Слуховая перцептивная система

Природа слуховых ощущений.

Слуховые ощущения возникают в результате воздействия механических колебаний окружающей среды, которые преобразуются и по проводящим путям поступают в слуховые центры коры. Таким образом, слуховые ощущения – субъективное психическое отражение воздействующих на слуховой рецептор звуковых волн, которые порождаются колеблющимся телом и порождают собой попеременное сгущение и разряжение воздуха.

Звук

Звуковые волны распространяются в воздухе от колеблющегося тела. Расстояние между соседними областями уплотнения или разряжения называют длиной волны. Величину максимального сжатия или разрежения называют амплитудой волны. Интервал времени между моментами максимального сжатия или разрежения – называется периодом звуковой волны. Число, показывающее, сколько длин волн «пробежало» в одну секунду называют частотой. Частота и период – обратно пропорциональные величины. Давление звуковой волны на единицу поверхности измеряют в децибелах. В зависимости от сложности акустического сигнала, воспринимаемые звуки могут быть простыми и сложными. Простые – синусоидальные колебания, физическими характеристиками которых являются амплитуда, частота, интенсивность. Сложные – представляют собой комбинацию колебаний различной формы. Диапазон воспринимаемых частот: 20 – 20000 Гц., в среднем. Зависит от возраста (младенец: 16 – более 20000 Гц.) и от особенностей организма. Звук по частоте ниже границ слышимости – инфразвук, выше границ – ультразвук. Нижний (верхний) звуковой порог определяется частотой и амплитудой.

Субъективные качества слуховых ощущений.

1. Высота тона – субъективное качество слухового ощущения, позволяющее располагать звуки по шкале от низких до высоких. Высота тона зависит от частоты и интенсивности.

2. Громкость - субъективное качество слухового ощущения, позволяющее располагать звуки по шкале от тихих до громких. Громкость зависит главным образом от интенсивности.

3. Объемностью называется ощущение полноты звука, в большей или меньшей степени заполняющего пространство.

4. Плотность – качество звука, позволяющее различать плотный, сгущенный или диффузный рассеянный звук. Звук чем выше, тем кажется плотнее. Плотность возрастает и с увеличением громкости.

5. Тембр. Определяется как такое качество слухового ощущения, пользуясь которым мы можем судить о различии двух звуков при одинаковой громкости и высоте. Тембр зависит от амплитуд гармоник сложного звука.

Гармонические колебания.

Сложность состава звуковых колебаний выражается в том, что к основной частоте, обладающей определенной амплитудой, примешиваются дополнительные колебания, имеющие меньшую амплитуду. Дополнительные колебания, частота которых превышает частоту основного колебания в кратное количество раз, называются гармониками и дают ощущение музыкального тона, то есть создают тембральную окраску звука.

Особый класс звуков образуют щелчки, продолжающиеся иногда всего лишь тысячные доли секунды.

В музыке одновременный комплект звуков называется аккордом. Если частоты колебаний, составляющих акустических сигналов кратны по частоте, то аккорд воспринимается как консонанс. (Обратное – диссонанс).

Пороги слуховых ощущений:

1. Нижний абсолютный.

2. Верхний абсолютный.

3. Порог различения.

КРИВАЯ СЛЫШИМОСТИ

Из графика видно, что на разных частотах, для того чтобы мы услышали звук, необходима разная интенсивность, на краях частотного диапазона нижний и верхний абсолютные пороги сливаются.

ТЕОРИИ СЛУХА.

Периферические теории.

В основе рассматриваемых теорий лежит проблема места звуко-высотного различения - периферия или центр анализатора.

1. Резонансная теория Г. Гельмгольца.

Согласно этой теории отдельные волокна основной мембраны представляют собой физические резонаторы, каждый из которых настроен на определенную частоту звукового колебания. Высокочастотные раздражители вызывают колебание участков мембраны вблизи овального окна, где она наиболее узка, а низкочастотные вблизи улитки, на участках с максимальной шириной основной мембраны. Волосковые клетки и связанные с ними нервные волокна передают в мозг информацию о том, какой из участков мембраны возбужден, а, следовательно, о частоте колебания.

В пользу этой теории говорят факты хирургического удаления частей мембраны и возникающая при этом избирательная глухота. Однако невозможно найти участка мембраны, который бы отвечал за восприятие низких тонов.

2. Теория Г. Флетчера.

На звуковые волны отвечают не отдельные волокна, а пре- и эндолимфа улитки, и резонансные свойства присущи не только волокнам, а всей механической системе улитки в целом. Под действием звука колеблется вся мембрана в целом и та или иная масса жидкости. Высокие тона приводят в движение лишь небольшую массу жидкости вблизи основания улитки. Низкие – большую массу вблизи вершины улитки. Громкость определяется суммарным числом нервных импульсов, приходящих к мозгу от всех возбужденных нервных волокон основной мембраны. Нервные волокна (из эксперимента) резонируют на частоты свыше 60-70 Гц. Флетчер предположил, что восприятие более низких тонов определяется ощущением комплекса гармонических составляющих.

3. Теория Г. Бекеши.

Колебания перепонки овального окна передаются эндолимфе и распространяются по основной мембране в виде бегущей волны, вызывая ее максимальное смещение на большем или меньшем расстоянии от вершины улитки, в зависимости от частоты.

Таким образом, в этой теории было выдвинуто предположение о том, что существует принцип связи высоты звука и места воздействия.

Принцип места характерен для всех периферических теорий.

Телефонные теории или теории центрального анализатора.

В основе всех этих теорий: звуковые колебания превращаются улиткой в некие синхронные волны (биоэлектрические колебания) и передаются коре, где собственно и происходит анализ высоты тона звукового колебания.