Helilainete tajumine. Heli tajumine inimese kõrva poolt. Müra mõju inimesele

Inimese kuulmisanalüsaator on spetsiaalne süsteem helivibratsioonide tajumiseks, kuulmisaistingu kujundamiseks ja helipiltide tuvastamiseks. Analüsaatori perifeerse osa abiseade on kõrv (joonis 15).

Eristage väliskõrva, mis hõlmab auriklit, välist kuulmislihast ja trummikilet; keskkõrv, mis koosneb omavahel ühendatud kuulmisluude süsteemist - haamrist, alasist ja jalust ning sisekõrvast, mis hõlmab kõrvlit, kus asuvad helivibratsiooni tajuvad retseptorid, samuti vestibüülist ja poolringikujulistest kanalitest. Poolringikujulised kanalid on vestibulaarse analüsaatori perifeerne retseptori osa, millest tuleb eraldi juttu.

Väliskõrv on konstrueeritud nii, et see annab trummikile helienergiat. Auriklite abil tekib selle energia suhteliselt väike kontsentratsioon ning väliskuulmekäik hoiab püsivat temperatuuri ja niiskust kui heliedastusaparaadi stabiilsust määravaid tegureid.

Trummi membraan on umbes 0,1 mm paksune õhuke vahesein, mis koosneb eri suundades jooksvatest kiududest. Trummikesta funktsioon kajastub hästi selle nimes – see hakkab võnkuma, kui sellele langevad väliskuulmekäigu küljelt õhu helivõnked. Samal ajal võimaldab selle struktuur edastada peaaegu moonutusteta kõiki helivahemiku sagedusi. Luusüsteem edastab vibratsiooni kuulmekilest kõrvakallile.

Helivõnke tajumist tagavad retseptorid paiknevad sisekõrvas – kõrvas (joonis 16). See nimi on seotud selle moodustise spiraalse kujuga, mis koosneb 2,5 pöördest.

Sisekõrva keskmises kanalis põhimembraanil asub Corti elund (nimetatud itaalia anatoomi Corti järgi, 1822-1888). Selles elundis asub kuulmisanalüsaatori retseptori aparaat (joonis 17).

Kuidas heliaisting kujuneb? See küsimus köidab siiani teadlaste tähelepanu. Esimest korda (1863) esitas väga veenva tõlgenduse sisekõrvas toimuvatest protsessidest saksa füsioloog Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz, kes töötas välja nn resonantsi teooria. Ta märkas, et kõri peamembraani moodustavad ristisuunas kulgevad kiud. Nende kiudude pikkus suureneb sisekõrva ülaosa suunas. Seega on mõistetav selle oreli töö analoogia harfiga, kus erineva pikkusega keeltega saavutatakse erinev tonaalsus. Helmholtzi sõnul satub helivibratsiooniga kokkupuutel resonantsi mingi spetsiifiline kiud, mis vastutab antud sageduse tajumise eest. Teooria, mis on oma lihtsuses ja täielikkuses väga kütkestav, kuid millest tuli paraku loobuda, kuna selgus, et põhimembraanis on liiga vähe keeli - kiude, et reprodutseerida kõiki inimesele kuuldavaid sagedusi. liiga nõrgalt venitatud ja pealegi on need isoleeritud kõikumised ei ole võimalikud. Need raskused resonantsiteooria jaoks osutusid ületamatuteks, kuid andsid tõuke edasistele uuringutele.

Kaasaegsete kontseptsioonide kohaselt on helivibratsiooni edasikandumine ja taasesitamine tingitud kõrveti kõigi keskkondade sagedus-resonantsomadustest. Väga geniaalsete katsete abil leiti, et madalatel vibratsioonisagedustel (100-150 hertsi, võib see olla ka mõnevõrra kõrgem, kuid mitte üle 1000 hertsi) katab laineprotsess kogu põhimembraani, kõik elundi retseptorid. sellel membraanil asuvatest Cortidest on põnevil. Helilainete sageduse suurenemisega osaleb võnkeprotsessis ainult osa põhimembraanist ja mida vähem, seda kõrgem on heli. Sel juhul nihkub resonantsi maksimum kõri põhja poole.

Kuid me pole veel kaalunud küsimust, kuidas mehaaniliste vibratsioonide energia muudetakse närvilise ergastuse protsessiks. Kuulmisanalüsaatori retseptori aparaati esindavad omapärased karvarakud, mis on tüüpilised mehhanoretseptorid, st mille jaoks mehaaniline energia, antud juhul võnkeliikumine, toimib piisava stiimulina. Karvarakkude eripäraks on karvade olemasolu nende ülaosas, mis on otseses kontaktis sisemembraaniga. Corti organis eristatakse ühte rida (3,5 tuhat) sisemisi ja 3 rida (12 tuhat) väliseid karvarakke, mis erinevad tundlikkuse taseme poolest. Sisemiste rakkude ergutamiseks on vaja rohkem energiat ja see on üks kuulmisorgani mehhanisme, et tajuda erineva intensiivsusega helistiimuleid.

Kui sisemembraanis toimub võnkeprotsess põhimembraani ja sellega koos ka Corti organi liigutuste tagajärjel, tekib vastu sisemembraani toetuvate karvade deformatsioon. See deformatsioon on lähtepunkt nähtuste ahelas, mis viib retseptorrakkude ergastamisele. Spetsiaalses katses leiti, et kui helisignaali edastamise ajal eemaldatakse biovoolud karvarakkude pinnalt ja seejärel viiakse need pärast nende tugevdamist valjuhääldisse, siis leiame üsna täpse reproduktsiooni helisignaali. See reprodutseerimine laieneb kõigile sagedustele, sealhulgas inimhäälele. Kas see pole mitte päris lähedane analoogia mikrofoniga? Siit pärineb nimi "mikrofoni potentsiaal". On tõestatud, et see bioelektriline nähtus on retseptori potentsiaal. Sellest järeldub, et juukseretseptori rakk peegeldab üsna täpselt (teatud intensiivsuse piirini) heli kokkupuute parameetreid läbi retseptori potentsiaali parameetrite - sageduse, amplituudi ja kuju.

Kuulmisnärvi kiudude elektrofüsioloogilises uuringus, mis tulevad otse Corti organi struktuuridesse, registreeritakse närviimpulsid. Tähelepanuväärne on, et sellise impulsi sagedus sõltub mõjuvate helivibratsioonide sagedusest. Samal ajal märgitakse kuni 1000 hertsi nende peaaegu kokkulangevust. Kuigi kõrgemaid sagedusi närvis ei registreerita, säilib helistiimuli ja aferentse impulsi sageduste vahel teatav kvantitatiivne seos.

Niisiis tutvusime inimkõrva omadustega ja kuulmisanalüsaatori retseptorite töömehhanismidega õhu helivibratsiooniga kokkupuutel. Kuid edasikandumine on võimalik ja mitte ainult õhu kaudu, vaid nn luu juhtivuse kaudu. Viimasel juhul edastavad vibratsioonid (näiteks häälehargi) kolju luud ja seejärel keskkõrvast mööda minnes otse sisekõrva. Kuigi sel juhul on akustilise energia edastamise meetod erinev, jääb selle koostoime mehhanism retseptorrakkudega samaks. Tõsi, ka kvantitatiivsed seosed on mõnevõrra erinevad. Kuid mõlemal juhul edastatakse erutus, mis algselt tekkis retseptoris ja kannab teatud teavet, närvistruktuuride kaudu kõrgematesse kuulmiskeskustesse.

Kuidas siis kodeeritakse teavet selliste helivibratsiooni parameetrite kohta nagu sagedus ja amplituud? Esiteks sageduse kohta. Ilmselgelt olete märganud iseäralikku bioelektrilist nähtust – kõrvakõrva mikrofoonilist potentsiaali. Lõppude lõpuks viitab see sisuliselt sellele, et märkimisväärses vahemikus on retseptori potentsiaali kõikumised (ja need peegeldavad retseptori tööd nii tajumisel kui ka järgneval edastamisel) peaaegu täpselt sageduselt helivibratsioonidega. Kuid nagu juba märgitud, ei ületa kuulmisnärvi kiududes, st nendes kiududes, mis saavad teavet retseptoritelt, närviimpulsside sagedus 1000 võnkumist sekundis. Ja see on palju väiksem kui reaalsetes tingimustes tajutavate helide sagedus. Kuidas see probleem kuulmissüsteemis lahendatakse? Varem, kui käsitlesime Corti oreli tööd, märkisime, et madalatel helisagedustel vibreerib kogu põhimembraan. Järelikult on kõik retseptorid erutatud ja võnkesagedus kandub muutumatult edasi kuulmisnärvi kiududele. Kõrgetel sagedustel osaleb võnkeprotsessis vaid osa põhimembraanist ja järelikult ainult osa retseptoritest. Nad edastavad erutuse närvikiudude vastavale osale, kuid koos rütmi muutumisega. Sel juhul vastab teatud osa kiududest teatud sagedusele. Seda põhimõtet nimetatakse ruumilise kodeerimise meetodiks. Seega saadakse sagedusteave sagedus-ruumilise kodeerimise teel.

Siiski on hästi teada, et valdav enamus meie poolt tajutavatest pärishelidest, sealhulgas kõnesignaalid, ei ole regulaarsed siinusvõnked, vaid protsessid, millel on palju keerulisem vorm. Kuidas sel juhul teavet edastatakse? 19. sajandi alguses töötas väljapaistev prantsuse matemaatik Jean Baptiste Fourier välja originaalse matemaatilise meetodi, mis võimaldab mis tahes perioodilist funktsiooni esitada sinusoidaalsete komponentide jada (Fourier' seeria) summana. Ranged matemaatilised meetodid tõestavad, et nende komponentide perioodid on võrdsed T, T/2, T/3 ja nii edasi või teisisõnu nende sagedused on põhisageduse kordsed. Ja saksa füüsik Georg Simon Ohm (keda kõik tunnevad väga hästi oma elektrotehnika seaduse järgi) esitas 1847. aastal idee, et just selline lagunemine toimub Corti organis. Nii ilmus järjekordne Ohmi seadus, mis peegeldab väga olulist heli tajumise mehhanismi. Peamembraan lagundab oma resonantsomaduste tõttu keerulise heli komponentideks, millest igaüks on tajutav vastava neuro-retseptori aparatuuri poolt. Seega kannab ruumiline ergastusmuster informatsiooni keerulise helivibratsiooni sagedusspektri kohta.

Heli intensiivsuse, st vibratsiooni amplituudi kohta teabe edastamiseks on kuulmisanalüsaatoril mehhanism, mis erineb ka teiste aferentsete süsteemide tööviisist. Enamasti edastatakse intensiivsuse teave närviimpulsside sageduse kaudu. Kuid kuulmissüsteemis, nagu äsja vaadeldud protsessidest järeldub, on see meetod võimatu. Selgub, et sel juhul kasutatakse ka ruumilise kodeerimise põhimõtet. Nagu juba märgitud, on sisemised karvarakud vähem tundlikud kui välimised. Seega vastab nende kahe tüübi ergastatud retseptorite erinev kombinatsioon erinevale heliintensiivsusele, see tähendab ergastuse ruumilise mustri spetsiifilisele vormile.

Auditoorses analüsaatoris on konkreetsete detektorite küsimus (nagu see visuaalses süsteemis hästi väljendub) endiselt lahtine, kuid ka siin on mehhanismid, mis võimaldavad eraldada üha keerukamaid tunnuseid, mis lõppkokkuvõttes kulmineerub moodustamisega. sellisest ergastusmustrist, mis vastab teatud subjektiivsele kujutisele, mis on identifitseeritav vastava "standardi" järgi.

Kuulmisanalüsaator tajub õhuvõnkumisi ja muudab nende vibratsioonide mehaanilise energia impulssideks, mida ajukoores tajutakse heliaistingudena.

Kuulmisanalüsaatori vastuvõtlik osa hõlmab - välis-, kesk- ja sisekõrva (joon. 11.8.). Väliskõrva esindavad auricle (helipüüdja) ja väline kuulmislihas, mille pikkus on 21-27 mm ja läbimõõt 6-8 mm. Välis- ja keskkõrva eraldab trummikile – kergelt painduv ja veidi veniv membraan.

Keskkõrv koosneb omavahel ühendatud luude ahelast: haamer, alasi ja jalus. Malleuse käepide on kinnitatud trummikile külge, jaluse alus on kinnitatud ovaalse akna külge. See on omamoodi võimendi, mis võimendab vibratsiooni 20 korda. Keskkõrvas on lisaks veel kaks väikest luude külge kinnitatud lihast. Nende lihaste kokkutõmbumine viib võnkumiste vähenemiseni. Rõhku keskkõrvas tasakaalustab Eustachia toru, mis avaneb suhu.

Sisekõrv on ühendatud keskkõrvaga ovaalse akna abil, mille külge on kinnitatud jalus. Sisekõrvas on kahe analüsaatori retseptor-aparaat - tajuv ja kuuldav (joon. 11.9.). Kuulmisretseptor-aparaati esindab kohlea. 35 mm pikkune ja 2,5 lokkidega sõõr koosneb luu- ja kileosast. Luuosa on jagatud kahe membraaniga: peamine ja vestibulaarne (Reisner) kolmeks kanaliks (ülemine - vestibulaarne, alumine - trummikile, keskmine - trummikile). Keskmist osa nimetatakse kohleaarseks läbipääsuks (vöödiga). Tipus on ülemine ja alumine kanal ühendatud helikotremaga. Sisekõrva ülemine ja alumine kanal on täidetud perilümfiga, keskmised endolümfiga. Ioonse koostise poolest meenutab perilümf plasmat, endolümf intratsellulaarset vedelikku (100 korda rohkem K ioone ja 10 korda rohkem Na ioone).

Põhimembraan koosneb lõdvalt venitatud elastsetest kiududest, nii et see võib kõikuda. Põhimembraanil - keskmises kanalis on heli tajuvad retseptorid - Corti organ (4 rida juukserakke - 1 sisemine (3,5 tuhat rakku) ja 3 välist - 25-30 tuhat rakku). Ülemine - tektoriaalne membraan.

Helivõnke juhtimise mehhanismid. Välist kuulmekäiku läbivad helilained vibreerivad trummikilet, viimane paneb liikuma luud ja ovaalse akna membraani. Perilümf võngub ja ülespoole võnkumised tuhmuvad. Perilümfi vibratsioon kandub edasi vestibulaarsele membraanile ning viimane hakkab vibreerima endolümfi ja põhimembraani.

Kõrvas registreeritakse: 1) kogupotentsiaal (Corti organi ja keskmise kanali vahel - 150 mV). See ei ole seotud helivibratsiooni juhtivusega. See on tingitud redoksprotsesside võrrandist. 2) Kuulmisnärvi aktsioonipotentsiaal. Füsioloogias tuntakse ka kolmandat – mikrofoni – efekti, mis seisneb järgmises: kui elektroodid sisestada kõrvakalli ja ühendada mikrofoniga, pärast selle võimendamist ja erinevate sõnade hääldamist kassi kõrvas, siis mikrofon reprodutseerib samad sõnad. Mikrofoonilise efekti tekitab karvarakkude pind, kuna karvade deformatsioon toob kaasa potentsiaalse erinevuse ilmnemise. See efekt ületab aga seda tekitanud helivibratsioonide energia. Seega on mikrofoni potentsiaal mehaanilise energia raske muundamine elektrienergiaks ja see on seotud juukserakkude ainevahetusprotsessidega. Mikrofoni potentsiaali esinemiskoht on juukserakkude karvade juurte piirkond. Sisekõrva mõjuvad helivibratsioonid avaldavad endokohleaarsele potentsiaalile tekkivat mikrofoni.

Kogupotentsiaal erineb mikrofoni omast selle poolest, et see ei peegelda mitte helilaine kuju, vaid selle mähisjoont ja tekib siis, kui kõrva mõjuvad kõrgsageduslikud helid (joonis 11.10.).

Kuulmisnärvi aktsioonipotentsiaal tekib elektrilise ergastuse tulemusena, mis tekib juukserakkudes mikrofoniefekti ja netopotentsiaalina.

Juukserakkude ja närvilõpmete vahel toimuvad sünapsid ning toimuvad nii keemilised kui ka elektrilised ülekandemehhanismid.

Erineva sagedusega heli edastamise mehhanism. Pikka aega domineeris füsioloogias resonaator Helmholtzi teooria: põhimembraanile on venitatud erineva pikkusega keeled, nagu harfil on neil erinev vibratsioonisagedus. Heli toimel hakkab see osa membraanist, mis on häälestatud antud sagedusega resonantsile, võnkuma. Venitatud niitide vibratsioon ärritab vastavaid retseptoreid. Seda teooriat aga kritiseeritakse, kuna nöörid ei ole venitatud ja nende vibratsioonid hõlmavad igal hetkel liiga palju membraanikiude.

Väärib tähelepanu Bekeshe teooria. Sisekõrvas esineb resonantsi nähtus, kuid resoneerivaks substraadiks ei ole mitte põhimembraani kiud, vaid teatud pikkusega vedelikusammas. Bekesche järgi, mida suurem on heli sagedus, seda lühem on võnkuva vedelikusamba pikkus. Madalsageduslike helide toimel suureneb võnkuva vedelikusamba pikkus, haarates kinni suurema osa põhimembraanist ja mitte üksikud kiud ei vibreeri, vaid märkimisväärne osa neist. Iga helikõrgus vastab teatud arvule retseptoritele.

Praegu on kõige levinum erineva sagedusega heli tajumise teooria "kohateooria"”, mille kohaselt ei ole välistatud tajuvate rakkude osalemine kuulmissignaalide analüüsis. Eeldatakse, et põhimembraani erinevatel osadel paiknevatel karvarakkudel on erinev labiilsus, mis mõjutab heli tajumist, st räägime karvarakkude häälestamisest erineva sagedusega helidele.

Põhimembraani erinevate osade kahjustused põhjustavad elektrinähtuste nõrgenemist, mis ilmnevad erineva sagedusega helide ärrituse korral.

Resonantsi teooria kohaselt reageerivad põhiplaadi erinevad lõigud vibreerides oma kiude erineva kõrgusega helidele. Heli tugevus sõltub kuulmekile poolt tajutavate helilainete vibratsiooni suurusest. Heli on seda tugevam, seda suurem on helilainete vibratsiooni suurus ja vastavalt ka kuulmekile. Heli kõrgus sõltub helilainete vibratsiooni sagedusest. Mida suurem on vibratsiooni sagedus ajaühikus . kuulmisorgan tajub kõrgemate toonide kujul (õhukesed, kõrged häälehelid) Helilainete madalamat vibratsiooni sagedust tajub kuulmisorgan madalate toonide kujul (bass, karmid helid ja hääled) .

Kõrguse, heli intensiivsuse ja heliallika asukoha tajumine algab helilainete sisenemisega väliskõrva, kus need panevad kuulmekile liikuma. Trummi membraani vibratsioon kandub läbi keskkõrva kuulmisluude süsteemi ovaalse akna membraanile, mis põhjustab vestibulaarse (ülemise) skalaali perilümfi võnkumisi. Need vibratsioonid kanduvad helikotrema kaudu edasi trummikile (alumise) skalaali perilümfile ja jõuavad ümara aknani, nihutades selle membraani keskkõrvaõõne suunas. Perilümfi vibratsioonid kanduvad üle ka membraanse (keskmise) kanali endolümfile, mis viib peamembraani võnkuvate liikumisteni, mis koosnevad üksikutest klaverikeeltena venitatud kiududest. Heli toimel satuvad membraani kiud koos nendel asuvate Corti elundi retseptorrakkudega võnkuvale liikumisele. Sel juhul on retseptorrakkude karvad kontaktis tektoriaalse membraaniga, karvarakkude ripsmed on deformeerunud. Kõigepealt ilmub retseptori potentsiaal ja seejärel aktsioonipotentsiaal (närviimpulss), mis seejärel kantakse mööda kuulmisnärvi ja edastatakse kuulmisanalüsaatori teistesse osadesse.

Kaasaegne psühholoogia käsitleb igasugust taju toiminguna, rõhutades selle aktiivset iseloomu. See kehtib täielikult kõne tajumise kohta, mille käigus kuulaja mitte lihtsalt ei salvesta ja töötleb sissetulevat teavet, vaid näidates vastutegevust, ennustab, modelleerib seda pidevalt, võrdleb tegelikult kuuldut mudeliga, teeb vajalikud parandused ja lõpuks teeb lõpliku otsuse kuulatavas osas sisalduva tähenduse kohta

Ümbritsevas maailmas õigesti navigeerimiseks on oluline tajuda mitte ainult iga üksikut objekti (laud, lill, vikerkaar), vaid ka olukorda, mõne objekti kompleksi tervikuna (mängutuba, pilt, helisev meloodia) Ühendage objektide individuaalsed omadused ja looge terviklik kujutise tajumine aitab - inimese peegeldusprotsess ümbritseva maailma objektidest ja nähtustest nende otsese mõjuga meeltele. Ka lihtsa objekti tajumine on väga keeruline protsess, mis hõlmab sensoorsete (sensoorsete), motoorsete ja kõnemehhanismide tööd. Taju ei põhine ainult aistingutel, mis iga hetk võimaldavad tunnetada ümbritsevat maailma, vaid ka kasvava inimese varasemal kogemusel.

Laps ei sünni valmis võimega ümbritsevat maailma tajuma, vaid õpib seda tegema. Nooremas koolieelses eas on tajutavate objektide kujutised väga ebamäärased ja ebaselged. Niisiis ei tunne kolme-neljaaastased lapsed matineel ära rebasekostüümi riietatud õpetajat, kuigi ta nägu on lahti. Kui lapsed satuvad pildile võõrast objektist, haaravad nad pildilt mõne detaili ja saavad sellele toetudes aru kogu kujutatavast objektist. Näiteks esimest korda arvutimonitori nähes võib laps tajuda seda telerina.

Hoolimata sellest, et laps sünnist saati suudab näha, helisid tabada, tuleb teda süstemaatiliselt õpetada tajutavaga arvestama, kuulama ja mõistma. Tajumehhanism on valmis, kuid laps alles õpib seda kasutama

Kuulmisreaktsioonid imikueas peegeldavad pigem aktiivset keeleoskuse realiseerimise ja kuulmiskogemuse omandamise protsessi, mitte keha passiivseid reaktsioone helile.

Juba esimesel elukuul paraneb kuulmissüsteem ja avaldub inimese kuulmise kaasasündinud kohanemisvõime kõnetajuga. Esimestel elukuudel reageerib laps ema häälele, eristades seda teistest helidest ja võõrastest häältest.

Vastsündinutel, isegi enneaegsetel imikutel tekivad vastuseks valjule häälele või kõristile mitmesugused motoorsed reaktsioonid: laps sulgeb silmad, kortsutab otsaesist, tal on nutugrimass, hingamine kiireneb. Mõnikord võivad reaktsioonid olla erinevad: laps sirutab käed välja, sirutab sõrmed laiali, avab suu, teeb imemisliigutusi. Reaktsiooniga valjule helile võib kaasneda ka silmamunade tõmblemine, ahenemine ja seejärel pupillide laienemine. 2. elunädalal ilmneb kuulmiskontsentratsioon – nuttev laps vaikib tugeva kuulmisstiimuliga ja kuulab.

Nooremate koolieelikute taju areng on otseselt seotud sensoorse kasvatusega. Sensoorse hariduse eesmärk on õpetada lastele täielikumalt, täpsemini ja üksikasjalikumalt tajuma selliseid objektide omadusi nagu värv, kuju ja suurus. Just noorem koolieelik on kõige soodsam lapse meeleelundite aktiivsuse parandamiseks. Hästi arenenud taju on lapse kooliedukuse võti ning see on vajalik ka paljude täiskasvanute kutsetegevuse jaoks.

Lapse sensoorse arengu edukus sõltub suurel määral täiskasvanute kompetentsest spetsiaalsete mängude ja tegevuste läbiviimisest. Ilma sellise tegevuseta jääb laste tajumine pikaks ajaks pealiskaudseks, fragmentaarseks, mis omakorda raskendab nende mõtlemise, mälu ja kujutlusvõime edasist arengut.

Taju kujuneb seoses arenguga, analüsaatorite tegevuse komplitseerimisega. Igapäevaselt teatud inimeste ja ümbritsevate objektidega silmitsi seistes kogeb laps pidevalt nägemis-, kuulmis-, naha- ja muid ärritusi. Järk-järgult isoleeritakse antud objekti põhjustatud ärritused kõigist ümbritsevate objektide ja nähtuste mõjudest, on omavahel seotud, mis toob kaasa selle objekti omaduste tajumise.

Taju, aga ka teiste vaimsete protsesside kujunemisel on kõige olulisem tugevdamine.

Antud objektiga seotud stiimulite kompleksi eraldamine ja nendevaheliste seoste loomine on edukas, kui see objekt on omandanud lapse jaoks mingi tähtsuse või oma ebatavalisuse tõttu põhjustab orienteeruv-uurimisrefleksi.

Sel juhul toetab stiimulite kompleksi õiget valikut ja sobivate seoste teket soovitud tulemuse saavutamine, mille tulemusena toimub taju areng ja paranemine.

On iseloomulik, et laps hakkab esmalt tajuma seda, mis on tema jaoks eluliselt kõige olulisem, mis on seotud tema eluliste vajaduste rahuldamisega. Seega kõigist ümbritsevatest inimestest ja esemetest eristab ja tunneb beebi ära eelkõige temast hooliva ema. Tulevikus laieneb tajutavate objektide ja nähtuste ring üha enam.

Eelkooliealised saavutavad suurt edu nii oma emakeele sõnade tajumisel kui ka lihtsate meloodiate eristamisel.

Samal ajal tõmbab tajutavate objektide ja nähtuste nimetamine täiskasvanu ja seejärel lapse enda poolt selle sõnaga seotud minevikukogemust, mis annab tajule tähendusliku, teadliku iseloomu.

Korralikult korraldatud pedagoogilise protsessi tingimustes õpib koolieelik järk-järgult mitte olema rahul esmamuljega, vaid hoolikamalt ja süstemaatilisemalt uurima, uurima, tunnetama ümbritsevaid objekte ja kuulama tähelepanelikumalt, mida talle öeldakse. Selle tulemusena muutuvad tema peas tekkivad ümbritseva reaalsuse tajumise kujundid täpsemaks ja sisurikkamaks.

Samaaegselt visuaalsega arendavad nad ka muud tüüpi taju, mille hulgas on vaja ennekõike märkida taktiilset ja kuulmisvõimet.

Last ümbritseb palju helisid: muusika, lindude sirin, muru sahin, tuulekohin, veekohin...

Helide kuulamisel, nende kõla võrdlemisel ja kordamisel ei hakka laps mitte ainult kuulma, vaid ka eristama oma sünnipäraseid helisid.

Kuulmine mängib helikõne kujunemisel juhtivat rolli. See toimib alates lapse esimestest elutundidest. Juba esimesest kuust arenevad konditsioneeritud kuulmisrefleksid ja alates viiest kuust saab see protsess üsna kiiresti lõpule. Beebi hakkab vahet tegema ema häälel, muusikal jne. Ilma tugevdamiseta kaovad need refleksid peagi. Selline ajukoore varajane osalemine kuulmise arengus tagab helikõne varajase arengu. Kuid kuigi kuulmine on oma arengus ees kõneorganite liigutuste arengust, pole see esialgu siiski piisavalt arenenud, mis põhjustab mitmeid kõne ebatäiuslikkust.

Teiste helisid ja sõnu tajutakse eristamatult (nendevahelist erinevust ei tunneta ära), s.t. hägune, moonutatud. Seetõttu segavad lapsed ühte heli teisega, nad ei saa kõnest hästi aru.

Koolieelses eas, sobiva kasvatustöö mõjul, suureneb helisignaalide roll laste tajumise korraldamisel.

Tuleb märkida, et kuulmistaju arendamisele suunatud töö on lapse psüühika üldises arengus väga oluline.

Kuulmistaju arendamisel on suur tähtsus koolieeliku ettevalmistamisel kooli astumiseks.

Psühhoakustika – füüsika ja psühholoogia piirnev teadusvaldkond, uurib andmeid inimese kuulmisaistingu kohta füüsilise stiimuli – heli – mõjul kõrva. Inimeste reaktsioonide kohta kuulmisstiimulitele on kogunenud suur hulk andmeid. Ilma nende andmeteta on raske saada õiget arusaama helisagedussignaalisüsteemide tööst. Mõelge inimese helitaju kõige olulisematele tunnustele.
Inimene tunneb helirõhu muutusi, mis toimuvad sagedusel 20-20 000 Hz. Alla 40 Hz helid on muusikas suhteliselt haruldased ja kõnekeeles neid ei eksisteeri. Väga kõrgetel sagedustel kaob muusikaline taju ja tekib teatav ebamäärane helitunnetus, mis sõltub kuulaja individuaalsusest, tema vanusest. Vanusega väheneb inimese kuulmise tundlikkus, eriti helivahemiku ülemistes sagedustes.
Kuid selle põhjal oleks vale järeldada, et laia sagedusriba edastamine heli taasesitava installatsiooni kaudu on vanemate inimeste jaoks ebaoluline. Katsed on näidanud, et inimesed, kes isegi vaevu tajuvad üle 12 kHz signaale, tunnevad väga kergesti ära kõrgete sageduste puudumise muusikaülekandes.

Kuulmisaistingu sagedusomadused

Inimesele kuuldavate helide ala vahemikus 20-20000 Hz on intensiivsusega piiratud lävedega: altpoolt - kuuldavus ja ülevalt - valuaistingud.
Kuulmislävi hinnatakse minimaalse rõhu, täpsemalt rõhu minimaalse tõusu järgi piiri suhtes; see on tundlik sagedustele 1000-5000 Hz - siin on kuulmislävi kõige madalam (helirõhk on umbes 2 -10 Pa). Madalamate ja kõrgemate helisageduste suunas langeb kuulmise tundlikkus järsult.
Valulävi määrab helienergia tajumise ülemise piiri ja vastab ligikaudu heli intensiivsusele 10 W / m või 130 dB (1000 Hz sagedusega võrdlussignaali korral).
Helirõhu tõusuga suureneb ka heli intensiivsus ja kuulmisaisting suureneb hüpetel, mida nimetatakse intensiivsuse eristamise läveks. Nende hüpete arv keskmistel sagedustel on umbes 250, madalatel ja kõrgetel sagedustel see väheneb ja keskmiselt on sagedusvahemikus umbes 150.

Kuna intensiivsuse muutuste vahemik on 130 dB, siis aistingute elementaarne hüpe keskmiselt üle amplituudivahemiku on 0,8 dB, mis vastab helitugevuse muutusele 1,2 korda. Madalatel kuulmistasemetel ulatuvad need hüpped 2-3 dB-ni, kõrgel vähenevad 0,5 dB-ni (1,1 korda). Võimenditee võimsuse suurenemist vähem kui 1,44 korda inimkõrv praktiliselt ei fikseeri. Valjuhääldi poolt arendatava madalama helirõhu korral ei pruugi isegi väljundastme võimsuse kahekordne suurendamine anda käegakatsutavat tulemust.

Heli subjektiivsed omadused

Heli edastamise kvaliteeti hinnatakse kuulmistaju alusel. Seetõttu on võimalik heli ülekandetee või selle üksikute lülide tehnilisi nõudeid õigesti määrata vaid subjektiivselt tajutavat heliaistingut ühendavate mustrite uurimisel ning heli objektiivseteks omadusteks on helikõrgus, valjus ja tämber.
Kõrguse mõiste eeldab subjektiivset hinnangut heli tajumisele sagedusalas. Heli iseloomustab tavaliselt mitte sagedus, vaid helikõrgus.
Toon on teatud kõrgusega signaal, millel on diskreetne spekter (muusikahelid, kõne vokaalid). Laia pideva spektriga signaali, mille kõik sageduskomponendid on ühesuguse keskmise võimsusega, nimetatakse valgeks müraks.

Heli vibratsiooni sageduse järkjärgulist suurenemist 20-lt 20 000 Hz-le tajutakse tooni järkjärgulise muutumisena madalaimast (bassist) kõrgeimale.
See, millise täpsusega inimene kõrva järgi helikõrgust määrab, sõltub tema kõrva teravusest, musikaalsusest ja treenitusest. Tuleb märkida, et helikõrgus sõltub mingil määral heli intensiivsusest (kõrgetel helitugevustel tunduvad suurema intensiivsusega helid nõrgemad.
Inimkõrv oskab hästi eristada kahte helikõrguse lähedase tooni. Näiteks sagedusvahemikus ligikaudu 2000 Hz suudab inimene eristada kahte tooni, mis erinevad üksteisest sageduselt 3-6 Hz.
Helitaju subjektiivne skaala sageduse poolest on lähedane logaritmiseadusele. Seetõttu tajutakse võnkesageduse kahekordistumist (olenemata algsagedusest) alati samasuguse helikõrguse muutusena. Kõrguse intervalli, mis vastab 2-kordsele sageduse muutusele, nimetatakse oktaaviks. Inimese tajutav sagedusvahemik on 20-20 000 Hz, see hõlmab ligikaudu kümmet oktaavi.
Oktav on üsna suur helikõrguse muutmise intervall; inimene eristab palju väiksemaid intervalle. Seega võib kümnes kõrvaga tajutavas oktavis eristada enam kui tuhat helikõrguse gradatsiooni. Muusika kasutab väiksemaid intervalle, mida nimetatakse pooltoonideks, mis vastavad ligikaudu 1,054-kordsele sageduse muutusele.
Oktav jaguneb pooloktaaviks ja kolmandikuks oktaavist. Viimase jaoks on standarditud järgmine sagedusvahemik: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3; 3,15; 4; 5; 6,3:8; 10, mis on ühe kolmandiku oktaavi piirid. Kui need sagedused on paigutatud piki sagedustelge võrdsele kaugusele, saadakse logaritmiline skaala. Sellest lähtuvalt on kõik heliedastusseadmete sageduskarakteristikud üles ehitatud logaritmilisel skaalal.
Ülekande valjus ei sõltu ainult heli intensiivsusest, vaid ka spektraalsest koostisest, tajutingimustest ja kokkupuute kestusest. Seega ei taju inimene kahte sama intensiivsusega (või sama helirõhuga) keskmise ja madala sagedusega helitooni võrdselt valjuna. Seetõttu võeti sama valjuhäälsete helide tähistamiseks kasutusele mõiste helitugevuse tase taustal. Puhta tooni sagedusega 1000 Hz sama helitugevuse helitugevuse taset detsibellides võetakse helitugevuse tasemeks fonides, st sagedusel 1000 Hz on helitugevuse tasemed fonides ja detsibellides samad. Teistel sagedustel sama helirõhu korral võivad helid tunduda valjemad või vaiksemad.
Helitehnikute kogemus muusikateoste salvestamisel ja monteerimisel näitab, et töö käigus tekkida võivate helidefektide paremaks tuvastamiseks tuleks kontrollkuulamise ajal hoida helitugevust kõrgel, mis vastab ligikaudu saali helitugevusele.
Pikaajalisel intensiivse heliga kokkupuutel kuulmistundlikkus järk-järgult väheneb ja mida rohkem, seda suurem on heli tugevus. Tundlikkuse tuvastatav vähenemine on seotud kuulmisreaktsiooniga ülekoormusele, s.t. selle loomuliku kohanemisega, Pärast kuulamispausi taastatakse kuulmistundlikkus. Sellele tuleb lisada, et kuuldeaparaat toob kõrgetasemelisi signaale tajudes sisse omad, nn subjektiivsed moonutused (mis viitab kuulmise mittelineaarsusele). Seega ulatuvad 100 dB signaalitasemel esimene ja teine ​​subjektiivne harmooniline tasemeni 85 ja 70 dB.
Märkimisväärne helitugevus ja selle kokkupuute kestus põhjustavad kuulmisorganis pöördumatuid nähtusi. Märgitakse, et viimastel aastatel on kuulmislävi noorte seas järsult tõusnud. Selle põhjuseks oli kirg popmuusika vastu, mida iseloomustavad kõrged helitasemed.
Helitugevust mõõdetakse elektroakustilise seadme - helitaseme mõõturi abil. Mõõdetud heli muundab mikrofon esmalt elektriliseks vibratsiooniks. Pärast võimendamist spetsiaalse pingevõimendiga mõõdetakse neid võnkumisi detsibellides reguleeritud osutiga. Tagamaks, et seadme näidud vastaksid võimalikult täpselt subjektiivsele helitugevuse tajumisele, on seade varustatud spetsiaalsete filtritega, mis muudavad selle tundlikkust erinevate sagedustega heli tajumise suhtes vastavalt kuulmistundlikkuse tunnusele.
Heli oluline omadus on tämber. Kuulmisvõime seda eristada võimaldab teil tajuda väga erinevate varjunditega signaale. Iga pilli ja hääle kõla muutub neile iseloomulike varjundite tõttu mitmevärviliseks ja hästi äratuntavaks.
Tämber, olles tajutava heli keerukuse subjektiivne peegeldus, ei oma kvantitatiivset hinnangut ja seda iseloomustavad kvalitatiivse järjestuse terminid (ilus, pehme, mahlane jne). Kui signaal edastatakse elektroakustilisel teel, mõjutavad tekkivad moonutused eelkõige taasesitatava heli tämbrit. Muusikahelide tämbri õige edastamise tingimus on signaali spektri moonutusteta edastamine. Signaali spekter on kompleksse heli sinusoidaalsete komponentide kogum.
Nn puhtal toonil on kõige lihtsam spekter, see sisaldab ainult ühte sagedust. Muusikariista heli osutub huvitavamaks: selle spekter koosneb põhisagedusest ja mitmest "ebapuhtus" sagedusest, mida nimetatakse ülemtoonideks (kõrgemad toonid) Ülemhelid on põhisageduse kordsed ja amplituudid on tavaliselt väiksemad.
Heli tämber sõltub intensiivsuse jaotusest ülemtoonide vahel. Erinevate muusikariistade helid erinevad tämbri poolest.
Keerulisem on muusikahelide kombinatsiooni spekter, mida nimetatakse akordiks. Sellises spektris on mitu põhisagedust koos vastavate ülemtoonidega.
Tämbrierinevused jagavad peamiselt signaali madala ja keskmise sagedusega komponendid, seetõttu on sagedusvahemiku alumises osas olevate signaalidega seotud palju erinevaid tämbreid. Selle ülemise osaga seotud signaalid kaotavad suurenedes üha enam oma tämbrivärvi, mis on tingitud nende harmooniliste komponentide järkjärgulisest väljumisest üle kuuldavate sageduste piiri. Seda võib seletada asjaoluga, et kuni 20 või enam harmoonilist osaleb aktiivselt madalate helide (keskmise 8–10, kõrge 2–3) tämbri moodustamisel, kuna ülejäänud on kas nõrgad või langevad helipiirkonnast välja. kuuldavad sagedused. Seetõttu on kõrged helid reeglina tämbri poolest kehvemad.
Peaaegu kõik looduslikud heliallikad, sealhulgas muusikahelide allikad, sõltuvad tämbrist helitugevuse tasemest. Ka kuulmine on selle sõltuvusega kohanenud – on loomulik, et ta määrab allika intensiivsuse heli värvi järgi. Valjud helid on tavaliselt karmimad.

Muusikalised heliallikad

Elektroakustiliste süsteemide helikvaliteeti mõjutavad suuresti mitmed tegurid, mis iseloomustavad esmaseid heliallikaid.
Muusikaallikate akustilised parameetrid sõltuvad esitajate koosseisust (orkester, ansambel, rühm, solist ja muusika liik: sümfooniline, folk, pop jne).

Heli päritolul ja kujunemisel igal muusikainstrumendil on oma spetsiifika, mis on seotud konkreetse muusikainstrumendi helitekke akustiliste tunnustega.
Muusikalise heli oluline element on rünnak. See on spetsiifiline mööduv protsess, mille käigus luuakse stabiilsed heliomadused: valjus, tämber, helikõrgus. Iga muusikaline heli läbib kolm etappi – alguse, keskpaiga ja lõpu ning nii alg- kui ka lõppfaasil on teatud kestus. Esialgset etappi nimetatakse rünnakuks. See kestab erinevalt: nätsu-, löök- ja mõnele puhkpillile 0-20 ms, fagotile 20-60 ms. Rünnak ei ole lihtsalt helitugevuse tõus nullist mingi püsiva väärtuseni, sellega võib kaasneda sama helikõrguse ja tämbri muutus. Pealegi ei ole pilli ründe omadused selle spektri eri osades erinevate mängustiilidega ühesugused: viiul on võimalike väljenduslike ründeviiside rohkuse poolest kõige täiuslikum pill.
Üks iga muusikariista omadus on heli sagedusvahemik. Lisaks põhisagedustele iseloomustavad iga instrumenti täiendavad kvaliteetsed komponendid - ülemtoonid (või nagu elektroakustikas tavaks, kõrgemad harmoonilised), mis määravad selle spetsiifilise tämbri.
On teada, et helienergia jaotub ebaühtlaselt kogu allika poolt kiiratava helisageduste spektri peale.
Enamikule instrumentidele on iseloomulik põhisageduste võimendus, aga ka üksikud ülemhelid teatud (ühes või mitmes) suhteliselt kitsas sagedusribas (formants), mis on igal instrumendil erinevad. Formandpiirkonna resonantssagedused (hertsides) on: trompetile 100-200, metsasarvele 200-400, tromboonile 300-900, trompetile 800-1750, saksofonile 350-900, oboele 800-1500, fagotile 800-1500, fagotile 900. 250-600.
Muusikariistade teine ​​iseloomulik omadus on nende kõla tugevus, mille määrab nende kõlakeha või õhusamba suurem või väiksem amplituud (ulatus) (suurem amplituud vastab tugevamale helile ja vastupidi). Akustiliste tippvõimsuste väärtus (vattides) on: suurel orkestril 70, bassitrumm 25, timpanid 20, trompet 12, tromboon 6, klaver 0,4, trompet ja saksofon 0,3, trompet 0,2, kontrabass 0.( 6, piccolo 0,08, klarnet, metsasarv ja kolmnurk 0,05.
"Fortissimo" esitamisel instrumendist eraldatud helitugevuse ja "pianissimo" esitamise helitugevuse suhet nimetatakse tavaliselt muusikariistade heli dünaamiliseks ulatuseks.
Muusikalise heliallika dünaamiline ulatus sõltub esineva rühma tüübist ja esituse iseloomust.
Võtke arvesse üksikute heliallikate dünaamilist ulatust. Üksikute muusikariistade ja ansamblite (erineva koosseisuga orkestrid ja koorid), aga ka häälte dünaamilise ulatuse all mõistame antud allika tekitatava maksimaalse helirõhu ja miinimumi suhet, väljendatuna detsibellides.
Praktikas opereeritakse heliallika dünaamilise ulatuse määramisel tavaliselt ainult helirõhutasemetega, arvutades või mõõtes nende vastavat erinevust. Näiteks kui orkestri maksimaalne helitase on 90 ja minimaalne 50 dB, siis öeldakse, et dünaamiline ulatus on 90 - 50 = = 40 dB. Sel juhul on 90 ja 50 dB helirõhutasemed nullakustilise taseme suhtes.
Teatud heliallika dünaamiline ulatus ei ole konstantne. See sõltub teostatava töö iseloomust ja ruumi akustilistest tingimustest, kus etendus toimub. Reverb laiendab dünaamilist ulatust, mis tavaliselt saavutab maksimumväärtuse suure helitugevuse ja minimaalse heli neeldumisega ruumides. Peaaegu kõikide instrumentide ja inimhäälte dünaamiline ulatus on heliregistrite lõikes ebaühtlane. Näiteks vokalisti "forte" madalaima heli helitugevus on võrdne "klaveri" kõrgeima heli tasemega.

Muusikaprogrammi dünaamilist ulatust väljendatakse samamoodi nagu üksikute heliallikate puhul, kuid maksimaalne helirõhk märgitakse dünaamilise ff (fortissimo) varjundiga ja minimaalne pp (pianissimo) varjundiga.

Suurim helitugevus, mis on näidatud nootides fff (forte, fortissimo), vastab umbes 110 dB akustilisele helirõhutasemele ja madalaim helitugevus, mis on näidatud nootides prr (piano-pianossimo), umbes 40 dB.
Tuleb märkida, et esituse dünaamilised varjundid muusikas on suhtelised ja nende seos vastavate helirõhutasemetega on teatud määral tinglik. Konkreetse muusikaprogrammi dünaamiline ulatus sõltub kompositsiooni olemusest. Seega ületab Haydni, Mozarti, Vivaldi klassikaliste teoste dünaamiline ulatus harva 30-35 dB. Varieteemuusika dünaamiline ulatus ei ületa tavaliselt 40 dB, tantsu ja jazzi puhul aga vaid umbes 20 dB. Enamik teoseid vene rahvapillide orkestrile on ka väikese dünaamilise ulatusega (25-30 dB). See kehtib ka puhkpilliorkestri kohta. Puhkpilliorkestri maksimaalne helitase ruumis võib aga küündida üsna kõrgele tasemele (kuni 110 dB).

maskeeriv toime

Valjuduse subjektiivne hinnang sõltub sellest, millistes tingimustes kuulaja heli tajub. Reaalsetes tingimustes akustiline signaal absoluutses vaikuses ei eksisteeri. Samal ajal mõjutavad kõrvalised helid kuulmist, raskendades heli tajumist, varjates teatud määral põhisignaali. Puhta sinusoidaalse tooni maskeerimise mõju kõrvalise müraga hinnatakse väärtusega, mis näitab. mitme detsibelli võrra tõuseb maskeeritud signaali kuuldavuse lävi üle selle vaikides tajumise läve.
Katsed ühe helisignaali varjamise astme määramiseks teisega näitavad, et mis tahes sageduse toon maskeeritakse madalamate toonidega palju tõhusamalt kui kõrgemate toonidega. Näiteks kui kaks häälehargi (1200 ja 440 Hz) väljastavad ühesuguse intensiivsusega helisid, siis me lõpetame esimese tooni kuulmise, see varjab teise tooni (kui teise häälekahvli vibratsioon on kustutatud, kuuleme jälle esimene).
Kui korraga on kaks keerulist helisignaali, mis koosnevad teatud helisageduste spektritest, siis ilmneb vastastikuse maskeerimise efekt. Veelgi enam, kui mõlema signaali põhienergia asub heli sagedusvahemiku samas piirkonnas, siis on maskeerimisefekt kõige tugevam, mistõttu orkestriteose edastamisel võib saate maskeerimise tõttu solisti partii halvasti muutuda. loetav, ebaselge.
Heli selguse või, nagu öeldakse, "läbipaistvuse" saavutamine orkestrite või popansamblite heliülekandes muutub väga keeruliseks, kui orkestri instrument või üksikud pillirühmad mängivad samaaegselt samades või lähedastes registrites.
Orkestri salvestamisel peab direktor arvestama maskeerimise iseärasusi. Proovides seab ta dirigendi abiga tasakaalu nii ühe rühma pillide kõlajõu kui ka kogu orkestri rühmade vahel. Peamiste meloodialiinide ja üksikute muusikapartiide selgus saavutatakse nendel juhtudel mikrofonide lähedase asukohaga esinejatele, helitehniku ​​poolt antud kohas kõige olulisemate instrumentide tahtliku valikuga ja muude spetsiaalsete helitehniliste võtetega. .
Maskeerimise fenomenile vastandub kuulmisorganite psühhofüsioloogiline võime üldisest massist välja tuua üks või mitu heli, mis kannavad endas kõige olulisemat informatsiooni. Näiteks kui orkester mängib, märkab dirigent kõige väiksemaid ebatäpsusi partii esituses ükskõik millisel pillil.
Maskeerimine võib oluliselt mõjutada signaali edastamise kvaliteeti. Vastuvõetud heli selge tajumine on võimalik, kui selle intensiivsus ületab oluliselt vastuvõetava heliga samas ribas olevate häirekomponentide taseme. Ühtlaste häirete korral peaks signaali ülejääk olema 10-15 dB. See kuulmistaju omadus leiab praktilist rakendust näiteks kandjate elektroakustiliste omaduste hindamisel. Seega, kui analoogsalvestuse signaali-müra suhe on 60 dB, ei tohi salvestatud programmi dünaamiline ulatus olla suurem kui 45–48 dB.

Kuulmistaju ajalised omadused

Kuuldeaparaat, nagu iga teinegi võnkesüsteem, on inertsiaalne. Kui heli kaob, ei kao kuulmisaisting kohe, vaid järk-järgult, vähenedes nullini. Aega, mille jooksul aisting helitugevuse osas väheneb 8-10 foni võrra, nimetatakse kuulmisaja konstandiks. See konstant sõltub paljudest asjaoludest ja ka tajutava heli parameetritest. Kui kuulajani jõuavad kaks lühikest heliimpulssi sama sageduskoostise ja -tasemega, kuid üks neist hilineb, siis tajutakse neid koos mitte üle 50 ms hilinemisega. Suurte viivitusintervallide korral tajutakse mõlemat impulssi eraldi, tekib kaja.
Seda kuulmise omadust võetakse arvesse mõnede signaalitöötlusseadmete, näiteks elektrooniliste viivitusliinide, reverbide jms kavandamisel.
Tuleb märkida, et kuulmise erilise omaduse tõttu ei sõltu lühiajalise heliimpulsi helitugevuse tajumine mitte ainult selle tasemest, vaid ka impulsi kõrva mõju kestusest. Niisiis, lühiajalist, vaid 10–12 ms kestvat heli tajub kõrv vaiksemalt kui sama taseme heli, kuid mõjub kõrva näiteks 150–400 ms. Seetõttu on ülekande kuulamisel helitugevus helilaine energia keskmistamise tulemus teatud intervalli jooksul. Lisaks on inimese kuulmisel inerts, eriti mittelineaarsete moonutuste tajumisel ei tunne ta seda, kui heliimpulsi kestus on alla 10-20 ms. Sellepärast keskmistatakse helisalvestusega kodumajapidamises kasutatavate raadioelektrooniliste seadmete tasemeindikaatorites hetkesignaali väärtused perioodi jooksul, mis valitakse vastavalt kuulmisorganite ajalistele omadustele.

Heli ruumiline esitus

Üks olulisi inimvõimeid on võime määrata heliallika suunda. Seda võimet nimetatakse binauraalseks efektiks ja seda seletatakse asjaoluga, et inimesel on kaks kõrva. Eksperimentaalsed andmed näitavad, kust heli tuleb: üks kõrgsageduslike, teine ​​madala sagedusega toonide jaoks.

Allika poole suunatud kõrvani liigub heli ajas lühemat teed kui teise kõrva. Sellest tulenevalt erineb helilainete rõhk kõrvakanalites faasi ja amplituudi poolest. Amplituudierinevused on olulised ainult kõrgetel sagedustel, kui helilaine pikkus muutub võrreldavaks pea suurusega. Kui amplituudide erinevus ületab 1 dB läve, näib heliallikas olevat sellel poolel, kus amplituud on suurem. Heliallika keskjoonest (sümmeetriajoonest) kõrvalekaldumise nurk on ligikaudu võrdeline amplituudisuhte logaritmiga.
Heliallika suuna määramiseks sagedustega alla 1500-2000 Hz on faasierinevused märkimisväärsed. Inimesele tundub, et heli tuleb sellelt küljelt, kust faasis ees olev laine kõrva jõuab. Heli keskjoonest kõrvalekaldumise nurk on võrdeline helilainete mõlemasse kõrva saabumise aja erinevusega. Koolitatud inimene võib märgata faasierinevust 100 ms ajavahega.
Heli suuna määramise võime vertikaaltasandil on palju vähem arenenud (umbes 10 korda). See füsioloogia tunnus on seotud kuulmisorganite orientatsiooniga horisontaaltasandil.
Inimese heli ruumilise taju eripära avaldub selles, et kuulmisorganid suudavad tajuda kunstlike mõjutusvahendite abil loodud totaalset, terviklikku lokalisatsiooni. Näiteks kaks kõlarit on paigaldatud ruumi piki esiosa üksteisest 2-3 m kaugusele. Ühendussüsteemi teljest samal kaugusel asub kuulaja rangelt keskel. Ruumis kostub kõlaritest kaks sama faasi, sageduse ja intensiivsusega heli. Kuulmisorganisse sisenevate helide identiteedi tõttu ei saa inimene neid eraldada, tema aistingud annavad aimu ühest näivast (virtuaalsest) heliallikast, mis asub teljel rangelt keskel. sümmeetriast.
Kui nüüd ühe kõlari helitugevust vähendada, siis näiv allikas liigub valjema kõlari poole. Heliallika liikumise illusiooni saab saada mitte ainult signaali taseme muutmisega, vaid ka ühe heli kunstliku viivitusega teise suhtes; sel juhul nihkub näiv allikas kõlari poole, mis annab signaali enne tähtaega.
Toome integraalse lokaliseerimise illustreerimiseks näite. Kõlarite vaheline kaugus on 2m, kaugus esijoonest kuulajani on 2m; selleks, et allikas nihkuks justkui 40 cm vasakule või paremale, on vaja rakendada kahte signaali, mille intensiivsuse taseme erinevus on 5 dB või viivitusega 0,3 ms. 10 dB taseme erinevuse või 0,6 ms viivituse korral "nihkub" allikas keskelt 70 cm kaugusele.
Seega, kui muuta kõlarite tekitatavat helirõhku, tekib illusioon heliallika liigutamisest. Seda nähtust nimetatakse täielikuks lokaliseerimiseks. Täieliku lokaliseerimise loomiseks kasutatakse kahe kanaliga stereofoonilist heliedastussüsteemi.
Põhiruumi on paigaldatud kaks mikrofoni, millest igaüks töötab oma kanalil. Teises - kaks valjuhääldit. Mikrofonid asuvad üksteisest teatud kaugusel piki joont, mis on paralleelne heli emitteri paigutusega. Heli tekitaja liigutamisel mõjub mikrofonile erinev helirõhk ja helilaine saabumise aeg on erinev, kuna heli tekitaja ja mikrofonide vahel on ebavõrdne kaugus. See erinevus loob sekundaarses ruumis täieliku lokaliseerimise efekti, mille tulemusel näiv allikas lokaliseerub teatud ruumipunktis, mis asub kahe kõlari vahel.
Seda tuleks öelda binouraalse heliedastussüsteemi kohta. Selle süsteemiga, mida nimetatakse "kunstliku pea" süsteemiks, asetatakse põhiruumi kaks eraldi mikrofoni, mis asetsevad üksteisest inimese kõrvade vahelise kaugusel. Igal mikrofonil on iseseisev heliedastuskanal, mille väljundis lülitatakse teises ruumis sisse vasaku ja parema kõrva telefonid. Identsete heliedastuskanalitega reprodutseerib selline süsteem täpselt esmases ruumis "tehispea" kõrvade lähedal tekkivat binauraalset efekti. Puuduseks on kõrvaklappide olemasolu ja vajadus neid pikka aega kasutada.
Kuulmisorgan määrab kauguse heliallikast mitmete kaudsete märkide ja mõningate vigadega. Olenevalt sellest, kas kaugus signaaliallikast on väike või suur, muutub selle subjektiivne hinnang erinevate tegurite mõjul. Selgus, et kui määratud kaugused on väikesed (kuni 3 m), siis on nende subjektiivne hinnang peaaegu lineaarselt seotud sügavust mööda liikuva heliallika helitugevuse muutusega. Täiendavaks teguriks keerulise signaali puhul on selle tämber, mis muutub allika lähenedes kuulajale üha "raskemaks". Selle põhjuseks on madala registri ülemtoonide suurenev tõus võrreldes kõrge registri ülemtoonidega, mis on põhjustatud. helitugevuse suurenemise tõttu.
Keskmiste kauguste puhul 3-10 m kaasneb allika eemaldamisega kuulajast proportsionaalne helitugevuse vähenemine ja see muutus kehtib võrdselt nii põhisageduse kui ka harmooniliste komponentide kohta. Selle tulemusena toimub spektri kõrgsagedusliku osa suhteline võimendus ja tämber muutub heledamaks.
Kui kaugus suureneb, suureneb energiakadu õhus võrdeliselt sageduse ruuduga. Kõrge registri ülemtoonide suurem kadu toob kaasa tämbri heleduse vähenemise. Seega on kauguste subjektiivne hindamine seotud selle helitugevuse ja tämbri muutumisega.
Suletud ruumi tingimustes tajub kõrv eri suundadest tulevate esimeste peegelduste signaalid, mis hilinevad otsese suhtes 20–40 ms. Samal ajal loob nende kasvav viivitus mulje, et peegelduspunktidest on märkimisväärne kaugus. Seega saab viiteaja järgi hinnata sekundaarsete allikate suhtelist kaugust või, mis on sama, ruumi suurust.

Mõned stereosaadete subjektiivse tajumise tunnused.

Stereofoonilisel heliedastussüsteemil on tavapärase monofoonilise süsteemiga võrreldes mitmeid olulisi omadusi.
Kvaliteet, mis eristab stereoheli, ruumilist heli, st. loomulikku akustilist perspektiivi saab hinnata mõningate lisanäitajate abil, millel pole monofoonilise heliedastustehnika puhul mõtet. Nende lisanäitajate hulka kuuluvad: kuulmisnurk, s.o. nurk, mille all kuulaja heli stereopilti tajub; stereo eraldusvõime, st. helipildi üksikute elementide subjektiivselt määratud lokaliseerimine teatud ruumipunktides kuuldavuse nurga piires; akustiline atmosfäär, st. mõju, mis paneb kuulaja tundma end esmases ruumis, kus edastatav helisündmus toimub.

Ruumiakustika rollist

Heli sära ei saavutata ainult heli taasesitusseadmete abil. Isegi piisavalt hea varustuse korral võib helikvaliteet olla kehv, kui kuulamisruumil puuduvad teatud omadused. Teada on, et suletud ruumis esineb ülekõlamise nähtus, mida nimetatakse järelkõlamiseks. Mõjutades kuulmisorganeid, võib järelkõla (olenevalt selle kestusest) parandada või halvendada helikvaliteeti.

Inimene ruumis ei taju mitte ainult otse heliallika poolt tekitatud otseseid helilaineid, vaid ka laineid, mis peegelduvad ruumi laest ja seintelt. Peegeldunud lained on veel mõnda aega kuuldavad pärast heliallika lõppemist.
Mõnikord arvatakse, et peegeldunud signaalid mängivad ainult negatiivset rolli, segades põhisignaali tajumist. See seisukoht on aga vale. Teatud osa esialgsete peegeldunud kajasignaalide energiast, jõudes inimese kõrvu lühikeste viivitustega, võimendab põhisignaali ja rikastab selle heli. Vastupidi, hiljem kajastuvad kajad. mille viiteaeg ületab teatud kriitilist väärtust, moodustavad helitausta, mis raskendab põhisignaali tajumist.
Kuulamisruumis ei tohiks olla pikka järelkaja aega. Elutubadel on tavaliselt madal kaja nende piiratud suuruse ja helisummutavate pindade, pehme mööbli, vaipade, kardinate jms tõttu.
Erineva iseloomu ja omadustega tõkkeid iseloomustab helineeldumistegur, mis on neeldunud energia suhe langeva helilaine koguenergiasse.

Vaiba helisummutavate omaduste suurendamiseks (ja elutoa müra vähendamiseks) on soovitatav vaip riputada mitte seina lähedale, vaid 30-50 mm vahega.

IN heli tajumise mehhanism osalevad mitmesugused struktuurid: helilained, mis on õhumolekulide vibratsioon, levivad heliallikast, püütakse kinni välise poolt, võimenduvad keskkõrvaga ja muudetakse sisekõrva poolt ajju sisenevateks närviimpulssideks.

Perilümfi liikumine põhjustab põhimembraani, mis moodustab loki pinna, kus asub Corti organ, vibreerima. Kui sensoorseid rakke liigutatakse vibratsiooni mõjul, põrkuvad nende pinnal olevad väikesed ripsmed vastu membraani ja tekitavad metaboolseid muutusi, mis muudavad mehaanilised stiimulid neuraalseteks kohleaarnärvideks ja jõuavad kuulmisnärvi, kust nad sisenevad ajju, kus neid tuntakse ja tajutakse helid.

KESKÕRVLUUDE FUNKTSIOONID.

Trummikesta vibreerimisel liiguvad ka keskkõrva luud: iga võnkumine paneb alasi liikuma, mis paneb alasi liikuma, kandes liikumise edasi klappidele, seejärel lööb klambri põhi vastu ovaalset akent ja nii tekib. laine sisekõrvas sisalduvas vedelikus. Kuna trummikile on ovaalaknast suurem pind, kontsentreeritakse ja võimendub heli liikudes läbi keskkõrva luude, et kompenseerida energiakadusid helilainete üleminekul õhust vedelikule. Tänu sellele mehhanismile on tajutavad väga nõrgad helid.

Inimkõrv suudab tajuda helilaineid, millel on teatud intensiivsuse ja sageduse omadused. Sageduse poolest suudab inimene tabada helisid vahemikus 16 000 kuni 20 000 hertsi (vibratsioon sekundis) ning inimese kuulmine on eriti tundlik inimhääle suhtes, mis jääb vahemikku 1000 kuni 4000 hertsi. Helilainete amplituudist sõltuval intensiivsusel peab olema teatud lävi, nimelt 10 detsibelli: sellest märgist madalamaid helisid kõrv ei taju.