Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны


НазваниеТеоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны
страница3/25
Дата публикации15.03.2013
Размер1.96 Mb.
ТипДокументы
userdocs.ru > Физика > Документы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   25

^ 2.3.2. Передача слуховых раздражений в мозг

Процесс передачи нервных раздражений от волосковых клеток в головной мозг имеет электрохимический характер.

Механизм передачи нервных раздражений в мозг пред­ставлен схемой рис.2.3, где Л и П - левое и правое ухо, 1 - слухо­вые нервы, 2 и 3 - промежуточные центры распределения и об­работки информации, расположенные в стволе головного мозга, причем 2 - т.н. улитковые ядра, 3 - верхние оливы.



Рис.2.3. Механизм передачи нервных раздражений в мозг
Частота возникающих нервный импульсов зависит только от интенсивности раздражения, т.е. от значения уровня звуково­го давления. Механизм формирования ощущения высоты тона до сих пор подвергается дискуссиям. Известно лишь, что на нижних частотах за каждый полупериод звукового колебания возникают несколько импульсов. На верхних частотах импульсы возникают не в каждый полупериод, а реже, например, один импульс за каждый второй период, а на более высоких даже за ка­ждый третий.

Большая часть информации, поступающей от левого уха, передается в правое полушарие мозга и, наоборот, большая часть информации, поступающей от правого уха, передается в левое полушарие. В слуховых отделах ствола головного мозга определяются высота тона, интенсивность звука и некоторые признаки тембра, т.е. производится первичная обработка сиг­налов. В коре головного мозга идут сложные процессы обра­ботки. Многие из них являются врожденными, многие форми­руются в процессе общения с природой и людьми, начиная с младенческого возраста.

Установлено, у большинства людей (95% правшей и 70% левшей) в левом полушарии выделяются и обрабатываются смысловые признаки информации, а в правом - эстетические. Этот вывод получен в опытах по биотическому (раздвоенному, раздельному) восприятию речи и музыки. При слушании левым ухом одного, а правым ухом другого набора цифр слушатель отдает предпочтение тому из них, который воспринимается пра­вым ухом и информация о котором поступает в левое полуша­рие. Наоборот, при слушании разными ушами разных мелодий предпочтение отдается той, которую слушают левым ухом и информация от которой поступает в правое полушарие.
^ 2.3.3. Физиологические характеристики слуха

Физиологические свойства слуха определяются многими понятиями, численными параметрами и характеристиками. К ним относятся динамический и частотный диапазоны, чувстви­тельность слуха и ее АЧХ, абсолютные и дифференциальные пороги восприятия, явление маскировки, нелинейные, времен­ные и пространственные свойства и многое другое.

^ Динамический диапазон слуха ограничен со стороны ма­лых уровней порогом слышимости сверху - болевым порогомРазумный порог слышимости, по-видимому, установился в процессе эволюции. Значение звукового давления на пороге слышимости всего лишь на порядок более давления, со­ответствующего тепловому движению молекул воздуха. Если бы слух был более чувствительным, люди непрерывно бы слышали шум, обусловленный этим хаотическим движением молекул. Превышение болевого порога приводит к разрушению органа слуха.

^ Амплитудно-частотная характеристика слуха, как вид­но из рис.2.4, сильно изменяется с изменением интенсивности сигнала и лишь при интенсивностях 90... 110 дБ приближается к горизонтали. Уменьшение чувствительности на крайних часто­тах при небольших интенсивностях звука приводит к тому, что при слушании звучания с небольшой громкостью происходит сужение частотного диапазона слышимых звуков.

Нижней границей диапазона слышимых звуков называют 16... 20 Гц, верхней - 16... 20 кГц. Нижняя граница довольно ус­тойчива, верхняя заметно снижается с возрастом. Многие люди в возрасте старше 50 лет не слышат звуков с частотами более 10... 12 кГц.

Механические (акустические) колебания с частотой менее 16... 20 Гц (инфразвуки) и более 20 кГц (ультразвуки) не воспри­нимаются слухом, но при большой интенсивности оказывают на человека вредное физиологическое воздействие. В области нижних частот находятся резонансные частоты некоторых внут­ренних органов: желудка - 27 Гц, сердца - 17 и 23 Гц, корпуса человека - примерно 10 Гц. При частотах 6... 7 Гц у человека возникает чувство страха, тревоги.

Ультразвуковые колебания вызывают нагрев тканей, а при большой интенсивности - т.н. "холодный ожог".

Слуховые ощущения S находятся в не линейной зависи­мости от изменения стимулов по интенсивности I и частоте f. В 1841 г. Э.Вебер (E.Weber) показал, что одинаковые относи-тельнь/е_изменения стимула вызывают одинаковые абсолют­ные изменения ощущения. В 1880 г. Г.Фехнер (G.Fechner) сформулировал это положение в виде S=K logl. Эта зависи­мость получила наименование основного психофизиологиче­ского закона Вебера и Фехнера.

Примерно логарифмическая зависимость ощущения от раздражения {стимула) привела к введению логарифмических величин интенсивности - уровней, единиц их выражения - децибелов и неперов - и логарифмического масштаба частот. Каж­дое удвоение частоты звука вызывает одинаковое изменение высоты тона, называемое октавой.



Рис. 2.4. Амплитудно-частотная характеристика слуха
Последующие исследования уточняли установленную Вебером и Фехнером связь между ощущением и раздражением. С.Стивене (S.Stevens) в исследованиях 1936-51 гг. дал сле­дующие трактовки: S=Ktn и S=K(I - l0)n, где l0 - пороговое значе­ние интенсивности, а п=0,3 для слуховых ощущений, п=0,33 для зрительных при темновой адаптации и п=0,45 при световой (яркостной) адаптации. При раздражении кожи электрическим током п=3,5.

Не всякие изменения стимула приводит к изменению ощу­щения. Слуху, как другим органам чувств свойственно кванто­вание ощущений. Существуют т.н. дифференциальные_(разностные) пороги ощущения. Для слуха они относятся к изменению раздражителя по интенсивности и частоте. Большинство людей замечают изменения громкости при изменении звукового давле­ния на 6... 12%, т.е. при изменении уровня на 0,5... 1,0 дБ. Под­счетами определено, что на частоте 1000 Гц человек различает 374 скачка (градации) громкости. Другие источники называют 250 градаций. К краям частотного диапазона слуха число разли­чаемых градаций уменьшается: до 34 на частоте 62 Гц и 119 на частоте 8000 Гц.

Интересно, что дифференциальный порог различения яр­костей близок к названным значениям и составляет 1... 5%.

Дифференциальный порог различения слуха по частоте равен примерно 4%, т.е. чуть меньше интервала полутон. Без сличения с исходной частотой это изменение частоты не заме­чается. Считается, что избирательные свойства нервных волокон невелики. Полосы слухового анализатора, определенные на уровне 0,7 от максимального значения на частотах 250, 1000 и 4000 Гц составляют соответственно 35, 50 и 200 Гц, т.е. 14, 5 и 5%. Эти полосы называют критическими поносками слуха. Вследствие ограниченного количества нервных окончаний, рас­положенных вдоль основной мембраны, человек различает во всем диапазоне слышимых частот не более 250 градаций вы­соты. При уменьшении интенсивности звука число градаций уменьшается примерно до 150, т.е. соседние градации отлича­ются друг от друга в среднем на 4%. Интегрирующие (накапливающие) свойства слуха ос­нованы на закономерностях нарастания и спада электрохимиче­ских процессов в слуховых нервах и слуховом центре мозга. В первом приближении считается, что интенсивность ощущений зависит от произведения интенсивности нервных импульсов на их длительность. Численные значения, характеризующие инерционность процессов слухового восприятия, полученные различными ис­следователями, заметно отличаются: от 50... 70 до 165 мс, т.е. почти в 3 раза. Объясняется это различными условиями опытов. Примерно такие же численные значения приводятся для инер­ционности зрения. Совпадению значений не следует удив­ляться. Процессы передачи и преобразования слуховой и зри­тельной информации имеют общую природу и близки.

Нелинейные свойства объясняют несимметричной формой колебаний барабанной перепонки и других частей органов слу­ха. На чистых тонах нелинейность проявляется в появлении гармоник, на колебаниях со сложным спектром - в появлении комбинационных частот. На чистом тоне с интенсивностью 100 дБ вторая гармоника ощущается с уровня 88 дБ, а третья - 74 дБ. При одновременном звучании двух чистых тонов с уровнем 80 дБ ощущается разностный тон с уровнем также 80 дБ. При уровне тонов 60 дБ разностный тон ощущается с уровнем 40 дБ.

Нелинейные искажения слуха особенно заметны на слож­ных звуках со многими частотными составляющими. Их можно наблюдать на речи пассажиров в шумных транспортных средст­вах, когда вибрации двигателя нелинейно накладываются на речевой спектр, создавая "рычащий" тембр.

Маскирующее действие помех проявляется в ухудшении художественного впечатления от музыки, а на речи - в снижении разборчивости. При помехе с равномерным спектром с составляющими от 100 до 5000 Гц, тон будет услышан, даже если уровень помехи пре­вышает уровень тона на 15 дБ.

Важное свойство слуха - бинауральный эффект - воспри­ятие звуков двумя ушами. Он основан на тонком анализе посту­пающей в мозг информации. Естественно, он возможен с по­мощью тех отделов мозга, в которые поступает информация и от левого, и от правого уха.

На частотах менее 150 Гц локализация невозможна.

Минимальная погрешность локализации слуха в горизон­тальной плоскости составляет на частотах 0,05... 0,5 кГц 3,8°, в области частот 0,5... 7 кГц - 0,5°, в полосе частот 0,05... 7 кГц в среднем - 0,7°. Погрешность локализации в вертикальной пло­скости гораздо больше и составляет примерно 10... 15°.
^ 2.5. Восприятие чистых тонов

Чистые тоны, т.е. синусоидальные акустические сигналы, лишены тембральных признаков, поэтому слуховой анализатор уподобляют преобразователю. Параметрами сигнала со сто­роны входа служат значение звукового давления и частота. Па­раметрами выходного сигнала являются громкость и высота то­на. Экспериментально получены частотные характеристики вос­приятия чистых тонов человеком в установившемся режиме, т.е. при достаточно продолжительном слушании измерительного сигнала.

Связь между высотой тона Н и частотой F установлена немецкими акустиками Э.Цвиккером и Р.Фельдкеллером (рис.2.5). Исходной точкой для построения зависимости H(F) послужил тон до малой октавы. Было принято, что основной частоте этого тона 131 Гц соответствует высота 131 мел. Кривые адекватно отражают восприятие высоты тона в основном частотном диа­пазоне музыкальных звуков и хорошо согласуются со способом кодирования частоты в слуховой системе уха.

Другая кривая H(F) предложена американским акустиком Г.Флетчером и уточнена позднее С.Стивенсом. В ней частоте 1000 Гц соответствует высота тона 1000 мел. Эта зависимость считается менее удобной.

Широко используется музыкальная, шкала'высот тона. В ее основе лежит высотный интервал октава, соответствующий из­менению частоты в два раза. Октавный интервал делится в так называемой хроматической гамме на 12 полутонов. Каждый полутон соответствует изменению частоты в т.е. на 6%. Каждый полутон делится на 100 частей, называемых центами. Высота тона в музыкальной шкале обозначается сим­волами до, ре, ми и т.д. (в итальянских обозначениях) и с, d, e и т.д. (в немецких) с наименованием октавы - субконтроктава, контроктава, большая, малая, первая, вторая, третья, четвер­тая. Частотный диапазон от 20 до 20000 Гц занимает примерно 10 октав.


Рис.2.5. Связь между высотой тона Н и частотой F
В терминах музыкальной шкалы описывают некоторые ха­рактеристики звукотехнической аппаратуры. Так, крутизну спада или подъема АЧХ выражают в децибелах на октаву (дБ/окт), пользуются понятиями: октавные, полуоктавные, третьоктавные фильтры с отношениями граничных частот соответственно

Между двумя описанными шкалами высоты тона есть су­щественная разница. Психоакустическая шкала, в которой час­тоту тона выражают в мелах, относится к ощущениям от звуков разной высоты. Музыкальная шкала относится не к ощущениям, а к стимулам. Итак, в психоакустике и музыкальной акустике одинаковым термином выражают разные понятия.

Чувствительность слуха к звукам различных частот раз­лична. Эта зависимость выражается кривыми равной гром­кости (изофонами).

На рис.2.6. изображены стандартные кривые равной гром­кости, полученные при прослушивании чистых тонов через гром­коговоритель двумя ушами. Звуковое давление измерялось в свободном поле, т.е. при отсутствии слушателя в точке приема.

Кривые равной громкости, построенные по результатам слушания одним ухом или при измерении звукового давления около ушных раковин, несколько отличаются от изображенных на рис.10, хотя их общий вид аналогичен. За нуль шкалы деци­белов принимают звуковое давлениеПа (эффективное, действующее значение), которому соответствует интенсивность звука. Это значение интенсивности звука получено расчетом по известному соотношению для плоской волны в котором волновое сопротивление воздухапринято равным 400 кг/м2с, причем - плотность воздуха,- скорость звука в воздухе. Значенияназывают стандартным порогом слышимости на частоте 1000 Гц, соответственно по звуко­вому давлению и по интенсивности звука в отличие от средне­статистического значения порога слышимости, которое несколь­ко больше и зависит от условий проведения экспериментов.

По оси координат отложены уровни звукового давления Каждая кривая представляет множество точек с координатамиудовлетворяющими условию равной громкости с опорным тоном частоты 1000 Гц.

Кривая 1 соответствует порогу слышимости, кривая 2 - по­рогу осязания (болевому порогу). Параметром семейства кри­вых служит психоакустическая (не физическая!) величина - уро­вень громкости. Единица уровня громкости - фон. Принято считать, что уровень громкости в фонах численно равен уровню звукового давления (уровню интенсивности звука) равногромкого тона частоты 1000 Гц Lфон = N1000, дБ.

Фон как единица уровня громкости неудобен тем, что зная число фонов для двух, например, синусоидальных сигналов, нельзя простым их сложением найти уровень громкости двуто­нального сигнала



Рис.2.6. Стандартные кривые равной гром­кости

. Условию аддитивности удовлетворяет другая единица громкости - сон. Зависимость громкости G от уровня громкости L изображена на рис. 2.7..



Рис.2.7. Зависимость громкости G от уровня громкости L
Для единообразия акустических расчетов зависимость стандартизирована международными соглашениями. Функ­ция G в диапазоне уровней громкостей от 40 до 120 фонов ана­литически выражается формулойДля частоты 1000 Гц, при которой число фонов совпадает с числом децибелов, эта формула приобретает вид:



Здесь С выражено в сонах, р - в паскалях, I - в ваттах на квадратный метр. Данная зависимость носит название закона С.Стивенса.

Из закона Стивенса следует, что в средней части диапазона звуковых частот громкость пропорциональна звуковому давлению в степени 0.6 или интенсивности звука в степени 0.3. Для приближенной оценки полагают, что громкость пропорцио­нальна кубическому корню из интенсивности звука (или мощно­сти).

Семейство кривых равной громкости (изофонов) можно рассматривать как совокупность частотных характеристик слуховой системы, измеренных на ее выходе. При подобных изме­рениях значение выходного сигнала (в данном случае гром­кость) поддерживают постоянным и регистрируют зависимость выходного сигнала от частоты. Из кривых, приведенных на рис.2.6., видно, что частотные характеристики слуха далеки от горизонтальной линии, причем неравномерность характеристик тем больше, чем меньше уровень звукового давления. Наи­большая чувствительность слуха отмечается в окрестностях частоты 3000 Гц. В этой области находится резонансная частота слухового прохода уха (рис.2.8.)


Рис.2.8. Резонансная частота слухового прохода уха
^ 2.6. Пространственные свойства слуха

Часто, особенно в популярной литературе, утверждается, что пространственные свойства слуха, ощущение направления на звуковой объект (источник звука) обусловлены различием интенсивностей звуков, приходящих к левому и правому уху. Полагать так - значит лишь частично ответить на вопрос о пространственных свойствах слуха. Они гораздо сложнее, чем оп­ределение направления на звучащий источник.

Определение направления на звучащий источник в горизонтальной плоскости происходит в силу бинаурального слуха, т.е. слушания двумя ушами. Эта способность сохраняется в не­которой мере у людей, у которых один из органов слуха пора­жен. В этом случае сказывается изменение интенсивности звука из-за огибания звуковой волной головы и некоторого изменения спектра звука.

Пеленгационные свойства слуха проявляются не всегда. Иногда, особенно при узкополосных сигналах, возникает грубая ошибка: кажущийся источник звука находится в противоположном направлении от реального (т.н. ошибка "фронт - тыл"). При широкополосных сигналах эта ошибка уменьшается, но угловые ошибки иногда доходят до 10°. У людей ведущая роль в ориен­тировке принадлежит зрению. Когда звук услышан и направле­ние его прихода грубо определено, срабатывает безусловный зрительно-слуховой рефлекс: человек непроизвольно повора­чивает голову и определяет направление на источник звука гла­зами.

Определение направления на звучащий источник в вертикальной плоскости первоначально вырабатывается также в ре­зультате взаимодействия слуха и зрения. В силу несимметричной формы ушных раковин при приходе звука с разных на­правлений в вертикальной плоскости происходит изменение спектра звука вследствие фильтрующих свойств ушных раковин. Лишь затем эти изменения спектра связываются в сознании с положением звучащего источника, что и позволяет, например определять местоположение самолета даже при небосводе, за тянутом облаками.

Роль ушных раковин в определении направления на источник звука в вертикальной плоскости была подтверждена опытом. Звук подводился к барабанным перепонкам "в обход" ушных раковин, с помощью миниатюрных телефонов, вставленных в слуховой проход. Путем подъема АЧХ в некоторых частотных полосах и соответственного изменения спектра под­водимого звучания достигали ощущения перемещения кажуще­гося источника звука в вертикальной плоскости.

Способность слуха определять расстояние от звучащего источника намного слабее способности к оценке направления. При оценке расстояния человек основывает свои суждения на слуховой памяти, т.е. на сравнении известного ощущения громкости со вновь испытываемым. Если слушатель хорошо знаком с источником звука, то оценка расстояния с истинным расстоя­нием совпадают. Для незнакомых звуков оценка расстояния становится расплывчатой. При расстоянии более километра не­которое суждение о расстоянии получается из-за изменения спектра приходящего звука. Оно вызвано увеличением погло­щения звука в воздухе с увеличением частоты.

Более сложно формируются оценки направления и расстояния в помещениях. Крайними случаями могут быть нахож­дение звукового объекта в гулком, сильно реверберирующем помещении и его нахождение в заглушенной камере. В первом случае вследствие прихода в точку наблюдения отраженных запаздывающих сигналов со многих направлений положение звукового объекта, особенно если он представляет собой стационарный узкополосный источник, становится неопределен­ным, во втором положение звукового объекта определяется со­вершенно точно.
^ 2.3. Восприятие акустических шумов.

Постоянный, ровный шум, будто даже не замечаемый, порождает чувство непрестанной усталости, казалось бы беспричинную раздражительность и даже злость. Особенно неприятны импульсные шумы - громкий выхлоп автомобильного двигателя, визг охранно - сигнальных автомобильных устройств, хлопанье двери.

По-разному воспринимаются производственные шумы. Отмечено, что работающим на шумящих агрегатах шум мешает меньше, чем людям, находящимся поблизости, но занятым на тихих операциях. При производственных операциях, связанных с напряженным вниманием (сборка точных механизмов и приборов, расчетно-конструкторской работа, настройка аппа­ратуры, отыскивание повреждений), даже небольшой шум и, особенно, разговор отвлекают внимание и могут послужить при­чиной грубых ошибок. Особенно опасно воздействие шума на операторов, управляющих сложными техническими или военно -техническими комплексами, военным или гражданским кораблем, под­водной лодкой, самолетом, движением поездов, энергосисте­мой. Важно знать, как оператор будет вести себя в условиях, затрудняющих его деятельность. Возникает психологический вопрос о "помехоустойчивости" оператора.

Помехи могут быть различными. Одни действуют постоянно, в течение всего рабочего дня, другие случайны (например, неожиданный разговор, отвлекающий внимание на небольшой срок). Одни затрагивают лишь единственную функцию, т.е. дей­ствуют избирательно, другие нарушают несколько функций. Од­на помеха вызывает лишь кратковременный "сбой" деятельно­сти оператора, другие влияют длительно. В зависимости от конкретных условий, характера личности, тренированности оператора один и тот же мешающий раздражитель вызывает различ­ные отклики. Например, шум значительной интенсивности вы­зывает снижение чувствительности слуха на большой срок (табл. 2.2 )

Постоянное действие шума приводит к уменьшению чувствительности слуха. Особенно страдает слух у клепальщиков, операторов пневматических (отбойных) молотков, машинисток, звукорежиссеров. По этой же причине порог слышимости у го­родских жителей выше, чем у сельских.

Шум большой интенсивности сказывается на психических и физиологических функциях: уменьшается скорость и точность двигательных (сенсомоторных) процессов. Особенно ухудшается точность движений со сложной координацией, увеличива­ется длительность решения интеллектуальных задач, возраста­ет количество ошибок.

Мешающее действие непрерывного ("гладкого") шума на восприятие речи иллюстрируется рис. 2. 9. График изображает зависимость уровня звукового давления речи Nс от уровня шума Nш при сохранении разборчивости, свойственной речи в отсутствии шумов.

Таблица 2.1. Уровень громкости различных источников шума



Рис.2.9. Мешающее действие непрерывного ("гладкого") шума на восприятие речи.

Шум с уровнем 20...25 дБ не вызывает потребности повысить уровень звукового давления речи. При уровне шума более 40 дБ уровни речи для сохранения равной разборчивости долж­ны расти пропорционально увеличению уровня шума. Даже музыка может послужить причиной сильных нервнопсихических и физиологических реакций. Длительное воздейст­вие громкой музыки, особенно с помощью плейеров, с уровня­ми, приближающимися к 100 дБ, ведет к тугоухости, стойкой по­тере слуха, расшатыванию нервной системы. Обследования по­казали, если каждую неделю слушать громкую музыку по 4 часа, то уже через 2 года наступает невосполнимая потеря слуха. Начинающие звукорежиссеры после напряженного слушания музыки 1,5-2 часа испытывают головную боль, чувство тошноты, повышение артериального давления.

Таблица 2.2. Снижение чувствительности слуха



Установлено наличие изменений состояния центральной нервной системы (ЦНС) под влиянием шумового воздействия. Отмечается раздра­жающее действие шумов и на общее напряжение ЦНС. Увеличивается время на реагирование и число ошибок при предъявлении тестовых заданий. Исследования неврологического статуса людей, постоянно подвергающих­ся шумовой нагрузке, показали функциональные нарушения ЦНС в виде астенического, астено -вегетативного и астено -невротического синдро­мов.

Шум вызывает повышение слухового порога. Такое повышение поро­га слышимости у людей в условиях шумового загрязнения окружающей среды свидетельствует об утомлении слухового анализатора.

Наиболее часто встречаются жалобы на периодические головные боли, раздражительность, нарушение сна, повышенную утомляемость, а наи­более частой формой патологии является вегетативно-сосудистая дис­функция, гипертоническая болезнь, хроническая ишемическая болезнь сердца, аритмия.

При оценке степени акустического загрязнения среды играет роль не только интенсивность звукового раздражения, но и характер мешаю­щего звукового материала. Крайне неприятное воздействие оказыва­ет, например, помеха из соседнего помещения в виде смыслового сигна­ла во время прослушивания "полезной" смысловой же информации. Неп­риятное воздействие оказывает также проникающая из смежных помеще­ний фоновая музыка или смысловая информация во время прослушивания музыкальных произведений. В то же время наличие фоновой музыки-по­мехи при прослушивании смысловой информации не вызывает сильного эмоционального раздражения.

Анализ результатов экспериментов и клинические данные позволя­ют высказать мнение, что акустическое загрязнение в виде сильно ис­каженной смысловой информации от приемников телерадиовещания, про­шедшей звукоизоляционные конструкции жилых домов, оказывается близ­кой по характеру воздействия на органы человека к импульсным, нере­гулярным звуковым сигналам, которые воспринимаются человеком более болезненно ,чем непрерывный шум. Реакция населения на бытовые шумы приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3. Реакция населения на бытовые шумы



Вид шума

Процент опрошенных


отмечающих шум



ощущающих беспо­койство от шума



с нарушением сна вследствие шума



в собственной

квартире


в соседней

квартире


в собст­венной

квартире


в соседней

квартире


в собственной

квартире


в соседней

квартире


Хлопанье дверью

Шум санитарных узлов

Крик детей

Игры

Радио и телевидение

Игра на пианино

Разговор

Движение людей


39

44
15

25

52

10

29

48


41

27
12

27

58

14

31

48


13

9
3

5

5

1

3

5


15

6
3

7

10

3

7

8


8

6
3

2

4

-

2

4


11

5
3

4

6

1

4

6




^ 2.4. Негативные воздействия инфранизких звуковых частот

Инфразвуковые колебания вызывают у людей беспричинное, непонятное им и оттого еще более усиливающееся чувство страха. Инфразвуковые колебания с частотами ниже 16 Гц. очень эффективны при скрытом влиянии на человека, т.к. они не воспринимаются. Самым опасным здесь считается промежуток от 6 до 10 Гц. Значительные психические эффекты сильнее всего проявляются на частоте 7 Гц. В этом случае умственная работа делается невозможной, появляется чувство безудержного страха . Резонансные и критические частоты для человека приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4. Резонансные и критические для человека частоты

Частота, Гц

Положение (орган) тела

Вредные симптомы колебаний

4-6 (4-9)

Стоящий человек

Ухудшение самочувствия

20 (13-20)

Голова человека

Нарушение функций речи

6-8

Челюсти рта

Затруднение речи

8

Гортань горла

Сбой дыхания, пищеварения

3

Брюшная полость

Нарушение функционирования

4 (4-10)

Желудок

Сбои пищеварения

12 (10-18)

Тазовые органы

Позывы к извержениям

40-100

Глазные яблоки

Нарушение зрения


Внутренние органы человека вибрируют с резонансными частотами в инфразвуковом диапазоне. Например, частота 5 Гц повреждает печень. Частота 6 Гц может вызвать ощущение усталости, тоски, морскую болезнь. Инфразвук с частотой 7 Гц способен остановить сердце. Другие  низкие частоты способны вызвать приступ безумия. Мощные инфразвуки способны разрывать даже кровеносные сосуды особенно в мозгу.   

В начале 1950-х годов французский исследователь Гавро, изучавший влияние инфразвука на организм человека, выявил, что при колебаниях порядка 6 Гц у добровольцев, участвовавших в опытах, возникает ощущение усталости, потом беспокойства, переходящего в безотчетный ужас, а при 7 Гц возможен паралич не только сердца, но и нервной системы.

Было выяснено, что интенсивность инфразвуков, генерируемых человеком в процессе речи, в том числе и передаваемой по каналам телерадиовещания, довольно значительна. В зависимости от ритма, содержащегося в информации, или определенных звукосочетаний, может иметь место различное расположение инфранизких частот.

Так, например, максимумы спектральной энергии располагаются: при сче­те - в области около 3 Гц, при периодическом повторении слогов - в области 6 Гц, при фонации Р - около 25 Гц. При пении в инфразвуковой области частот в основном преобладает частота порядка 5 Гц, которая хорошо синхронизирована с частотой вибрато голоса певца, проявляющегося в виде амплитудной модуляции звуковой осциллограммы.

Происхождение инфразвуков в процессе речи связано, главным образом, со слогоделением, т.е. частота инфразвука в этом случае соответствует средней частоте артикуляции слогов.

Происхождение инфразвуков в процессе пения имеет, по-видимому, иную природу. Дело в том, что в процессе пения у певцов часто наблюдаются заметные колебания диафрагмы и гортани, синхронизированные с частотой вибрато. Таким образом, происхождение вибрато певческого голоса, по-видимому, связано с генерацией инф­развука голосовым аппаратом певца. Наличие инфранизких частот в голосе используют опытные ораторы и дикторы те­лерадиовещания, строя ритмику своей речи таким образом, чтобы она бы­ла синхронизирована с соответствующим ритмом человеческого мозга. При этом неосознаваемое воздействие на людей оказывается очень сильным.

Для дополнительного усиления эффекта воздействия на мозг человека используется подача в каналы телерадиовещания дельта-шу­мов, которые способствуют неосознаваемой фиксации памяти на подаваемую одновременно информацию. Подача информации или музыки, в которой преобладают инфранизкие частоты, соответствующие тэта-ритму мозга, способствуют возникновению у людей эмоций страха, озабоченности, стресса.
^ 2.5. Влияние ненормированных параметров акустических сигналов и шумов на человека

Превращение современной цивилизации в информационную, неизбежно сопровождается ростом использования энергии, а значит увеличением уровня загрязнения среды электромагнитными, акустическими и другими физическими полями, поскольку передача, преобразование и прием информации происходит не непосредственно, а при помощи одного из видов энергетических полей. Это характерно также и для сети телерадиовещания ].

Что общего существует между физическими полями и сигналами различной природы при их воздействии на человека? Этим общим является то, что они содержат энергию и информацию. В случае, когда сигналы содержат большую энергию, то именно она представляет наибольшую опасность. Если же энергия сигналов сравнительно мала, то главным фактором их воздействия на человека становится информационное содержание.

Особенностью передачи информации на основе энергетических полей является использование различных видов модуляций - амплитудной, частотной, фазовой, импульсной и т.д. Обратное также верно, т.е. любая модуляция природного или технического характера электромагнитных, акустических, световых, тепловых и других колебаний содержит в себе информацию - осознаваемую или скрытую, неосознаваемую, на которую неизбежно реагирует либо сознание человека, либо его эмоции, либо его психофизиология и структуры тела.

Человек, как приемник модулированных сигналов различной природы характеризуется тем, что диапазон его сознательного восприятия данных сигналов оказывается ограниченным. Так слух человека не способен воспринимать акустические колебания ниже 20 Гц и выше 20 кГц, а его зрение не воспринимает электромагнитные колебания, соответствующие инфракрасным и радиоволнам снизу и ультрафиолетовым и излучениям сверху , а также человек не воспринимает сознательно радиацию. Эти излучения способны длительное время влиять на человека, когда у него полностью отсутствует чувство опасности.

В связи с этим в последнее время обращается все больше внимания не только на энергетическое воздействие телерадиовещательных электромагнитных, световых и акустических сигналов, но и на их срытое, неосознаваемое информационное воздействие, при котором определяющим параметром является модуляция и особенно инфранизкочастотная модуляция.

Акустические сигналы содержат и смысловую, и неосознаваемую информацию и вызывают различные психофизиологические состояния человека. Это подтверждается исследованиями взаимосвязи различных психофизиологических состояний людей с ненормируемыми параметрами неосознаваемой информации
.^ 2.6. Связь слуховых и зрительных ощущений

Органы чувств человека находятся в тесном и постоянном взаимодействии. Воздействующие на них стимулы могут поддерживать друг друга, т.е. быть синергичными (, либо подавлять друг друга, т.е. быть антагонистичными.

Свойство звуков порождать цветовые образы известно давно. Цветовую окраску приписывали звукам речи французский поэт А. Рембо, французский языковед К. Нирон, немецкий лин­гвист А. Шлеглель, русский поэт и писатель А. Белый. Их цвето­вые оценки звуков даны в табл.2.5. Соответствие цветов и звуков речи представлены в таблице 2.4.

Остальные гласные придают цвету оттенок. Здесь связи прослеживаются менее четко. Разброс цветовых оценок этих звуков велик. Так У ассоциируется с темными оттенками синего цвета, темно-синим, темно-голубым, темно-сине-зеленым. Звук Ю тоже связывают с оттенками синего цвета, но светлыми: голубым, светло - сиреневым. Звук Ё, в произнесении которого слышатся О, ассоциируется с желто-зеленым цветом. Половина испытуемых назвала цвет звука Ё желтым, половина - белым. Цветовая окраска зву­ка Я совпадает с окраской звука А, что также объясняется сход­ством звучаний. Но оттенок ей придают более светлый, чем А. Разнобоя не вызвала цветовая оценка звука Ы. Почти все на­звали его звуком тьмы. Его цветовая характеристика темно-коричневая или черная.
Таблица 2.5. Цвето­вые оценки звуков



Не все цветовые аналогии звуков прочно закреплены в мышлении людей. Встречались испытуемые, которые меняли цветовую оценку одного и того же звука от эксперимента к эксперименту. Это означает только, что ассоциативное мышление у этих людей развито не так сильно, как у других. Бывают же люди, вообще не различающие некоторых цветов.

Свойство музыкальных звуков вызывать цветовые ощущения замечалось давно. Первые публикации на этот счет появи­лись в 17 веке. По-видимому, первым ученым, попытавшимся связать слуховые (музыкальные) и световые (цветовые) явле­ния был И. Ньютон.

Большой вклад в согласование музыкальных и цветовых явлений внес А.Н. Скрябин. Обширные исследования цветового звука были проведены в Конструкторском бюро Казанского авиационного института.

Подвергся обследованию цветовой звук творческих людей - писателей, поэтов, музыкантов, кинематографистов. Были обна­ружены три вида связи, названные исследователями цветото-новыми, т.е. зависящими от высоты музыкального звука, цвето-тональными, зависящими от тональности произведения, цвето-гармоническими, зависящими от лада произведения и гармони­ческих построений, т.е. структуры аккордов.
Таблица 2.6. Соответствие цветов и звуков речи


В 1665 г. он разложил солнечный свет приз­мой на цветовые составляющие. Вскоре после этого он предло­жил расположить тона натуральной гаммы в соответствии с цветами солнечного спектра следующим образом:



Это соответствие в значительной мере носило формальный характер.

Высокие музыкальные звуки (тона) создавали ощущение светлых оттенков, низкие - темных. При увеличении интенсивности звука цветовые образы как бы приближались к слушателям, становились насыщеннее, при снижении - отдалялись и блекли. Медленная музыка ассоциировалась с голубым цветом, быстрая - с красным. На расположение цветовых образов (пятен) в про­странстве влияло развитие музыкальной темы: тянущееся во времени, вызывало ощущение растяжения цветового образа по горизонтали, увеличение интенсивности - увеличение протя­женности цветового образа по вертикали.
.^ Контрольные вопрос

  1. Объясните смысл понятий психологии: стимул (раздра­житель), реакция, ощущение, поле восприятия (перцептивное поле), внимание, поведение, память, установка, маскировка, ил­люзия?

  2. Приведите характерные случаи совместного действия нескольких стимулов: синергичного (взаимно усиливающего), антагонистического (взаимно противоположного), индифферент­ного (безразличного).

  3. Объясните суть явления маскировки. В каких случаях проявляется его положительное действие, в каких - отрица­тельное?

  4. В чём принципиальное различие восприятия сложных звуков (с несколькими частотными составляющими) и цветовых раздражителей (стимулов) с составляющими нескольких длин волн?

  5. В чём различие понятий: звуковой объект и слуховой объект?

  6. Чем различаются понятия: громкость и интенсивность звука, высота звука и частота звуковых колебаний?

  7. Каково ваше отношение к т.н. «энергетическому обще­нию», «энергетическому вампиризму» и «подпитке энергией космоса»? Можно ли эти понятия обсуждать с научно-объективных позиций или пока речь идёт о субъективно-эмоциональных оценках?

  1. К сфере какой сигнальной системы относится эмоцио­нальное общение людей?

  2. Существуют патогенные электромагнитные излучения, возможны ли социально-патогенные излучения?

10.Какие из ниже перечисленных понятий относятся к сти­мулу (раздражителю), какие к ощущению или образу: колебания интенсивности, атака, частота 100Гц, хриплое звучание, им­пульсная помеха, звонкость, фон переменного тока, низкий го­лос?

  1. вязано ли эмоциональное воздействие музыки и речи с совпадением частот, содержащихся в них, рит­мами головного мозга?

  1. Могут ли электромагнитные волны воздействовать не­посредственно на человека не только энергетически, но и ин­формационно и на каких частотах это может быть?

  2. Могут ли радиоволны непосредственно преобразовы­ваться в звук («радиозвук») в теле человека?

  3. Каково анатомическое устройство уха? Какова структура канала связи между ухом и мозгом?

  4. Каким образом взаимодействуют сигналы, поступающие в мозг от левого и правого уха? Какое явление основано на этом взаимодействии, как оно используется в технике?

  5. Что такое критические полоски слуха? Какой физиологический процесс лежит в основе этого свойства слуха? Какие практические решения могут быть основаны на нём, например, при решении вопроса о сокращении объёма информации, пере­даваемой по каналам связи?

  6. Чем объясняются своеобразные амплитудно-частотные характеристики чувствительности слуха? Какие технические решения основаны на этом свойстве слуха?

  7. Какое количество одновременно существующих звуков может различить наше сознание?

  8. Каким образом явление квантования звуковых ощущений по частоте и интенсивности используют при решении задачи сокращения объёма передаваемой по каналам связи информа­ции?

  9. Каким путём можно убедиться в нелинейных свойствах слуха?

  10. Что такое пространственная локализация слухового образа? Какими обстоятельствами она определяется?

  11. В чём преимущество стереофонических систем, и на каких свойствах бинаурального слуха они основаны?

  12. Сформулируйте понятия: уровень интенсивности, уровень громкости?

  13. В каких единицах измеряются уровень интенсивности, уровень громкости, громкость звука?

  14. Как воспринимаются человеком акустические колебания инфразвуковых и ультразвуковых частот?

  15. Что такое акустические шумы?

  16. Важны ли пространственные свойства слуха при восприятии музыки? Положительный или отрицательный ответ нуждается в обосновании?

  17. Какова роль правого и левого полушарий человеческого мозга в восприятии звуковой информации?

  18. Связано ли понятие красоты в образах или звуках с «золотым сечением»?

  19. Каковы психологические и физиологические последствия восприятия интенсивных акустических шумов?

  20. В чём заключается информационное и шумовое загрязнение окружающей среды?

  21. Какие частоты для человека являются резонансными и критическими?

  22. Как воздействуют инфразвуки на человека?

  23. Можно ли перевести речевую информацию в музыкальную и наоборот?

  24. Приведите примеры совместного действия звуковых и световых стимулов. Как их совместное действие сказывается на слуховом и зрительном восприятии?

  25. Какова природа возникновения ассоциативных связей между отдельными звуками и словами речи и цветовыми образами?

  26. В чём заключается идея цветомузыки? Что понимают под синтетическим искусством, в частности, под цветомузыкой? Могут ли быть привлечены к решению задач синтетического искусства технические средства мульти­медиа?


1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   25

Похожие:

Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны iconВлияние звука на сознание и здоровье человека
Звуковые колебания и частоты проницают нас постоянно. Не многие люди знают о том, что звуковые волны, в частности ультразвуки и инфразвуки,...
Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны iconФизика веры
Когда над свечой читают молитвы, звуковые вибрации вызывают колебания плазмы, и она переводит их в торсионные волны, которые восходят...
Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны iconГидроакустика раздел акустики, в к-ром изучаются характеристики звуковых...
Большое значение Г. связано с тем, что звуковые волны в океанах и морях являются единств видом излучения, способным распространяться...
Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны iconТема: Механические колебания и волны
Дано уравнение колебательного движения х=0,45 sin 5П в см. Определить амплитуду, период колебаний и смещение при t=0,1 с
Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны iconВ. В. Богачев теоретические основы
...
Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны iconТеория и методика физической культуры общие основы теории
Мзз теория и методика физической культуры (общие основы теории и методики физического воспитания; теоретико-методические аспекты...
Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны iconУчебное пособие для учащихся
Н. Л. Моргунова (глава I), С. А. Попов (глава II), Ю. С. Зобов (главы Ш, V § 1, 2, 3, 5), П. Е. Матвиевский (глава IV), Ю. П. Злобин...
Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны iconТеоретические вопросы по курсу "Информатика"
Аппаратное обеспечение пк. Представление данных в пк. Внутренние устройства системного блока и их характеристики (материнская плата,...
Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны iconСвободные гармоничесие колебания. Колебания с одной степенью свободы....

Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны iconУказания к выполнению практического задания по дисциплине: «Правовые...
Модуль Тема №5 Социально-правовое положение специалистов сферы физической культуры и спорта. Контрактирование в сфере физической...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница