Ощущение громкости звука

Как всякое качество, ощущение громкости количественно изменяется. Минимальная интенсивность или сила звука, вызывающая едва заметное ощущение звука, называется абсолютным порогом ощущения громкости. Степень гром­кости определяется силой звука, но величины силы звука и громкости не тождественны, так как интенсивность ощущения пропорциональна не интенсивности раздражения, а логарифму этой интенсивности. Единица измерения интенсивностей звука по логарифмической шкале получила название бел. Для прак­тики измерения была взята единица, в 10 раз меньшая по величине, децибел.

Пороги громкости различны по отношению к интенсив­ности различных тонов. Так, например, порог громкости для тона в 3000 гц лежит на 50 дб ниже, чем для тона в 50 гц, т. е. ухо человека в миллион раз более чувствительно к громкости звука в 3000, чем к звуку в 50 гц. Порог громкости постепенно

снижается, а чувствительность возрастает при возрастании частот колебаний, особенно в диапазоне частот от 1000 до 3000 гц, а затем порог снова повышается, а чувствительность постепенно понижается от 3500 до полного исчезновения ощу­щений за пределами 20000 гц для взрослого человека и 22000 для детей.

Не только ощущение высоты звука, но и ощущение гром­кости (слышимости) находится в определенной зависимости от частоты колебаний (рис. 20).

Потеря слуха 44%

Р_эфф дин/см²

Рис. 20. Зависимость слышимости звука от частоты колебаний (по Ржевкину).

Следовательно, при крайних частотах этого диапазона слы­шимых звуков необходимо увеличивать интенсивность звука. Абсолютные пороги громкости не являются неизменными: они изменяются в зависимости от упражнения в дифференцировке звуков по их интенсивности, высоте, тембру. Развитие разли­чительной громкостной чувствительности снижает абсолют­ные пороги слышания, т. е. повышает абсолютную чувстви­тельность.

В ряде деятельностей (летчика, шофера, механика-сбор­щика или ремонтника, радиста, музыканта, охотника и т. д.) формируется привычная установка на прислушивание не только к разностям силы звука, но и к звукам минимальной интенсивности. Как показал Кауфман, эта установка на прислушивание

вырабатывается в той или иной профессиональ­ной деятельности при условии, если малая интенсивность звука является определителем состояния тела или процесса. Поэтому у опытных врачей-терапевтов или педиатров, широко­практикующих выслушивание (аускультацию), абсолютные пороги громкости снижаются, а чувствительность повышается.

Относительная громкость

20 30 40 50 60 70 80 90дб → Уровень ощущения S

Рис. 21, Относительная громкость тона на уров­не 5 дб над порогом по данным различных иссле­дователей.

За единицу принята громкость при 30 дб.

Можно предполагать, что физиологической основой такой установки на прислушивание является системный характер временных связей, образующихся в процессе звукоразличения (слуховой динамический стереотип).

Разность между минимальными величинами интенсивностей, обусловливающая едва заметное различие между ними, называется порогом различения громкости. По отношению к средней зоне слышимых звуков разностный порог равен ¹/₁₀ исходной величины. Эта величина прироста силы раздра­жений в ¹/₁₀ исходной величины к большей степени приложима к приросту тихих звуков, нежели к приросту громких звуков. Величина относительной громкости (разностного порога) устанавливается различными авторами неодинаково. На рис. 21 показано расхождение данных различных исследова­телей, при совпадении этих данных на величине в 30 дб, при­нятой поэтому за единицу сравнений. Из этих данных видно, что расхождение данных увеличивается вместе с увеличением числа децибел.

Расхождение экспериментальных данных, видимо, объяс­няется тем, что авторы этих исследований не учитывали нали­чие или отсутствие установки на прислушивание у различных людей. Все же по этим данным величина различи

тельного по­рога возрастает с увеличением количества децибел. Большое значение имеет суммирование громкостей сравниваемых зву­ков. Установлено, что чем ближе тоны по частоте, тем меньше их суммарная громкость. Напротив, чем отдаленнее по ча­стоте ощущаемые звуки, тем больше их суммарная громкость.

Слушание одного и того же звука бинаурально (обоими ушами) улавливает громкость звука сравнительно со слуша­нием одним ухом (монаурально). Уровень громкости сложных комбинированных звуков всегда выше сравнительно с гром­костью отдельных тонов. Все это свидетельствует о том, что взаимодействие ощущений громкости влияет на ход различе­ния интенсивностей звуков. Это взаимодействие может быть одновременным (при суммации ощущений в бинауральном слушании) и последовательным (при монауральном и бинау­ральном слушании последовательно возрастающего по силе звукового ряда). Последний случай взаимодействия слуховых ощущений имеет особо важное значение для различительной чувствительности слуха.

Ржевкин показал, что большую роль играет изменение на­правления громкости. Если вначале громкость удвоить, а за­тем вдвое уменьшить, то изменяется величина прироста ощу­щений. При удвоении необходимо прибавить больше децибел, нежели убавить при обратном уменьшении. Дальнейшие исследования (Кауфмана) показали, что на различительную громкостную чувствительность влияет взаимодействие трех факторов: а) величины разностей громкости (по мере умень­шения этой величины трудность различения возрастает), б) регистра громкости (тихие, средние, громкие звуки), причем трудность различения возрастает от среднего регистра при­близительно равно как в сторону тихих, так и громких зву­ков, в) метроритма или периодического чередования звуков из разных регистров (тихих с громкими и наоборот). Опыты Кауфмана из нашей лаборатории показали, что имеются два типа метроритма в динамике различительной чувствительности. Первый тип — хореический (первый звук громче вто­рого) усваивается

сравнительно легко. Второй тип — ямбический (первый звук тише вто­рого) усваивается со значительно большим трудом.

Важная роль метроритма в изменении разностной чувстви­тельности громкости подтверждает предположение Ухтомского о том, что нервные центры усваивают определенный ритм, а перестройка ритма возможна лишь путем центрального тор­можения. Большую легкость настройки нервного ритма при хореическом построении сравнительно с ямбическим можно объяснить явлением контраста. Переход от громкого к тихому звуку более контрастен, нежели от тихого звука к громкому, если он совершается плавно, ритмично. При аритмичном и внезапном переходе от тихого звука к чрезмерно громкому различительная чувствительность в данный момент снижается в связи с включением безусловнодвигательного ориентировоч­ного рефлекса на звук.

Связь метроритма с характером колебаний звуков обнару­живается в своеобразных типах изменения различительной чувствительности в отношении шумов и тонов. Первые (шумы) являются обычно непериодическими колебаниями звуковой волны, вторые (тоны) — периодическими колебаниями звуко­вых волн. В среднем различительная чувствительность к гром­кости тона выше, нежели к громкости шумов. Особенно это от­носится к музыкантам, а также к людям, умеющим и любя­щим слушать музыку. У музыкантов разностная чувствитель­ность к громкости шума не превосходит среднюю, обычную величину. У врача-терапевта, напротив, возрастает разност­ная чувствительность к громкости шума определенного рода (малых интенсивностей). У опытных летчиков возрастает раз­ностная чувствительность к ритмам колебаний больших шу­мов. Как указывает Платонов, неопытный курсант-летчик не различает разницу между 1300 и 1400 оборотов мотора самолета. В результате упражнений, т. е. образования прочных временных связей, опытный летчик дифференцирует разницу между 1300 и 1340 об, несмотря на маскировку звуков и ритма обо­ротов общим шумом движущегося самолета.

Производственный опыт людей, привыкших к работе в об­становке больших шумов, влияет на выработку высокой раз­личительной чувствительности к звукам большой силы. Таким образом, в пределах регистра звуков (тихие, средние, гром­кие), имеется несколько им соответствующих типов различи­тельной чувствительности громкости.

Кауфман сравнил данные об изменениях разностной чув­ствительности к интенсивности тонов и шумов у людей «при­слушивающихся» (музыкантов, врачей, механиков и пр.) и не имеющих специального опыта

Б. Г. Ананьев

прислушивания. По его данным, разностная чувствительность к силе тонов у «прислушивающихся» в 2 раза превышает обычную, а разностная чувстви­тельность к силе шумов превышает у них в l¹/₂ раза обычный уровень различения громкости.

Эти данные свидетельствуют о большой воспитуемости способности к различению громкости, о сдвигах различительной чувствительности под влиянием практики постоянной дифференцировки силы звуков в определенных условиях жизни.

При исследовании разностной чувствительности в области слуха необходимо учитывать влияние слуховой адаптации. Известны две формы слуховой адаптации: адаптация к звукам и адаптация к тишине. Адаптация к тишине, подобно темновой адаптации в зрении, значительно повышает чувствительность к малым интенсивностям прироста силы звуков. На основании опытного изучения слуховой адаптации Лазарев предположил, что под действием длительного звука происхо­дит разложение особого звукочувствительного вещества, что влечет за собой снижение чувствительности. По окончании воздействия звука чувствительность звука восстанавливается также постепенно, в течение многих минут. По Лазареву, окончательная чувствительность при полной адаптации обрат­но пропорциональна силе звуков. При длительном слушании сильных звуков наше ухо воспринимает эти звуки более сла­быми (снижение чувствительности), а после полной тишины громкость этих звуков будет казаться чрезвычайно повышенной.

В слуховой адаптации играет еще более важную роль изменение взаимоотношений между возбуждением в мозговом конце слухового анализатора. При длительном перераздраже­нии слухового органа сильным звуковым раздражителем кора головного мозга отвечает внутренним «охранительным» торможением, снижающим чувствительность. Развитие торможения вызывает усиление возбуждения других очагов, способ­ствующих дальнейшему подъему чувствительности в новых условиях.

Ощущение громкости или отражение силы звука является общим качеством как для ощущения тонов, так и шумов. Можно считать, что ощущение громкости есть функция со­вместной работы ядер и рассеянных элементов слухового ана­лизатора, сохраняющаяся в общем виде и после поражения. анализатора. Но высокое развитие этого вида слуховой чувст­вительности, а также его специализации в различных обла­стях регистра звуков указывает на ведущую роль ядра анали­затора в высшем анализе и синтезе энергии звуковых раздра­жителей. Человеческий слух обладает исключительным количеством

степеней различных оттенков громкости и высоты звуков, Подсчитано, что человек способен различать около по­лумиллиона простых тонов, различных по интенсивности и вы­соте. В тонкости человеческого слуха особенно большую роль играет ощущение высоты звука.