ПВИ. Слуховые ощущения. Тема 2

1. ПВИ

Тема 2. Сенсорные процессы.
2.9. Слуховые ощущения

2. 2.9. Слуховые ощущения

Слуховой анализатор занимает второе место после
зрительного по количеству воспринимаемой человеком из
окружающего мира информации.
Слух – уникальный источник жизненно важных
сведений о том, что происходит в непосредственной
близости от нас, а аудиальная система – одна из самых
«бдительных» сенсорно-перцептивных систем: она всегда
начеку и в любой момент готова к восприятию звуковых
сигналов.
Мир, в котором мы живем наполнен звуками. При этом
многие звуки несут в себе информацию о том, что
происходит вокруг нас. В первую очередь это относится к
звукам,
с
помощью
которых
мы
определяем
местоположение объектов.

3. 2.9. Слуховые ощущения

Звуки, которые мы слышим, являются результатом
преобразования определенной формы механической
энергии и представляют собой участки последовательных
изменений давления, происходящих в разных средах –
жидких, твердых или газообразных.
Большинство
воспринимаемых
нами
звуков
передается по воздуху, где при прохождении звуковой волны
возникают участки чередующихся сгущений и разрежений
воздуха.
Хотя звуковые волны перемещаются из одной точки
пространства в другую в среде распространения звука, ни
вибрации, ни движения среды при этом не происходит.
Иными словами, молекулы среды не перемещаются вместе
со звуковой волной. В ней просто возникают участки сжатия расширения.

4. 2.9. Слуховые ощущения

Скорость распространения звука зависит от физических
свойств среды. В твердых телах она выше, чем в жидкости
или газе.
Например, в воде звук распространяется в 4, а в стали
или в стекле – в 16 раз быстрее, чем в воздухе. Скорость
распространения звука в воздухе равна 335 м/с. Общее
правило здесь таково: при увеличении плотности среды
скорость звука в ней увеличивается.
Скорость распространения звука зависит также и от
температуры среды. Так, при увеличении температуры
воздуха на 10 С скорость распространения звука в ней
увеличивается на 61 см/с.

5. 2.9. Слуховые ощущения

Как физическое явление звуковая волна характеризуется:
частотой,
амплитудой (интенсивностью),
сложностью (спектром),
которым соответствуют такие психологические эффекты как:
высота,
громкость,
тембр.

6. 2.9. Слуховые ощущения

Частота (f) – это число циклов изменения давления (т.е.
переходов от сжатия к раздражению и обратно), происходящих в
течение 1 с. Она измеряется в герцах (Гц). Люди способны
воспринимать звуки с частотой от 20 до 20000 Гц.
Психологическим
параметром
аудиального
стимула,
непосредственно связанным с его частотой, является абсолютная
высота тона.
Звуки разной высоты вызывают у слушателей разные
ощущения: они могут казаться высокими или низкими.
Высота звука изменяется в очень широких пределах.
Существуют как очень низкие, басовые, звуки, так и
исключительно высокие, дискантовые.

7. 2.9. Слуховые ощущения

Амплитуда (или интенсивность) звука – это
количественная характеристика изменения звукового
давления, т.е. степени смещения (компрессии или
декомпрессии) относительно положения покоя. Она
измеряется в динах на квадратный сантиметр (дин/см2) или
в ньютонах на квадратный метр (Н/м2).
Интервал амплитуд, к которым чувствительно ухо
человека чрезвычайно широк. Интенсивности самого
слабого и самого громкого звука, улавливаемого
человеческим ухом, различаются в миллиарды раз, поэтому
для
оценки
интенсивности
звука
используется
логарифмическая шкала.

8. 2.9. Слуховые ощущения

Параметр силы звука при этом называется уровень
звукового давления (УЗД), он измеряется в децибелах (дБ) и
определяется по формуле:
Lp = 20 lg P/P0 ,
где Lp – уровень звукового давления (дБ);
Р – звуковое давление, которое надо выразить в децибелах
(дин/см2);
Р0 – эталонное давление (порог слышимости), равное 0,0002
дин/см2.
Децибелы – не абсолютные, а относительные единицы.
Выражая интенсивность звука в децибелах, мы показываем, во
сколько раз он более интенсивен или менее интенсивен, чем
звук, соответствующий эталонному (пороговому) звуковому
давлению Р0.

9. 2.9. Слуховые ощущения

Таблица 2.5.
Связь между звуковым давлением и УЗД для некоторых источников звука
Звуковое
давление, Р
(дин/см2)
УЗД (дБ)
Источник звука
2000
140
Реактивный самолет в
момент взлета
20
100
Интенсивный
транспортный поток
2,0
80
Заводской шум
0,2
60
Обычный разговор
0,002
20
Шепот
0,0002
0
Порог слышимости

10. 2.9. Слуховые ощущения

Психологическим
параметром,
определенным
интенсивностью является громкость.
Большинство встречающихся в природе звуков не
являются простыми синусоидальными волнами, вследствие
чего их общая, суммарная, синусоида отличается сложностью.
Психологическим
параметром
восприятия
звука,
отражающим сложность звуковой волны, является тембр.
Тембр это своеобразная окраска звука.

11. 2.9.1. Слуховой анализатор человека

Органом – рецептором слухового анализатора
человека является ухо человека. Его условно можно
разделить на три основных структурных компонента:
наружное ухо, среднее ухо и внутреннее ухо.
Наружное ухо состоит из ушной раковины, наружного
слухового прохода и барабанной перепонки.
Рис. 2.11. Анатомическое строение человеческого уха

12. 2.9.1. Слуховой анализатор человека

Ушная раковина исполняет несколько функций: защищает от
механических повреждений чувствительные внутренние структуры
уха, направляет в слуховой проход улавливаемые колебания воздуха,
способствует определению направления на источник звука и
расстоянию до него.
Наружный слуховой проход – это канал, имеющий вид желобка с
длиной и диаметром, равными 2,5-3 мм и 7 мм соответственно, и с
открытым входным (наружным) и слепым (внутренним) отверстиями.
Его назначение – улавливание звуковых колебаний и передача их
барабанной перепонке.

13. 2.9.1. Слуховой анализатор человека

Барабанная перепонка – тонкая, полупрозрачная мембрана,
отделяющая наружный слуховой проход от среднего уха. Звуковое давление
вызывает вибрацию барабанной перепонки и именно здесь изменения
звукового давления преобразуются в механическое движение.
За барабанной перепонкой находится заполненная воздухом полость
среднего уха, которое трансформирует колебания барабанной перепонки в
механическую энергию и передает его внутреннему уху. Непосредственно к
барабанной перепонке примыкает молоточек – первая из трех слуховых
косточек. Он связан с наковальней, которая, в свою очередь, связана со
стременем. Основание стремени вставлено в овальное (круглое) окно,
которое является входом во внутреннее ухо.

14. 2.9.1. Слуховой анализатор человека

Слуховые косточки (их общая длина примерно 18 мм) прочно
соединены связками, они передают колебания барабанной перепонки
овальному окну, причем основание стремени играет роль поршня.
Среднее ухо заполнено воздухом, а внутреннее – водянистой
жидкостью, что создает разницу сопротивлений прохождению звуковой
волны на границе этих сред.
Основное назначение среднего уха – выравнивание сопротивлений
воздушной среды наружного уха и жидкой среды внутреннего уха и
обеспечение эффективной передачи звуковых колебаний из первого во
второе.

15. 2.9.1. Слуховой анализатор человека

Евстахиева труба связывает полость среднего уха с
глоткой и защищает от воздействия перепадов
атмосферного давления. Благодаря ей давление в среднем
ухе равно наружному давлению.
Внутреннее ухо – это небольшая (длиной 25-30 мм)
трубчатая структура, представляющая собой спираль,
называемая улиткой. В центральном канале улитки
находится кортиев орган, который и преобразует звуковые
колебания в нервные импульсы.

16. 2.9.2. Количественные характеристики слухового анализатора

Основными количественными
слухового
анализатора
являются
дифференциальные пороги.
характеристиками
абсолютный
и
Нижний
абсолютный
порог
соответствует
интенсивности звука в децибелах, обнаруживаемого
испытуемым с вероятностью 0,5;
верхний абсолютный порог – интенсивности, при которой
возникают различные болевые ощущения (щекотание,
покалывание, головокружение и т.д.).
Между ними расположена область восприятия
человеком звука, внутри которой находится меньшая зона –
область восприятия речи (рисунок 2.12).

17. 2.9.2. Количественные характеристики слухового анализатора

Рисунок 2.12 - Линии равной громкости

18. 2.9.2. Количественные характеристики слухового анализатора

Человек оценивает звуки разных частот, различные по
интенсивности, как равные по громкости. Например, звуковой тон с
интенсивностью 120 дБ и частотой 10 Гц оценивается как равный по
громкости тону, имеющему интенсивность 100 дБ и частоту 1000 Гц.
Субъективное ощущение интенсивности звука называется
громкостью и измеряется в фонах.
Уровень громкости в фонах численно равен интенсивности звука в
децибелах для чистого тона частотой 1000 Гц, воспринимаемого как
равногромкий с данным звуком.
- Кривые равной громкости

19. 2.9.2. Количественные характеристики слухового анализатора

Величина едва различимой прибавки к исходному
звуковому раздражителю – дифференциальный порог зависит не только от интенсивности исходного раздражителя,
но и от частоты.
В пределах среднего участка диапазона изменения
звука по частоте и интенсивности величина энергетического
дифференциального порога примерно постоянна и
составляет
0,1
от
исходной
интенсивности
раздражителя.

20. 2.9.2. Количественные характеристики слухового анализатора

Дифференциальный порог по частоте зависит как от
частоты исходного звука, так и от его интенсивности.
В диапазоне частот от 60 до 2000 Гц при
интенсивности звука выше 30 дБ дифференциальный порог
составляет 2-3 Гц. Для звуков с частотой свыше 2000 Гц его
величина резко возрастает и изменяется пропорционально
росту частоты.
Относительная величина дифференциального порога
для звуков в диапазоне 200-16000 Гц является почти
константной и равна примерно 0,002.
При уменьшении интенсивности ниже 30 дБ величина
дифференциального порога резко возрастает.

21. 2.9.2. Количественные характеристики слухового анализатора

Временной порог чувствительности акустического
анализатора, т.е. длительность звукового раздражителя,
необходимая для возникновения ощущения, также как
пороги по громкости и высоте, не является постоянной
величиной. С увеличением как интенсивности, так и частоты
он сокращается.
При достаточно высокой интенсивности (30 дБ и
более) и частоте (1000 Гц и более) он составляет всего 1 мс.
Однако при уменьшении интенсивности звука той же частоты
до 10 дБ временной абсолютный порог уже достигает 50 мс.
Аналогичный эффект дает и уменьшение частоты.

22. 2.9.2. Количественные характеристики слухового анализатора

С возрастом звуковая чувствительность понижается. Так
для четкого восприятия речи в 30 лет необходима громкость
в 40 дБ, а в 70 лет – не менее в 55 дБ.
Пороги
чувствительности
слухового
анализатора
зависят также от длительности сигнала, положения головы
испытуемого, адаптации и изменяются с течением времени
для одного и того же испытуемого.

23. 2.9.3. Патологии слуха

К
патологиям
нарушения,
слуха
начиная
с
относятся
тех,
которые
различные
проявляются
его
в
систематическом нарушении восприятия звуков, и кончая
полной
утратой
аудиальной
системой
способности
реагировать на какие бы то ни было звуки.
Наиболее распространенными патологиями слуха
являются шум в ушах и понижение слуха.

24. 2.9.3. Патологии слуха

Шум в ушах – это такое состояние человека, когда он
при отсутствии звукового стимула постоянно одним ухом или
обоими ушами одновременно слышит какой-то звук или
шум.
Шум в ушах может быть как временным явлением, так
и хроническим. Наиболее характерный признак этого недуга
– это стойкое ощущение гула или звона в ушах, причем
обычно слышат высокие звуки.
Шум в ушах может возникать по разным причинам, в
том числе и без всяких патологических изменений органов
слуха.

25. 2.9.3. Патологии слуха

Установлено, что примерно 1% населения страдает
от шума в ушах, который ослабляет и раздражает людей.
С возрастом вероятность подобного состояния
заметно увеличивается: от периодического шума в ушах
страдают более 10% лиц старше 60 лет.
Причины возникновения шума в ушах изучены
недостаточно и сегодня нет отработанного метода
лечения хронических случаев.

26. 2.9.3. Патологии слуха

Понижение слуха – это поддающееся измерению
снижение чувствительности аудиальной системы, не
препятствующее аудиальной коммуникации. Известно, что
понижение слуха, эквивалентное утрате примерно 25 или
более дБ, имеют примерно 16% взрослых.
Понижение слуха – это не глухота. Глухотой
называется состояние, при котором пороговые уровни
восприятия речи превышают 92 дБ. При этих условиях
нормальная
невозможна.
аудиальная
коммуникация
практически

27. 2.9.3. Патологии слуха

Наиболее распространенной причиной понижения
слуха является старение. Понижение слуха более чем на 25
дБ свойственно 46% пожилых людей (средний возраст
примерно 66 лет).
Связанное с возрастом понижение слуха избирательно
и специфично: чувствительность к высокочастотным
звукам постепенно снижается на протяжении всей жизни.
Максимальная частота, воспринимаемая детьми, равна
23000 Гц, с возрастом она уменьшается.
Имеются опубликованные результаты исследований,
которые показывают, что верхний предел частот,
воспринимаемый людьми старше 40 лет, каждые полгода
снижается примерно на 80 Гц.

28. 2.9.3. Патологии слуха

Постепенное понижение слуха часто отражается как на
социальных связях человека, так и на состоянии его психики.
Например, обследование пожилых пациентов, страдающих
психическими расстройствами, показало, что среди тех, кому
был поставлен диагноз клиническая паранойя, подавляющее
большинство глухих людей или лиц со значительно
пониженным слухом.
Количественное понижение слуха можно измерить с
помощью специального прибора – аудиометра, результаты
обследования на котором используются для построения
графиков, называемых аудиограммами и отражающими
степень понижения слуха.

29. 2.9.3. Патологии слуха

Понижение слуха и глухота могут быть следствием
многих
внешних
хронические
причин
инфекционные
и
обстоятельств,
заболевания
включая
среднего
и
внутреннего уха (в первую очередь вирусные), акустические
травмы, продолжительное воздействие громкого шума и
лечение
большими
дозами
таких
антибиотиков,
как
стрептомицин, гентамицин, кеомицин и канамицин,
которые губительно действуют на волосковые клетки.

30. 2.9.3. Патологии слуха

Помимо
антибиотиков
к
временной
или
необратимой потере слуха могут приводить и другие
лекарственные препараты (например, аспирин в больших
дозах,
хинин
и
некоторые
диуретики)
и
такие
химические вещества, как оксид углерода, свинец,
ртуть, а также табачный дым.
Тенденция к понижению слуха проявляется у
активных курильщиков, а также у некурящих людей,
живущих с ними под одной крышей.

31. 2.9.3. Патологии слуха

Понижение слуха происходит под воздействием
избыточной звуковой стимуляции, т.е. аномально громких
звуков или шумов.
Продолжительное воздействие шума способно
вызвать значительное понижение слуха, которое может
оказаться временным или необратимым. Например, в США
от этого страдает более 10% населения.
Основными опасными источниками шума являются:
производственное оборудование, транспорт, рок-музыка
и спортивные соревнования.