Come viene misurata la frequenza dei suoni che senti? Percezione del suono da parte dell'orecchio umano. Quando vedere un medico

Per il nostro orientamento nel mondo che ci circonda, l'udito gioca lo stesso ruolo della vista. L'orecchio ci permette di comunicare tra noi utilizzando i suoni; ha una sensibilità speciale per le frequenze sonore della parola. Con l'aiuto dell'orecchio, una persona capta varie vibrazioni sonore nell'aria. Le vibrazioni provenienti da un oggetto (sorgente sonora) vengono trasmesse attraverso l'aria, che svolge il ruolo di trasmettitore del suono, e vengono captate dall'orecchio. L'orecchio umano percepisce le vibrazioni dell'aria con una frequenza compresa tra 16 e 20.000 Hz. Le vibrazioni con una frequenza più alta sono considerate ultrasoniche, ma l'orecchio umano non le percepisce. La capacità di distinguere i toni alti diminuisce con l'età. La capacità di captare il suono con entrambe le orecchie consente di determinare dove si trova. Nell'orecchio, le vibrazioni dell'aria vengono convertite in impulsi elettrici, che vengono percepiti dal cervello come suono.

L'orecchio ospita anche l'organo che rileva il movimento e la posizione del corpo nello spazio - apparato vestibolare. Il sistema vestibolare gioca un ruolo importante nell’orientamento spaziale di una persona, analizza e trasmette informazioni sulle accelerazioni e decelerazioni del movimento lineare e rotatorio, nonché quando la posizione della testa cambia nello spazio.

Struttura dell'orecchio

In base alla struttura esterna, l'orecchio è diviso in tre parti. Le prime due parti dell'orecchio, quella esterna (esterna) e quella centrale, conducono il suono. La terza parte - l'orecchio interno - contiene cellule uditive, meccanismi per percepire tutte e tre le caratteristiche del suono: altezza, forza e timbro.

Orecchio esterno- si chiama la parte sporgente dell'orecchio esterno padiglione auricolare, la sua base è costituita da un tessuto di sostegno semirigido: la cartilagine. La superficie anteriore del padiglione auricolare ha una struttura complessa e una forma variabile. È costituito da cartilagine e tessuto fibroso, ad eccezione della parte inferiore, il lobulo (lobo dell'orecchio), formato da tessuto adiposo. Alla base del padiglione auricolare si trovano i muscoli auricolari anteriori, superiori e posteriori, i cui movimenti sono limitati.

Oltre alla funzione acustica (raccolta del suono), il padiglione auricolare svolge un ruolo protettivo, proteggendo il condotto uditivo nel timpano dagli influssi ambientali dannosi (acqua, polvere, forti correnti d'aria). Sia la forma che la dimensione delle orecchie sono individuali. La lunghezza del padiglione auricolare negli uomini è di 50–82 mm e la larghezza di 32–52 mm; nelle donne le dimensioni sono leggermente più piccole. La piccola area del padiglione auricolare rappresenta tutta la sensibilità del corpo e degli organi interni. Pertanto, può essere utilizzato per ottenere informazioni biologicamente importanti sullo stato di qualsiasi organo. Il padiglione auricolare concentra le vibrazioni sonore e le dirige verso l'apertura uditiva esterna.

Canale uditivo esterno serve a condurre le vibrazioni sonore dell'aria dal padiglione auricolare al timpano. Il canale uditivo esterno ha una lunghezza da 2 a 5 cm, il suo terzo esterno è formato da tessuto cartilagineo e i 2/3 interni sono formati da osso. Il canale uditivo esterno è arcuato nella direzione superiore-posteriore e si raddrizza facilmente quando il padiglione auricolare viene tirato su e indietro. Nella pelle del condotto uditivo sono presenti ghiandole speciali che secernono una secrezione giallastra (cerume), la cui funzione è quella di proteggere la pelle dalle infezioni batteriche e da particelle estranee (insetti).

Il canale uditivo esterno è separato dall'orecchio medio dal timpano, che è sempre retratto verso l'interno. Si tratta di una sottile placca di tessuto connettivo, ricoperta all'esterno da epitelio multistrato e all'interno da mucosa. Il canale uditivo esterno serve a condurre le vibrazioni sonore al timpano, che separa l'orecchio esterno dalla cavità timpanica (orecchio medio).

Orecchio medio, o cavità timpanica, è una piccola camera piena d'aria che si trova nella piramide dell'osso temporale ed è separata dal canale uditivo esterno dal timpano. Questa cavità ha pareti ossee e membranose (membrana timpanica).

Timpanoè una membrana a basso movimento spessa 0,1 micron, tessuta da fibre che corrono in direzioni diverse e sono allungate in modo non uniforme in aree diverse. A causa di questa struttura, il timpano non ha un proprio periodo di oscillazione, il che porterebbe ad un'amplificazione dei segnali sonori che coincidono con la frequenza delle proprie oscillazioni. Inizia a vibrare sotto l'influenza delle vibrazioni sonore che passano attraverso il canale uditivo esterno. Attraverso un'apertura sulla parete posteriore, la membrana timpanica comunica con la grotta mastoidea.

L'apertura della tromba uditiva (di Eustachio) si trova nella parete anteriore della cavità timpanica e conduce nella parte nasale della faringe. Grazie a ciò, l'aria atmosferica può entrare nella cavità timpanica. Normalmente, l'apertura della tromba di Eustachio è chiusa. Si apre durante i movimenti di deglutizione o di sbadiglio, aiutando a bilanciare la pressione dell'aria sul timpano dal lato della cavità dell'orecchio medio e dall'apertura uditiva esterna, proteggendolo così da rotture che portano a danni all'udito.

Nella cavità timpanica si trovano ossicini uditivi. Sono di dimensioni molto piccole e sono collegati in una catena che si estende dal timpano fino alla parete interna della cavità timpanica.

L'osso più esterno è martello- il suo manico è collegato al timpano. La testa del martello è collegata all'incudine, che si articola in modo mobile con la testa staffe.

Gli ossicini uditivi hanno ricevuto tali nomi a causa della loro forma. Le ossa sono ricoperte da una membrana mucosa. Due muscoli regolano il movimento delle ossa. La connessione delle ossa è tale da aumentare di 22 volte la pressione delle onde sonore sulla membrana della finestra ovale, consentendo alle onde sonore deboli di spostare il liquido all'interno lumaca.

Orecchio interno racchiuso nell'osso temporale ed è un sistema di cavità e canali situati nella sostanza ossea della parte petrosa dell'osso temporale. Insieme formano il labirinto osseo, all'interno del quale si trova il labirinto membranoso. Labirinto osseoÈ una cavità ossea di varia forma ed è costituita dal vestibolo, da tre canali semicircolari e dalla coclea. Labirinto membranoso consiste in un complesso sistema di sottili formazioni membranose situate nel labirinto osseo.

Tutte le cavità dell'orecchio interno sono piene di liquido. All'interno del labirinto membranoso c'è l'endolinfa, e il fluido che lava il labirinto membranoso all'esterno è la perilinfa ed è simile nella composizione al liquido cerebrospinale. L'endolinfa differisce dalla perilinfa (contiene più ioni potassio e meno ioni sodio) - trasporta una carica positiva rispetto alla perilinfa.

Preludio- la parte centrale del labirinto osseo, che comunica con tutte le sue parti. Dietro al vestibolo ci sono tre canali ossei semicircolari: superiore, posteriore e laterale. Il canale semicircolare laterale è orizzontale, gli altri due sono ad angolo retto. Ogni canale ha una parte espansa: un'ampolla. Contiene un'ampolla membranosa piena di endolinfa. Quando l'endolinfa si muove durante un cambiamento nella posizione della testa nello spazio, le terminazioni nervose sono irritate. L'eccitazione viene trasmessa lungo le fibre nervose al cervello.

Lumacaè un tubo a spirale che forma due giri e mezzo attorno ad un'asta ossea a forma di cono. È la parte centrale dell'organo uditivo. All'interno del canale osseo della coclea è presente un labirinto membranoso, o dotto cocleare, al quale si avvicinano le terminazioni della parte cocleare dell'ottavo nervo cranico. Le vibrazioni della perilinfa vengono trasmesse all'endolinfa del dotto cocleare e attivano le terminazioni nervose della parte uditiva dell'ottavo nervo cranico.

Il nervo vestibolococleare è costituito da due parti. La parte vestibolare conduce gli impulsi nervosi dal vestibolo e dai canali semicircolari ai nuclei vestibolari del ponte e del midollo allungato e successivamente al cervelletto. La parte cocleare trasmette l'informazione lungo le fibre che seguono dall'organo spirale (corti) ai nuclei uditivi del tronco cerebrale e poi - attraverso una serie di commutazioni nei centri sottocorticali - alla corteccia della parte superiore del lobo temporale del cervello. emisfero.

Meccanismo di percezione delle vibrazioni sonore

I suoni nascono a causa delle vibrazioni dell'aria e sono amplificati nel padiglione auricolare. L'onda sonora viene quindi condotta attraverso il canale uditivo esterno al timpano, facendolo vibrare. La vibrazione del timpano viene trasmessa alla catena degli ossicini uditivi: martello, incudine e staffa. La base della staffa è fissata alla finestra del vestibolo con l'aiuto di un legamento elastico, grazie al quale le vibrazioni vengono trasmesse alla perilinfa. A loro volta, attraverso la parete membranosa del condotto cocleare, queste vibrazioni passano all'endolinfa, il cui movimento provoca l'irritazione delle cellule recettrici dell'organo spirale. L'impulso nervoso risultante segue le fibre della parte cocleare del nervo vestibolococleare fino al cervello.

La traduzione dei suoni percepiti dall'organo dell'udito come sensazioni piacevoli e spiacevoli viene effettuata nel cervello. Le onde sonore irregolari producono la sensazione del rumore, mentre le onde regolari e ritmiche vengono percepite come toni musicali. I suoni viaggiano ad una velocità di 343 km/s ad una temperatura dell'aria di 15–16ºС.

ENCICLOPEDIA DELLA MEDICINA

FISIOLOGIA

Come l'orecchio percepisce i suoni

L'orecchio è un organo che converte le onde sonore in impulsi nervosi che il cervello può percepire. Interagendo tra loro, gli elementi dell'orecchio interno danno

siamo in grado di distinguere i suoni.

Anatomicamente diviso in tre parti:

□ Orecchio esterno - progettato per dirigere le onde sonore nelle strutture interne dell'orecchio. È costituito dal padiglione auricolare, che è una cartilagine elastica ricoperta di pelle con tessuto sottocutaneo, collegata alla pelle del cranio e al canale uditivo esterno - la tuba uditiva, ricoperta di cerume. Questo tubo termina nel timpano.

□ L'orecchio medio è una cavità contenente piccoli ossicini uditivi (martello, incudine, staffa) e i tendini di due piccoli muscoli. La posizione della staffa gli permette di colpire la finestra ovale, che è l'ingresso della coclea.

□ L'orecchio interno è costituito da:

■ dai canali semicircolari del labirinto osseo e dal vestibolo del labirinto, che fanno parte dell'apparato vestibolare;

■ dalla coclea – l'organo vero e proprio dell'udito. La coclea dell'orecchio interno ricorda da vicino il guscio di una lumaca vivente. In trasversale

In sezione trasversale si può vedere che è costituito da tre parti longitudinali: la scala timpanica, la scala vestibolare e il canale cocleare. Tutte e tre le strutture sono piene di fluido. L'organo spirale del Corti è situato nel canale cocleare. È costituito da 23.500 cellule sensibili dotate di capelli che catturano effettivamente le onde sonore e poi le trasmettono attraverso il nervo uditivo al cervello.

Anatomia dell'orecchio

Orecchio esterno

È costituito dal padiglione auricolare e dal canale uditivo esterno.

Orecchio medio

Contiene tre piccole ossa: il martello, l'incudine e la staffa.

Orecchio interno

Contiene i canali semicircolari del labirinto osseo, il vestibolo del labirinto e la coclea.

< Наружная, видимая часть уха называется ушной раковиной. Она служит для передачи звуковых волн в слуховой канал, а оттуда в среднее и внутреннее ухо.

E l'orecchio esterno, medio ed interno svolgono un ruolo importante nella conduzione e trasmissione del suono dall'ambiente esterno al cervello.

Cos'è il suono?

Il suono viaggia attraverso l'atmosfera, passando da una zona ad alta pressione a una zona a bassa pressione.

Onda sonora

con una frequenza più alta (blu) corrisponde ad un suono acuto. Il verde indica un suono basso.

La maggior parte dei suoni che sentiamo sono una combinazione di onde sonore di diverse frequenze e ampiezze.

Il suono è un tipo di energia; L'energia sonora viene trasmessa nell'atmosfera sotto forma di vibrazioni delle molecole d'aria. In assenza di un mezzo molecolare (aria o altro), il suono non può viaggiare.

MOVIMENTO DELLE MOLECOLE Nell'atmosfera in cui viaggia il suono, ci sono zone di alta pressione in cui le molecole d'aria si trovano più vicine le une alle altre. Si alternano a zone di bassa pressione, dove le molecole d'aria sono più distanti.

Quando alcune molecole entrano in collisione con quelle vicine, trasferiscono loro la loro energia. Viene creata un'onda che può percorrere lunghe distanze.

Ecco come viene trasferita l'energia sonora.

Quando le onde di alta e bassa pressione sono distribuite uniformemente, il tono è detto chiaro. Tale onda sonora viene creata da un diapason.

Le onde sonore generate durante la riproduzione del parlato sono distribuite in modo non uniforme e sono combinate.

ALTEZZA E AMPIEZZA L'altezza di un suono è determinata dalla frequenza di vibrazione dell'onda sonora. Si misura in Hertz (Hz): maggiore è la frequenza, più acuto è il suono. L'intensità di un suono è determinata dall'ampiezza delle vibrazioni dell'onda sonora. L'orecchio umano percepisce suoni la cui frequenza varia da 20 a 20.000 Hz.

< Полный диапазон слышимости человека составляет от 20 до 20 ООО Гц. Человеческое ухо может дифференцировать примерно 400 ООО различных звуков.

Questi due buoi hanno la stessa frequenza, ma un diverso a^vviy-du (il colore blu corrisponde ad un suono più forte).

Udito umano

Udito- la capacità degli organismi biologici di percepire i suoni con i loro organi uditivi; una funzione speciale dell'apparecchio acustico, eccitata dalle vibrazioni sonore nell'ambiente, come l'aria o l'acqua. Una delle sensazioni biologiche distanti, chiamata anche percezione acustica. Fornito dal sistema sensoriale uditivo.

L'udito umano è in grado di sentire suoni che vanno da 16 Hz a 22 kHz quando le vibrazioni vengono trasmesse attraverso l'aria e fino a 220 kHz quando il suono viene trasmesso attraverso le ossa del cranio. Queste onde hanno un importante significato biologico, ad esempio le onde sonore nell'intervallo 300-4000 Hz corrispondono alla voce umana. I suoni superiori a 20.000 Hz hanno poca importanza pratica poiché decelerano rapidamente; le vibrazioni inferiori a 60 Hz vengono percepite attraverso il senso della vibrazione. La gamma di frequenze che una persona è in grado di sentire è chiamata gamma uditiva o sonora; le frequenze più alte sono chiamate ultrasuoni, mentre le frequenze più basse sono chiamate infrasuoni.

La capacità di distinguere le frequenze sonore dipende in gran parte dall'individuo: età, sesso, ereditarietà, suscettibilità alle malattie dell'udito, allenamento e affaticamento dell'udito. Alcune persone sono in grado di percepire suoni a frequenze relativamente alte, fino a 22 kHz e possibilmente più alte.
Nell'uomo, come nella maggior parte dei mammiferi, l'organo dell'udito è l'orecchio. In un certo numero di animali, la percezione uditiva viene effettuata attraverso una combinazione di vari organi, che possono differire significativamente nella struttura dall'orecchio dei mammiferi. Alcuni animali sono in grado di percepire vibrazioni acustiche non udibili dall'uomo (ultrasuoni o infrasuoni). I pipistrelli utilizzano gli ultrasuoni per l'ecolocalizzazione durante il volo. I cani sono in grado di sentire gli ultrasuoni, che è ciò su cui funzionano i fischi silenziosi. Esistono prove che le balene e gli elefanti possono utilizzare gli infrasuoni per comunicare.
Una persona può distinguere più suoni contemporaneamente perché nella coclea possono esserci più onde stazionarie contemporaneamente.

Il meccanismo di funzionamento del sistema uditivo:

Un segnale sonoro di qualsiasi natura può essere descritto da un certo insieme di caratteristiche fisiche:
frequenza, intensità, durata, struttura temporale, spettro, ecc.

Corrispondono ad alcune sensazioni soggettive che sorgono quando il sistema uditivo percepisce i suoni: volume, altezza, timbro, battiti, consonanza-dissonanza, mascheramento, localizzazione-effetto stereo, ecc.
Le sensazioni uditive sono legate alle caratteristiche fisiche in modo ambiguo e non lineare, ad esempio il volume dipende dall'intensità del suono, dalla sua frequenza, dallo spettro, ecc. Già nel secolo scorso fu stabilita la legge di Fechner, che confermava che questa relazione non è lineare: “Sensazioni
sono proporzionali al rapporto dei logaritmi dello stimolo." Ad esempio, le sensazioni di un cambiamento di volume sono principalmente associate a un cambiamento nel logaritmo di intensità, altezza - con un cambiamento nel logaritmo di frequenza, ecc.

Riconosce tutte le informazioni sonore che una persona riceve dal mondo esterno (è circa il 25% del totale) con l'aiuto del sistema uditivo e il lavoro delle parti superiori del cervello, le traduce nel mondo delle sue sensazioni e prende decisioni su come reagire ad esso.
Prima di iniziare a studiare il problema di come il sistema uditivo percepisce l'altezza, soffermiamoci brevemente sul meccanismo di funzionamento del sistema uditivo.
Molti risultati nuovi e molto interessanti sono stati ora ottenuti in questa direzione.
Il sistema uditivo è una sorta di ricevitore di informazioni ed è costituito dalla parte periferica e dalle parti superiori del sistema uditivo. I più studiati sono i processi di trasformazione dei segnali sonori nella parte periferica dell'analizzatore uditivo.

Parte periferica

Si tratta di un'antenna acustica che riceve, localizza, focalizza e amplifica il segnale sonoro;
- microfono;
- analizzatore di frequenza e tempo;
- un convertitore analogico-digitale che converte un segnale analogico in impulsi nervosi binari - scariche elettriche.

Nella prima figura è mostrata una vista generale del sistema uditivo periferico. Tipicamente, il sistema uditivo periferico è diviso in tre parti: orecchio esterno, medio e interno.

Orecchio esternoè costituito dal padiglione auricolare e dal canale uditivo, che termina con una sottile membrana chiamata timpano.
Le orecchie esterne e la testa sono componenti di un'antenna acustica esterna che collega (abbina) il timpano al campo sonoro esterno.
Le funzioni principali delle orecchie esterne sono la percezione binaurale (spaziale), la localizzazione della sorgente sonora e l'amplificazione dell'energia sonora, soprattutto nelle regioni delle frequenze medie e alte.

Canale uditivo Si tratta di un tubo cilindrico ricurvo lungo 22,5 mm, che ha una prima frequenza di risonanza di circa 2,6 kHz, quindi in questa gamma di frequenze amplifica notevolmente il segnale sonoro, ed è qui che si trova la regione di massima sensibilità uditiva.

Timpano - una pellicola sottile, dello spessore di 74 micron, ha la forma di un cono, con la punta rivolta verso l'orecchio medio.
Alle basse frequenze si muove come un pistone, alle frequenze più alte forma un complesso sistema di linee nodali, importante anche per amplificare il suono.

Orecchio medio- una cavità piena d'aria collegata al rinofaringe tramite la tromba di Eustachio per equalizzare la pressione atmosferica.
Quando la pressione atmosferica cambia, l'aria può entrare o uscire dall'orecchio medio, quindi il timpano non risponde ai lenti cambiamenti della pressione statica - discesa e salita, ecc. Nell'orecchio medio ci sono tre piccoli ossicini uditivi:
martello, incudine e staffa.
Il martello è attaccato al timpano da un lato, dall'altro entra in contatto con l'incudine, che è collegato alla staffa con l'aiuto di un piccolo legamento. La base della staffa è collegata alla finestra ovale dell'orecchio interno.

Orecchio medio svolge le seguenti funzioni:
abbinare l'impedenza dell'ambiente aereo con l'ambiente liquido della coclea dell'orecchio interno; protezione dai suoni forti (riflesso acustico); amplificazione (meccanismo a leva), grazie alla quale la pressione sonora trasmessa all'orecchio interno viene amplificata di quasi 38 dB rispetto a quella che colpisce il timpano.

Orecchio interno situato nel labirinto di canali dell'osso temporale e comprende l'organo dell'equilibrio (apparato vestibolare) e la coclea.

Lumaca(coclea) svolge un ruolo importante nella percezione uditiva. È un tubo di sezione variabile, avvolto tre volte come la coda di un serpente. Quando è aperta è lunga 3,5 cm e all'interno la lumaca ha una struttura estremamente complessa. Per tutta la sua lunghezza è diviso da due membrane in tre cavità: la scala vestibolare, la cavità mediana e la scala timpanica.

La trasformazione delle vibrazioni meccaniche della membrana in impulsi elettrici discreti delle fibre nervose avviene nell'organo del Corti. Quando la membrana basilare vibra, le ciglia delle cellule ciliate si piegano e questo genera un potenziale elettrico, che provoca un flusso di impulsi nervosi elettrici che trasportano tutte le informazioni necessarie sul segnale sonoro ricevuto al cervello per un'ulteriore elaborazione e risposta.

Le parti superiori del sistema uditivo (compresa la corteccia uditiva) possono essere considerate come un processore logico che identifica (decodifica) segnali sonori utili su uno sfondo di rumore, li raggruppa secondo determinate caratteristiche, li confronta con immagini in memoria, ne determina la valore delle informazioni e prende decisioni sulle azioni di risposta.

Il concetto di suono e rumore. Il potere del suono.

Il suono è un fenomeno fisico cioè la propagazione di vibrazioni meccaniche sotto forma di onde elastiche in un mezzo solido, liquido o gassoso. Come ogni onda, il suono è caratterizzato da ampiezza e spettro di frequenze. L'ampiezza di un'onda sonora è la differenza tra i valori di densità più alto e più basso. La frequenza del suono è il numero di vibrazioni dell'aria al secondo. La frequenza è misurata in Hertz (Hz).

Onde con frequenze diverse vengono percepite da noi come suoni di diversa altezza. Il suono con una frequenza inferiore a 16 – 20 Hz (la portata dell'udito umano) è chiamato infrasuono; da 15 – 20 kHz a 1 GHz, – ultrasuoni, da 1 GHz – ipersuono. Tra i suoni uditi ci sono i suoni fonetici (i suoni del parlato e i fonemi che compongono il linguaggio parlato) e i suoni musicali (i suoni che compongono la musica). I suoni musicali contengono non uno, ma diversi toni e talvolta componenti di rumore in un'ampia gamma di frequenze.

Il rumore è un tipo di suono; viene percepito dalle persone come sgradevole, disturbante o addirittura doloroso, creando disagio acustico.

Per quantificare il suono vengono utilizzati parametri medi, determinati sulla base di leggi statistiche. L'intensità del suono è un termine obsoleto che descrive una quantità simile, ma non identica, all'intensità del suono. Dipende dalla lunghezza d'onda. Unità di misura dell'intensità sonora - bel (B). Livello audio più spesso Totale misurato in decibel (questo è 0,1B). L'udito di una persona può rilevare una differenza nel livello del volume di circa 1 dB.

Per misurare il rumore acustico, Stephen Orfield ha fondato l'Orfield Laboratory a South Minneapolis. Per ottenere un silenzio eccezionale, la stanza utilizza piattaforme acustiche in fibra di vetro spesse un metro, doppie pareti in acciaio isolante e cemento spesso 30 cm.La stanza blocca il 99,99% dei suoni esterni e assorbe quelli interni. Questa fotocamera viene utilizzata da molti produttori per testare il volume dei loro prodotti, come le valvole cardiache, il suono del display del telefono cellulare e il suono dell'interruttore del cruscotto dell'auto. Viene utilizzato anche per determinare la qualità del suono.

Suoni di diversa intensità hanno effetti diversi sul corpo umano. COSÌ Il suono fino a 40 dB ha un effetto calmante. L'esposizione a suoni di 60-90 dB provoca una sensazione di irritazione, stanchezza e mal di testa. Il suono con una forza di 95-110 dB provoca gradualmente indebolimento dell'udito, stress neuropsichico e varie malattie. Il suono da 114 dB provoca un'intossicazione sonora simile all'intossicazione da alcol, disturba il sonno, distrugge la psiche e porta alla sordità.

In Russia esistono standard sanitari per i livelli di rumore consentiti, dove per vari territori e condizioni di presenza di una persona vengono forniti i valori massimi del livello di rumore:

· sul territorio del microdistretto 45-55 dB;

· nelle classi scolastiche 40-45 dB;

· ospedali 35-40 dB;

· nell'industria 65-70 dB.

Di notte (23:00-7:00) i livelli di rumore dovrebbero essere inferiori di 10 dB.

Esempi di intensità del suono in decibel:

· Fruscio delle foglie: 10

· Superficie abitabile: 40

· Conversazione: 40–45

· Ufficio: 50–60

· Rumore del negozio: 60

TV, urla, risate a 1 m di distanza: 70–75

· Via: 70–80

Fabbrica (industria pesante): 70–110

· Motosega: 100

· Lancio a reazione: 120–130

· Rumore discoteca: 175

Percezione umana dei suoni

L'udito è la capacità degli organismi biologici di percepire i suoni con i loro organi uditivi. L'origine del suono si basa sulle vibrazioni meccaniche dei corpi elastici. Nello strato d'aria immediatamente adiacente alla superficie del corpo oscillante si verificano condensazione (compressione) e rarefazione. Queste compressioni e rarefazioni si alternano nel tempo e si propagano lateralmente sotto forma di un'onda elastica longitudinale, che raggiunge l'orecchio e provoca periodiche fluttuazioni di pressione in prossimità di esso, influenzando l'analizzatore uditivo.

Una persona comune è in grado di sentire le vibrazioni sonore nella gamma di frequenze da 16–20 Hz a 15–20 kHz. La capacità di distinguere le frequenze sonore dipende in gran parte dall'individuo: età, sesso, predisposizione alle malattie dell'udito, allenamento e affaticamento dell'udito.

Nell'uomo l'organo dell'udito è l'orecchio, che percepisce gli impulsi sonori ed è anche responsabile della posizione del corpo nello spazio e della capacità di mantenere l'equilibrio. Si tratta di un organo pari che si trova nelle ossa temporali del cranio, limitato esternamente dai padiglioni auricolari. È rappresentato da tre sezioni: l'orecchio esterno, medio e interno, ciascuna delle quali svolge le proprie funzioni specifiche.

L'orecchio esterno è costituito dal padiglione auricolare e dal canale uditivo esterno. Il padiglione auricolare negli organismi viventi funziona come un ricevitore di onde sonore, che vengono poi trasmesse all'interno dell'apparecchio acustico. Il valore del padiglione auricolare nell'uomo è molto più piccolo che negli animali, quindi nell'uomo è praticamente immobile.

Le pieghe del padiglione auricolare umano introducono piccole distorsioni di frequenza nel suono che entra nel condotto uditivo, a seconda della localizzazione orizzontale e verticale del suono. Pertanto, il cervello riceve ulteriori informazioni per chiarire la posizione della sorgente sonora. Questo effetto viene talvolta utilizzato in acustica, anche per creare la sensazione del suono surround quando si utilizzano cuffie o apparecchi acustici. Il canale uditivo esterno termina alla cieca: è separato dall'orecchio medio dal timpano. Le onde sonore catturate dal padiglione auricolare colpiscono il timpano e lo fanno vibrare. A loro volta, le vibrazioni dal timpano vengono trasmesse all'orecchio medio.

La parte principale dell'orecchio medio è la cavità timpanica, un piccolo spazio con un volume di circa 1 cm³ situato nell'osso temporale. Ci sono tre ossicini uditivi qui: il martello, l'incudine e la staffa - sono collegati tra loro e all'orecchio interno (finestra del vestibolo), trasmettono le vibrazioni sonore dall'orecchio esterno all'orecchio interno, amplificando contemporaneamente loro. La cavità dell'orecchio medio è collegata al rinofaringe attraverso la tromba di Eustachio, attraverso la quale viene equalizzata la pressione media dell'aria all'interno e all'esterno del timpano.

L'orecchio interno è chiamato labirinto per la sua forma intricata. Il labirinto osseo è costituito dal vestibolo, dalla coclea e dai canali semicircolari, ma solo la coclea è direttamente correlata all'udito, all'interno della quale si trova un canale membranoso pieno di liquido, sulla parete inferiore del quale è presente un apparato recettore dell'analizzatore uditivo, ricoperto di cellule ciliate. Le cellule ciliate rilevano le vibrazioni del fluido che riempie il canale. Ogni cellula ciliata è sintonizzata su una frequenza sonora specifica.

L'organo uditivo umano funziona come segue. I padiglioni auricolari catturano le vibrazioni delle onde sonore e le dirigono nel condotto uditivo. Lungo di esso le vibrazioni vengono inviate all'orecchio medio e, una volta raggiunto il timpano, lo fanno vibrare. Attraverso il sistema degli ossicini uditivi, le vibrazioni vengono trasmesse ulteriormente - all'orecchio interno (le vibrazioni sonore vengono trasmesse alla membrana della finestra ovale). Le vibrazioni della membrana provocano il movimento del fluido nella coclea, che a sua volta fa vibrare la membrana basale. Quando le fibre si muovono, i peli delle cellule recettrici toccano la membrana tegumentaria. L'eccitazione nasce nei recettori, che alla fine viene trasmessa lungo il nervo uditivo al cervello, dove, attraverso il mesencefalo e il diencefalo, l'eccitazione entra nella zona uditiva della corteccia cerebrale, situata nei lobi temporali. Qui viene fatta la distinzione finale tra la natura del suono, il suo tono, il ritmo, la forza, l'altezza e il suo significato.

L'effetto del rumore sull'uomo

È difficile sopravvalutare l’impatto del rumore sulla salute delle persone. Il rumore è uno di quei fattori a cui non ci si può abituare. A una persona sembra solo di essere abituato al rumore, ma l'inquinamento acustico, agendo costantemente, distrugge la salute umana. Il rumore provoca una risonanza degli organi interni, logorandoli gradualmente senza che ce ne accorgiamo. Non per niente nel Medioevo avvenivano le esecuzioni “su campana”. Il rintocco delle campane tormentava e lentamente uccideva il condannato.

Per molto tempo l'effetto del rumore sul corpo umano non è stato studiato in modo specifico, sebbene già nell'antichità si conoscesse il suo danno. Attualmente, gli scienziati di molti paesi in tutto il mondo stanno conducendo vari studi per determinare l'effetto del rumore sulla salute umana. Innanzitutto, il rumore colpisce il sistema nervoso, quello cardiovascolare e quello digestivo. Esiste una relazione tra l'incidenza e la durata della vita in condizioni di inquinamento acustico. Si osserva un aumento delle malattie dopo aver vissuto per 8-10 anni se esposti a rumori con un'intensità superiore a 70 dB.

Il rumore a lungo termine influisce negativamente sull'organo uditivo, riducendo la sensibilità al suono. L'esposizione regolare e prolungata al rumore industriale di 85-90 dB porta alla perdita dell'udito (perdita graduale dell'udito). Se l'intensità del suono è superiore a 80 dB, esiste il pericolo di perdita di sensibilità dei villi situati nell'orecchio medio, i processi dei nervi uditivi. La morte della metà di loro non ha ancora portato ad una perdita uditiva evidente. E se più della metà muore, la persona verrà catapultata in un mondo in cui non si potrà più sentire il fruscio degli alberi e il ronzio delle api. Con la perdita di tutti i trentamila villi uditivi, una persona entra in un mondo di silenzio.

Il rumore ha un effetto cumulativo, cioè L'irritazione acustica, accumulandosi nel corpo, deprime sempre più il sistema nervoso. Pertanto, prima della perdita dell'udito dovuta all'esposizione al rumore, si verifica un disturbo funzionale del sistema nervoso centrale. Il rumore ha un effetto particolarmente dannoso sull'attività neuropsichica del corpo. Il processo di malattie neuropsichiatriche è più elevato tra le persone che lavorano in condizioni rumorose che tra le persone che lavorano in condizioni sonore normali. Tutti i tipi di attività intellettuale sono colpiti, l'umore peggiora, a volte c'è una sensazione di confusione, ansia, paura, paura e ad alta intensità - una sensazione di debolezza, come dopo un forte shock nervoso. Nel Regno Unito, ad esempio, un uomo su quattro e una donna su tre soffrono di nevrosi a causa dell'elevato livello di rumore.

I rumori causano disturbi funzionali del sistema cardiovascolare. I cambiamenti che si verificano nel sistema cardiovascolare umano sotto l'influenza del rumore presentano i seguenti sintomi: dolore nella zona del cuore, palpitazioni, instabilità del polso e della pressione sanguigna e talvolta tendenza agli spasmi dei capillari delle estremità e del fondo dell'orecchio. l'occhio. I cambiamenti funzionali che si verificano nel sistema circolatorio sotto l'influenza di un rumore intenso possono, nel tempo, portare a cambiamenti persistenti nel tono vascolare, contribuendo allo sviluppo dell'ipertensione.

Sotto l'influenza del rumore, il metabolismo dei carboidrati, dei grassi, delle proteine ​​e del sale cambia, il che si manifesta in cambiamenti nella composizione biochimica del sangue (diminuzione dei livelli di zucchero nel sangue). Il rumore ha un effetto dannoso sugli analizzatori visivi e vestibolari, riduce l'attività riflessa che spesso provoca incidenti e infortuni. Maggiore è l'intensità del rumore, peggio una persona vede e reagisce a ciò che sta accadendo.

Il rumore influisce anche sulla capacità di svolgere attività intellettuali ed educative. Ad esempio, sul rendimento degli studenti. Nel 1992 l'aeroporto di Monaco fu spostato in un'altra parte della città. E si è scoperto che gli studenti che vivevano vicino al vecchio aeroporto, che prima della sua chiusura mostravano scarse prestazioni di lettura e memorizzazione, hanno iniziato a mostrare risultati molto migliori in silenzio. Ma nelle scuole della zona in cui è stato spostato l'aeroporto, il rendimento scolastico, al contrario, è peggiorato, e i bambini hanno ricevuto una nuova scusa per i voti bassi.

I ricercatori hanno scoperto che il rumore può distruggere le cellule vegetali. Ad esempio, gli esperimenti hanno dimostrato che le piante esposte al bombardamento acustico seccano e muoiono. La causa della morte è l'eccessivo rilascio di umidità attraverso le foglie: quando il livello di rumore supera un certo limite, i fiori scoppiano letteralmente in lacrime. L'ape perde la capacità di navigare e smette di funzionare se esposta al rumore di un aereo a reazione.

La musica moderna molto rumorosa offusca anche l'udito e provoca malattie nervose. Nel 20 per cento dei ragazzi e delle ragazze che ascoltano spesso musica moderna alla moda, l'udito era attenuato nella stessa misura degli ottantacinquenni. I giocatori e le discoteche rappresentano un pericolo particolare per gli adolescenti. In genere, il livello di rumore in una discoteca è di 80-100 dB, che è paragonabile al livello di rumore del traffico stradale intenso o di un aereo a turbogetto che decolla a 100 metri di distanza. Il volume del suono del lettore è 100–114 dB. Un martello pneumatico è quasi altrettanto assordante. I timpani sani possono sopportare un volume del lettore di 110 dB per un massimo di 1,5 minuti senza danni. Gli scienziati francesi notano che i problemi di udito nel nostro secolo si stanno diffondendo attivamente tra i giovani; Invecchiando è più probabile che abbiano bisogno di apparecchi acustici. Anche bassi livelli di volume interferiscono con la concentrazione durante il lavoro mentale. La musica, anche molto silenziosa, riduce l'attenzione: questo dovrebbe essere preso in considerazione quando si fanno i compiti. Quando il suono aumenta, il corpo produce molti ormoni dello stress, come l’adrenalina. Allo stesso tempo, i vasi sanguigni si restringono e la funzione intestinale rallenta. In futuro, tutto ciò può portare a disturbi nel funzionamento del cuore e della circolazione sanguigna. La perdita dell'udito dovuta al rumore è una malattia incurabile. È quasi impossibile riparare chirurgicamente un nervo danneggiato.

Non solo i suoni che sentiamo ci influenzano negativamente, ma anche quelli che sono fuori dal campo dell'udibilità: primi fra tutti gli infrasuoni. Gli infrasuoni si verificano in natura durante i terremoti, i fulmini e i forti venti. In città, le fonti di infrasuoni sono le macchine pesanti, i ventilatori e qualsiasi attrezzatura che vibri . Gli infrasuoni con un livello fino a 145 dB provocano stress fisico, affaticamento, mal di testa e disturbi nel funzionamento dell'apparato vestibolare. Se gli infrasuoni sono più forti e più duraturi, una persona può avvertire vibrazioni al petto, secchezza delle fauci, visione offuscata, mal di testa e vertigini.

Il pericolo degli infrasuoni è che è difficile proteggersi: a differenza del rumore normale, è praticamente impossibile da assorbire e si diffonde molto più lontano. Per sopprimerlo, è necessario ridurre il suono alla fonte stessa utilizzando attrezzature speciali: silenziatori di tipo reattivo.

Il silenzio completo ha effetti dannosi anche sul corpo umano. Pertanto, i dipendenti di un ufficio di progettazione, che disponeva di un eccellente isolamento acustico, nel giro di una settimana iniziarono a lamentarsi dell'impossibilità di lavorare in condizioni di silenzio opprimente. Erano nervosi e hanno perso la capacità di lavorare.

Il seguente evento può essere considerato un esempio concreto dell'impatto del rumore sugli organismi viventi. Migliaia di pulcini non nati sono morti a causa dei lavori di dragaggio effettuati dalla società tedesca Mobius per ordine del Ministero dei Trasporti dell'Ucraina. Il rumore proveniente dalle attrezzature operative si è diffuso per 5-7 km, avendo un impatto negativo sui territori adiacenti della Riserva della Biosfera del Danubio. I rappresentanti della Riserva della Biosfera del Danubio e altre 3 organizzazioni sono stati costretti ad ammettere con dolore la morte dell'intera colonia di sterna maculata e sterna comune, che si trovava sulla lingua di Ptichya. Delfini e balene vengono trascinati a riva a causa dei forti suoni del sonar militare.

Fonti di rumore in città

I suoni hanno gli effetti più dannosi sulle persone nelle grandi città. Ma anche nelle comunità suburbane si può soffrire di inquinamento acustico causato dalle apparecchiature utilizzate dai vicini: un tosaerba, un tornio o un impianto stereo. Il loro rumore può superare gli standard massimi consentiti. Eppure il principale inquinamento acustico si verifica in città. La sua fonte nella maggior parte dei casi sono i veicoli. La maggiore intensità di suoni proviene da autostrade, metropolitane e tram.

Trasporto a motore. I livelli di rumore più elevati si osservano nelle strade principali delle città. L'intensità media del traffico raggiunge le 2000-3000 unità di trasporto all'ora o più, ed i livelli massimi di rumore sono 90-95 dB.

Il livello del rumore stradale è determinato dall'intensità, dalla velocità e dalla composizione del flusso del traffico. Inoltre, il livello del rumore stradale dipende dalle decisioni di pianificazione (profilo longitudinale e trasversale delle strade, altezza e densità degli edifici) e da elementi paesaggistici come la pavimentazione stradale e la presenza di spazi verdi. Ciascuno di questi fattori può modificare il livello del rumore del trasporto fino a 10 dB.

In una città industriale è comune un'alta percentuale di trasporto merci sulle autostrade. L'aumento del flusso generale di veicoli, camion, soprattutto pesanti con motori diesel, porta ad un aumento del livello di rumore. Il rumore che si verifica sulla carreggiata dell'autostrada si estende non solo all'area adiacente all'autostrada, ma anche in profondità negli edifici residenziali.

Trasporto ferroviario. L'aumento della velocità dei treni comporta anche un aumento significativo dei livelli di rumore nelle aree residenziali situate lungo i binari ferroviari o in prossimità degli scali di smistamento. Il livello massimo di pressione sonora a una distanza di 7,5 m da un treno elettrico in movimento raggiunge 93 dB, da un treno passeggeri - 91, da un treno merci -92 dB.

Il rumore generato dal passaggio dei treni elettrici si diffonde facilmente nelle aree aperte. L'energia sonora diminuisce in modo più significativo alla distanza dei primi 100 m dalla sorgente (in media di 10 dB). Ad una distanza di 100-200 la riduzione del rumore è di 8 dB, mentre ad una distanza da 200 a 300 è di soli 2-3 dB. La principale fonte di rumore ferroviario è l'impatto dei vagoni durante il movimento in corrispondenza delle giunture e delle irregolarità delle rotaie.

Di tutti i tipi di trasporto urbano il tram più rumoroso. Le ruote in acciaio di un tram quando si muovono su rotaie creano un livello di rumore 10 dB superiore rispetto alle ruote delle auto a contatto con l'asfalto. Il tram crea carichi di rumore quando il motore è in funzione, le porte si aprono e vengono emessi segnali acustici. L'elevato livello di rumore dovuto al traffico tramviario è uno dei motivi principali della riduzione delle linee tramviarie nelle città. Tuttavia, il tram presenta anche una serie di vantaggi, quindi riducendo il rumore che crea, può vincere nella concorrenza con altri modi di trasporto.

Il tram ad alta velocità è di grande importanza. Può essere utilizzato con successo come principale modalità di trasporto nelle città di piccole e medie dimensioni e in quelle grandi - urbane, suburbane e persino interurbane, per la comunicazione con nuove aree residenziali, zone industriali e aeroporti.

Trasporto aereo. Il trasporto aereo rappresenta una quota significativa dell’inquinamento acustico in molte città. Gli aeroporti dell'aviazione civile si trovano spesso in prossimità di edifici residenziali e le rotte aeree passano sopra numerose aree popolate. Il livello di rumore dipende dalla direzione delle piste e delle rotte di volo degli aerei, dall'intensità dei voli durante il giorno, dalle stagioni dell'anno e dai tipi di aerei stanziati in un determinato aeroporto. Con il funzionamento intensivo degli aeroporti 24 ore su 24, i livelli sonori equivalenti nelle aree residenziali raggiungono 80 dB durante il giorno, 78 dB di notte e i livelli di rumore massimi variano da 92 a 108 dB.

Imprese industriali. Le imprese industriali sono fonte di gran parte del rumore nelle zone residenziali delle città. La violazione del regime acustico si nota nei casi in cui il loro territorio è direttamente adiacente alle aree residenziali. Uno studio sul rumore industriale ha dimostrato che la natura del suono è costante e a banda larga, cioè suono di toni diversi. I livelli più significativi si osservano alle frequenze di 500-1000 Hz, cioè nella zona di massima sensibilità dell'organo uditivo. Nei laboratori di produzione sono installati numerosi tipi diversi di apparecchiature tecnologiche. Pertanto, i laboratori di tessitura possono essere caratterizzati da un livello sonoro di 90-95 dB A, meccanici e strumentali - 85-92, forgiatura - 95-105, sale macchine delle stazioni di compressione - 95-100 dB.

Elettrodomestici. Con l’avvento dell’era postindustriale compaiono sempre più fonti di inquinamento acustico (oltre che elettromagnetico) all’interno delle abitazioni umane. La fonte di questo rumore sono le apparecchiature domestiche e per ufficio.

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UDITO, capacità di percepire i suoni. L'udito dipende: 1) dall'orecchio - esterno, medio e interno - che percepisce le vibrazioni sonore; 2) il nervo uditivo, che trasmette i segnali ricevuti dall'orecchio; 3) alcune parti del cervello (centri uditivi), in cui gli impulsi trasmessi dai nervi uditivi provocano la consapevolezza dei segnali sonori originali.

Qualsiasi fonte sonora - una corda di violino lungo la quale viene teso un arco, una colonna d'aria che si muove in una canna d'organo o le corde vocali di una persona che parla - provoca vibrazioni nell'aria circostante: prima compressione istantanea, poi rarefazione istantanea. In altre parole, ciascuna sorgente sonora emette una serie di onde alternate di alta e bassa pressione che viaggiano velocemente nell'aria. Questo flusso di onde in movimento crea il suono percepito dagli organi uditivi.

La maggior parte dei suoni che incontriamo ogni giorno sono piuttosto complessi. Sono generati da complessi movimenti oscillatori di una sorgente sonora, creando un intero complesso di onde sonore. Negli esperimenti di ricerca sull'udito, cercano di selezionare i segnali sonori più semplici possibili per facilitare la valutazione dei risultati. Vengono spesi molti sforzi per garantire semplici oscillazioni periodiche della sorgente sonora (come un pendolo). Il flusso risultante di onde sonore di una frequenza è chiamato tono puro; rappresenta un cambiamento regolare e graduale di alta e bassa pressione.

Confini della percezione uditiva.

La sorgente sonora "ideale" descritta può essere fatta vibrare velocemente o lentamente. Ciò permette di chiarire una delle principali domande che si pongono nello studio dell'udito, ovvero quale sia la frequenza minima e massima delle vibrazioni percepite dall'orecchio umano come suono. Gli esperimenti hanno dimostrato quanto segue. Quando le oscillazioni si verificano molto lentamente, meno di 20 cicli di oscillazione completi al secondo (20 Hz), ciascuna onda sonora viene ascoltata separatamente e non forma un tono continuo. All'aumentare della frequenza di vibrazione, una persona inizia a sentire un tono basso e continuo, simile al suono della canna dei bassi più bassa di un organo. Man mano che la frequenza aumenta ulteriormente, l'altezza percepita diventa più alta; a 1000 Hz assomiglia al Do acuto di un soprano. Tuttavia, questa nota è ancora lontana dal limite superiore dell’udito umano. È solo quando la frequenza si avvicina a circa 20.000 Hz che l’orecchio umano normale gradualmente diventa incapace di sentire.

La sensibilità dell'orecchio alle vibrazioni sonore di frequenze diverse non è la stessa. Risponde in modo particolarmente sensibile alle fluttuazioni delle frequenze medie (da 1000 a 4000 Hz). Qui la sensibilità è così grande che qualsiasi aumento significativo della stessa sarebbe sfavorevole: allo stesso tempo si percepirebbe un rumore di fondo costante del movimento casuale delle molecole d'aria. Man mano che la frequenza diminuisce o aumenta rispetto alla gamma media, l'acuità uditiva diminuisce gradualmente. Ai margini della gamma di frequenze percepibili, il suono deve essere molto forte per essere udito, così forte che a volte viene percepito fisicamente prima di essere udito.

Il suono e la sua percezione.

Un tono puro ha due caratteristiche indipendenti: 1) frequenza e 2) forza o intensità. La frequenza è misurata in hertz, cioè determinato dal numero di cicli oscillatori completi al secondo. L'intensità viene misurata dall'entità della pressione pulsante delle onde sonore su qualsiasi superficie in arrivo ed è solitamente espressa in unità logaritmiche relative - decibel (dB). Va ricordato che i concetti di frequenza e intensità si applicano solo al suono come stimolo fisico esterno; questo è il cosiddetto caratteristiche acustiche del suono. Quando parliamo di percezione, ad es. riguardo ad un processo fisiologico, un suono viene valutato come alto o basso e la sua forza è percepita come volume. In generale l'altezza, caratteristica soggettiva del suono, è strettamente correlata alla sua frequenza; I suoni ad alta frequenza vengono percepiti come acuti. Inoltre, per generalizzare, possiamo dire che l'intensità percepita dipende dalla forza del suono: sentiamo i suoni più intensi più forti. Tali rapporti, tuttavia, non sono immutabili e assoluti, come spesso si crede. L'altezza percepita di un suono è influenzata in una certa misura dalla sua intensità, e il volume percepito è influenzato in una certa misura dalla frequenza. Pertanto, modificando la frequenza di un suono, si può evitare di modificare l'altezza percepita, variandone di conseguenza l'intensità.

"Differenza minima evidente."

Sia dal punto di vista pratico che teorico, determinare la differenza minima di frequenza e intensità del suono che può essere rilevata dall'orecchio è un problema molto importante. Come dovrebbero essere modificate la frequenza e l'intensità dei segnali sonori in modo che l'ascoltatore se ne accorga? Si scopre che la differenza minima percepibile è determinata da un cambiamento relativo nelle caratteristiche del suono piuttosto che da un cambiamento assoluto. Questo vale sia per la frequenza che per l'intensità del suono.

La variazione relativa di frequenza necessaria per la discriminazione è diversa sia per suoni di frequenze diverse che per suoni della stessa frequenza, ma di diversa intensità. Si può dire però che sia pari a circa lo 0,5% su un ampio intervallo di frequenze da 1000 a 12.000 Hz. Questa percentuale (la cosiddetta soglia di discriminazione) è leggermente più alta alle frequenze più alte e significativamente più alta alle frequenze più basse. Di conseguenza, l'orecchio è meno sensibile ai cambiamenti di frequenza ai margini della gamma di frequenze che ai valori medi, e questo viene spesso notato da tutti coloro che suonano il pianoforte; l'intervallo tra due note molto alte o molto gravi appare inferiore a quello delle note della gamma media.

La differenza minima evidente è leggermente diversa quando si tratta di intensità del suono. La discriminazione richiede una variazione abbastanza ampia, circa il 10%, nella pressione delle onde sonore (cioè circa 1 dB), e questo valore è relativamente costante per suoni di quasi tutte le frequenze e intensità. Tuttavia, quando l’intensità dello stimolo è bassa, la differenza minima percepibile aumenta notevolmente, soprattutto per i toni a bassa frequenza.

Sovratoni nell'orecchio.

Una proprietà caratteristica di quasi tutte le sorgenti sonore è che non solo produce semplici oscillazioni periodiche (tono puro), ma esegue anche movimenti oscillatori complessi che producono più toni puri contemporaneamente. Tipicamente, un tono così complesso è costituito da serie armoniche (armoniche), ad es. dalla frequenza più bassa, fondamentale, più gli armonici, le cui frequenze superano la fondamentale per un numero intero di volte (2, 3, 4, ecc.). Pertanto, un oggetto che vibra ad una frequenza fondamentale di 500 Hz può produrre anche armonici di 1000, 1500, 2000 Hz, ecc. L'orecchio umano si comporta in modo simile in risposta a un segnale sonoro. Le caratteristiche anatomiche dell'orecchio offrono molte opportunità per convertire l'energia del tono puro in arrivo, almeno parzialmente, in sovratoni. Ciò significa che anche quando la sorgente produce un tono puro, un ascoltatore attento può sentire non solo il tono principale, ma anche uno o due armonici sottili.

Interazione di due toni.

Quando due toni puri vengono percepiti contemporaneamente dall'orecchio, si possono osservare le seguenti varianti della loro azione congiunta, a seconda della natura dei toni stessi. Possono mascherarsi a vicenda riducendo reciprocamente il volume. Ciò si verifica più spesso quando i toni non differiscono molto in frequenza. I due toni possono connettersi tra loro. Allo stesso tempo, sentiamo suoni che corrispondono alla differenza di frequenze tra loro o alla somma delle loro frequenze. Quando due toni hanno una frequenza molto vicina, sentiamo un singolo tono la cui altezza è approssimativamente uguale a quella frequenza. Questo tono, tuttavia, diventa più forte e più basso poiché i due segnali acustici leggermente discordanti interagiscono continuamente, potenziandosi o annullandosi a vicenda.

Timbro.

Oggettivamente parlando, gli stessi toni complessi possono variare in grado di complessità, ad es. per composizione e intensità degli armonici. Una caratteristica soggettiva della percezione, che generalmente riflette la peculiarità del suono, è il timbro. Pertanto, le sensazioni causate da un tono complesso sono caratterizzate non solo da una certa altezza e volume, ma anche dal timbro. Alcuni suoni sembrano ricchi e pieni, altri no. Grazie soprattutto alle differenze timbriche, tra tanti suoni riconosciamo le voci di vari strumenti. Una nota LA suonata su un pianoforte può essere facilmente distinta dalla stessa nota suonata su un corno. Se però si riesce a filtrare e smorzare gli armonici di ciascuno strumento, queste note non potranno essere distinte.

Localizzazione dei suoni.

L'orecchio umano non solo distingue i suoni e le loro fonti; entrambe le orecchie, lavorando insieme, sono in grado di determinare con precisione la direzione da cui proviene il suono. Poiché le orecchie si trovano ai lati opposti della testa, le onde sonore della sorgente sonora non le raggiungono esattamente nello stesso momento e agiscono con intensità leggermente diverse. A causa della differenza minima di tempo e forza, il cervello determina in modo abbastanza accurato la direzione della sorgente sonora. Se la sorgente sonora è rigorosamente di fronte, il cervello la localizza lungo l'asse orizzontale con una precisione di diversi gradi. Se la sorgente viene spostata da un lato, la precisione della localizzazione risulta leggermente inferiore. Distinguere il suono proveniente da dietro da quello anteriore, così come localizzarlo lungo l'asse verticale, risulta essere un po' più difficile.

Rumore

spesso descritto come un suono atonale, cioè composto da vari. frequenze non correlate e quindi non ripete costantemente tale alternanza di onde di alta e bassa pressione per produrre una frequenza specifica. Tuttavia, in realtà, quasi ogni "rumore" ha una propria altezza, che è facile da verificare ascoltando e confrontando i rumori ordinari. D'altra parte, qualsiasi "tono" ha elementi di ruvidità. Pertanto, le differenze tra rumore e tono sono difficili da definire in questi termini. Oggi c’è la tendenza a definire il rumore dal punto di vista psicologico piuttosto che acustico, definendolo semplicemente un suono indesiderato. Ridurre il rumore in questo senso è diventato un problema moderno urgente. Anche se il rumore forte e costante provoca indubbiamente la sordità e il lavoro nel rumore provoca uno stress temporaneo, il suo effetto è probabilmente meno duraturo e meno grave di quanto talvolta gli viene attribuito.

Udito anormale e udito degli animali.

Lo stimolo naturale per l'orecchio umano è il suono che viaggia nell'aria, ma l'orecchio può essere stimolato in altri modi. Tutti sanno, ad esempio, che sott'acqua si sente il rumore. Inoltre, se si applica una fonte di vibrazione alla parte ossea della testa, si avverte una sensazione di suono dovuta alla conduzione ossea. Questo fenomeno è molto utile in alcune forme di sordità: un piccolo trasmettitore applicato direttamente sul processo mastoideo (la parte del cranio situata subito dietro l'orecchio) permette al paziente di sentire i suoni amplificati dal trasmettitore attraverso le ossa del cranio attraverso l'osso. conduzione.

Naturalmente, non solo le persone hanno l'udito. La capacità di sentire nasce nelle prime fasi dell'evoluzione ed esiste già negli insetti. Diverse specie di animali percepiscono suoni di frequenze diverse. Alcuni sentono una gamma di suoni più piccola rispetto agli esseri umani, altri ne sentono una più ampia. Un buon esempio è un cane, il cui orecchio è sensibile alle frequenze oltre la portata dell'udito umano. Uno degli usi è quello di produrre fischi, il cui suono non è udibile dagli esseri umani ma abbastanza forte da essere sentito dai cani.