第二章人耳的聽覺特性

第二章人耳的聽覺特性第一頁，共二十六頁，2022年，8月28日前面所講過的是聲音的一些客觀物理量以及客觀的量度，而人耳對聲音的主觀感覺與客觀量度不一樣，這就是所謂人耳聽覺特性。它表示人耳對客觀聲音的主觀感覺，為了使電聲設備獲得優(yōu)美的聽感，有必要了解人耳的構(gòu)造功能及其聽覺特性。第二頁，共二十六頁，2022年，8月28日第三頁，共二十六頁，2022年，8月28日第一節(jié)人耳的構(gòu)造及功能

一、人耳的構(gòu)造人耳的構(gòu)造非常復雜，大致可分為三部分：外耳、中耳、內(nèi)耳。第四頁，共二十六頁，2022年，8月28日1、外耳：由耳殼（耳廓）及外耳道組成。耳殼就是我們所看到的耳朵，它主要起著收集聲音和使耳道與空氣之間阻抗匹配的作用。外耳道是一直徑約0.5cm,長約2.5cm的一端以鼓膜為封閉的圓管。它的作用是將聲音傳遞到鼓膜，是聲音進入鼓室的通道。第五頁，共二十六頁，2022年，8月28日2、中耳：由鼓膜和三塊聽小骨組成。中耳室（鼓室）內(nèi)充滿空氣，體積約2cm3，它通過歐氏管與鼻腔相連。鼓膜面積約為0.8cm2，厚度約0.1mm，是一個淺錐形的軟膜，它的頂點朝向中耳內(nèi)部。它的作用是將聲能轉(zhuǎn)化為機械能。第六頁，共二十六頁，2022年，8月28日與鼓膜相接的是錘骨，然后是砧骨和鐙骨，這三塊聽小骨作關(guān)節(jié)狀連接，呈扛桿形，鐙骨與內(nèi)耳的卵形窗相連。中耳由于三塊聽小骨的杠桿作用及鼓膜與卵形窗的面積比，將加于鼓膜的聲壓進行放大。并對外耳的空氣與內(nèi)耳的淋巴液起著阻抗匹配的作用。聽小骨上附有能對強聲起反射作用的肌肉，使強聲減低后再傳入內(nèi)耳，起到保護內(nèi)耳的作用。第七頁，共二十六頁，2022年，8月28日3、內(nèi)耳：內(nèi)耳是聽覺的主體部分。由耳蝸、半規(guī)管及神經(jīng)纖維等組成。半規(guī)管起著保持人體平衡的作用，與人的聽覺無關(guān)。第八頁，共二十六頁，2022年，8月28日耳蝸的外形象蝸牛外殼，內(nèi)部充滿淋巴液，耳蝸中間沿長度方向由基底膜分為前庭階和鼓階兩部分?；啄ど戏植技s3萬根神經(jīng)末梢元——毛細胞，這是聲音的感覺細胞。基底膜上的神經(jīng)纖維對頻率有一種分析作用當不同頻率的聲音引起聽骨的振動，通過卵形窗使淋巴液運動傳到基底膜，使基底膜上相應部分產(chǎn)生共振，而共振部分的毛細胞刺激末梢神經(jīng)，產(chǎn)生電脈沖，送往大腦皮層中的聽覺中樞進行進一步分析，從而使人聽到聲音。第九頁，共二十六頁，2022年，8月28日二、人耳的功能

人耳可以接受動態(tài)極大的不同強度的聲音，并能自動調(diào)節(jié)和保護它，可測出聲源的不同頻率和頻譜，還可以分辨各種音源的音色，同時還具有自動選聽功能，這是任何機器設備所達不到的。第十頁，共二十六頁，2022年，8月28日具體功能：1、外耳。外耳形狀的不對稱性有聚集聲能的作用，并有一定的定向作用。有人計算，進入外耳道的聲能30%直接進入，而70%是由耳殼的反射進入，耳殼對5KHz的高頻反射更明顯，所以缺耳殼的人高頻聽力差。第十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日耳殼的凹凸不平造成了直接聲和反射聲進入外耳道的時間差和相位差。大腦的聽覺區(qū)可對此微小的差別。作出方向上的判斷，這就是所謂的耳殼效應。單只耳朵之所以也能在一定程度上判斷聲音的方位，其主要依據(jù)就是耳殼效應。經(jīng)計算成年人耳（管長2.5—3.5公分）外耳道在2457Hz~3440Hz易產(chǎn)生共振,從等響曲線以及實踐中證明,人耳對2500Hz~3500Hz的聲音頻率最敏感。第十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日2、中耳中耳的結(jié)構(gòu)使它具有四種作用①咽管（歐氏管）有平衡中耳和外耳的氣壓作用，以保證耳膜的正常振動。②鼓膜將聲能轉(zhuǎn)為機械能。

第十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日③鼓膜面積比卵形窗的面積約大24—36倍，大面積的力作用在小面積上，從而加大了卵形窗的作用力，三塊聽骨的杠桿作用也對聲能變成機械能起一定放大作用。④遇到瞬時超大音量時聽小骨會自動脫位，切斷聲音通道，從而達到保護內(nèi)耳的作用。第十四頁，共二十六頁，2022年，8月28日3、內(nèi)耳。內(nèi)耳的機能是對傳入的聲波進行分析，并將已由鼓膜轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的聲波再次轉(zhuǎn)換成神經(jīng)能并傳入大腦。聽骨傳導的機械波在淋巴液內(nèi)變成了液壓波，當聲信號經(jīng)液壓波傳至耳蝸時，將激起基底膜毛細胞的共振。第十五頁，共二十六頁，2022年，8月28日耳蝸形似卷縮轉(zhuǎn)的蝸牛殼，其作用類似頻率分析器。基底膜從耳蝸底旋至頂端與聲音的高低頻相對應，低頻易衍射，可進入較深部位，高頻易吸收且指向性強，只刺激較淺的部位?；啄ど喜煌糠纸邮苤煌l率的刺激，產(chǎn)生不同共振頻率，這就決定了我們聽覺范圍為20Hz~20KHz。第十六頁，共二十六頁，2022年，8月28日三、人耳的相關(guān)效應

1、顱骨效應一個聲音傳入人耳有兩種途徑。一是通過空間送入人耳，再由聽覺器官將感受到的聲音信息傳入大腦的聽覺中樞：過程：音源→空間→人耳→大腦另一個途徑是音源通過人體的組織、顱骨傳到聽覺器官，送入大腦。過程：音源→人體顱骨→大腦第十七頁，共二十六頁，2022年，8月28日當人們聽別人講話的聲音，與別人講話錄音后再放音的聲音質(zhì)量是相同的，都是音源通過空間再送入人耳大腦，所以沒什么區(qū)別。如聽自己講話的聲音，再聽自己講話的錄音，會感覺錄上去的聲音不象自己的聲音，這是由于人在聽自己講話的聲音時，傳播途徑有2個，而聽自己講話錄音時，傳播途徑只有一個，這種通過顱骨傳導聲音的現(xiàn)象就是顱骨效應。第十八頁，共二十六頁，2022年，8月28日正是由于自己講話的聲音有兩上傳播渠道，所以頻帶很寬，自己感覺音色比較好；而聽見自己講話錄音時，只有一個傳播渠道，所以頻帶就不那么寬，聲音也就不那么好聽。所以有些人總覺得自己聲音比別人的好聽，這種感覺就是顱骨效應的原因。第十九頁，共二十六頁，2022年，8月28日有關(guān)現(xiàn)象：①機械手表②發(fā)聲訓練③頭盔話筒第二十頁，共二十六頁，2022年，8月28日2、雞尾酒會效應在劇場休息廳里，彼此交談的人群中，你會發(fā)現(xiàn)一種有趣的現(xiàn)象：在嘈雜的聲音中完全可以把自己的聽力集中在某一個人的談話上，而把其他人的聲音都推到背景雜聲中去。這是因為你的大腦可以分辨出聲音到達兩耳的時間差，因此大腦也能分析出不同距離聲源的音質(zhì)和音量。所以人可以通過大腦辨別出聲源的方向，而用話筒錄音就不同了，它能把周圍環(huán)境中在接收范圍之內(nèi)的聲音，包括反射聲都接收進來，而人耳卻能單獨選取一個聲音，這就稱“雞尾酒會效應”。第二十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日人耳可以調(diào)整聽覺神經(jīng)選擇不同方位的聲源，不同方位的聲音傳入人耳時，兩耳的感覺是不一樣的，有距離上的差異，時間上的差異和頻率上的差異。人耳通過兩耳拾取的聲音的三個不同差別就可以辨別出不同的方位的聲音，就可以調(diào)解聽覺神經(jīng)來選擇不同方位的聲源，這就是人耳的選擇功能。第二十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日現(xiàn)象：一名美國警察可以聽到18米以外人們對話的聲音。第二十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日3、回音壁效應在生活環(huán)境中，在某一個聲場中，視覺看不到聲源，而聽覺卻能聽到聲音，這種現(xiàn)象就是聲波傳播的特殊反射作用的結(jié)果。有很多建筑可以產(chǎn)生回間壁效應：a意大利露天劇場b哈爾濱鐵路文化宮c山西古塔d少林寺雞鳴街第二十四頁，共二十六頁，2022年，8月28日4、多普勒效應

人耳聽到聲音的頻率應該和聲源振動頻率相一致，但也會遇到這樣的情況：人耳聽到聲音的頻率不等于聲源振動的頻率。在這種情況下，人耳聽到的聲音的音高與聲源發(fā)出的聲音音高不同，這是1