Строение звукового анализатора. В процессе эволюции у высших животных и у человека С. достигает наиболее совершенной формы его развития. Это связано как с усовершенствованием строения звукопроводящего и звукопринимающего аппарата, так и с увеличением массы больших полушарий головного мозга, где осуществляется высший анализ звуковых раздражений, воспринимаемых ухом. Звуковой анализатор состоит из трёх отделов: 1) периферического отдела, или рецепторного, который обычно и описывается в анатомии и физиологии как орган С.; 2) проводникового отдела с промежуточными скоплениями нервных клеток; 3> мозгового, или центрального отдела, находящегося в височных долях головного мозга. Об анатомическом строении периферического отдела звукового анализатора см. Слуховые органы и Ухо.
Чувствительность С. определяется порогом слышимости, т. е. минимальной силой звука, необходимой, чтобы вызвать слуховое ощущение. Сила звука измеряется от нек-рого условного уровня, к-рый принимается как уровень отсчёта, или нолевой уровень. За нолевой уровень берётся такая сила звука, к-рая лежит несколько ниже порога для наиболее чувствительных ушей при 1.000 герцев (1герц=1 колебанию в секунду, сокращённое обозначение гц) и принимается равной 10 — laW на 1 см2, или 10“9 эрг на 1 см2 в секунду. Равным образом нолевой уровень силы звука может быть» определён в единицах звукового давления. Он соответствует давлению 0, 0002 бара (1 бар = 1 динебш2).
Ниже приведена кривая порога слышимости в зависимости от частоты (см. рис.). Макси — Область слухового восприятия ограничена снизу кривой порога слышимости, сверху — кривой порога ощущения давления, i
мальной чувствительностью (наименьшим порогом) ухо обладает в отношении звуков от 1.000 гц до 4.000 гц. В этой области могут восприниматься звуки, имеющие давление меньше 0, 001 бара. Выше и ниже этих частот порог слышимости резко возрастает, т. е. чувствительность заметно понижается. Напр., порог для частот 50 гц оказывается примерно в 500.000 раз больше, чем порог для 2.000 гц.
Порог слышимости лежит почти на границе флюктуаций давления воздуха, т. е. тех колебаний давления, которые имеют место при абсолютном звуковом покое и вызваны только беспорядочными движениями молекул воздуха. Выше определённого уровня силы звука в ухе возникает своеобразное ощущение давления, к-рое при дальнейшем усилении звукапереходит в болевое ощущение. Первое принято называть порогом осязания звука, второе — б олевым порогом. Порог осязания звука равен ок. 1.000 бар, или давлению 1 г на 1 см* поверхности, т. е. очень близок к порогу ощущения давления цржей.
Между порогом слышимости и порогом ощущения давления находится вся область слухового воспри ятия (см. рис.), внутри которой располагаются все звуки от 20 гц до 20.000 гц различной силы, воспринимаемые нормальным человеческим ухом. Слуховая чувствительность представляет большие индивидуальные колебания. С возрастом она значительно понижается, особенно в самой высокой части звукового диапазона.
Тонкость С. Минимальный прирост силы (или частоты звука), необходимый для того чтобы вызвать едва заметную разницу в ощущении, называют разностным, или дифференциальным порогом слуховой чувствительности. В области частот от 500 до 4.000 гц (при поочередном слушании) возможно различение тонов, разнящихся по частоте на 0, 3%. Разностная чувствительность частоты тона в области более низких и более высоких тонов значительно ниже: так для тона 50 гц и для тона 8 000 гц опа составляет приблизительно 1%. В отношении различения изменений силы звука чувствительность С. гораздо меньше. Наименьший разностный порог силы звука наблюдается для громких звуков — 5—10%. Напротив, очень слабые звуки необходимо усилить в несколько раз (на сотни процентов), чтобы изменение силы их стало заметно. Если учесть все возможные градации изменения звука по силе и по частоте, воспринимаемые ухом, то можно считать, что ухо способно воспринимать во всей области слухового ощущения св. 500.000 различных простых тонов.
Высота, громкость и тембр звука. При постепенном изменении частоты простого тона воспринимается нек-рое специфич. изменение качества звука (независимое от силы звука).
Этот элемент слухового восприятия, связанный с частотой, называют высотой звука.
Звуки с малой частотой называют низкими; при увеличении частоты говорят о повышении звука. Ощущение высоты звука допускает в известной'Мере количественную оценку, которая заключается в способности определять равенство высот для звуков различной силы и тембра, а также судить о разнице высот двух звуков. Разница высот (интервал) определяется только отношением частот двух тонов, но не зависит от абсолютной величины их частот.
Интервалы 2 : 1 (октава), 3 : 2 (квинта), 5 : 4 (терция) ит. д. оцениваются одинаково, на какой бы частоте ни лежали составляющие их тоны. При сильных звуках получаются отклонения от этого закона, но для практики (в музыке) его можно считать достаточно точным.
Поскольку одинаковому отношению частот соответствует всегда одна и та же разность логарифмов частот, логарифмическая шкала частот, широко применяемая в музыке и технике, правильно выражает характер ощущения высоты звука. — При постепенном изменении силы звука С. воспринимает другое специфическое изменение качества звука. Элемент слухового ощущения, связанный с силой звука, называют громкостью звука. Абсолютная сила звука ещё не определяет гром-
