувствительности находится в диапазоне от 1000 до 3000 Гц. Чем выше или ниже от этого диапазона чувствительность начинает падать. Причем в области самых низких и высоких звуков наблюдается очень резкое её падение.

Кроме этого с возрастом чувствительность существенно меняется. Наибольшая она у 15—20-летних. Затем она постепенно снижается. Например, область наибольшей чувствительности до 40-летнего возраста находится около 3000 Гц, от 40 до 60 лет — около 2000 Гц, а старше 60 лет — около 1000 Гц.

Порог слышимости

Едва ощущаемое звучание минимальной силы звука называется порогом слышимости. Чем меньше необходимо звуковой энергии для того чтобы услышать звук, тем выше чувствительность уха.

Как мы говорили выше, в области 1000-3000 Гц находиться наибольшая степень чувствительности. Поэтому порог слухового восприятия в данной области наиболее низкий.

Естественно, что в других областях (более низких и высоких) порог повышается.

В международном стандарте ISO/R-226 значится следующие значения порогов слышимости (слушатели в возрасте от 18 до 30лет):

На рисунке нижняя  кривая изображает порог слышимости (ниже его мы уже не слышим звук). А верхняя кривая это болевой порог (при нем мы уже начинаем ощущать боль в ушах).

Область восприятия музыки

Основная энергия области слухового восприятия музыки находится в частотной области от 40 до 5000 Гц, а по уровню давления от 40 до 100 дБ. С возрастом, конечно, эта область восприятия звуков уменьшается и начинает терять яркость (уменьшается восприятие верхнего частотного диапазона). Однако, это в целом абсолютно не влияет на прослушивание музыки в любом возрасте.

Область восприятия речи

Что касается речи, то основная энергия области её слухового восприятия находится по частоте от 500 до 600 Гц и по силе от 50 до 90 дБ.

Для звукорежиссера при обработке речи (в том числе и вокала) важно знать следующее, что согласные с, з, ц, содержат частоты намного выше вплоть до 8600 Гц. А как их редактировать можно прочитать здесь.

Динамический диапазон тихого шепота равен 10—15 дБ, а громкой речи 25 дБ. Это означает, что некоторые особенно глухие согласные можно полноценно различить при условии сохранности не только частоты, но и интенсивности звука.

Абсолютный порог слышимости

Он зависит от длительности сигнала. Чтобы слух смог определить высоту тона, ему требуется определённое время воздействия. Например, для 50 Гц это 60 мс, для 1000 Гц и выше от 10 мс. Не удивительно, что высоту тона, например, в ударной установки определить очень сложно. А если звук совсем короткий, то он воспринимается как щелчок (подробнее).

На рисунке можно увидеть как зависит интенсивность (в Дб — вертикаль) и длительность воздействия (в мс горизонталь). Если длительность меньше 250 мс, то пороги возрастают, если больше 250 мс, то они стабилизируются. (рисунок взят их книги И. Алдошиной «Основы психоакустики»)

Разностный порог

Этот порог показывает нам ту разницу, при которой мы чувствуем прирост или ослабление частоты звука по сравнению с первоначальным.

  • Разностный порог по частоте:

В диапазоне от 500 до 5000 Гц он равен 0,003. Это означает, что изменение частоты в этом диапазоне на 3 Гц воспринимается слухом как другой звук (например, 2000 и 2003 Гц).

  • Разностный порог по силе звука:

Минимальный прирост силы звука заметный для слуха в среднем равен 0,1—0,12. Это означает, что наш слух ощущает разницу в громкости, если его усилить на 0,1 первоначальной величины, или на 1 дБ.

Но подробнее о дБ и громкости звука мы поговорим в отдельной статье.

Если нравятся наши статьи, подписывайтесь на RSS!  И поделись статьей со своим другом! Не ленитесь!

Если у вас есть, что добавить по теме, не стесняйтесь.

Share on Tweet Подписаться Share Share Share Share Share

Источник: https://nssound.ru/o-zvuke-i-zvukovykh-signalakh/oblast-sluhovogo-vosprijatija-cheloveka/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.