Для того чтобы звук можно было слышать, его частота должна быть выше определенного минимума (нижняя граница тона), которая равна 16 гц и ниже верхней границы (верхняя граница тона), которая равна примерно 20 000 гц у здоровых молодых людей. Минимальная интенсивность, которая вызывает слуховые восприятия на аудиограмме, не выглядит прямой линией, а выражается в виде кривой линии ABCD. По некоторым причинам американские аудиометры сконструированы таким образом, что кривизна порога дается прямой линией.
Линия EF есть порог боли и верхняя граница слухового восприятия. Кривая показывает, что существует четыре области, которые расположены вне слухового поля. Справа от верхней границы расположена область ультразвуков. Хорошо известно, что определенные животные (собака, некоторые насекомые и как классический пример летучая мышь) могут воспринимать более высокие тоны, чем человек. Не все знают, что человек лучше воспринимает в области более низких тонов и, весьма вероятно, обладает более низкой нижней границей, чем большинство животных.
Низкие частоты раздражают ухо таким же образом, как и более высокие частоты. Физики называют пассивный ответ уха на изменение давления воздушной волны "навязанной вибрацией". Звукопроводимость барабанной перепонки и цепи косточек является "навязанной вибрацией" упругой, подвешенной, чувствительной системы. Прямая передача к конечной точке системы (подножная пластинка стремени) раздражения, полученного в начальной точке (барабанная перепонка), дает в результате идентичный сигнал по частоте, амплитуде и фазе.
|
Рис. 4. Сложный звук Р может быть разложен на синусоидальные компоненты P1, Р2, р3 и p4, различные по частоте и амплитуде. |
Наблюдения физиков показали, что частота обычно точно регистрируется ухом, в то время как амплитуда может быть воспринята ложно. Кроме того, часто вводятся новые тоны в виде гармоник и обертонов, которые не содержались в первичном звуковом сигнале. Должна существовать разница в фазе регистрируемого сигнала у подножной пластинки стремени и барабанной перепонки. Передача раздражения сопровождается потерей времени, которая изменяет фазу. При сложном звуке с несколькими частотами может быть разное смещение фазы для разных частот. Но даже такое изменение фазы несущественно, потому что для клинических целей фаза акустического раздражителя для восприятия звука в улитке не имеет значения.
Акустические сигналы подразделяются на три группы: чистые тоны, сложные гоны и шумы. В упругой среде волна будет синусоидальной, если она включает только одну частоту колебания и дает в результате чистый тон. Сложный тон состоит из основного тона и добавочно накладывающихся обертонов (рис. 4). Интервал между двумя чистыми тонами выражается отношением их частот. Такой интервал является основой для восприятия октавы. Отношение 3:2 известно в музыкальной терминологии как "квинта". Большинство музыкальных инструментов издает такие сложные звуки. Число и относительная сила обертонов придают специфический тембр инструменту. Ухо может различать два сложных тона одинаковой высоты и интенсивности, например ноту, взятую на скрипке, от ноты, взятой на саксофоне.
Большое количество частот, издаваемое музыкальными инструментами, когда их частоты являются простыми кратными частот основного тона, называются гармониками. Это соотношение создает приятный звук. Вырвавшаяся струя, или шипение потока воздуха, содержит множество частот, которые не обладают кратными соотношениями и создают в результате неприятные звуки или шум. Когда все частоты представлены в равной степени, применяется термин "белый шум" по аналогии с белым светом, который содержит все частоты видимого спектра. Шум применяется в клинике для маскировки при исследовании слуха. Поскольку маскирующий эффект низких тонов отличается от маскирующего эффекта высоких тонов, отолог должен знать спектр частот, применяющихся при маскировке.
|