Звук высокой частоты не воспринимаемый человеком это

Акустические системы: поговорим о звуке (часть 1)

В учебнике сказано: «Колебательные движения частиц, которое распространяется в виде волн в газообразной, жидкой или твердой средах». Давайте отбросим лишнее и поговорим только о слышимом звуке (кроме него ведь еще существуют ультразвук, инфразвук и т.д.).

Звук — это, на самом деле, не движение воздуха (газа) в пространстве, а волновые, периодические изменения давления этого самого газа.

Звук является волновым излучением, подчиняется соответствующим физическим законам, которые описывают его распространение и взаимодействия.

Согласно этим законам мы можем описать звук по нескольким характеристикам. Возьмем основные: частота, амплитуда (форма колебаний) и скорость.

Что такое частота звука?

Частота — это количество колебаний за единицу времени. Конкретней — число колебаний в секунду. Измеряется в герцах. Одно колебание в секунду — один герц (Гц).

Если еще вспомнить, что звук распространяется в воздухе со скоростью около 350 метров в секунду или около 1250 км/ч, то достаточно легко понять, что частота и скорость связаны между собой.

И эта связь дает нам возможность определить длину звуковой волны: чем больше частота, тем меньше длина волны — и наоборот.

Почти традиционно считается, что человеческий слух позволяет услышать диапазон частот «20–20» — от 20 Гц до 20 кГц, другими словами, от 20 колебаний в секунду до 20 000.

Не все частоты одинаково громкие

При этом матушка-природа наделила нас с вами достаточно избирательным слухом. Психоакустические исследования показывают, что лучше всего человек слышит самое для себя важное — человеческую речь. Эти звуки располагаются в диапазоне частот в районе 3000 Гц. Где-то в этом районе и находится максимальная чувствительность наших с вами ушей.

На других частотах она уменьшается, изменяясь в виде плавных кривых. Эти кривые показывают, с какой громкостью человек воспринимает звуковые колебания равной амплитуды. Эти данные важны не только для расчета акустических систем, но и для правильного понимания природы восприятия звука.

Они были получены статистическим способом, когда в субъективном оценивании громкости звучания на разных частотах принимало участие большое количество людей. В честь авторов этой научной разработки линии равной громкости называются кривыми Флетчера-Мэнсона.

Как мы понимаем, откуда пришел звук

Ответ простой: потому, что у нас есть голова и два уха! Если одно ухо вдруг не работает, это можно частично компенсировать быстрым поворотом головы. Слух при наличии двух ушей называется бинауральным. Он позволяет нам локализовать источник звука.

Это происходит потому, что звук приходит к правому и левому уху с небольшой задержкой или, если выразиться точнее, со сдвигом по фазе. Так как длина звуковой волны достаточно большая, в оба уха обычно поступает одна волна, но разные ее участки — фазы.

Этот сдвиг анализируется нашим мозгом, легкий поворот головы — и мы уже готовы приблизительно указать на какой ветке сидит птица, хотя разглядеть ее все равно не получится.

И чем выше звук, то есть, чем больше его частота, тем легче определить направление на его источник — сильнее проявляется фазовый сдвиг. А вот на низких частотах длина волны становится больше, чем расстояние между ушами, поэтому определить источник звука гораздо сложнее.

Почему одни звуки красивые, а другие нет?

Здесь почему-то тянет взять серый том Фейнмановских лекций и освежить воспоминания о рядах Фурье — но будем проще: любое колебание можно разложить на несколько колебаний с меньшей длиной волн.

Эти меньшие волны — и есть гармоники, и сколько их укладывается в длине основной волны — две, три и т.д. — определяет их четность или нечетность. Как оказалось, нечетные гармоники воспринимаются нашим слухом дискомфортно.

Причем вроде все играет правильно, но дискомфорт остается.

Более явный неприятный звук — диссонанс, две частоты, работающие одновременно и вызывающие редкие биения. Если хотите еще наглядней, то нажмите близлежащие черную и белую клавиши на пианино.

Есть и противоположность диссонанса — консонанс. Это сама благозвучность, например, — такой интервал, как октава (удвоение частоты), квинта или кварта. Кроме того, комфортности звучания мешают маскирующие его шумы различной природы, искажения и призвуки.

Ясно, что шум — то, что мешает в принципе. Звуковой мусор. Впрочем, есть и белый шум, этакий эталон шума, в котором присутствуют равномерно все частоты (точнее — спектральные составляющие).

Если вы хотите уйти от источника белого шума, то по ходу удаления он будет розоветь. Это происходит потому, что воздух сильнее ослабляет верхние частоты слышимого спектра.

Когда их меньше, тогда говорят о розовом шуме.

Чем громче шум по отношению к полезному звуку, тем больше этот звук маскируется шумом. Падает комфортность, а затем — и разборчивость звучания. Это же относится и к нечетным гармоникам, и к нелинейным искажениям, о которых мы еще поговорим более подробно. Все эти явления взаимосвязаны и, самое главное, — все они мешают нам слушать.

Нота — высота звука и его частота — зависит от специальности

В понимании звука, судя по всему, есть две крайности — понимание звукоинженера и музыканта. Первый говорит «440 Гц!» второй — «нота Ля!». И оба правы.

Первый говорит «частота», второй — «высота звука». Впрочем, известно немало отличных музыкантов, которые вовсе не знали нот.

При этом специалистов в области акустики, не знающих физических основ в этой области, еще никому не удавалось встретить.

Важно понимать, что оба этих специалиста по-своему занимаются комфортным звучанием.

Автор музыкального произведения, инстинктивно, или опираясь на консерваторские знания, строит звук на принципах гармонии, не допуская диссонансов или искажений.

Конструктор, создающий колонки, изначально не допускает посторонних призвуков, минимизирует искажения, заботится о равномерности амплитудно-частотной характеристики, динамике и многом, многом другом.

Громкость, звуковое давление — пределы и ориентиры

С громкостью все не так просто. Она относительна. Подумайте сами, ведь абсолютной тишины не существует. То есть, она в природе есть, но попадание в такое место превращается в пытку — вы начинаете слышать стук своего сердца, звон в ушах — все равно тишина исчезает.

Поэтому звуковое давление измеряется относительно некоего нулевого уровня в децибелах (дБ). Это логарифмические единицы, ведь логарифмическая шкала наиболее точно соответствует природе слуха.

Если немного углубиться в теорию, нужно вспомнить эмпирически установленный закон психофизиологии Вебера-Фехнера, который описывает работу органов чувств.

Согласно этому закону, интенсивность ощущения чего-либо прямо пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя. В случае звука, это — амплитуда (размах) колебаний.

И если за ноль децибел принять порог слышимости (а это, повторимся, не тишина!), то шелест листьев дает 10 дБ, поезд метро — 100 дБ, истребитель на форсаже — 125 дБ, и ненамного меньше, кстати, выдала одна девчушка, призер соревнований по громкости крика в США. В дискотечном зале громкость может достигать 130 дБ. Это при том, что 120 дБ — уже больно, а 180 — могут убить.

Разница приблизительно в шесть децибел воспринимается нами, как удвоение громкости. Добавление трех децибел на низкой частоте требует удвоения амплитуды колебаний источника звука, но на слух это замечает не каждый слушатель! Такие вот парадоксальные, на первый взгляд, данные.

Поведение звука

Оно всегда предсказуемо, если вооружиться определенными знаниями. Звук может отражаться от поверхности, поглощаться ею, проникать сквозь нее. При этом каждый вариант — лишь частичный.

Отражение звука приводит к эффекту эхо, звукоинженеры еще называют его реверберацией. Это сложный процесс. В любой комнате есть своя реверберация, многократная, по-своему затухающая, с определенными частотными характеристиками.

Затухающая потому, что часть звука все-таки поглощается стенами.

Но если звук сделать громче, то, в зависимости от выбранного звукового давления, через некоторое время (оно линейно зависит от громкости в дБ) в стену начнут стучать соседи. Это значит, мы выяснили, что часть звука проходит сквозь стену. Правильное соотношение всех этих свойств — очень важный параметр для комфортного звучания.

Та же реверберация должна быть оптимальной. Если ее практически нет, говорят, что комната переглушена. Если ее слишком много — вы слышали такое на вокзале, — страдает разборчивость звука. Существуют определенные критерии для правильной акустической обстановки, о них мы писали, например, в этой статье.

Еще один источник аудионегатива — резонирующие объекты. Скажем, хрусталь в стеклянном шкафу. И когда все эти факторы приведены в норму — поздравляю, мы с вами находимся в акустически комфортном помещении!

В таком помещении особенно хорошо звучит качественное аудиовоспроизводящее оборудование и его главная составляющая часть — акустические системы.

Об этом — в продолжении

Источник: https://stereo.ru/to/wct43-akusticheskie-sistemy-pogovorim-o-zvuke-chast-1

Влияние звука на человека: описание, уровень, польза и вред

Вместе с развитием промышленности и с ростом городов на человека стало влиять огромное количество невидимых факторов. О вреде многих из них мы даже не подозреваем и воспринимаем их как не очень приятную, но неотъемлемую часть жизни. К невидимым, но очень вредным факторам относится и звук. Или какофоническое скопление звуков – шум.

Человек никогда не бывает в полной тишине. Если вы сейчас один дома – прислушайтесь. Так ли в квартире тихо на самом деле? Влияние звука на человека происходит всегда и везде.

И если вы не замечаете монотонный шум, который преследует вас в, казалось бы, полной тишине, не значит, что он в данный момент не действует на ваши психическое и физическое состояния.

Что представляет собой звук и шум?

Звук – это физическое явление. Звук представляет собой невидимые упругие волны, распространяющиеся в твердой, жидкой и газообразной среде. Он не распространяется только в вакууме. Как правило, источниками звука выступают тела, совершающие колебания с разной частотой: струны музыкальных инструментов, ой аппарат у человека и животных, мембраны в различных типах устройств и т. д.

Шум – это беспорядочные колебания физических объектов в природе. Это неблагозвучная совокупность звуков. В современной науке различают звуковые, радио и электрические шумы. Основными источниками являются разнообразные механизмы.

Частота звука

Важнейшее и сильное влияние звука на организм человека оказывается посредством частоты звуковых колебаний. Ухо человека воспринимает частоту от 16 Гц до 20000 Гц (или 20 кГц, где «к»– кило). Герц – единица измерения частоты.

Звук с частотой колебаний ниже 16 Гц не слышен человеческому уху и называется инфразвуком от лат. Infra – ниже. Такой частотой обладают почти все человеческие органы.

Частота выше 20 000 Гц также не воспринимается слуховым аппаратом человека и называется ультразвуком (от лат. ultra – сверх, за пределами).

Громкость звука

Громкость звука – это субъективная величина, так как ее значение полностью зависит от того, как ее воспринимает наш слух. Громкость звука измеряется в сонах. Это международная общепризнанная единица измерения.

Но если мы говорим именно о влиянии звука на человека, его интенсивность и давление на наш слуховой аппарат измеряется в децибелах.

Единица громкости (и в том числе шума) в этом случае равна 1 бел, но так как она довольно велика для удобного измерения, используют децибел, который составляет 1/10 часть бела.

Звуки и шумы в повседневной жизни

В обычной жизни мы редко когда слышим чистый звук. Чаще всего нас окружает их совокупность, то есть шум. Часто мы не подозреваем, что он превышает допустимую безопасную норму для нашего слуха.

Средний и самый безопасный для нашего здоровья уровень шума – 55–70 дБ. Влияние звука и шума на человека с большей интенсивностью может оказаться пагубным.

Чтобы лучше ориентироваться в числовых значениях, напишем силу основных источников.

Безопасный уровень шума:

• 10 дБ – шепот;
• 20–30 дБ – естественный шумовой фон в помещении;
• 50 дБ – разговор спокойным тоном;
• 70 дБ – уровень шума на оживленной улице.

Небезопасный уровень шума:

• 80 дБ – работа двигателя грузовика;
• 90 дБ – шум поезда в метро;
• 110 дБ в среднем – звучание аппаратуры на концертах и дискотеках.

Некоторые рок-музыканты на своих концертах выдавали громкость звука за 130 дБ, не учитывая то, что начиная с этой цифры человек начинает испытывать физическую боль от шумового воздействия. Уровень опасно громкого шума начинается с 70 дБ.

Звук с интенсивностью более 130 дБ вызывает физическую боль, а 150 дБ и выше могут стать для человека смертельными. Но не только громкость звука влияет на человека. Невидимым оружием могут стать низкочастотные и высокочастотные звуки.

Те, что не воспринимаются нашим слуховым аппаратом.

Инфразвук

Инфразвук – это звук с низкой частотой, неслышимый человеком, но представляющий для него большую опасность. Инфразвуком считается тот, что вызывается частотой колебаний от 0,001 до 16 Гц. Такой вид шума используется полицейскими некоторых стран при разгоне агрессивно настроенной толпы.

Сегодня многие государства ведут разработку инфразвукового оружия. Это должно быть недорогое, но эффективное оружие массового поражения. Инфразвук довольно широко применяется в науке и даже медицине.

С помощью него изучают океаны и атмосферу, предсказывают природные катастрофы. И также врачи используют влияние звука на здоровье человека.

С помощью инфразвука удаляют раковые опухоли и лечат роговицу глаза.

Источники инфразвука

Инфразвук часто появляется в природе. Извержения вулканов, грозы, смерчи и землетрясения, падения метеоритов выбрасывают мощную звуковую волну. Но сила инфразвука, образованного взрывом ядерной бомбы, намного больше.

Когда на Земле бывают периоды большой геомагнитной активности, инфразвуковые волны тоже облетают земной шар. И также источниками являются крупногабаритные конструкции и механизмы, чье колебание из-за размеров не может превышать 16 раз в минуту. Это техника и здания. Инфразвуковые частоты также выдают самые крупные трубы органов в церквях. Но эти частоты близки к слышимым человеком.

Влияние инфразвука на человека

При воздействии частот, равных 4–8 Гц у человека начинается вибрация внутренних органов, а при 12 Гц возникает приступ морской болезни. Влияние звука на человека может сильно различаться в зависимости от показателей частоты.

Если 12 Гц оказывают негативное влияние на здоровье, то 13–14 Гц способствуют расслаблению и сосредоточению всех систем организма.

Такая частота помогает настроиться на созидание и творческую работу, мозг, при влиянии на него данной частоты, легче обрабатывает поступающую информацию.

Самые опасные частоты инфразвука для человека – от 6 до 9 Гц. При частоте 7 Гц, которая созвучна альфаритму мозга, нарушается умственная работа. Человеку кажется, что его голова разрывается на части.

Чтобы влияние звуков и шумов на организм человека было заметным, нужно, чтобы определенная частота была совмещена с опасной громкостью. Чем сильнее интенсивность звука, тем необратимее повреждения органов.

Инфразвук с малым звуковым давлением может вызывать звон в ушах, тошноту, ухудшение зрения и страх. Звук средней интенсивности влияет на пищеварительную систему и мозг, вызывает слабость, а в некоторых случаях паралич и полную потерю зрения. Влияние звука на человека может стать и смертельным. Если его интенсивность превышает 130 дБ, возможна остановка сердца.

Частота работы органов человека

Почти все органы нашего тела работают на инфразвуковой частоте. Средняя частота всего организма – 6 Гц, головы – 20–30 Гц, брюшной полости и грудной клетки – 5–8 Гц, сердца – 4–6 Гц, желудка – 2–3 Гц. Ритм кишечника – 2–4 Гц, почек – 6–8 Гц, вестибулярного аппарата – от 0,5 до 13 Гц. И так далее.

Когда частота инфразвука входит в резонанс с ритмом какого-либо органа, происходит влияние звука на организм человека.

Он начинает вибрировать, что может сопровождаться сильной болью и нести за собой повреждения этого органа. При воздействии инфразвука у человека увеличивается расход энергии в теле.

Ученые полагают, что состояние тела под действием таких волн схоже с состоянием при физической работе.

Ультразвук характеризуется частотой свыше 20000 Гц, что не входит в диапазон воспринимаемых нашим ухом звуков. Его влияние, так же, как подобное влияние звуков и шумов на организм человека, очень заметно. Ультразвук используют практически во всех отраслях науки. Его свойства бесценны и сильно облегчают жизнь в наше время.

Ультразвук широко применяется в медицине как для исследования, так и для лечения. В производстве он отлично справляется с изготовлением маленьких отверстий сложной формы в металле. Ультразвук может делать отверстия в самых твердых веществах, даже в алмазе. С его помощью соединяют несмешиваемые другими способами жидкости (например, воду и масло).

В биологии ультразвук применяют для разрушения клеток и изучения их отдельных частей. С помощью подобных волн вызываются мутации, которые применяются в селекции растений. И также ультразвук помогает людям очищать мелкие детали и даже стирать вещи.

В эхолокации он находит косяки рыб. И также благодаря подобным волнам можно обнаружить мельчайшие дефекты в деталях и материалах.

В производстве используется ультразвуковая сварка, позволяющая производить соединение деталей, нагревать которые нельзя, металлы с прочной оксидной пленкой и неоднородные металлы.

Применение ультразвука в медицине

Ультразвуковое исследование – самый известный и удобный тип исследования.

С помощью него можно подробно рассмотреть ткани мягких органов, выявить их повреждения, наличие опухолей, увидеть изменения размеров и форм.

Это исследование наиболее безопасный метод, так как влияние частоты звука на человека не ведет к опасным последствиям. Поэтому УЗИ используется в исследованиях сердца, женских половых органов и груди.

В отличие от рентгена, ультразвуковое исследование не несет опасное облучение. И также ультразвук применяют в лечении. В спортивной медицине, травматологии, стоматологии, физиотерапии его используют как противовоспалительное средство, способное улучшать циркуляцию в отдельных тканях, снимать отечность и боль. С помощью ультразвука костные и хрящевые ткани восстанавливаются быстрее.

Источники ультразвука

В природе источниками ультразвука могут служить шум дождя, ветра, гальки на морском берегу. И также им сопровождает грозовые разряды. Многие животные пользуются ультразвуком для того, чтобы ориентироваться в пространстве, избегать препятствий и общаться с сородичами. Это такие животные как дельфины, летучие мыши, киты, грызуны и т. д.

Люди сделали первый ультразвуковой свисток в 1883 году. Он называется свистком Гальтона. Обычно используется для дрессировки собак и кошек. Позже изобрели жидкостный ультразвуковой свисток.

Его схема действия заключается в том, что поток жидкости под высоким давлением ударяется в металлическую пластинку, благодаря чему пластинка совершает колебания.

Еще для произведения ультразвука используются сирены.

Какое влияние могут оказывать звуки на человека: ультразвук

В организме человека ультразвук преобразуется в тепло, что ведет за собой сжатие и растяжение тканей организма, и ускорение обменных процессов. Длительное и интенсивное воздействие может вызвать разрушение живых клеток. В крови разрушаются эритроциты и лейкоциты, повышается вязкость и свертываемость. Чем больше интенсивность, тем опаснее физика влияния звука на человека.

На людях не испытывали ультразвук сильной мощности. Все эксперименты проводили на животных. При его воздействии наблюдались сильные боли, ожоги, облысение, помутнение хрусталиков и зрачков глаз. Высокие частоты вызывают смерть путем мелких кровоизлияний в органах. И также длительное воздействие ультразвука может привести к изменению слуха и симптомам вегетососудистой дистонии.

Влияние музыкальных звуков на человека

Положительное и отрицательное влияние музыки на человека было известно с древних времен. В наши дни доказано, что музыкотерапия очень хорошо влияет на психическое и физическое здоровье людей. Наибольший эффект она оказывает на детей. Музыка стимулирует отделы мозга, отвечающие за память, двигательные функции и речь, улучшает моторику.

Дети, с раннего возраста начавшие заниматься на инструментах, отличаются высоким уровнем энтузиазма, общительностью и способностями к усвоению знаний. Влияние звуков музыки на человека также проявляется в ускорении мозговой активности, что благоприятно сказывается на наших познавательных способностях.

Кому показана музыкальная терапия?

Сегодня врачи успешно применяют музыку при лечении душевных болезней и расстройств: депрессии, врожденных психических заболеваний, повышенной возбудимости, отсталости в психическом развитии и т. д. И также музыка оказывает положительное влияние при течении беременности как для матери, так и для плода.

С ней легче усваивать иностранные языки, ее применяют для профилактики болезни Альцгеймера и слабоумия. С помощью музыки можно нормализовать давление, улучшить работу сердца и центральной нервной системы, иногда даже восстановить поврежденные участки мозга.

Что слушать?

Было написано много проектов о влиянии звука на организм человека, благодаря которым исследователи выяснили, какая именно музыка обладает терапевтическим эффектом. В Китае продаются альбомы для лечения определенных органов и расстройств: «Сердце», «Депрессия», «Печень», «Мигрень», «Пищеварение» и т. д. В них звук обладает аналогичной больному органу частотой.

Все музыкальные инструменты по-разному влияют на наше состояние, так как у каждого органа свой резонирующий с ним инструмент. Для спокойствия душевного состояния полезно слушать скрипку и пианино. Чтобы нормализовать работу печени и желчного пузыря, советуют кларнет и гобой. При болезнях сердечно-сосудистой системы хорошо слушать мелодии струнных инструментов.

Музыка Моцарта

По заверениям исследователей, именно музыка Моцарта обладает целебными и терапевтическими свойствами. Ученые проводили эксперимент, при котором давали испытуемым слушать различные мелодии. Только при прослушивании произведений Моцарта активизировалась вся область коры головного мозга, тогда как от других песен всего один или несколько ее отделов.

Существует много работ на тему лечебного эффекта произведений этого классика. В магазинах продаются диски с выборками из его репертуара, которые нужно слушать в тех или иных случаях.

Источник: https://FB.ru/article/445955/vliyanie-zvuka-na-cheloveka-opisanie-uroven-polza-i-vred

Высокочастотная тугоухость – рассмотрим причины и варианты предотвращения

Процессы ухудшения слуха в диапазоне высоких частот, к сожалению, необратимы. Однако существуют рекомендации по профилактике, позволяющие защитить слух.

Эта проблема возникает, когда у человека развивается снижение слуха в диапазоне частот от 2000 до 8000 Гц.

На практике человеку приходится столкнуться со сложностью распознавания некоторых звуков, например:

• согласные «с», «х» и «ф»;
• речь женщин и детей (но не взрослых мужчин, голоса которых, как правило, находятся в более низком диапазоне);
• щебетание и пение птиц;
• высокочастотные звуковые сигналы, как у микроволновой печи и пр.

Воспринимаемые с таким нарушением звуки кажутся приглушенными, а у человека складывается ощущение, что вроде бы и слышит, но понять ни чего не может. Подобное снижение слуха у детей может быть чревато проблемами изучения языка и речи, что препятствует успеваемости в школе.

«Развитие нарушений слуха в диапазоне высоких частот ухудшает качество жизни и создаёт дискомфорт, становящийся причиной социальной изоляции человека в любом возрасте»

Механизм и причины развития высокочастотной потери слуха

За улавливание и преобразование звуковых колебаний в человеческом ухе отвечают волосковые клетки, находящиеся в улитке. Отмирание или повреждение этих рецепторов слуховой системы приводит к тому, что мозг не получает необходимый электрический импульс и не может интерпретировать звук.

Разные участки улитки отвечают за улавливание звуков разной частоты. Именно особенность их расположения в нижних и верхних частях обуславливает в большинстве случаев потерю слуха сначала на высоких частотах, а уже после на низких.

Причин, по которым возникают нарушения восприятия высоких частот, существует довольно много. К таким можно отнести:

• Шумовое воздействие. Это довольно распространённая причина возникновения высокочастотной глухоты. Причём воздействие может носить как постоянный характер и разрушать волосковые клетки изо дня в день, так и одноразовый, наносящий существенный урон. Примером последнего может быть взрыв или выстрел.
• Возрастные изменения. Пресбиакузис или возрастная потеря слуха – процесс не быстрый. И в силу того, что он обычно протекает на оба уха, его обнаружение происходит, когда человек становится неспособным разобрать речь в шумной обстановке.
• Генетика. Люди, находящиеся в родстве с теми, кто столкнулся с высокочастотной потерей слуха, должны быть особенно внимательны, т.к. они имеют генетическую предрасположенность к развитию недуга.
• Применение лекарственных препаратов. Лечение одного заболевания, как это ни прискорбно, может спровоцировать возникновение другого. Некоторые лекарства имеют статус ототоксичных и вредят слуху человека.
• Заболевания. Некоторые болезни, такие как болезнь Меньера и хронический средний отит у детей, способны стать причиной развития проблем в работе органов уха.

Предотвращение развития высокочастотной потери слуха

Процессы ухудшения слуха в диапазоне высоких частот, к сожалению, необратимы. Однако существуют рекомендации по профилактике, позволяющие защитить слух.

Пользуясь электронными устройствами, держите громкость динамиков и наушников на безопасном уровне. Производители многих смартфонов начали предупреждать пользователей о том, что при дальнейшем увеличении громкости произойдёт его превышение.

Так же, оказавшись в шумной обстановке, такой как стрельбище, концерт, езда на снегоходах и прочее, необходимо позаботиться о защите органов слуха. Для этого отлично подойдут наушники, подавляющие шумы или обычные беруши.

Варианты адаптации

В силу того, что высокочастотная потеря слуха необратима, человеку остаётся лишь создать максимально комфортные условия, позволяющие забыть об этой проблеме и не допустить её усугубления. В данном случае единственным выходом остаётся использование слухового аппарата.

Если были замечены признаки ухудшения слуха, то обращение к врачу должно последовать незамедлительно. Для этого достаточно ознакомиться с каталогом клиник восстановления слуха, предоставляющих необходимые услуги в вашем регионе, выбрать квалифицированного специалиста и явиться на приём. После проведённой аудиометрии врач предложит все возможные варианты.

При назначении слухового аппарата или же кохлеарного имплантата, стоит прислушаться к рекомендации и выполнить её в точности. Пациенты, вовремя обратившиеся за помощью, избегают дальнейшего развития потери слуха и не уступают здоровым людям в качестве жизни.

Не стоит вспоминать страшные истории старшего поколения об их опыте использования слуховых аппаратов прошлых десятилетий. Эта технология претерпела значительное развитие. Современные устройства стильные и незаметные, а их способность обработки звука в необходимом диапазоне и возможность синхронизации со многими другими устройствами делает их использование весьма комфортным.

Источник: https://sluh.online/vysokochastotnaja-tugouhost

Что такое звук и какими характеристиками обладают звуковые волны?

Раскаты грома, музыка, шум прибоя, человеческая речь и все остальное, что мы слышим – это звук. А что такое “звук”?

Источник изображения: pixabay.com

В действительности все, что мы привыкли считаем звуком – это всего лишь одна из разновидностей колебаний (воздуха), которые могут воспринимать наш мозг и органы слуха.

Какая природа у звука

Все звуки, распространяемые в воздухе, представляют собой вибрации звуковой волны. Она возникает посредством колебания объекта и расходится от её источника во всех направлениях.

Колеблющийся объект сжимает молекулы в окружающей среде, а затем создаёт разреженную атмосферу, заставляя молекулы отталкиваться друг от друга всё дальше и дальше.

Таким образом, изменения в давлении воздуха распространяются от объекта, сами молекулы остаются в неизменной для себя позиции.

Воздействие звуковых волн на барабанную перепонку. Источник изображения:prd.go.

th

По мере того, как звуковая волна распространяется в пространстве, она отражается от объектов, встречающихся на её пути, создавая изменения в окружающем воздухе.

Когда эти изменения, достигая вашего уха, воздействуют на барабанную перепонку, нервные окончания подают сигнал в мозг, и вы воспринимаете эти колебания как звук.

Основные характеристики звуковой волны

Самой простой формой звуковой волны является синусоида. Синусоидные волны в чистом виде редко встречаются в природе, однако именно с них следует начинать изучение физики звука, так как любые звуки можно разложить на комбинацию синусоидных волн.

Синусоида чётко демонстрирует три основных физических критерия звука – частоту, амплитуду и фазу.

Частота

Чем реже частота колебаний, тем звук ниже, Источник изображения:ReasonGuide.Ru

Частота – это величина, характеризующая количество колебаний в секунду. Она измеряется в количестве периодов колебания либо в герцах (ГЦ).

Человеческое ухо может воспринимать звук в диапазоне от 20 Гц (низкочастотные) и до 20 КГц (высокочастотные).

Звуки, находящиеся выше данного диапазона называется ультразвуком, а ниже – инфразвуком, и человеческими органами слуха не воспринимаются.

Амплитуда

Чем больше амплитуда звуковой волны, тем громче звук.

Понятие амплитуды (или интенсивности) звуковой волны имеет отношение к силе звука, которую человеческие органы слуха воспринимают как объём или громкость звука.

Люди могут воспринимать достаточно широкий спектр громкости звука: от капающего крана в тихой квартире, и до музыки, звучащей на концерте.

Для измерения громкости используются фонометры (показатели в децибелах), в которых используется логарифмическая шкала чтобы сделать измерения более удобными.

Фаза звуковой волны

Фазы звуковой волны. Источник изображения: Muz-Flame.ru

Используется для того, чтобы описать свойства двух звуковых волн. Если две волны имеют одинаковую амплитуду и частотность, то говорят, что две звуковые волны находятся в фазе.

Фаза измеряется в диапазоне от 0 до 360, где 0 – это значение, показывающее, что две звуковые волны синхронны (в фазе), а 180 – значение, означающее противоположность волн друг к другу (находятся в противофазе). Когда две звуковые волны находятся в фазе, то два звука накладываются и сигналы усиливают друг друга.

При совмещении двух сигналов, не совпадающих по амплитуде, из-за разницы давления идёт подавление сигналов, что приводит к нулевому результату, то есть звук исчезает. Этот феномен известен как “подавление фазы”.

При совмещении двух одинаковых аудио сигналов – подавление фазы может стать серьёзной проблемой, так же огромной неприятностью является совмещение оригинальной звуковой волны с волной, отражённой от поверхностей в акустической комнате. Например, когда совмещают левый и правый каналы стерео микшера, чтобы получить гармоничную запись, сигнал может страдать от подавления фаз.

Что такое децибел?

В децибелах измеряется уровень звукового давления или электрического напряжения. Это такая единица, которая показывает коэффициент отношения двух разных величин друг к другу. Бел (названный в честь американского ученого Александра Белла) является десятичным логарифмом, отражающим соотношение двух разных сигналов друг к другу.

Это означает, что для каждого последующего бела в шкале, принимаемый сигнал в десять раз мощнее. Например, звуковое давление громкого звука в миллиарды раз выше, чем у тихого. Для того чтобы отображать такие большие величины, стали использовать относительную величину децибел (дБ) – при этом 1.000.000.000 – это 109, или просто 9.

Принятие физиками акустиками данной величины позволило сделать работу с огромными числами удобнее.

Шкала громкости различных звуков. Источник изображения: Nauet.

ru

На практике получается так, что бел является слишком большой единицей для измерения уровня звука, поэтому вместо него стали использовать децибел, что составляет одну десятую от бела.

Нельзя сказать, что применение децибелов вместо белов – это как использование, скажем, сантиметров вместо метров для обозначения размера обуви, белы и децибелы — относительные величины.

Из выше сказанного понятно, что уровень звука принято измерять в децибелах. Некоторые эталоны уровня звука используются в акустике на протяжении многих лет, начиная со времён изобретения телефона, и по сей день.

Большинство этих эталонов сложно применить относительно современного оборудования, они используются только для устаревших единиц техники.

На сегодняшний день на оборудовании в студиях звукозаписи и вещания используется такая единица, как дБu (децибел относительно уровня 0,775 В), а в бытовой аппаратуре – дБВ (децибел, отсчитываемый относительно уровня 1 В). В цифровой аудио аппаратуре для измерения мощности звука применяется дБFS (децибел полной шкалы).

дБм – “м” обозначает милливатты (мВт), данная единица измерения используется для обозначения электрической мощности. Следует отличать мощность от электрического напряжения, хотя эти два понятия тесно связаны друг с другом. Единицу измерения дБм начали использовать ещё на заре внедрения телефонных коммуникаций, на сегодняшний день её тоже используют в профессиональной аппаратуре.

дБu — в данном случае измеряется напряжение (вместо мощности) относительно эталонного нулевого уровня, за эталонный уровень принято считать 0,75 вольт.

В работе с современной профессиональной аудио аппаратуре дБu заменён на дБм.

В качестве единицы измерения в сфере звукотехники было удобнее использовать дБu раньше, когда для оценки уровня сигнала было важнее считать электрическую мощность, а не его напряжение.

дБВ – в основе данной единицы измерения так же лежит эталонный нулевой уровень (как и в случае с дБu), однако за эталонный уровень принимают 1 В, что является более удобным, чем цифра 0,775 В. Данная единица измерения звука часто используется для бытовой и полу профессиональной аудио аппаратуры.

дБFS – данная оценка уровня сигнала широко используется в цифровой звукотехнике и сильно отличается от указанных выше единиц измерения.

FS (full scale) – полная шкала, которая используется из-за того, что, в отличие от аналогового звукового сигнала, которое имеет оптимальное напряжение, весь диапазон цифровых значений одинаково приемлем при работе с цифровым сигналом.

0 дБFS – это максимально возможный уровень цифрового звукового сигнала, который можно записать без искажения. У аналоговых стандартов измерения таких, как дБu и дБВ, после уровня 0 дБFS нет запаса по динамическому диапазону.

Если Вам понравилась статья ,поставьте лайкиподпишитесь на каналНАУЧПОП.Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!

Источник: https://zen.yandex.ru/media/popsci/chto-takoe-zvuk-i-kakimi-harakteristikami-obladaiut-zvukovye-volny-5bfee53b9f25000ae1f79429

Основные характеристики слуха человека

Порогом слуха человека называют минимальный уровень звука, который человек может воспринять. Эта характеристика является одной из основных.

От порога слуха зависит слуховая чувствительность: чем ниже порог слуха, тем выше слуховая чувствительность, и наоборот. Диапазон наибольшей чувствительности звука – от 1000 до 4000 Гц. Именно в этом промежутке находится информация о речевых сигналах. Пороги слуха на частоте 200 Гц выше на 35 дБ, а на 100 Гц — на 60 дБ, чем пороги слуха на частоте 1000 Гц.

Нормой считается порог слуха от -10 дБ до +10 дБ. В случаях нарушения слуха пороги могут быть разными – от 20 до 120 дБ.

Источник: введение в аудиологию и слухопротезирование И.В. Королева

Порог дискомфорта

Порогом дискомфорта называется уровень звука, вызывающий у человека неприятные ощущения. Нормой считается 100-110 дБ, и зависит она не только от состояния органа слуха, но и от возбудимости нервной системы в целом.

У пациентов с нарушениями слуха порог дискомфорта, как правило, больше 110 дБ.

Однако, у многих людей с сенсоневральной тугоухостью пороги дискомфорта такие же, как и у людей с нормальным слухом либо ниже – это явление называется рекруитмент, или «феномен усиленного нарастания громкости».

Болевой порог

Болевые ощущения в органе слуха, как правило, вызывает звук, составляющий 130-140 дБ.

Кроме того, следует различать порог осязания и болевой порог – в первом случае человек чувствует только давление на барабанную перепонку (130 дБ), во втором – уже болевые ощущения (140 дБ).

Порог дискомфорта людей с нарушениями слуха может отличаться от нормы, но болевой порог у всех всегда одинаковый.

Частотный диапазон слуха

Нормой для человека считается способность воспринимать звуки в частотном диапазоне от 20 до 20000 Гц. Звуки, частота которых выше 20000 Гц, называются ультразвуки, ниже 20 Гц – инфразвуки. Человек может воспринять ультразвук только если его источник приложить к костям черепа – это свойство иногда используется при диагностике нарушений слуха.

Источник: введение в аудиологию и слухопротезирование И.В. Королева

Подходя к исследованию слуха, звуковой частотный диапазон принято условно делить:

на низкие частоты — до 500 Гц;

на средние частоты — 500—3000 Гц;

на высокие частоты — 3000–8000 Гц;

на сверхвысокие частоты — выше 8000 Гц

Динамический диапазон слуха

Динамическим диапазоном слуха называется совокупность уровней звука, которые человек способен воспринимать, в норме это 130 дБ. Разница между самым тихим и самым громким звуком, воспринимаемым человеческим ухом (до осязаемых или болевых порогов), велика – последний выше примерно в 1013 раз.

В аудиологии динамическим диапазоном слуха именуют диапазон от порога слуха человека до порога его дискомфорта.

Как динамический, так и частотный диапазон у людей с нарушениями слуха может отличаться от нормы.

Дифференциальный порог слуха

Минимальные различия по частоте, интенсивности или длительности звука, воспринимаемые человеческим слухом, называются дифференциальным порогом слуха.

Именно способность обнаруживать минимальные различия между звуками позволяет нам воспринимать речь. Интенсивность и частота дифференциального порога слуха зависит от длительности, уровня и частоты звука. Нормой для человека считается 1–1,5 дБ по интенсивности на частотах 500–4000 Гц при уровне звука 40 дБ.

Причина плохого восприятия речи людьми с нарушениями слуха кроется в увеличении у них дифференциального порога слуха – они просто перестают воспринимать мелкие различия между речевыми звуками.

Бинауральный слух

Способность человека воспринимать звук двумя ушами и обрабатывать поступившие сигналы в соответствующих симметричных слуховых центрах мозга называется бинауральным слухом.

Данное свойство обеспечивает так называемый процесс бинаурального слияния – это когда различные по своим характеристикам звуки, поступающие в правое и левое уши человека, воспринимаются слуховой системой человека как единый и цельный слуховой образ.

Кроме того, благодаря сравнению звуков, поступающих в правое и левое ухо, слуховая система определяет, где находится источник звука.

Именно бинауральный слух позволяет нам воспринимать речь в шумных условиях – происходит так называемый эффект «бинаурального освобождения от маскировки».

Источник: введение в аудиологию и слухопротезирование И.В. Королева

Слуховая адаптация

Как и остальные сенсорные системы организма человека, слуховая система способна адаптироваться ко внешним условиям. Это проявляется во временном понижении чувствительности за счёт повышения порогов слуха в случаях излишнего звукового воздействия. Благодаря этой способности слуховая система защищает себя от повреждений.

Порог слуха повышается от любого воздействия звука, превышающего этот порог на 10-20 дБ. В случаях кратковременного воздействия звука не выше 80-90 дБ и повышение порога будет кратковременным.

При более интенсивном воздействии и повышение порогов слуха будет длиться дольше – до нескольких минут.

После прекращения звукового воздействия пороги слуха постепенно возвращаются в исходное состояние.

Источник: https://audionika.ru/info/nash-slukh/osnovnye-kharakteristiki-slukha-cheloveka.html