"Ang hanay ng mga acoustic vibrations na may kakayahang lumikha ng sensasyon ng tunog kapag nakalantad sa organ ng pandinig ay limitado sa dalas. Para sa karamihan ng mga tao mula 18 hanggang 25 taong gulang na may normal na pandinig, ang frequency band ng mga vibrations ay itinuturing na tunog, na may ilang mga paglihis, sa hanay sa pagitan ng mga oscillation na may frequency na 20 Hz (pinakamababang limiting frequency) at 20,000 Hz (highest limiting frequency). Ang frequency band na ito ay karaniwang tinatawag na audio range, at ang mga frequency na nasa loob ng mga limitasyon nito ay tinatawag na audio frequency.

Ang mga oscillation na may mga frequency na mas mababa sa 20 Hz ay ​​tinatawag na infrasonic, at ang mga vibrations na may mga frequency na higit sa 20,000 Hz ay ​​tinatawag na ultrasonic: Hindi nakikita ng aming pandinig ang mga frequency na ito, gayunpaman, alam na ang "infrasound" ay may tiyak na epekto sa emosyonal na kalagayan tagapakinig. Sa kasamaang palad, ang mga infrasound frequency, na ipinakita modernong pananaliksik, na naroroon sa mga vibrations ng musika at pananalita, ay hindi maaaring kopyahin mula sa mga tape recording para sa mga teknikal na kadahilanan.

Ito ay hindi lamang at, marahil, hindi ang pinakamahalaga, ngunit isang balakid pa rin na hindi nagpapahintulot sa isa na makamit ang parehong emosyonal na epekto kapag nakikinig sa musika na ipinadala sa pamamagitan ng isang electroacoustic system bilang isang nakikinig na karanasan sa isang concert hall.

Tinutukoy ng dalas ng mga vibrations ng tunog ang pitch (tono) ng tunog: ang pinakamabagal na vibrations ay itinuturing na mababa, bass notes; ang pinakamabilis ay mga tunog na may mataas na tono, na nakapagpapaalaala, halimbawa, ng langitngit ng lamok. Dapat tandaan na hindi pantay na naririnig ng mga tao ang lahat ng frequency ng audio range. Kaya, sa edad, ang pinakamataas na limitasyon ng mga naririnig na frequency ay bumababa nang malaki. Tinutukoy ng hanay ng dalas ng audio ang mga limitasyon ng pandinig ng tao, na natukoy sa pamamagitan ng maraming pag-aaral at pag-a-average ng mga resulta ng maraming eksperimento na isinagawa sa mga tagapakinig iba't ibang edad at may iba't ibang pagsasanay." - isinulat ni B.Ya. Meerzon - "Acoustic foundations of sound engineering." Academic publishing house GITR

"Equalizer- isang signal timbre correction device na nagbabago sa mga amplitude ng frequency component nito. Sa una, ang mga equalizer ay ginamit lamang sa teknikal, upang iwasto ang mga katangian ng amplitude-frequency ng isang hindi perpektong audio path. Gayunpaman, sa lalong madaling panahon nagsimula silang magamit nang malikhain - upang lumikha ng nais na mga timbre o maingat na pagsamahin ang mga instrumento sa isang ponograma.

Ang pangunahing parameter ng equalizer ay tugon ng amplitude-frequency(dalas ng pagtugon, dalas ng pagtugon, dalas ng pagtugon). Ipinapakita nito kung gaano kalaki ang pagpapalakas o pagpapahina ng equalizer sa ilang partikular na frequency ng input signal.

Ang pinakakaraniwang uri ng mga katangian ng dalas ng mga equalizer ay ang "bell", "shelf", low-pass at high-pass na mga filter (low-pass, high-pass), na ipinapakita sa Fig. (Sa panitikang Ruso, ang low-pass na filter ay isang filter na nagpapasa ng mga mababang frequency at pinipigilan ang mataas na frequency (low-pass). Katulad din sa isang high-pass na filter (high-pass).)

Batay sa uri ng frequency response control, ang mga equalizer ay nahahati sa parametric at graphic.

Sa mga parametric equalizer, maaaring pumili ang user ng isa sa mga available na frequency response shapes at itakda ang mga parameter nito: center frequency, gain at quality factor.

Ang center frequency ay ang frequency ng gitna ng "bell" o ang frequency kung saan ang frequency response ay yumuko (para sa "shelf" at cutoff filters, ito ay karaniwang ang −3 dB level point).

Ang gain para sa "bell" ay nagtatakda ng gain sa center frequency, at para sa "shelf" - sa boost/cut band.

Tinutukoy ng quality factor para sa isang bell-type equalizer ang lapad ng frequency band na ibo-boost o pipigilan at tinutukoy bilang ratio ng center frequency sa lapad ng banda na ito na nasa loob ng 3 dB ng gain sa center frequency. Ang kadahilanan ng kalidad ay karaniwang tinutukoy ng letrang Q. Ang isang katulad na halaga para sa "mga istante" at mga cutoff na filter ay tinatawag na "slope ng frequency response" at sinusukat sa mga decibel bawat octave. Sa pamamagitan ng pagtaas ng kalidad na kadahilanan, maaari mong i-on ang bell filter sa tinatawag na. notch filter, o notch filter, na pumipigil sa isang partikular na frequency o isang napakakitid na banda ng mga frequency. Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng ilang mga equalizer, maaari kang makakuha ng mas kumplikadong mga hugis ng pagtugon sa dalas.

Sa mga graphic equalizer, ang user ay "iguguhit" ang nais na frequency response nang direkta sa display o gumagamit ng isang hanay ng mga kontrol ng gain sa iba't ibang frequency.

Mga equalizer ng talata ay isang hybrid ng parametric at graphic equalizers. Karaniwang pinapayagan ka nitong kontrolin ang mga nadagdag gamit ang mga slider (o graphical sa display), ngunit mayroon ding mga setting ng Q at center frequency para sa bawat banda.

Karamihan sa mga analog equalizer ay nagpapakilala ng isang frequency-dependent time shift sa mga signal. Sa madaling salita, ang iba't ibang bahagi ng dalas ng signal ay naantala para sa iba't ibang oras. Bilang isang patakaran, ito ay isang hindi kanais-nais na epekto, dahil... Kung ang isang pulse signal (isang matalim na suntok o pag-click) ay natanggap sa input, pagkatapos ito ay kanais-nais na makatanggap ng isang pulso sa output na hindi kumalat sa oras.

Phase-frequency na tugon (PFC, phase response, phase response) ay nagpapakita kung gaano nagbabago ang phase ng signal kapag dumadaan sa equalizer.

Para sa karamihan ng mga analog equalizer, posibleng bumuo ng phase response batay sa isang kilalang frequency response. Sa kasong ito, ang pinakamalaking pagbabago sa phase response ay nangyayari sa mga lugar kung saan ang frequency response ay mabilis na nagbabago. Nangangahulugan ito na kapag mas malakas ang interference sa frequency range, mas malakas ang phase distortion na lalabas - sa karaniwang pagsasalita madalas sinasabi na ang equalizer ay "twist" ang phase.

Ang mga frequency compensator ay ginagamit hindi lamang para sa speech phonograms. Ginagamit din ang mga ito upang itama ang ingay, at sa ilang mga kaso, musika.

Ang pagkakaroon ng mga filter sa mga dubbing console na mabilis na pumutol sa mababa at mataas na frequency ay ginagawang posible na iwasto ang mga depekto tulad ng low-frequency interference, minsan high-frequency na ingay, atbp.

Ang pagsasama ng isang filter sa channel ng pagsasalita na mabilis na pinuputol ang mga mababang frequency (high-pass na filter) sa ilang mga kaso ay nagpapadali sa pag-alis ng "hindi pagkakapare-pareho" ng phonogram ng pagsasalita sa rehiyon ng mababang dalas.

Ang kumbinasyon ng isang high-pass na filter na may isang filter na pinipigilan ang isang makitid na banda sa paligid ng 200 Hz ay ​​nagbibigay-daan sa iyo upang maalis ang mapurol na tunog ng bariles na hindi kanais-nais para sa tainga, tipikal ng maliliit na speech dubbing studio.

Ang pag-on sa filter ng presensya, na nagpapataas ng mga frequency sa rehiyon na 2000-4000 Hz, ay nagbibigay sa mga boses ng isang uri ng kaluwagan, na nagpapakilala sa kanila mula sa iba pang mga tunog. Tila, ang pagiging epektibo ng mga formant ay apektado: ang pagpapalakas ng mga overtone na ito ay nagbibigay sa boses ng isang kulay-pilak na tint, lakas at sonority. Ang pandinig ay pinakasensitibo sa mga frequency sa rehiyon na 2000-4000 Hz, at kung ang boses ng performer ay may mas maraming formant na nasa banda na ito, kung gayon sa parehong acoustic energy ay makikinabang ito sa sonority at volume.

Minsan ang sobrang dami ng mga whistler sa pangunahing speech recording ay maaaring itama gamit ang isang filter na pumipigil sa isang makitid na frequency response band sa 3000 Hz na rehiyon. Kasabay nito, may mga kaso kung saan ang maliwanag na kasaganaan ng mga tunog ng pagsipol, sa paradoxically, ay inalis nang tumpak sa pamamagitan ng pagtaas ng dalas ng tugon ng mataas na bahagi nito.

Sa isang paraan o iba pa, kahit anong mga kumbinasyon ng mga filter ang ginagamit, kinakailangan na ang pagsasalita ay "matalim", pagngingipin o pagsisisi na tunog ay malinaw at kahit na bahagyang binibigyang diin; Kung wala ito, maaaring hindi maintindihan ang pagsasalita sa pelikula.

Mga filter ng bingawposible na putulin (sugpuin) ang isang napakakitid na seksyon sa iba't ibang lugar sa frequency band at, nang hindi lumalala ang pangkalahatang kalidad ng paghahatid ng tunog, sa gayon ay naitama ang ilang mga teknikal na depekto sa phonograms.

Halimbawa ng paggamit. Ang lakas ng tunog lamang ay hindi mahuhusgahan ang distansya sa pinagmulan ng tunog. Kaya, ang boses sa open air at sa mga tahimik na silid ay umaabot sa mga tagapakinig na may pagkawala ng mababang frequency. Samakatuwid, sa pamamagitan ng pagpapahina ng mga mababang frequency na may mga filter, kung minsan ay posible na makamit ang epekto ng malayong tunog kung ang mga tunog ng pagsasalita ay malapit sa pangunahing phonogram. Gayundin, ang simpleng pagsasaayos ng lakas ng tunog ay hindi nagbibigay ng buong impresyon ng pagdadala ng orkestra na mas malapit o mas malayo. Sa ilalim ng natural na mga kondisyon, hindi lamang ang intensity ng tunog ay nagbabago, kundi pati na rin ang kulay at ang ratio ng direkta at sinasalamin na mga tunog. Alalahanin natin ang epekto ng isang brass band na papalapit sa kalye, noong una ay mga tunog lamang ng bass (tuba, bass drum) ang maririnig, at sa malapitan lamang ay makikita ang mga instrumento ng matataas na rehistro.

Ang iba't ibang mga digital equalizer, parehong hardware at software, ay nagpakita na ang parametric at graphic equalizer ay walang makabuluhang kalamangan sa bawat isa sa kalidad ng tunog - may mga matagumpay at hindi matagumpay na mga modelo sa parehong mga kampo. Ang pagtukoy ng bahagi ng kalidad ng isang equalizer ay ang kakayahang kontrolin nito, ang mga tampok ng mga algorithm at ang kakayahang kontrolin ang mga parameter ng device: frequency response, phase response, impulse response." - isinulat ni A. Lukin. "Digital equalizers." "Sound engineer"

). Ang mga musikal na tunog ay naglalaman ng hindi isa, ngunit ilang mga tono, at kung minsan ay mga bahagi ng ingay sa isang malawak na hanay ng mga frequency.

Konsepto ng tunog

Ang mga sound wave sa hangin ay mga alternating area ng compression at rarefaction.

Ang mga sound wave ay maaaring magsilbi bilang isang halimbawa ng isang proseso ng oscillatory. Ang anumang oscillation ay nauugnay sa isang paglabag sa estado ng balanse ng system at ipinahayag sa paglihis ng mga katangian nito mula sa mga halaga ng balanse na may kasunod na pagbabalik sa orihinal na halaga. Para sa sound vibrations, ang katangiang ito ay ang pressure sa isang punto sa medium, at ang deviation nito ay ang sound pressure.

Kung gumawa ka ng isang matalim na pag-aalis ng mga particle ng isang nababanat na daluyan sa isang lugar, halimbawa gamit ang isang piston, kung gayon ang presyon sa lugar na ito ay tataas. Salamat sa nababanat na mga bono ng mga particle, ang presyon ay ipinapadala sa mga kalapit na mga particle, na, sa turn, ay kumikilos sa mga susunod, at sa lugar. altapresyon na parang gumagalaw sa isang nababanat na daluyan. Ang lugar ng mataas na presyon ay sinusundan ng isang lugar mababang presyon ng dugo, at sa gayon ang isang serye ng mga alternating rehiyon ng compression at rarefaction ay nabuo, na nagpapalaganap sa daluyan sa anyo ng isang alon. Ang bawat butil ng nababanat na daluyan sa kasong ito ay magsasagawa ng mga paggalaw ng oscillatory.

Sa likido at gas na media, kung saan walang makabuluhang pagbabagu-bago sa density, ang mga acoustic wave ay paayon sa kalikasan, iyon ay, ang direksyon ng vibration ng mga particle ay tumutugma sa direksyon ng paggalaw ng alon. Sa mga solido, bilang karagdagan sa mga longitudinal deformation, nagaganap din ang nababanat na paggugupit, na nagiging sanhi ng paggulo ng mga transverse (paggugupit) na alon; sa kasong ito, ang mga particle ay nag-oscillate patayo sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon. Ang bilis ng pagpapalaganap ng mga longitudinal wave ay mas malaki kaysa sa bilis ng pagpapalaganap ng mga shear wave.

Sa pilosopiya, sikolohiya at ekolohiya ng mga komunikasyon, pinag-aralan ang tunog na may kaugnayan sa epekto nito sa pang-unawa at pag-iisip (pinag-uusapan natin, halimbawa, ang tungkol sa espasyo ng tunog bilang isang puwang na nilikha ng impluwensya ng mga elektronikong komunikasyon).

Mga pisikal na parameter ng tunog

Ang bilis ng tunog sa hangin ay depende sa temperatura at sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay humigit-kumulang 340 m/s.

Ang bilis ng tunog sa anumang daluyan ay kinakalkula ng formula:

c = 1 β ρ (\displaystyle c=(\sqrt (\frac (1)(\beta \rho )))),

saan β (\displaystyle \beta )- adiabatic compressibility ng daluyan; ρ (\displaystyle \rho )- density.

Lakas ng tunog

Lakas ng tunog- subjective na pagdama ng lakas ng tunog (ganap na halaga ng auditory sensation). Ang loudness ay pangunahing nakasalalay sa sound pressure, amplitude at frequency ng sound vibrations. Gayundin, ang dami ng tunog ay naiimpluwensyahan ng spectral na komposisyon nito, lokalisasyon sa espasyo, timbre, tagal ng pagkakalantad sa mga vibrations ng tunog, indibidwal na sensitivity auditory analyzer tao at iba pang salik.

Pagbuo ng tunog

Karaniwan, ang mga oscillating na katawan ng iba't ibang kalikasan ay ginagamit upang makabuo ng tunog, na nagiging sanhi ng mga vibrations sa nakapaligid na hangin. Ang isang halimbawa ng naturang henerasyon ay ang paggamit ng vocal cords, speakers, o tuning fork. Karamihan sa mga instrumentong pangmusika ay nakabatay sa parehong prinsipyo. Ang isang pagbubukod ay ang mga instrumento ng hangin, kung saan ang tunog ay nabuo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng daloy ng hangin na may mga inhomogeneities sa instrumento. Upang lumikha ng magkakaugnay na tunog, ginagamit ang tinatawag na sound o phonon lasers.

Mga diagnostic sa ultratunog

Ultrasound- elastic sound vibrations ng mataas na dalas. Nakikita ng tainga ng tao ang mga nababanat na alon na kumakalat sa medium na may dalas na hanggang humigit-kumulang 16 Hz-20 kHz; Ang mas mataas na dalas ng mga panginginig ng boses ay ultrasound (lampas sa limitasyon ng naririnig).

Pagpapalaganap ng ultratunog

Ang pagpapalaganap ng ultratunog ay ang proseso ng paggalaw sa espasyo at oras ng mga kaguluhan na nagaganap sa isang sound wave.

Ang isang sound wave ay kumakalat sa isang sangkap sa isang gas, likido o solid na estado sa parehong direksyon kung saan ang mga particle ng sangkap na ito ay inilipat, iyon ay, nagiging sanhi ito ng pagpapapangit ng daluyan. Ang pagpapapangit ay binubuo sa katotohanan na ang isang sunud-sunod na rarefaction at compression ng ilang mga volume ng medium ay nangyayari, at ang distansya sa pagitan ng dalawang katabing lugar ay tumutugma sa haba ng ultrasonic wave. Kung mas malaki ang partikular na acoustic resistance ng medium, mas malaki ang antas ng compression at rarefaction ng medium sa isang ibinigay na vibration amplitude.

Ang mga particle ng daluyan na kasangkot sa paglipat ng enerhiya ng alon ay nag-iiba-iba sa paligid ng kanilang posisyon ng ekwilibriyo. Ang bilis ng pag-oscillate ng mga particle sa average na posisyon ng equilibrium ay tinatawag na oscillatory speed. Ang bilis ng vibrational ng mga particle ay nagbabago ayon sa equation:

V = U sin ⁡ (2 π f t + G) (\displaystyle V=U\sin(2\pi ft+G)),

kung saan ang V ay ang magnitude ng oscillatory velocity;

• Ang U ay ang amplitude ng oscillatory velocity;
• f - dalas ng ultrasound;
• t - oras;
• Ang G ay ang phase difference sa pagitan ng vibrational velocity ng mga particle at variable acoustic pressure.

Ang amplitude ng oscillatory velocity ay nagpapakilala sa pinakamataas na bilis kung saan ang mga particle ng medium ay gumagalaw sa panahon ng proseso ng oscillation, at tinutukoy ng dalas ng mga oscillations at ang amplitude ng displacement ng mga particle ng medium.

U = 2 π f A (\displaystyle U=2\pi fA),

Diffraction, interference

Kapag ipinamahagi mga ultrasonic wave Posible ang diffraction, interference at reflection phenomena.

Ang diffraction (mga alon na baluktot sa paligid ng mga obstacle) ay nangyayari kapag ang ultrasonic wavelength ay maihahambing (o mas malaki) sa laki ng balakid sa landas. Kung ang balakid ay malaki kumpara sa acoustic wavelength, pagkatapos ay walang diffraction phenomenon.

Kapag ang ilang mga ultrasonic wave ay gumagalaw nang sabay-sabay sa isang medium, isang superposition (overlap) ng mga wave na ito ay nangyayari sa bawat partikular na punto sa medium. Ang superposisyon ng mga alon ng parehong dalas sa ibabaw ng bawat isa ay tinatawag na interference. Kung ang mga ultrasonic wave ay bumalandra habang dumadaan sa isang bagay, pagkatapos ay sa ilang mga punto sa daluyan ng pagtaas o pagbaba sa mga vibrations ay sinusunod. Sa kasong ito, ang estado ng punto sa daluyan kung saan nangyayari ang pakikipag-ugnayan ay depende sa phase ratio ng ultrasonic vibrations sa puntong ito. Kung ang mga ultrasonic wave ay umabot sa isang tiyak na lugar ng daluyan sa parehong mga yugto (sa yugto), kung gayon ang mga displacement ng particle ay may parehong mga palatandaan at pagkagambala sa ilalim ng mga naturang kondisyon ay humahantong sa isang pagtaas sa amplitude ng mga oscillations. Kung ang mga alon ay dumating sa isang punto sa daluyan sa antiphase, kung gayon ang pag-aalis ng mga particle ay nasa iba't ibang direksyon, na hahantong sa isang pagbawas sa amplitude ng mga oscillations.

Pagsipsip ng mga ultrasonic wave

Dahil ang daluyan kung saan ang ultrasound ay nagpapalaganap ay may lagkit, thermal conductivity, at iba pang mga sanhi ng panloob na alitan, ang pagsipsip ay nangyayari habang ang alon ay nagpapalaganap, iyon ay, habang ito ay lumalayo sa pinagmulan, ang amplitude at enerhiya ng mga ultrasonic vibrations ay nagiging mas maliit. Ang daluyan kung saan ang ultrasound ay nagpapalaganap ay nakikipag-ugnayan sa enerhiya na dumadaan dito at sumisipsip ng bahagi nito. Ang nangingibabaw na bahagi ng hinihigop na enerhiya ay na-convert sa init, ang mas maliit na bahagi ay nagiging sanhi ng hindi maibabalik na mga pagbabago sa istruktura sa nagpapadalang sangkap. Ang pagsipsip ay ang resulta ng friction ng mga particle laban sa isa't isa; ito ay naiiba sa iba't ibang media. Ang pagsipsip ay nakasalalay din sa dalas ng ultrasonic vibrations. Sa teorya, ang pagsipsip ay proporsyonal sa parisukat ng dalas.

Ang halaga ng pagsipsip ay maaaring mailalarawan sa pamamagitan ng koepisyent ng pagsipsip, na nagpapakita kung paano nagbabago ang intensity ng ultrasound sa irradiated medium. Tumataas ito sa pagtaas ng dalas. Ang intensity ng ultrasonic vibrations sa medium ay bumababa nang exponentially. Ang prosesong ito ay sanhi ng panloob na alitan, thermal conductivity ng absorbing medium at ang istraktura nito. Ito ay halos nailalarawan sa laki ng semi-absorbing layer, na nagpapakita sa kung anong lalim ang intensity ng vibrations ay nababawasan ng kalahati (mas tiyak, ng 2.718 beses o ng 63%). Ayon kay Pahlman, sa dalas ng 0.8 MHz, ang mga average na halaga ng semi-absorbing layer para sa ilang mga tisyu ay ang mga sumusunod: adipose tissue- 6.8 cm; matipuno - 3.6 cm; magkasama ang taba at kalamnan tissue - 4.9 cm. Sa pagtaas ng dalas ng ultrasound, ang laki ng semi-absorbing layer ay bumababa. Kaya, sa dalas ng 2.4 MHz, ang intensity ng ultrasound na dumadaan sa mataba at tissue ng kalamnan, bumababa ng kalahati sa lalim na 1.5 cm.

Bilang karagdagan, ang abnormal na pagsipsip ng enerhiya ng ultrasonic vibrations sa ilang mga saklaw ng dalas ay posible - ito ay depende sa mga katangian ng molekular na istraktura ng isang naibigay na tissue. Ito ay kilala na 2/3 ng ultratunog enerhiya ay attenuated sa antas ng molekular at 1/3 sa antas ng microscopic tissue structures.

Ang lalim ng pagtagos ng mga ultrasonic wave

Ang lalim ng pagpasok ng ultratunog ay tumutukoy sa lalim kung saan hinahati ang intensity. Ang halagang ito ay inversely proportional sa absorption: mas malakas ang pagsipsip ng medium sa ultrasound, mas maikli ang distansya kung saan ang intensity ng ultrasound ay pinahina ng kalahati.

Pagkalat ng mga ultrasonic wave

Kung may mga inhomogeneities sa medium, pagkatapos ay nangyayari ang sound scattering, na maaaring makabuluhang baguhin ang simpleng propagation pattern ng ultrasound at, sa huli, maging sanhi din ng wave na lumala sa orihinal na direksyon ng propagation.

Repraksyon ng mga ultrasonic wave

Dahil ang acoustic resistance ng mga malambot na tisyu ng tao ay hindi gaanong naiiba sa paglaban ng tubig, maaari itong ipalagay na ang repraksyon ng mga ultrasonic wave ay makikita sa interface sa pagitan ng media (epidermis - dermis - fascia - muscle).

Reflection ng ultrasonic waves

Ang mga diagnostic ng ultratunog ay batay sa hindi pangkaraniwang bagay ng pagmuni-muni. Ang pagmuni-muni ay nangyayari sa mga hangganan ng balat at taba, taba at kalamnan, kalamnan at buto. Kung ang ultrasound, habang nagpapalaganap, ay nakatagpo ng isang balakid, pagkatapos ay nangyayari ang pagmuni-muni; kung ang balakid ay maliit, kung gayon ang ultrasound ay tila dumadaloy sa paligid nito. Ang mga heterogeneities ng katawan ay hindi nagiging sanhi ng mga makabuluhang paglihis, dahil sa paghahambing sa haba ng daluyong (2 mm) ang kanilang mga sukat (0.1-0.2 mm) ay maaaring mapabayaan. Kung ang ultrasound sa landas nito ay nakatagpo ng mga organo na ang mga sukat ay mas malaki kaysa sa haba ng daluyong, pagkatapos ay nangyayari ang repraksyon at pagmuni-muni ng ultrasound. Ang pinakamalakas na pagmuni-muni ay sinusunod sa mga hangganan ng buto - nakapalibot na tissue at tissue - hangin. Ang hangin ay may mababang density at halos kumpletong pagmuni-muni ng ultrasound ay sinusunod. Ang pagmuni-muni ng mga ultrasonic wave ay sinusunod sa hangganan ng kalamnan - periosteum - buto, sa ibabaw ng mga guwang na organo.

Naglalakbay at nakatayo na mga ultrasonic wave

Kung, kapag ang mga ultrasonic wave ay lumaganap sa isang daluyan, ang mga ito ay hindi makikita, ang mga naglalakbay na alon ay nabuo. Bilang resulta ng pagkawala ng enerhiya, ang mga oscillatory na paggalaw ng mga particle ng daluyan ay unti-unting humihina, at ang karagdagang mga particle ay matatagpuan mula sa radiating surface, mas maliit ang amplitude ng kanilang mga oscillations. Kung, sa landas ng pagpapalaganap ng mga ultrasonic wave, mayroong mga tisyu na may iba't ibang mga tiyak na acoustic resistance, kung gayon, sa isang degree o iba pa, ang mga ultrasonic wave ay makikita mula sa interface ng hangganan. Ang superposisyon ng insidente at nasasalamin na mga ultrasonic wave ay maaaring magresulta sa mga nakatayong alon. Para mangyari ang mga standing wave, ang distansya mula sa emitter surface hanggang sa reflecting surface ay dapat na isang multiple ng kalahati ng wavelength.

Tungkol sa seksyon

Ang seksyong ito ay naglalaman ng mga artikulo na nakatuon sa mga phenomena o mga bersyon na sa isang paraan o iba pa ay maaaring maging kawili-wili o kapaki-pakinabang sa mga mananaliksik ng hindi maipaliwanag.
Ang mga artikulo ay nahahati sa mga kategorya:
Pang-impormasyon. Naglalaman ng impormasyong kapaki-pakinabang para sa mga mananaliksik mula sa iba't ibang lugar kaalaman.
Analitikal. Kasama sa mga ito ang analytics ng naipon na impormasyon tungkol sa mga bersyon o phenomena, pati na rin ang mga paglalarawan ng mga resulta ng mga eksperimento na isinagawa.
Teknikal. Nag-iipon sila ng impormasyon tungkol sa mga teknikal na solusyon na maaaring magamit sa larangan ng pag-aaral ng mga hindi maipaliwanag na katotohanan.
Mga pamamaraan. Naglalaman ng mga paglalarawan ng mga pamamaraan na ginagamit ng mga miyembro ng grupo sa pagsisiyasat ng mga katotohanan at pag-aaral ng mga phenomena.
Media. Naglalaman ng impormasyon tungkol sa pagmuni-muni ng mga phenomena sa industriya ng entertainment: mga pelikula, cartoon, laro, atbp.
Mga kilalang maling akala. Mga paghahayag ng mga kilalang hindi maipaliwanag na katotohanan, na nakolekta kasama ang mula sa mga mapagkukunan ng third-party.

Uri ng artikulo:

Impormasyon

Mga kakaibang pang-unawa ng tao. Pagdinig

Ang tunog ay vibrations, i.e. panaka-nakang mekanikal na kaguluhan sa nababanat na media - puno ng gas, likido at solid. Ang gayong galit, na kumakatawan sa ilan pisikal na pagbabago sa isang daluyan (halimbawa, isang pagbabago sa density o presyon, pag-aalis ng mga particle), kumakalat dito sa anyo ng isang sound wave. Ang isang tunog ay maaaring hindi marinig kung ang dalas nito ay lampas sa sensitivity ng tainga ng tao, o kung ito ay naglalakbay sa isang medium, tulad ng isang solid, na hindi maaaring magkaroon ng direktang kontak sa tainga, o kung ang enerhiya nito ay mabilis na nawawala sa medium. Kaya, ang proseso ng pagdama ng tunog na karaniwan sa atin ay isang bahagi lamang ng acoustics.

Mga sound wave

Sound wave

Ang mga sound wave ay maaaring magsilbi bilang isang halimbawa ng isang proseso ng oscillatory. Ang anumang oscillation ay nauugnay sa isang paglabag sa estado ng balanse ng system at ipinahayag sa paglihis ng mga katangian nito mula sa mga halaga ng balanse na may kasunod na pagbabalik sa orihinal na halaga. Para sa sound vibrations, ang katangiang ito ay ang pressure sa isang punto sa medium, at ang deviation nito ay ang sound pressure.

Isaalang-alang ang isang mahabang tubo na puno ng hangin. Ang isang piston na magkasya nang mahigpit sa mga dingding ay ipinasok dito sa kaliwang dulo. Kung ang piston ay mabilis na inilipat sa kanan at huminto, ang hangin sa kalapit na paligid nito ay mapipiga sa isang sandali. Pagkatapos naka-compress na hangin lalawak, itulak ang hangin na katabi nito sa kanan, at ang rehiyon ng compression, na orihinal na nilikha malapit sa piston, ay lilipat kasama ang pipe sa isang pare-pareho ang bilis. Ang compression wave na ito ay ang sound wave sa gas.
Iyon ay, ang isang matalim na pag-aalis ng mga particle ng isang nababanat na daluyan sa isang lugar ay magpapataas ng presyon sa lugar na ito. Salamat sa nababanat na mga bono ng mga particle, ang presyon ay ipinapadala sa mga kalapit na mga particle, na, sa turn, ay nakakaapekto sa mga susunod, at ang lugar ng pagtaas ng presyon ay tila gumagalaw sa isang nababanat na daluyan. Ang isang rehiyon ng mataas na presyon ay sinusundan ng isang rehiyon ng mababang presyon, at sa gayon ay isang serye ng mga alternating rehiyon ng compression at rarefaction ay nabuo, na nagpapalaganap sa daluyan sa anyo ng isang alon. Ang bawat butil ng nababanat na daluyan sa kasong ito ay magsasagawa ng mga paggalaw ng oscillatory.

Ang isang sound wave sa isang gas ay nailalarawan sa pamamagitan ng labis na presyon, labis na density, pag-aalis ng mga particle at ang kanilang bilis. Para sa mga sound wave, ang mga paglihis na ito mula sa mga halaga ng equilibrium ay palaging maliit. Kaya, ang labis na presyon na nauugnay sa alon ay mas mababa kaysa sa static na presyon ng gas. Kung hindi, tayo ay nakikitungo sa isa pang kababalaghan - isang shock wave. Sa isang sound wave na tumutugma sa normal na pagsasalita, ang labis na presyon ay halos isang milyon lamang ng presyon ng atmospera.

Ang mahalagang katotohanan ay ang sangkap ay hindi nadadala ng sound wave. Ang isang alon ay isang pansamantalang kaguluhan lamang na dumadaan sa hangin, pagkatapos nito ay bumalik ang hangin sa isang estado ng balanse.
Ang paggalaw ng alon, siyempre, ay hindi natatangi sa tunog: ang ilaw at mga signal ng radyo ay naglalakbay sa anyo ng mga alon, at lahat ay pamilyar sa mga alon sa ibabaw ng tubig.

Kaya, ang tunog, sa isang malawak na kahulugan, ay mga nababanat na alon na nagpapalaganap sa ilang nababanat na daluyan at lumilikha ng mga mekanikal na panginginig ng boses dito; sa isang makitid na kahulugan, ang pansariling persepsyon ng mga panginginig ng boses na ito ng mga espesyal na organo ng pandama ng mga hayop o tao.
Tulad ng anumang alon, ang tunog ay nailalarawan sa pamamagitan ng amplitude at frequency spectrum. Karaniwan, ang isang tao ay nakakarinig ng mga tunog na ipinadala sa pamamagitan ng hangin sa hanay ng dalas mula 16-20 Hz hanggang 15-20 kHz. Ang tunog sa ibaba ng saklaw ng audibility ng tao ay tinatawag na infrasound; mas mataas: hanggang 1 GHz, - ultrasound, mula 1 GHz - hypersound. Kabilang sa mga naririnig na tunog, phonetic, mga tunog ng pagsasalita at mga ponema (na bumubuo sa sinasalitang wika) at mga tunog ng musika (na bumubuo ng musika).

Ang mga longitudinal at transverse sound wave ay nakikilala depende sa ratio ng direksyon ng pagpapalaganap ng alon at ang direksyon ng mekanikal na vibrations ng mga particle ng daluyan ng pagpapalaganap.
Sa likido at gas na media, kung saan walang makabuluhang pagbabagu-bago sa density, ang mga acoustic wave ay paayon sa kalikasan, iyon ay, ang direksyon ng vibration ng mga particle ay tumutugma sa direksyon ng paggalaw ng alon. Sa mga solido, bilang karagdagan sa mga longitudinal deformation, nagaganap din ang nababanat na paggugupit, na nagiging sanhi ng paggulo ng mga transverse (paggugupit) na alon; sa kasong ito, ang mga particle ay nag-oscillate patayo sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon. Ang bilis ng pagpapalaganap ng mga longitudinal wave ay mas malaki kaysa sa bilis ng pagpapalaganap ng mga shear wave.

Ang hangin ay hindi pare-pareho para sa tunog sa lahat ng dako. Ito ay kilala na ang hangin ay patuloy na kumikilos. Ang bilis ng paggalaw nito sa iba't ibang mga layer ay hindi pareho. Sa mga layer na malapit sa lupa, ang hangin ay nakikipag-ugnayan sa ibabaw nito, mga gusali, kagubatan, at samakatuwid ang bilis nito dito ay mas mababa kaysa sa tuktok. Dahil dito, ang sound wave ay hindi naglalakbay nang pantay na mabilis sa itaas at ibaba. Kung ang paggalaw ng hangin, ibig sabihin, ang hangin, ay isang kasama sa tunog, kung gayon itaas na mga layer hangin, hihikayat ng hangin ang sound wave nang mas malakas kaysa sa mas mababa. Kapag may headwind, ang tunog sa itaas ay bumibiyahe nang mas mabagal kaysa sa ibaba. Ang pagkakaiba sa bilis na ito ay nakakaapekto sa hugis ng sound wave. Bilang resulta ng pagbaluktot ng alon, ang tunog ay hindi naglalakbay nang diretso. Sa pamamagitan ng isang tailwind, ang linya ng pagpapalaganap ng sound wave ay yumuko pababa, at sa isang headwind, ito ay yumuko paitaas.

Isa pang dahilan para sa hindi pantay na pagpapalaganap ng tunog sa hangin. Ito ang iba't ibang temperatura ng mga indibidwal na layer nito.

Ang hindi pantay na pag-init ng mga layer ng hangin, tulad ng hangin, ay nagbabago sa direksyon ng tunog. Sa araw, ang sound wave ay yumuyuko pataas dahil ang bilis ng tunog sa mas mababa, mas mainit na mga layer ay mas malaki kaysa sa itaas na mga layer. Sa gabi, kapag ang lupa, at kasama nito ang kalapit na mga layer ng hangin, mabilis na lumamig, ang mga itaas na layer ay nagiging mas mainit kaysa sa mga mas mababa, ang bilis ng tunog sa kanila ay mas malaki, at ang linya ng pagpapalaganap ng mga sound wave ay yumuko pababa. Samakatuwid, sa gabi, sa labas ng asul, maaari mong marinig ang mas mahusay.

Sa panonood ng mga ulap, madalas mong mapapansin kung paano sila gumagalaw sa iba't ibang taas hindi lamang sa iba't ibang bilis, ngunit minsan sa iba't ibang direksyon. Nangangahulugan ito na ang hangin sa iba't ibang taas mula sa lupa ay maaaring may iba't ibang bilis at direksyon. Ang hugis ng sound wave sa naturang mga layer ay mag-iiba din sa bawat layer. Hayaan, halimbawa, ang tunog ay sumasalungat sa hangin. Sa kasong ito, ang linya ng pagpapalaganap ng tunog ay dapat yumuko at pataas. Ngunit kung ang isang layer ng mabagal na gumagalaw na hangin ay humarang, muli itong magbabago ng direksyon at maaaring bumalik muli sa lupa. Ito ay pagkatapos na sa espasyo mula sa lugar kung saan tumataas ang alon hanggang sa lugar kung saan ito bumalik sa lupa, isang "zone ng katahimikan" ay lilitaw.

Mga organo ng sound perception

Ang pandinig ay ang kakayahan ng mga biyolohikal na organismo na madama ang mga tunog gamit ang kanilang mga organo ng pandinig; isang espesyal na function ng hearing aid, na nasasabik ng mga tunog na panginginig ng boses sa kapaligiran, tulad ng hangin o tubig. Isa sa biological five senses, na tinatawag ding acoustic perception.

Nakikita ng tainga ng tao ang mga sound wave na may haba na humigit-kumulang 20 m hanggang 1.6 cm, na tumutugma sa 16 - 20,000 Hz (oscillations per second) kapag ang mga vibrations ay ipinapadala sa hangin, at hanggang 220 kHz kapag ang tunog ay ipinadala sa pamamagitan ng mga buto ng ang bungo. Ang mga alon na ito ay may mahalagang biological na kahalagahan Halimbawa, ang mga sound wave sa hanay na 300-4000 Hz ay ​​tumutugma sa boses ng tao. Ang mga tunog sa itaas ng 20,000 Hz ay ​​hindi gaanong praktikal na kahalagahan dahil mabilis silang bumababa; ang mga vibrations sa ibaba 60 Hz ay ​​nakikita sa pamamagitan ng vibration sense. Ang hanay ng mga frequency na naririnig ng isang tao ay tinatawag na auditory o sound range; ang mas mataas na frequency ay tinatawag na ultrasound, at ang mas mababang frequency ay tinatawag na infrasound.
Ang kakayahang makilala ang mga frequency ng tunog ay lubos na nakasalalay sa indibidwal: ang kanyang edad, kasarian, pagkamaramdamin sa mga sakit sa pandinig, pagsasanay at pagkapagod sa pandinig. Ang mga indibidwal ay may kakayahang makakita ng tunog hanggang sa 22 kHz, at posibleng mas mataas.
Ang isang tao ay maaaring makilala ang ilang mga tunog sa parehong oras dahil sa ang katunayan na maaaring mayroong ilang mga nakatayong alon sa cochlea sa parehong oras.

Ang tainga ay isang kumplikadong vestibular-auditory organ na gumaganap ng dalawang function: nakikita nito ang mga sound impulses at responsable para sa posisyon ng katawan sa espasyo at ang kakayahang mapanatili ang balanse. Ito magkapares na organ, na matatagpuan sa temporal na mga buto ng bungo, na limitado sa labas ng mga auricle.

Ang organ ng pandinig at balanse ay kinakatawan ng tatlong mga seksyon: ang panlabas, gitna at panloob na tainga, na ang bawat isa ay gumaganap ng sarili nitong mga tiyak na pag-andar.

Ang panlabas na tainga ay binubuo ng pinna at ang panlabas na auditory canal. Ang auricle ay isang kumplikadong hugis na nababanat na kartilago na natatakpan ng balat, nito Ilalim na bahagi, na tinatawag na lobe, ay isang fold ng balat na binubuo ng balat at fatty tissue.
Ang auricle sa mga buhay na organismo ay gumagana bilang isang receiver ng mga sound wave, na pagkatapos ay ipinapadala sa loob ng hearing aid. Ang halaga ng auricle sa mga tao ay mas maliit kaysa sa mga hayop, kaya sa mga tao ito ay halos hindi gumagalaw. Ngunit maraming mga hayop, sa pamamagitan ng paggalaw ng kanilang mga tainga, ay nagagawang matukoy ang lokasyon ng pinagmulan ng tunog nang mas tumpak kaysa sa mga tao.

Ang mga fold ng auricle ng tao ay nag-aambag sa papasok kanal ng tainga tunog - bahagyang pagbaluktot ng dalas, depende sa pahalang at patayong lokalisasyon ng tunog. Kaya, ang utak ay tumatanggap ng karagdagang impormasyon upang linawin ang lokasyon ng pinagmulan ng tunog. Minsan ginagamit ang epektong ito sa acoustics, kabilang ang upang lumikha ng sensasyon ng surround sound kapag gumagamit ng mga headphone o hearing aid.
Ang function ng auricle ay upang mahuli ang mga tunog; ang pagpapatuloy nito ay ang kartilago ng panlabas na auditory canal, ang haba nito ay nasa average na 25-30 mm. Ang cartilaginous na bahagi ng auditory canal ay pumasa sa buto, at ang buong panlabas na auditory canal ay may linya na may balat na naglalaman ng sebaceous at sulfur glands, na binagong mga glandula ng pawis. Ang sipi na ito ay nagtatapos nang walang taros: ito ay pinaghihiwalay mula sa gitnang tainga ng eardrum. Nahuli auricle tumama ang mga sound wave eardrum at maging sanhi ito ng pabagu-bago.

Sa turn, ang mga vibrations mula sa eardrum ay ipinapadala sa gitnang tainga.

Gitnang tenga
Ang pangunahing bahagi ng gitnang tainga ay ang tympanic cavity - isang maliit na espasyo na may dami na humigit-kumulang 1 cm³, na matatagpuan sa temporal na buto. Mayroong tatlong mga auditory ossicles: ang malleus, ang incus at ang stirrup - nagpapadala sila ng mga sound vibrations mula sa panlabas na tainga patungo sa panloob na tainga, sabay-sabay na pinapalakas ang mga ito.

Ang auditory ossicles, bilang pinakamaliit na fragment ng skeleton ng tao, ay kumakatawan sa isang chain na nagpapadala ng vibrations. Ang hawakan ng malleus ay malapit na pinagsama sa eardrum, ang ulo ng malleus ay konektado sa incus, at iyon naman, sa mahabang proseso nito, ay konektado sa mga stapes. Ang base ng stapes ay nagsasara sa bintana ng vestibule, kaya kumokonekta sa panloob na tainga.
Ang lukab ng gitnang tainga ay konektado sa nasopharynx sa pamamagitan ng Eustachian tube, kung saan ang average na presyon ng hangin sa loob at labas ng eardrum ay katumbas. Kapag nagbabago ang panlabas na presyon, ang mga tainga kung minsan ay nababara, na kadalasang nareresolba sa pamamagitan ng paghikab ng reflexively. Ipinakikita ng karanasan na mas mabisang nareresolba ang pagsisikip ng tainga sa pamamagitan ng paggalaw ng paglunok o sa pamamagitan ng pag-ihip sa nakaipit na ilong sa sandaling ito.

Panloob na tainga
Sa tatlong mga seksyon ng organ ng pandinig at balanse, ang pinaka kumplikado ay ang panloob na tainga, na, dahil sa masalimuot na hugis nito, ay tinatawag na labirint. Ang bony labyrinth ay binubuo ng vestibule, cochlea at semicircular canals, ngunit ang cochlea lamang, na puno ng mga lymphatic fluid, ang direktang nauugnay sa pandinig. Sa loob ng cochlea mayroong isang membranous canal, na puno din ng likido, sa ibabang dingding kung saan mayroong isang receptor apparatus ng auditory analyzer, na natatakpan ng mga selula ng buhok. Nakikita ng mga selula ng buhok ang mga panginginig ng boses ng likidong pumupuno sa kanal. Ang bawat cell ng buhok ay nakatutok sa isang partikular na frequency ng tunog, na may mga cell na nakatutok sa mababang frequency na matatagpuan sa tuktok ng cochlea, at mataas na frequency na nakatutok sa mga cell sa ilalim ng cochlea. Kapag ang mga selula ng buhok ay namatay mula sa edad o para sa iba pang mga kadahilanan, ang isang tao ay nawawalan ng kakayahang makita ang mga tunog ng kaukulang mga frequency.

Mga Limitasyon ng Pagdama

Ang tainga ng tao ay karaniwang nakakarinig ng mga tunog sa hanay na 16 hanggang 20,000 Hz. Ang itaas na limitasyon ay may posibilidad na bumaba sa edad. Karamihan sa mga nasa hustong gulang ay hindi makakarinig ng mga tunog na higit sa 16 kHz. Ang tainga mismo ay hindi tumutugon sa mga frequency sa ibaba 20 Hz, ngunit maaari itong madama sa pamamagitan ng mga pandama ng pagpindot.

Napakalaki ng saklaw ng lakas ng mga nakikitang tunog. Ngunit ang eardrum sa tainga ay sensitibo lamang sa mga pagbabago sa presyon. Ang antas ng presyon ng tunog ay karaniwang sinusukat sa decibels (dB). Ang mas mababang threshold ng audibility ay tinukoy bilang 0 dB (20 micropascals), at ang kahulugan ng pinakamataas na limitasyon ng audibility ay tumutukoy sa halip sa threshold ng kakulangan sa ginhawa at pagkatapos ay sa kapansanan sa pandinig, concussion, atbp. Ang limitasyong ito ay depende sa kung gaano katagal tayo nakikinig sa ang tunog. Maaaring tiisin ng tainga ang panandaliang pagtaas ng volume hanggang 120 dB nang walang mga kahihinatnan, ngunit ang pangmatagalang pagkakalantad sa mga tunog na higit sa 80 dB ay maaaring magdulot ng pagkawala ng pandinig.

Ang mas maingat na pag-aaral ng mas mababang limitasyon ng pandinig ay nagpakita na ang pinakamababang threshold kung saan ang tunog ay nananatiling naririnig ay depende sa dalas. Ang graph na ito ay tinatawag na absolute hearing threshold. Sa karaniwan, mayroon itong rehiyon na may pinakamalaking sensitivity sa saklaw mula 1 kHz hanggang 5 kHz, bagama't bumababa ang sensitivity sa edad sa hanay na higit sa 2 kHz.
Mayroon ding isang paraan upang makita ang tunog nang walang pakikilahok ng eardrum - ang tinatawag na microwave auditory effect, kapag ang modulated radiation sa hanay ng microwave (mula 1 hanggang 300 GHz) ay nakakaapekto sa tissue sa paligid ng cochlea, na nagiging sanhi ng isang tao na makita ang iba't ibang mga tunog.
Minsan ang isang tao ay nakakarinig ng mga tunog sa mababang dalas na rehiyon, bagaman sa katotohanan ay walang mga tunog ng dalas na ito. Nangyayari ito dahil ang mga vibrations ng basilar membrane sa tainga ay hindi linear at ang mga vibrations ay maaaring mangyari dito na may pagkakaiba sa frequency sa pagitan ng dalawang mas mataas na frequency.

Synesthesia

Isa sa mga pinaka-hindi pangkaraniwang psychoneurological phenomena, kung saan ang uri ng stimulus at ang uri ng mga sensasyon na nararanasan ng isang tao ay hindi nag-tutugma. Ang synaesthetic na pang-unawa ay ipinahayag sa katotohanan na bilang karagdagan sa mga ordinaryong katangian, ang karagdagang, mas simpleng mga sensasyon o patuloy na "elementarya" na mga impression ay maaaring lumitaw - halimbawa, kulay, amoy, tunog, panlasa, mga katangian ng isang texture na ibabaw, transparency, dami at hugis, lokasyon sa espasyo at iba pang mga katangian , hindi natanggap sa pamamagitan ng mga pandama, ngunit umiiral lamang sa anyo ng mga reaksyon. Ang ganitong mga karagdagang katangian ay maaaring lumitaw bilang nakahiwalay na mga pandama na impresyon o kahit na pisikal na nagpapakita.

Mayroong, halimbawa, auditory synesthesia. Ito ang kakayahan ng ilang tao na "makarinig" ng mga tunog kapag nagmamasid sa mga gumagalaw na bagay o kumikislap, kahit na hindi sila sinamahan ng aktwal na sound phenomena.
Dapat itong isipin na ang synesthesia ay sa halip ay isang psychoneurological na katangian ng isang tao at hindi isang mental disorder. Ang pananaw na ito ng nakapaligid na mundo ay maaaring madama isang karaniwang tao sa pamamagitan ng paggamit ng ilang mga gamot.

Wala pang pangkalahatang teorya ng synesthesia (isang napatunayang siyentipiko, pangkalahatang ideya tungkol dito). Sa kasalukuyan, maraming hypotheses at maraming pananaliksik ang isinasagawa sa lugar na ito. Ang mga orihinal na pag-uuri at paghahambing ay lumitaw na, at ang ilang mga mahigpit na pattern ay lumitaw. Halimbawa, nalaman na naming mga siyentipiko na ang mga synesthetes ay may espesyal na katangian ng atensyon - na parang "preconscious" - sa mga phenomena na nagdudulot ng synesthesia sa kanila. Ang mga synesthetes ay may bahagyang naiibang anatomya ng utak at isang radikal na naiibang pag-activate ng utak sa synaesthetic na "stimuli." At ang mga mananaliksik mula sa Unibersidad ng Oxford (UK) ay nagsagawa ng isang serye ng mga eksperimento kung saan nalaman nila na ang sanhi ng synesthesia ay maaaring overexcitable neurons. Ang tanging bagay na masasabing sigurado ay ang gayong pang-unawa ay nakuha sa antas ng pag-andar ng utak, at hindi sa antas ng pangunahing pang-unawa ng impormasyon.

Konklusyon

Ang mga pressure wave ay dumadaan sa panlabas na tainga, eardrum at ossicle ng gitnang tainga, na umaabot sa puno ng likido panloob na tainga hugis kuhol. Ang likido, oscillating, ay tumama sa isang lamad na natatakpan ng maliliit na buhok, cilia. Ang mga sinusoidal na bahagi ng isang kumplikadong tunog ay nagdudulot ng mga panginginig ng boses sa iba't ibang bahagi ng lamad. Ang cilia na nanginginig kasama ang lamad ay nagpapasigla sa mga nerve fibers na nauugnay sa kanila; isang serye ng mga pulso ang lumilitaw sa kanila, kung saan ang dalas at amplitude ng bawat bahagi ng isang kumplikadong alon ay "naka-encode"; ang data na ito ay electrochemically transmitted sa utak.

Sa buong spectrum ng mga tunog, ang naririnig na saklaw ay pangunahing nakikilala: mula 20 hanggang 20,000 hertz, infrasound (hanggang 20 hertz) at ultrasound - mula 20,000 hertz pataas. Ang isang tao ay hindi nakakarinig ng mga infrasound at ultrasound, ngunit hindi ito nangangahulugan na hindi sila nakakaapekto sa kanya. Napag-alaman na ang mga infrasound, lalo na sa ibaba 10 hertz, ay maaaring makaimpluwensya sa pag-iisip at sanhi ng tao depressive states. Ang mga ultratunog ay maaaring maging sanhi ng mga astheno-vegetative syndrome, atbp.
Ang naririnig na bahagi ng hanay ng tunog ay nahahati sa mga tunog na mababa ang dalas - hanggang 500 hertz, mid-frequency - 500-10,000 hertz at mataas na dalas - higit sa 10,000 hertz.

Napakahalaga ng paghahati na ito, dahil ang tainga ng tao ay hindi pantay na sensitibo sa iba't ibang mga tunog. Ang tainga ay pinakasensitibo sa medyo makitid na hanay ng mga mid-frequency na tunog mula 1000 hanggang 5000 hertz. Upang mas mababa at mas mataas ang dalas ng mga tunog, ang sensitivity ay bumaba nang husto. Ito ay humahantong sa katotohanan na ang isang tao ay nakakarinig ng mga tunog na may lakas na humigit-kumulang 0 decibel sa mid-frequency range at hindi nakakarinig ng mga low-frequency na tunog na 20-40-60 decibels. Ibig sabihin, ang mga tunog na may parehong enerhiya sa mid-frequency range ay maaaring maisip bilang malakas, ngunit sa low-frequency range bilang tahimik o hindi maririnig.

Ang tampok na ito ng tunog ay hindi nabuo ng kalikasan sa pamamagitan ng pagkakataon. Ang mga tunog na kinakailangan para sa pagkakaroon nito: pagsasalita, mga tunog ng kalikasan, ay higit sa lahat sa hanay ng mid-frequency.
Ang pang-unawa ng mga tunog ay makabuluhang may kapansanan kung ang iba pang mga tunog, mga ingay na katulad ng dalas o harmonic na komposisyon, ay maririnig sa parehong oras. Nangangahulugan ito, sa isang banda, ang tainga ng tao ay hindi nakikita nang maayos ang mga tunog na mababa ang dalas, at, sa kabilang banda, kung mayroong labis na ingay sa silid, kung gayon ang pang-unawa ng gayong mga tunog ay maaaring higit na maabala at masira.

Ang tao ang tunay na pinakamatalino sa mga hayop na naninirahan sa planeta. Gayunpaman, ang ating isipan ay madalas na nag-aalis sa atin ng higit na mga kakayahan tulad ng pagdama sa ating paligid sa pamamagitan ng amoy, pandinig at iba pang pandama. Kaya, karamihan sa mga hayop ay mas nauuna sa atin kung pinag-uusapan natin tungkol sa saklaw ng pandinig. Ang hanay ng pandinig ng tao ay ang hanay ng mga frequency na maaaring makita tainga ng tao. Subukan nating unawain kung paano gumagana ang tainga ng tao kaugnay ng sound perception.

Saklaw ng pandinig ng tao sa ilalim ng normal na mga kondisyon

Sa karaniwan, ang tainga ng tao ay maaaring makakita at makilala ang mga sound wave sa hanay na 20 Hz hanggang 20 kHz (20,000 Hz). Gayunpaman, habang tumatanda ang isang tao, bumababa ang saklaw ng pandinig ng isang tao, lalo na, bumababa ang pinakamataas na limitasyon nito. Sa mga matatandang tao ito ay kadalasang mas mababa kaysa sa mga kabataan, na may mga sanggol at bata na may pinakamataas na kakayahan sa pandinig. Ang auditory perception ng mataas na frequency ay nagsisimulang lumala mula sa edad na walo.

Ang pandinig ng tao sa ilalim ng perpektong kondisyon

Sa laboratoryo, tinutukoy ang saklaw ng pandinig ng isang tao gamit ang audiometer, na naglalabas ng mga sound wave ng iba't ibang frequency, at nakatutok ang mga headphone nang naaayon. Sa ilalim ng mga perpektong kondisyon, ang tainga ng tao ay maaaring makakita ng mga frequency sa hanay na 12 Hz hanggang 20 kHz.

Saklaw ng pandinig sa mga lalaki at babae

Mayroong makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng hanay ng pandinig ng mga lalaki at babae. Napag-alaman na ang mga babae ay mas sensitibo sa mataas na frequency kumpara sa mga lalaki. Ang pang-unawa ng mga mababang frequency ay nasa higit o mas kaunting parehong antas sa mga lalaki at babae.

Iba't ibang kaliskis upang ipahiwatig ang saklaw ng pandinig

Bagama't ang frequency scale ay ang pinakakaraniwang sukat para sa pagsukat ng hanay ng pandinig ng tao, madalas din itong sinusukat sa pascals (Pa) at decibels (dB). Gayunpaman, ang pagsukat sa pascals ay itinuturing na hindi maginhawa, dahil ang yunit na ito ay nagsasangkot ng pagtatrabaho sa napakalaking bilang. Ang isang microPascal ay ang distansya na sakop ng isang sound wave sa panahon ng vibration, na katumbas ng isang ikasampu ng diameter ng isang hydrogen atom. Ang mga sound wave ay naglalakbay ng mas malaking distansya sa tainga ng tao, na ginagawang mahirap ipahiwatig ang saklaw ng pandinig ng tao sa pascals.

Ang pinakamalambot na tunog na maaaring matukoy ng tainga ng tao ay humigit-kumulang 20 µPa. Ang decibel scale ay mas madaling gamitin dahil ito ay isang logarithmic scale na direktang tumutukoy sa Pa scale. Ito ay tumatagal ng 0 dB (20 µPa) bilang reference point at pagkatapos ay patuloy na i-compress ang pressure scale na ito. Kaya, ang 20 milyong μPa ay katumbas lamang ng 120 dB. Lumalabas na ang saklaw ng tainga ng tao ay 0-120 dB.

Malaki ang pagkakaiba ng saklaw ng pandinig sa bawat tao. Samakatuwid, upang matukoy ang pagkawala ng pandinig, pinakamainam na sukatin ang hanay ng mga naririnig na tunog na may kaugnayan sa isang reference na sukat, sa halip na nauugnay sa isang kumbensiyonal na iskala. Maaaring isagawa ang mga pagsusuri gamit ang mga sopistikadong instrumento sa diagnostic ng pandinig na maaaring tumpak na matukoy ang lawak at masuri ang mga sanhi ng pagkawala ng pandinig.

Ang psychoacoustics, isang larangan ng agham na may hangganan sa pagitan ng pisika at sikolohiya, ay nag-aaral ng data sa pandinig ng isang tao kapag ang isang pisikal na pampasigla—tunog—ay inilapat sa tainga. Ang isang malaking halaga ng data ay naipon sa mga reaksyon ng tao sa auditory stimuli. Kung wala ang data na ito, mahirap makakuha ng tamang pag-unawa sa pagpapatakbo ng mga audio transmission system. Isaalang-alang natin ang pinaka mahahalagang katangian pandama ng tao sa tunog.
Ang isang tao ay nakakaramdam ng mga pagbabago sa sound pressure na nagaganap sa dalas ng 20-20,000 Hz. Ang mga tunog na may mga frequency sa ibaba 40 Hz ay ​​medyo bihira sa musika at hindi umiiral sa sinasalitang wika. Sa napakataas na frequency, nawawala ang musical perception at lumilitaw ang isang tiyak na hindi malinaw na sound sensation, depende sa indibidwalidad ng nakikinig at sa kanyang edad. Sa edad, bumababa ang sensitivity ng pandinig ng isang tao, lalo na sa mga upper frequency ng sound range.
Ngunit magiging mali na tapusin sa batayan na ito na ang paghahatid ng isang malawak na frequency band sa pamamagitan ng isang sound-reproducing installation ay hindi mahalaga para sa mga matatandang tao. Ipinakita ng mga eksperimento na ang mga tao, kahit na halos hindi nila nakikita ang mga signal sa itaas ng 12 kHz, napakadaling makilala ang kakulangan ng mataas na frequency sa isang musical transmission.

Mga katangian ng dalas ng pandinig na mga sensasyon

Ang hanay ng mga tunog na naririnig ng mga tao sa hanay na 20-20000 Hz ay ​​limitado sa intensity ng mga threshold: sa ibaba - audibility at sa itaas - sakit.
Ang threshold ng pandinig ay tinatantya ng pinakamababang presyon, o mas tiyak, ang pinakamababang pagtaas ng presyon na nauugnay sa hangganan ay sensitibo sa mga frequency na 1000-5000 Hz - dito ang threshold ng pandinig ay ang pinakamababa (presyon ng tunog mga 2-10 Pa). Patungo sa ibaba at mas mataas mga frequency ng audio ang sensitivity ng pandinig ay bumaba nang husto.
Ang limitasyon ng sakit ay tinutukoy ng itaas na limitasyon perception ng sound energy at tumutugma ng humigit-kumulang sa sound intensity na 10 W/m o 130 dB (para sa reference signal na may frequency na 1000 Hz).
Habang tumataas ang sound pressure, tumataas din ang intensity ng tunog, at tumataas ang auditory sensation sa mga paglukso, na tinatawag na intensity discrimination threshold. Ang bilang ng mga pagtalon na ito sa mga katamtamang frequency ay humigit-kumulang 250, sa mababa at mataas na frequency ay bumababa ito at sa average sa hanay ng dalas ay humigit-kumulang 150.

Dahil ang saklaw ng mga pagbabago sa intensity ay 130 dB, ang elementarya na pagtalon sa mga sensasyon sa average sa saklaw ng amplitude ay 0.8 dB, na tumutugma sa isang pagbabago sa intensity ng tunog ng 1.2 beses. Sa mababang antas Ang pagdinig sa mga pagtalon na ito ay umabot sa 2-3 dB, sa mataas na antas ay bumababa ito sa 0.5 dB (1.1 beses). Ang pagtaas ng lakas ng daanan ng amplification ng mas mababa sa 1.44 na beses ay halos hindi nakita ng tainga ng tao. Sa mas mababang presyon ng tunog na binuo ng loudspeaker, kahit na ang pagdodoble ng lakas ng yugto ng output ay maaaring hindi makagawa ng kapansin-pansing resulta.

Subjective na mga katangian ng tunog

Ang kalidad ng paghahatid ng tunog ay tinasa batay sa pandama ng pandinig. Samakatuwid, posible na matukoy nang tama ang mga teknikal na kinakailangan para sa landas ng paghahatid ng tunog o mga indibidwal na link nito lamang sa pamamagitan ng pag-aaral ng mga pattern na nagkokonekta sa subjectively perceived na sensasyon ng tunog at ang mga layunin na katangian ng tunog ay taas, lakas ng tunog at timbre.
Ang konsepto ng pitch ay nagpapahiwatig ng isang subjective na pagtatasa ng perception ng tunog sa buong frequency range. Ang tunog ay karaniwang nailalarawan hindi sa dalas, ngunit sa pamamagitan ng pitch.
Ang isang tono ay isang senyales ng isang tiyak na pitch na may discrete spectrum (mga tunog ng musika, mga tunog ng patinig ng pagsasalita). Ang isang senyas na may malawak na tuloy-tuloy na spectrum, ang lahat ng mga bahagi ng dalas na may parehong average na kapangyarihan, ay tinatawag na puting ingay.

Unti-unting pagtaas Ang mga frequency ng tunog mula 20 hanggang 20,000 Hz ay ​​nakikita bilang isang unti-unting pagbabago sa tono mula sa pinakamababa (bass) hanggang sa pinakamataas.
Ang antas ng katumpakan kung saan tinutukoy ng isang tao ang pitch ng isang tunog sa pamamagitan ng tainga ay depende sa katalinuhan, musika at pagsasanay ng kanyang tainga. Dapat pansinin na ang pitch ng isang tunog ay depende sa ilang lawak sa intensity ng tunog (sa mataas na antas, ang mga tunog ng mas mataas na intensity ay lumilitaw na mas mababa kaysa sa mas mahina.
Malinaw na nakikilala ng tainga ng tao ang dalawang tono na malapit sa pitch. Halimbawa, sa hanay ng dalas na humigit-kumulang 2000 Hz, ang isang tao ay maaaring makilala sa pagitan ng dalawang tono na naiiba sa bawat isa sa dalas ng 3-6 Hz.
Ang subjective scale ng sound perception sa frequency ay malapit sa logarithmic law. Samakatuwid, ang pagdodoble sa dalas ng pag-vibrate (anuman ang paunang dalas) ay palaging itinuturing na parehong pagbabago sa pitch. Ang pagitan ng taas na tumutugma sa isang 2-tiklop na pagbabago sa dalas ay tinatawag na isang octave. Ang saklaw ng mga frequency na nakikita ng mga tao ay 20-20,000 Hz, na sumasaklaw sa humigit-kumulang sampung octaves.
Sapat na ang Octave malaking pagitan pagbabago sa pitch; ang isang tao ay nakikilala ng makabuluhang mas maliliit na pagitan. Kaya, sa sampung octaves na nakikita ng tainga, higit sa isang libong gradations ng pitch ay maaaring makilala. Gumagamit ang musika ng mas maliliit na pagitan na tinatawag na mga semitone, na tumutugma sa pagbabago sa dalas ng humigit-kumulang 1.054 beses.
Ang isang oktaba ay nahahati sa kalahating oktaba at isang ikatlong bahagi ng isang oktaba. Para sa huli, ang sumusunod na hanay ng mga frequency ay na-standardize: 1; 1.25; 1.6; 2; 2.5; 3; 3.15; 4; 5; 6.3:8; 10, na siyang mga hangganan ng isang-ikatlong octaves. Kung ang mga frequency na ito ay inilagay sa pantay na distansya kasama ang frequency axis, makakakuha ka ng logarithmic scale. Batay dito, ang lahat ng katangian ng dalas ng mga sound transmission device ay naka-plot sa isang logarithmic scale.
Ang lakas ng paghahatid ay nakasalalay hindi lamang sa intensity ng tunog, kundi pati na rin sa spectral na komposisyon, ang mga kondisyon ng pang-unawa at ang tagal ng pagkakalantad. Kaya, ang dalawang tunog ng katamtaman at mababang dalas, na may parehong intensity (o parehong presyon ng tunog), ay hindi nakikita ng isang tao bilang parehong malakas. Samakatuwid, ang konsepto ng antas ng lakas sa mga background ay ipinakilala upang italaga ang mga tunog ng parehong lakas. Ang antas ng lakas ng tunog sa mga background ay itinuturing na antas ng presyon ng tunog sa mga decibel ng parehong volume ng isang purong tono na may dalas na 1000 Hz, ibig sabihin, para sa isang dalas ng 1000 Hz ang mga antas ng volume sa mga background at mga decibel ay pareho. Sa iba pang mga frequency, ang mga tunog ay maaaring lumabas na mas malakas o mas tahimik sa parehong presyon ng tunog.
Ang karanasan ng mga sound engineer sa pagre-record at pag-edit ng mga musikal na gawa ay nagpapakita na upang mas mahusay na matukoy ang mga depekto sa tunog na maaaring lumitaw sa panahon ng trabaho, ang antas ng lakas ng tunog sa panahon ng kontrol na pakikinig ay dapat na panatilihing mataas, humigit-kumulang na tumutugma sa antas ng lakas ng tunog sa bulwagan.
Sa matagal na pagkakalantad sa matinding tunog, unti-unting bumababa ang sensitivity ng pandinig, at mas marami, mas mataas ang volume ng tunog. Ang nakitang pagbaba sa sensitivity ay nauugnay sa reaksyon ng pandinig sa labis na karga, i.e. na may natural na adaptasyon nito. Pagkatapos ng ilang pahinga sa pakikinig, naibalik ang sensitivity ng pandinig. Dapat itong idagdag dito na ang hearing aid, kapag nakakakita ng mga high-level na signal, ay nagpapakilala ng sarili nitong, tinatawag na subjective, distortions (na nagpapahiwatig ng nonlinearity ng pandinig). Kaya, sa antas ng signal na 100 dB, ang una at pangalawang subjective harmonic ay umabot sa mga antas ng 85 at 70 dB.
Ang isang makabuluhang antas ng volume at ang tagal ng pagkakalantad nito ay nagdudulot ng hindi maibabalik na mga phenomena sa organ ng pandinig. Napansin na ang mga limitasyon ng pandinig ng mga kabataan ay tumaas nang husto nitong mga nakaraang taon. Ang dahilan para dito ay isang pagkahilig para sa pop music, na nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na antas ng volume ng tunog.
Ang antas ng volume ay sinusukat gamit ang isang electroacoustic device - isang sound level meter. Ang tunog na sinusukat ay unang na-convert sa mga electrical vibrations ng mikropono. Pagkatapos ng amplification ng isang espesyal na amplifier ng boltahe, ang mga oscillation na ito ay sinusukat gamit ang isang instrumento ng pointer na inayos sa mga decibel. Upang ang mga pagbabasa ng device ay tumutugma nang tumpak hangga't maaari sa subjective na perception ng loudness, ang device ay nilagyan ng mga espesyal na filter na nagbabago ng sensitivity nito sa perception ng tunog ng iba't ibang frequency alinsunod sa mga katangian ng sensitivity ng pandinig.
Ang isang mahalagang katangian ng tunog ay timbre. Ang kakayahan ng pandinig na makilala ito ay nagbibigay-daan sa iyo upang makita ang mga signal na may malawak na iba't ibang mga shade. Ang tunog ng bawat isa sa mga instrumento at tinig, salamat sa kanilang mga katangian na lilim, ay nagiging maraming kulay at mahusay na nakikilala.
Ang Timbre, bilang isang subjective na pagmuni-muni ng pagiging kumplikado ng pinaghihinalaang tunog, ay walang quantitative na pagtatasa at nailalarawan sa pamamagitan ng mga termino ng husay (maganda, malambot, makatas, atbp.). Kapag nagpapadala ng signal sa isang electroacoustic na landas, ang mga nagresultang distortion ay pangunahing nakakaapekto sa timbre ng muling ginawang tunog. Ang kondisyon para sa tamang paghahatid ng timbre ng mga tunog ng musika ay ang hindi nababagong pagpapadala ng signal spectrum. Ang signal spectrum ay ang koleksyon ng mga sinusoidal na bahagi ng isang kumplikadong tunog.
Ang pinakasimpleng spectrum ay ang tinatawag na purong tono; naglalaman lamang ito ng isang dalas. Ang tunog ng isang instrumentong pangmusika ay mas kawili-wili: ang spectrum nito ay binubuo ng dalas ng pangunahing tono at ilang "karumihan" na mga frequency na tinatawag na mga overtone (mas matataas na tono). Ang mga overtone ay isang multiple ng frequency ng pangunahing tono at kadalasang mas maliit sa amplitude. .
Ang timbre ng tunog ay nakasalalay sa pamamahagi ng intensity sa mga overtone. Ang mga tunog ng iba't ibang mga instrumentong pangmusika ay nag-iiba sa timbre.
Ang mas kumplikado ay ang spectrum ng mga kumbinasyon ng mga musikal na tunog na tinatawag na chord. Sa ganitong spectrum mayroong ilang mga pangunahing frequency kasama ng kaukulang mga overtone
Ang mga pagkakaiba sa timbre ay higit sa lahat dahil sa mga low-mid frequency na bahagi ng signal, samakatuwid, ang isang malaking iba't ibang mga timbre ay nauugnay sa mga signal na nakahiga sa ibabang bahagi ng frequency range. Ang mga signal na kabilang sa itaas na bahagi nito, habang tumataas ang mga ito, ay lalong nawawalan ng kulay ng timbre, na dahil sa unti-unting pag-alis ng kanilang mga harmonic na bahagi na lampas sa mga limitasyon ng naririnig na mga frequency. Ito ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na hanggang sa 20 o higit pang mga harmonika ang aktibong kasangkot sa pagbuo ng timbre ng mababang tunog, daluyan 8 - 10, mataas 2 - 3, dahil ang iba ay mahina o nasa labas ng saklaw ng naririnig. mga frequency. Samakatuwid, ang mataas na tunog, bilang panuntunan, ay mas mahirap sa timbre.
Halos lahat ng natural na pinagmumulan ng tunog, kabilang ang mga pinagmumulan ng mga musikal na tunog, ay may partikular na dependence ng timbre sa volume level. Ang pandinig ay iniangkop din sa pag-asa na ito - natural na matukoy nito ang intensity ng isang pinagmulan sa pamamagitan ng kulay ng tunog. Ang mas malakas na tunog ay kadalasang mas malupit.

Mga mapagkukunan ng tunog ng musika

Ang ilang mga salik na nagpapakilala sa mga pangunahing pinagmumulan ng tunog ay may malaking impluwensya sa kalidad ng tunog ng mga electroacoustic system.
Ang mga parameter ng acoustic ng mga mapagkukunan ng musika ay nakasalalay sa komposisyon ng mga performer (orchestra, ensemble, grupo, soloista at uri ng musika: symphonic, folk, pop, atbp.).

Ang pinagmulan at pagbuo ng tunog sa bawat instrumentong pangmusika ay may sariling mga detalye na nauugnay sa mga katangian ng tunog ng paggawa ng tunog sa isang partikular na instrumentong pangmusika.
Ang isang mahalagang elemento ng tunog ng musika ay ang pag-atake. Ito ay isang partikular na proseso ng paglipat kung saan itinatag ang mga matatag na katangian ng tunog: volume, timbre, pitch. Ang anumang musikal na tunog ay dumaraan sa tatlong yugto - simula, gitna at wakas, at pareho ang una at huling yugto ay may tiyak na tagal. paunang yugto tinatawag na atake. Iba ang tagal nito: para sa mga plucked na instrumento, percussion at ilang wind instruments ito ay tumatagal ng 0-20 ms, para sa bassoon ito ay tumatagal ng 20-60 ms. Ang isang pag-atake ay hindi lamang isang pagtaas sa volume ng isang tunog mula sa zero hanggang sa ilang matatag na halaga; maaari itong samahan ng parehong pagbabago sa pitch ng tunog at timbre nito. Bukod dito, ang mga katangian ng pag-atake ng instrumento ay hindi pareho sa iba't ibang bahagi ng saklaw nito na may iba't ibang estilo ng pagtugtog: ang violin ay ang pinakaperpektong instrumento sa mga tuntunin ng kayamanan ng mga posibleng nagpapahayag na paraan ng pag-atake.
Isa sa mga katangian ng anumang instrumentong pangmusika ay ang frequency range nito. Bilang karagdagan sa mga pangunahing frequency, ang bawat instrumento ay nailalarawan sa pamamagitan ng karagdagang mga de-kalidad na bahagi - mga overtone (o, tulad ng nakaugalian sa electroacoustics, mas mataas na harmonika), na tumutukoy sa tiyak na timbre nito.
Alam na ang enerhiya ng tunog ay hindi pantay na ipinamamahagi sa buong spectrum ng mga frequency ng tunog na ibinubuga ng isang pinagmulan.
Karamihan sa mga instrumento ay nailalarawan sa pamamagitan ng amplification ng mga pangunahing frequency, pati na rin ang mga indibidwal na overtone, sa ilang (isa o higit pa) na medyo makitid na frequency band (formants), na naiiba para sa bawat instrumento. Ang mga resonant frequency (sa hertz) ng formant na rehiyon ay: para sa trumpeta 100-200, horn 200-400, trombone 300-900, trumpet 800-1750, saxophone 350-900, oboe 800-1500, bassoon 90200, classoon 90200 -600 .
Ang isa pang katangian ng mga instrumentong pangmusika ay ang lakas ng kanilang tunog, na tinutukoy ng mas malaki o mas maliit na amplitude (span) ng kanilang sounding body o air column (ang mas malaking amplitude ay tumutugma sa isang mas malakas na tunog at vice versa). Ang peak acoustic power values ​​​​(sa watts) ay: para sa malaking orchestra 70, bass drum 25, timpani 20, snare drum 12, trombone 6, piano 0.4, trumpet at saxophone 0.3, trumpet 0.2, double bass 0.( 6, maliit na plauta 0.08, klarinete, sungay at tatsulok 0.05.
Ang ratio ng lakas ng tunog na nakuha mula sa isang instrumento kapag tinugtog ang "fortissimo" sa kapangyarihan ng tunog kapag tinutugtog ang "pianissimo" ay karaniwang tinatawag na dinamikong hanay ng tunog ng mga instrumentong pangmusika.
Ang dynamic na hanay ng isang musical sound source ay nakadepende sa uri ng performing group at sa katangian ng performance.
Isaalang-alang natin ang dynamic na hanay ng mga indibidwal na pinagmumulan ng tunog. Ang dynamic na hanay ng mga indibidwal na instrumentong pangmusika at ensemble (mga orkestra at koro ng iba't ibang komposisyon), pati na rin ang mga boses, ay nauunawaan bilang ratio ng pinakamataas na presyon ng tunog na nilikha ng isang ibinigay na mapagkukunan hanggang sa pinakamababa, na ipinahayag sa mga decibel.
Sa pagsasagawa, kapag tinutukoy ang dynamic na hanay ng isang pinagmumulan ng tunog, ang isa ay karaniwang gumagana lamang sa mga antas ng presyon ng tunog, pagkalkula o pagsukat ng kanilang katumbas na pagkakaiba. Halimbawa, kung ang pinakamataas na antas ng tunog ng isang orkestra ay 90 at ang pinakamababa ay 50 dB, kung gayon ang dynamic na hanay ay sinasabing 90 - 50 = 40 dB. Sa kasong ito, ang 90 at 50 dB ay mga antas ng sound pressure na may kaugnayan sa zero acoustic level.
Ang dynamic na hanay para sa isang ibinigay na pinagmulan ng tunog ay hindi isang pare-parehong halaga. Depende ito sa likas na katangian ng gawaing ginagawa at sa mga kondisyon ng tunog ng silid kung saan nagaganap ang pagganap. Pinapalawak ng reverberation ang dynamic range, na karaniwang umaabot sa maximum nito sa mga kwartong may malalaking volume at minimal na sound absorption. Halos lahat ng instrumento at boses ng tao ay may hindi pantay na dynamic range sa mga sound register. Halimbawa, ang antas ng lakas ng tunog ng pinakamababang tunog sa isang forte para sa isang bokalista ay katumbas ng antas ng pinakamataas na tunog sa isang piano.

Ang dynamic na hanay ng isang partikular na musikal na programa ay ipinahayag sa parehong paraan tulad ng para sa mga indibidwal na pinagmumulan ng tunog, ngunit ang pinakamataas na presyon ng tunog ay nabanggit sa isang dynamic na ff (fortissimo) na tono, at ang minimum na may isang pp (pianissimo).

Ang pinakamataas na volume, na ipinahiwatig sa mga tala fff (forte, fortissimo), ay tumutugma sa isang antas ng presyon ng tunog ng tunog na humigit-kumulang 110 dB, at ang pinakamababang volume, na ipinahiwatig sa mga tala na ppr (piano-pianissimo), humigit-kumulang 40 dB.
Dapat pansinin na ang mga dynamic na nuances ng pagganap sa musika ay kamag-anak at ang kanilang kaugnayan sa kaukulang mga antas ng presyon ng tunog ay sa ilang lawak ay may kondisyon. Ang dynamic na hanay ng isang partikular na musical program ay depende sa likas na katangian ng komposisyon. Kaya, ang dynamic na hanay ng mga klasikal na gawa ni Haydn, Mozart, Vivaldi ay bihirang lumampas sa 30-35 dB. Ang dynamic na hanay ng pop music ay karaniwang hindi lalampas sa 40 dB, habang ang sa sayaw at jazz music ay halos 20 dB lamang. Karamihan sa mga gawa para sa orkestra ng mga instrumentong katutubong Ruso ay mayroon ding maliit na dynamic na hanay (25-30 dB). Totoo rin ito para sa isang brass band. Gayunpaman, ang pinakamataas na antas ng tunog ng isang brass band sa isang silid ay maaaring umabot sa medyo mataas na antas (hanggang sa 110 dB).

Masking effect

Ang subjective na pagtatasa ng loudness ay depende sa mga kondisyon kung saan ang tunog ay nakikita ng nakikinig. Sa totoong mga kondisyon, ang isang acoustic signal ay hindi umiiral sa ganap na katahimikan. Kasabay nito, ang labis na ingay ay nakakaapekto sa pandinig, nagpapalubha ng pagdama ng tunog, na nagtatakip sa isang tiyak na lawak ng pangunahing signal. Ang epekto ng pag-mask ng purong sine wave sa pamamagitan ng extraneous na ingay ay sinusukat ng value na nagpapahiwatig. sa pamamagitan ng kung gaano karaming mga decibel ang threshold ng audibility ng masked signal ay tumataas sa itaas ng threshold ng perception nito sa katahimikan.
Ang mga eksperimento upang matukoy ang antas ng pag-mask ng isang sound signal ng isa pang ay nagpapakita na ang isang tono ng anumang dalas ay natatakpan ng mas mababang mga tono nang mas epektibo kaysa sa mas mataas. Halimbawa, kung ang dalawang tuning fork (1200 at 440 Hz) ay naglalabas ng mga tunog na may parehong intensity, pagkatapos ay hihinto natin ang pagdinig sa unang tono, ito ay natatakpan ng pangalawa (sa pamamagitan ng pag-aalis ng vibration ng pangalawang tuning fork, maririnig natin ang una. muli).
Kung ang dalawang kumplikadong signal ng tunog na binubuo ng ilang partikular na spectra ng dalas ng tunog ay umiiral nang sabay-sabay, magkakaroon ng magkaparehong masking effect. Bukod dito, kung ang pangunahing enerhiya ng parehong mga signal ay namamalagi sa parehong rehiyon ng hanay ng dalas ng audio, kung gayon ang masking effect ang magiging pinakamalakas. Kaya, kapag nagpapadala ng isang orkestra na piraso, dahil sa masking sa pamamagitan ng saliw, ang bahagi ng soloista ay maaaring maging mahina. naiintindihan at hindi naririnig.
Ang pagkamit ng kalinawan o, tulad ng sinasabi nila, ang "transparency" ng tunog sa paghahatid ng tunog ng mga orkestra o pop ensemble ay nagiging napakahirap kung ang isang instrumento o mga indibidwal na grupo ng mga instrumento ng orkestra ay tumutugtog sa isa o katulad na mga rehistro sa parehong oras.
Ang direktor, kapag nagre-record ng isang orkestra, ay dapat isaalang-alang ang mga tampok ng pagbabalatkayo. Sa mga pag-eensayo, sa tulong ng konduktor, nagtatatag siya ng balanse sa pagitan ng lakas ng tunog ng mga instrumento ng isang grupo, gayundin sa pagitan ng mga grupo ng buong orkestra. Ang kalinawan ng mga pangunahing melodic na linya at mga indibidwal na bahagi ng musika ay nakakamit sa mga kasong ito sa pamamagitan ng malapit na paglalagay ng mga mikropono sa mga performer, ang sinasadyang pagpili ng sound engineer ng pinakamahalagang instrumento sa isang partikular na lugar ng trabaho, at iba pang espesyal na tunog. mga teknik sa engineering.
Ang kababalaghan ng masking ay sinasalungat ng psychophysiological na kakayahan ng mga organo ng pandinig na mag-isa mula sa pangkalahatang masa ng mga tunog ng isa o higit pa na nagdadala ng karamihan. mahalagang impormasyon. Halimbawa, kapag tumutugtog ang isang orkestra, napapansin ng konduktor ang kaunting kamalian sa pagganap ng isang bahagi sa anumang instrumento.
Ang masking ay maaaring makabuluhang makaapekto sa kalidad ng paghahatid ng signal. Ang isang malinaw na pang-unawa sa natanggap na tunog ay posible kung ang intensity nito ay makabuluhang lumampas sa antas ng mga bahagi ng interference na matatagpuan sa parehong banda bilang natanggap na tunog. Sa pare-parehong interference, ang labis na signal ay dapat na 10-15 dB. Ang tampok na ito ng auditory perception ay praktikal na gamit, halimbawa, kapag tinatasa ang mga katangian ng electroacoustic ng media. Kaya, kung ang signal-to-noise ratio ng isang analog record ay 60 dB, kung gayon ang dynamic na hanay ng naitala na programa ay maaaring hindi hihigit sa 45-48 dB.

Mga temporal na katangian ng auditory perception

Tulong pandinig, tulad ng iba pang oscillatory system, ay inertial. Nang mawala ang tunog pandama ng pandinig hindi agad nawawala, ngunit unti-unti, bumababa sa zero. Ang panahon kung saan ang antas ng ingay ay bumaba ng 8-10 background ay tinatawag na hearing time constant. Ang pare-parehong ito ay nakasalalay sa isang bilang ng mga pangyayari, gayundin sa mga parameter ng pinaghihinalaang tunog. Kung ang dalawang maikling pulso ng tunog ay dumating sa nakikinig, magkapareho sa komposisyon at antas ng dalas, ngunit ang isa sa mga ito ay naantala, pagkatapos ay makikita ang mga ito kasama ng pagkaantala na hindi hihigit sa 50 ms. Sa malalaking agwat ng pagkaantala, ang parehong mga impulses ay pinaghihinalaang hiwalay, at isang echo ang nangyayari.
Ang tampok na ito ng pagdinig ay isinasaalang-alang kapag nagdidisenyo ng ilang mga aparato sa pagpoproseso ng signal, halimbawa, mga elektronikong linya ng pagkaantala, reverberate, atbp.
Dapat pansinin na, dahil sa espesyal na pag-aari ng pandinig, ang pandamdam ng dami ng isang panandaliang pulso ng tunog ay nakasalalay hindi lamang sa antas nito, kundi pati na rin sa tagal ng epekto ng pulso sa tainga. Kaya, ang isang panandaliang tunog, na tumatagal lamang ng 10-12 ms, ay nakikita ng tainga na mas tahimik kaysa sa tunog ng parehong antas, ngunit nakakaapekto sa pandinig para sa, halimbawa, 150-400 ms. Samakatuwid, kapag nakikinig sa isang broadcast, ang loudness ay ang resulta ng pag-average ng enerhiya ng sound wave sa isang tiyak na agwat. Bilang karagdagan, ang pandinig ng tao ay may pagkawalang-kilos, lalo na, kapag nakikita ang mga di-linear na pagbaluktot, hindi ito nararamdaman kung ang tagal ng pulso ng tunog ay mas mababa sa 10-20 ms. Iyon ang dahilan kung bakit sa mga tagapagpahiwatig ng antas ng sound recording sa sambahayan na radio-electronic na kagamitan, ang mga instant na halaga ng signal ay naa-average sa isang panahon na pinili alinsunod sa mga temporal na katangian ng mga organo ng pandinig.

Spatial na representasyon ng tunog

Isa sa mga mahalagang kakayahan ng tao ay ang kakayahang matukoy ang direksyon ng pinagmumulan ng tunog. Ang kakayahang ito ay tinatawag na binaural effect at ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang isang tao ay may dalawang tainga. Ipinapakita ng pang-eksperimentong data kung saan nagmumula ang tunog: isa para sa mga high-frequency na tono, isa para sa mga low-frequency na tono.

Ang tunog ay naglalakbay sa isang mas maikling distansya sa tainga na nakaharap sa pinagmulan kaysa sa kabilang tainga. Bilang resulta, ang presyon ng mga sound wave sa mga kanal ng tainga ay nag-iiba sa phase at amplitude. Ang mga pagkakaiba sa amplitude ay makabuluhan lamang sa mga mataas na frequency, kapag ang haba ng tunog ng daluyong ay naging maihahambing sa laki ng ulo. Kapag ang pagkakaiba sa amplitude ay lumampas sa isang halaga ng threshold na 1 dB, ang pinagmulan ng tunog ay lumilitaw na nasa gilid kung saan mas malaki ang amplitude. Ang anggulo ng paglihis ng pinagmumulan ng tunog mula sa gitnang linya (linya ng simetrya) ay humigit-kumulang na proporsyonal sa logarithm ng ratio ng amplitude.
Upang matukoy ang direksyon ng pinagmumulan ng tunog na may mga frequency na mas mababa sa 1500-2000 Hz, ang mga pagkakaiba sa bahagi ay makabuluhan. Tila sa isang tao na ang tunog ay nagmumula sa gilid kung saan ang alon, na nauuna sa yugto, ay umaabot sa tainga. Ang anggulo ng paglihis ng tunog mula sa midline ay proporsyonal sa pagkakaiba sa oras ng pagdating ng mga sound wave sa magkabilang tainga. Maaaring mapansin ng isang sinanay na tao ang pagkakaiba sa yugto na may pagkakaiba sa oras na 100 ms.
Ang kakayahang matukoy ang direksyon ng tunog sa patayong eroplano ay hindi gaanong binuo (mga 10 beses). Ang tampok na pisyolohikal na ito ay nauugnay sa oryentasyon ng mga organo ng pandinig sa pahalang na eroplano.
Ang isang tiyak na tampok ng spatial na pang-unawa ng tunog ng isang tao ay ipinahayag sa katotohanan na ang mga organo ng pandinig ay nakakakita ng kabuuang, integral na lokalisasyon na nilikha sa tulong ng mga artipisyal na paraan ng impluwensya. Halimbawa, sa isang silid, dalawang speaker ang naka-install sa harap sa layo na 2-3 m mula sa bawat isa. Ang tagapakinig ay matatagpuan sa parehong distansya mula sa axis ng sistema ng pagkonekta, mahigpit na nasa gitna. Sa isang silid, dalawang tunog ng pantay na yugto, dalas at intensity ang ibinubuga sa pamamagitan ng mga speaker. Bilang resulta ng pagkakakilanlan ng mga tunog na dumadaan sa organ ng pandinig, hindi maaaring paghiwalayin ng isang tao ang mga ito; ang kanyang mga sensasyon ay nagbibigay ng mga ideya tungkol sa isang solong, maliwanag (virtual) na mapagkukunan ng tunog, na mahigpit na matatagpuan sa gitna sa axis ng simetrya.
Kung babawasan natin ngayon ang volume ng isang speaker, ang maliwanag na pinagmulan ay lilipat patungo sa mas malakas na speaker. Ang ilusyon ng paglipat ng pinagmulan ng tunog ay maaaring makuha hindi lamang sa pamamagitan ng pagbabago ng antas ng signal, kundi pati na rin sa pamamagitan ng artipisyal na pagkaantala ng isang tunog na may kaugnayan sa isa pa; sa kasong ito, ang maliwanag na pinagmulan ay lilipat patungo sa speaker na naglalabas ng signal nang maaga.
Upang ilarawan ang integral localization, nagbibigay kami ng isang halimbawa. Ang distansya sa pagitan ng mga nagsasalita ay 2 m, ang distansya mula sa harap na linya hanggang sa nakikinig ay 2 m; upang ang pinagmulan ay lumipat ng 40 cm sa kaliwa o kanan, kinakailangan na magsumite ng dalawang signal na may pagkakaiba sa antas ng intensity na 5 dB o may pagkaantala sa oras na 0.3 ms. Sa pagkakaiba ng antas na 10 dB o pagkaantala ng oras na 0.6 ms, ang pinagmulan ay "ilipat" ng 70 cm mula sa gitna.
Kaya, kung babaguhin mo ang presyur ng tunog na nilikha ng tagapagsalita, ang ilusyon ng paglipat ng pinagmulan ng tunog ay lumitaw. Ang phenomenon na ito ay tinatawag na summary localization. Upang lumikha ng buod ng lokalisasyon, ginagamit ang isang dalawang-channel na stereophonic sound transmission system.
Dalawang mikropono ang naka-install sa pangunahing silid, na ang bawat isa ay gumagana sa sarili nitong channel. Ang pangalawa ay may dalawang loudspeaker. Ang mga mikropono ay matatagpuan sa isang tiyak na distansya mula sa bawat isa kasama ang isang linya na kahanay sa paglalagay ng sound emitter. Kapag ginagalaw ang sound emitter, magkakaibang sound pressure ang kikilos sa mikropono at ang oras ng pagdating ng sound wave ay mag-iiba dahil sa hindi pantay na distansya sa pagitan ng sound emitter at ng mga mikropono. Lumilikha ang pagkakaibang ito ng kabuuang epekto ng localization sa pangalawang silid, bilang isang resulta kung saan ang maliwanag na pinagmulan ay naisalokal sa isang tiyak na punto sa espasyo na matatagpuan sa pagitan ng dalawang loudspeaker.
Dapat itong sabihin tungkol sa binaural sound transmission system. Gamit ang sistemang ito, na tinatawag na isang artipisyal na sistema ng ulo, dalawang magkahiwalay na mikropono ang inilalagay sa pangunahing silid, na may distansya sa isa't isa na katumbas ng distansya sa pagitan ng mga tainga ng isang tao. Ang bawat isa sa mga mikropono ay may independiyenteng channel ng paghahatid ng tunog, ang output kung saan sa pangalawang silid ay may kasamang mga telepono para sa kaliwa at kanang mga tainga. Kung ang mga sound transmission channel ay magkapareho, ang naturang sistema ay tumpak na naghahatid ng binaural effect na nilikha malapit sa mga tainga ng "artipisyal na ulo" sa pangunahing silid. Ang pagkakaroon ng mga headphone at ang paggamit ng mga ito sa mahabang panahon ay isang kawalan.
Tinutukoy ng organ ng pandinig ang distansya sa pinagmumulan ng tunog gamit ang ilang di-tuwirang mga senyales at may ilang mga pagkakamali. Depende sa kung maliit o malaki ang distansya sa pinagmumulan ng signal, nagbabago ang subjective assessment nito sa ilalim ng impluwensya iba't ibang salik. Napag-alaman na kung ang mga tinukoy na distansya ay maliit (hanggang sa 3 m), kung gayon ang kanilang subjective na pagtatasa ay halos linearly na nauugnay sa pagbabago sa dami ng pinagmumulan ng tunog na gumagalaw kasama ang lalim. Ang isang karagdagang kadahilanan para sa isang kumplikadong signal ay ang timbre nito, na nagiging mas "mas mabigat" habang ang pinagmulan ay lumalapit sa nakikinig. Ito ay dahil sa pagtaas ng amplification ng mga mababang overtone kumpara sa mataas na mga tono, na sanhi ng pagtaas ng antas ng volume.
Para sa mga average na distansya ng 3-10 m, ang paglipat ng pinagmulan palayo sa tagapakinig ay sasamahan ng isang proporsyonal na pagbaba sa lakas ng tunog, at ang pagbabagong ito ay ilalapat nang pantay-pantay sa pangunahing frequency at harmonic na mga bahagi. Bilang isang resulta, mayroong isang kamag-anak na pagpapalakas ng mataas na dalas na bahagi ng spectrum at ang timbre ay nagiging mas maliwanag.
Habang tumataas ang distansya, tataas ang mga pagkawala ng enerhiya sa hangin sa proporsyon sa square ng frequency. Ang pagtaas ng pagkawala ng mataas na mga overtone ng register ay magreresulta sa pagbaba ng timbral brightness. Kaya, ang subjective na pagtatasa ng mga distansya ay nauugnay sa mga pagbabago sa dami at timbre nito.
Sa isang saradong silid, ang mga signal ng mga unang pagmuni-muni, na naantala na may kaugnayan sa direktang pagmuni-muni ng 20-40 ms, ay nakikita ng organ ng pandinig na nagmumula sa iba't ibang direksyon. Kasabay nito, ang kanilang pagtaas ng pagkaantala ay lumilikha ng impresyon ng isang makabuluhang distansya mula sa mga punto kung saan nangyayari ang mga pagmumuni-muni na ito. Kaya, sa oras ng pagkaantala ay maaaring hatulan ng isa ang kamag-anak na distansya ng mga pangalawang mapagkukunan o, kung ano ang pareho, ang laki ng silid.

Ang ilang mga tampok ng subjective perception ng stereophonic broadcast.

Ang stereophonic sound transmission system ay may ilang makabuluhang feature kumpara sa isang conventional monophonic.
Ang kalidad na nagpapakilala sa stereophonic sound, volume, i.e. maaaring masuri ang natural na acoustic perspective gamit ang ilang karagdagang indicator na hindi makatwiran sa isang monophonic sound transmission technique. Ang ganitong mga karagdagang tagapagpahiwatig ay kinabibilangan ng: anggulo ng pandinig, i.e. ang anggulo kung saan nakikita ng tagapakinig ang stereophonic sound picture; stereo resolution, i.e. subjectively tinutukoy lokalisasyon ng mga indibidwal na elemento ng sound image sa ilang mga punto sa espasyo sa loob ng audibility angle; acoustic na kapaligiran, i.e. ang epekto ng pagbibigay sa tagapakinig ng pakiramdam ng presensya sa pangunahing silid kung saan nagaganap ang ipinadalang sound event.

Sa papel ng mga acoustics ng silid

Ang makulay na tunog ay nakakamit hindi lamang sa tulong ng sound reproduction equipment. Kahit na may medyo mahusay na kagamitan, ang kalidad ng tunog ay maaaring mahina kung ang silid ng pakikinig ay walang ilang mga katangian. Ito ay kilala na sa isang saradong silid ay nangyayari ang isang hindi pangkaraniwang bagay ng tunog ng ilong na tinatawag na reverberation. Sa pamamagitan ng pag-apekto sa mga organo ng pandinig, ang reverberation (depende sa tagal nito) ay maaaring mapabuti o lumala ang kalidad ng tunog.

Nakikita ng isang tao sa isang silid hindi lamang ang mga direktang sound wave na direktang nilikha ng pinagmulan ng tunog, kundi pati na rin ang mga alon na sinasalamin ng kisame at dingding ng silid. Ang mga sinasalamin na alon ay maririnig sa loob ng ilang oras pagkatapos tumigil ang pinagmulan ng tunog.
Minsan ay pinaniniwalaan na ang mga sinasalamin na signal ay gumaganap lamang ng negatibong papel, na nakakasagabal sa pang-unawa ng pangunahing signal. Gayunpaman, ang ideyang ito ay hindi tama. Ang isang tiyak na bahagi ng enerhiya ng paunang sinasalamin na mga signal ng echo, na umaabot sa mga tainga ng tao na may maikling pagkaantala, ay nagpapalakas sa pangunahing signal at nagpapayaman sa tunog nito. Sa kabaligtaran, sa kalaunan ay sumasalamin ang mga dayandang. na ang oras ng pagkaantala ay lumampas sa isang partikular na kritikal na halaga, bumubuo ng isang tunog na background na nagpapahirap sa pag-unawa sa pangunahing signal.
Ang silid ng pakikinig ay hindi dapat magkaroon malaking oras umalingawngaw. Ang mga living room, bilang panuntunan, ay may kaunting reverberation dahil sa kanilang limitadong laki at pagkakaroon ng sound-absorbing surface, upholstered furniture, carpets, curtains, atbp.
Ang mga balakid ng iba't ibang kalikasan at katangian ay nailalarawan sa pamamagitan ng koepisyent ng pagsipsip ng tunog, na siyang ratio ng hinihigop na enerhiya sa kabuuang enerhiya sound wave ng insidente.

Upang madagdagan ang mga katangian ng tunog na sumisipsip ng karpet (at bawasan ang ingay sa sala), ipinapayong ibitin ang karpet na hindi malapit sa dingding, ngunit may puwang na 30-50 mm).