Характеристики слухового ощущения и их связь с физическими характеристиками звука. Закон Вебера-Фехнера. Уровни интенсивности, уровни громкости звука и единицы их измерения.
Воспринимая тоны, человек различает их по высоте.
Высота тона — субъективная характеристика, обусловленная прежде всего частотой основного тона.
В значительно меньшей степени высота зависит от сложности тона и его интенсивности: звук большей интенсивности воспринимается как звук более низкого тона.
Тембр звука почти исключительно определяется спектральным составом.
Громкость — еще одна субъективная оценка звука, которая характеризует уровень слухового ощущения.
Несмотря на субъективность, громкость может быть оценена количественно путем сравнения слухового ощущения от двух источников.
В основе создания шкалы уровней громкости лежит важный психофизический закон Вебера—Фехнера: если раздражение увеличивается в геометрической прогрессии (т. е. в одинаковое число раз), то ощущение этого раздражения возрастает в арифметической прогрессии (т. е. на одинаковую величину). Применительно к звуку это означает, что если интенсивность звука принимает ряд последовательных значений, например al0, а210, а310
(а— некоторый коэффициент, а> 1) и т. д., то соответствующие им ощущения громкости звука £0, 2Е0, 3£0 и т. д.
Математически это означает, что громкость звука пропорциональна логарифму интенсивности звука. Если действуют два звуковых раздражения с интенсивностями / и /0, причем 10— порог слышимости, то на основании закона Вебера—Фехнера громкость относительно /0 связана с интенсивностью следующим образом:
|
|
|
Е = klg(I/I0), (6.3)
где k— некоторый коэффициент пропорциональности, зависящий от частоты и интенсивности.
Если бы коэффициент kбыл постоянным, то из (6.1) и (6.3) следовало бы, что логарифмическая шкала интенсивностей звука соответствует шкале громкостей. В этом случае громкость звука, так же как и интенсивность, выражалась бы в белах или децибелах. Однако сильная зависимость kот частоты и интенсивности звука не позволяет измерение громкости свести к простому использованию формулы (6.3).
Условно считают, что на частоте 1 кГц шкалы громкости и интенсивности звука полностью совпадают, т. е. k= 1 и ЕБ = lg(I/I0), или, по аналогии с (6.2),
£ф = 101g(//J0).
Аудиометрия и фонокардиография.
Чтобы иметь определенные представления о различных по характеру звуках, приведем их физические характеристики (табл. 13). Метод измерения остроты слуха называют аудиометрией.
При аудиометрии на специальном приборе (аудиометре) определяют порог слухового ощущения на разных частотах; полученная кривая называется аудиограммой. Сравнение аудиограммы больного человека с нормальной кривой порога слухового ощущения помогает диагностировать заболевание органов слуха.
|
|
|
Для объективного измерения уровня громкости шума используется шумомер. Структурно он соответствует схеме, изображенной на рис. 6.3. Свойства шумомера приближаются к свойствам человеческого уха (см. кривые равной громкости на рис. 6.4), для этого для разных диапазонов уровней громкости используются корректирующие электрические фильтры. Для диагностики состояния сердечной деятельности применяется метод, подобный аускультации и называемый фонокардиог-рафией (ФКГ). Этот метод заключается в графической регистрации тонов и шумов сердца и их диагностической интерпретации. Запись фонокардиограммы производят с помощью фонокардиографа , состоящего из микрофона, усилителя, системы частотных фильтров и регистрирующего устрой- ства.
Физические основы работы аппарата восприятия звука.
Представим замкнутую полость внутри какого-нибудь тела, заполненную воздухом. Если вызвать в этом теле звуковые колебания, то при определенной частоте звука воздух в полости начнет резонировать, выделяя и усиливая тон, соответствующий размеру и положению полости. Схематично тело человека можно представить как совокупность газонаполненных (легкие), жидких (внутренние органы) и твердых (кость) объемов. При ударе по поверхности тела возникают колебания, частоты которых имеют широкий диапазон. Из этого диапазона одни колебания погаснут довольно быстро, другие же, совпадающие с собственными колебаниями пустот, усилятся и вследствие резонанса будут слышимы. Опытный врач по тону перкуторных звуков определяет состояние и топографию внутренних органов.
|
|
|
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 1193; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!