MAGWIKI - Википедия автозвука
Hide all sections 
Show all sections 
LinkBack URL
About LinkBacks
Любой источник звука – струна скрипки, по которой провели смычком, столб воздуха, движущийся в органной трубе, или голосовые связки говорящего человека – вызывает колебания окружающего воздуха: сначала мгновенное сжатие, потом мгновенное разрежение. Другими словами, из каждого источника звука исходят серии чередующихся волн повышенного и пониженного давления, которые быстро распространяются в воздухе. Этот движущийся поток волн и образует звук, воспринимаемый органами слуха. Большинство звуков, с которыми мы сталкиваемся каждый день, довольно сложны. Они порождаются сложными колебательным движениями источника звука, создающими целый комплекс звуковых волн. В экспериментах по исследованию слуха стараются выбрать как можно более простые звуковые сигналы, чтобы легче было оценить результаты. Много усилий тратится на то, чтобы обеспечить простые периодические колебания источника звука (по типу маятника). Получающийся в результате поток звуковых волн одной частоты называется чистым тоном; он представляет собой регулярную, плавную смену высокого и низкого давления.
Способность слухового анализатора регистрировать огромный диапазон величин звуковых давлений объясняется тем, что различается не разность, а кратность изменения абсолютных величин (ступенчатость восприятия). Установлено, что каждая последующая ступень восприятия отличается от предыдущей на 12,4%. Поэтому для характеристики акустического феномена принята специальная измерительная система интенсивности и энергии шума, учитывающая приближенную логарифмическую зависимость между раздражением и слуховым восприятием, а именно: шкала логарифмических единиц, как наиболее объективная и соответствующая физиологической сущности восприятия. По этой шкале каждая последующая ступень звуковой энергии выше предыдущей в 10 раз. Например, если интенсивность звука больше другого в 10, в 100, в 1000 раз, то по логарифмической шкале она соответствует увеличению на 1, 2, 3 единицы (lg10=1, lg100=2 и т.д.). Логарифмическая единица, отражающая десятикратную степень увеличения интенсивности звука над уровнем другого, называется в акустике белом (Б). Преимуществом логарифмической шкалы измерений является также и удобство пользования, поскольку использование в практике измерений огромного диапазона звуковой энергии в абсолютных величинах громоздко и неудобно. Логарифмические единицы позволяют оценить интенсивность звука не абсолютной величиной звукового давления, а ее уровнем, т.е. отношением фактически создаваемого давления к давлению, принятому за единицу сравнения. Такой единицей считается минимальное давление, которое человек воспринимает как звук на частоте 1000 Гц, а именно: 2•10–5 Н/м2. Весь диапазон энергии, воспринимаемой слухом как звук, укладывается при этих условиях в 12–14 Б (120–140 дБ). Для удобства пользуются не белом, а единицей в 10 раз меньшей — децибелом ( дБ ), которая соответствует примерно минимальному приросту силы звука, различаемому ухом.
Тут же выясняется еще одна интересная особенность — нелинейность слуха, которая была открыта Александром Белом, обнаружившим, что наша слуховая система реагирует на силу звука (уровень звукового давления) «логарифмически». Оказалось, что при увеличении уровня звукового давления вдвое мы не слышим этот звук в два раза громче. Из приведенной выше таблицы можно заключить, что для увеличения громкости с 10 до 50 дБ, то есть в четыре раза по логарифмической шкале , требуется увеличение энергии и звукового давления в 10 тыс. раз. Именно эта исключительная особенность слуха позволяет слышать такой динамический диапазон, поэтому в качестве единицы измерения выбрана логарифмическая единица — Бел (Б). Для удобства пользуются дробной ее частью (1/10) — децибел .
Кривые равной громкости (по Флетчеру–Менсону) показывают усредненную чувствительность человеческого уха в зависимости от частоты (или по-другому, какое звуковое давление требуется создать на разных частотах для того, чтобы для слушателей громкость этих звуков была равна громкости звука с частотой 1 кГц). 
Эксперименты показали следующее. Когда колебания совершаются очень медленно, реже 20 ( инфразвук ) полных колебательных циклов в секунду (20 Гц), каждая звуковая волна слышится отдельно и не образует непрерывный тон. С увеличением частоты колебаний человек начинает слышать непрерывный низкий тон, похожий на звук самой низкой басовой трубы органа. По мере дальнейшего возрастания частоты воспринимаемый тон становится все выше; при частоте 1000Гц он напоминает верхнее до у сопрано. Однако и эта нота все еще далека от верхней границы человеческого слуха. Только когда частота приближается примерно к 20 000 Гц, нормальное человеческое ухо постепенно перестает слышать. Чувствительность уха к звуковым колебаниям различных частот неодинакова. 
Слух по-разному реагирует на изменения громкости звука на разных частотах его колебания: он наиболее чувствителен к звуковым колебаниям в диапазоне от 2 до 5 кГц. И хотя считается, что диапазон частот звуковых колебаний, воспринимаемый человеческим слухом, простирается в пределах от 20 Гц до 20 кГц (цифры усредненные, могут колебаться в широких пределах, но обычно в сторону ухудшения, особенно по высоким частотам), чувствительность к разным частотам неодинакова. Высокие и низкие звуки, объективно имеющие одинаковый уровень, субъективно воспринимаются нами как звуки разной громкости. А значение уровня звука и субъективно слышимой громкости совпадают только на частоте 1000 Гц (для определения громкости был введен еще один термин, который назвали «фон». Значение фона всегда равно уровню звукового давления в дБ на частоте 1кГц, на других частотах эти значения отличаются). На основании исследований человеческого слуха были построены графики, которые известны каждому звукорежиссеру как кривые равной громкости (Рис. 6). На них изображены линии (они расположены через 10 дБ на частоте 1000 Гц), которые соответствуют одинаково воспринимаемой громкости на разных частотах. Легко можно увидеть, что на низких и высоких — чувствительность слуха притупляется. А, например, чтобы услышать звук частотой 20 Гц, его уровень должен быть около 80 дБ!! Так как наиболее линейно мы воспринимаем звук с уровнем 85–95 дБ, именно на этом уровне громкости работают звукорежиссеры в студиях, и он же является оптимальным уровнем для воспроизведения музыки, при котором не требуется корректировки тембра либо тонкомпенсации.
Интенсивность измеряется величиной пульсирующего давления звуковых волн на любую встречную поверхность и обычно выражается в относительных, логарифмических единицах – децибелах (дБ). Необходимо помнить, что понятия частоты и интенсивности применимы только к звуку как внешнему физическому раздражителю; это т.н. акустические характеристики звука. Когда мы говорим о восприятии, т.е. о физиологическом процессе, звук оценивается как высокий или низкий, а его сила воспринимается как громкость. В целом, высота – субъективная характеристика звука – тесно связана с его частотой; звуки высокой частоты воспринимаются как высокие. Также, обобщая, можно сказать, что воспринимаемая громкость зависит от силы звука: более интенсивные звуки мы слышим как более громкие. Эти соотношения, однако, не являются неизменными и абсолютными, как часто считается. На восприятие высоты звука в некоторой степени влияет его сила, а на воспринимаемую громкость – частота.
И с практической, и с теоретической точки зрения определение минимальной улавливаемой ухом разницы в частоте и силе звука – весьма важная проблема. Как надо изменить частоту и силу звуковых сигналов, чтобы слушающий это заметил? Выяснилось, что минимальная заметная разница определяется скорее относительным изменением характеристик звука, нежели абсолютными изменениями. Это касается и частоты, и силы звука. Необходимое для различения относительное изменение частоты различно как для звуков разных частот, так и для звуков одной частоты, но разной силы. Можно сказать, однако, что приблизительно оно равно 0,5% в широком диапазоне частот от 1000 до 12 000 Гц. Этот процент (т.н. порог различения) несколько выше в области более высоких частот и значительно выше при более низких. Следовательно, ухо менее чувствительно к изменению частоты по краям диапазона частот, чем при средних значениях, и это часто замечают все, кто играет на рояле; интервал между двумя очень высокими или очень низкими нотами кажется меньше, чем у нот в среднем диапазоне. Минимальная заметная разница в том, что касается силы звука, несколько другая. Для различения требуется довольно большое, около 10%, изменение давления звуковых волн (т.е. около 1 дБ), и эта величина относительно постоянна для звуков почти любой частоты и интенсивности. Однако, когда интенсивность раздражителя низка, минимальная заметная разница значительно увеличивается, особенно для тонов низких частот.
Объективно говоря, одни и те же сложные тоны могут различаться по степени сложности, т.е. по составу и интенсивности обертонов. Субъективной характеристикой восприятия, в целом отражающей особенность звука, является тембр. Таким образом, ощущения, вызванные сложным тоном, характеризуются не только определенной высотой и громкостью, но и тембром. Некоторые звуки кажутся богатыми и полными, другие – нет. Благодаря прежде всего различиям в тембре мы среди множества звуков узнаем голоса различных инструментов. Ноту ля, взятую на рояле, легко отличить от той же ноты, сыгранной на рожке. Если, однако, умудриться отфильтровать и заглушить обертоны каждого инструмента, эти ноты нельзя будет различить.
Человеческое ухо не только различает звуки и их источники; оба уха, работая вместе, способны довольно точно определять направление, откуда идет звук. Поскольку уши расположены с противоположных сторон головы, звуковые волны от источника звука достигают их не совсем одновременно и воздействуют с несколько разной силой. За счет минимальной разницы во времени и силе мозг довольно точно определяет направление источника звука. Если источник звука находится строго спереди, то мозг локализует его вдоль горизонтальной оси с точностью до нескольких градусов. Если источник смещен в одну из сторон, точность локализации чуть-чуть меньше. Отличить звук сзади от звука спереди, а также локализовать его вдоль вертикальной оси оказывается несколько труднее. Шум часто описывают как атональный звук, т.е. состоящий из различных. не связанных между собою частот и потому не повторяющий достаточно последовательно такого чередования волн высокого и низкого давления, чтобы получалась какая-то определенная частота. Однако фактически почти любой «шум» имеет свою высоту, в чем нетрудно убедиться, слушая и сравнивая обычные шумы. С другой стороны, любой «тон» имеет элементы шероховатости. Поэтому различия между шумом и тоном трудно определить в этих терминах. В настоящее время наблюдается тенденция определять шум скорее психологически, чем акустически, называя шумом просто нежелательный звук. Уменьшение шума в этом смысле стало насущной современной проблемой. Хотя постоянный сильный шум, без сомнения, приводит к глухоте, а работа в условиях шума вызывает временный стресс, все же он оказывает, вероятно, менее длительный и сильный эффект, чем ему иногда приписывают. Конечно же, слухом обладают не только люди. Способность слышать возникает на ранних ступенях эволюции и существует уже у насекомых. Разные виды животных воспринимают звуки различных частот. Одни слышат меньший, чем человек, диапазон звуков, другие – больший. Хороший пример – собака, чье ухо чувствительно к частотам за пределами человеческого слуха. Одно из применений этого – производство свистков, звук которых не слышен человеку, но достаточен для собаки. Более полная информация о слухе животных содержится в статьях, посвященных отдельным видам.
Допустимый уровень громкости, при котором не происходит нарушения слуха, определяется с учетом интенсивности и времени воздействия звука. Большинство специалистов считают, что при восьмичасовом воздействии интенсивность звука не должна превышать 85 дБ. Та же цифра записана в ГОСТе (ГОСТ 12.1.003-83) и американских «Нормативах допустимого уровня шума на рабочем месте» OSHA (Occupational Safety and Health Administration — управление профессиональной безопасности и здоровья). У нас вполне могут использоваться (но не используются) американские нормы OSHA или английские GLC, больше подходящие для музыкальных шоу. Они немного разные, по GLC допускается более длительное воздействие звукового давления при его невысоких значениях. Впрочем, они сходятся в одном: не более 2 мин воздействия звуковым давлением 115 дБ и 85 — НЕДОЛГО.
Как бы там ни было, одно нужно усвоить навсегда: УРОВЕНЬ ЗВУКА ВЫШЕ 90 дБ ОПАСЕН ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ!!! Безусловно, существует много профессионалов, которые всю жизнь проработали именно в таких условиях и не потеряли при этом своего слуха. Но есть и другие, которые уже в возрасте 30 лет имеют проблемы со слухом: тугоухость, падение чувствительности к частотам выше 5–6 кГц на 15–25 дБ, шумовые «зубцы» на 4 кГц, звон в ушах. К сожалению, мы до сих пор не знаем, почему одни получают повреждения от громких звуков, а другие — нет. Насколько известно на сегодняшний день, никто (даже отоларинголог) не в состоянии, осмотрев ваши уши, определить, состоите ли вы в группе риска. Поэтому все должны осознавать, что рискует каждый и что каждый должен понимать опасность и предпринимать все меры предосторожности, чтобы защитить свои уши. Вспомните уровень звукового давления, намерянный в вашем авто на последнем соревновании!! 120 дБ?, 130 дБ?, 140 дБ? Как вы еще и из машины во время замера не выходили? — Поздравляем. — Говорить громче? — ПОЗДРАВЛЯЕМ!!! — ?? — Все равно не слышно? Ну а кто вам доктор?|
Created by , 03.02.2012 at 11:34 Last edited by , 11.02.2012 at 18:04 0 Comments, 18,843 Views |
(0) Отзывы про: Слух
Ваши права
Социальные закладки