環(huán)境心理學(xué)第三節(jié)聽覺

環(huán)境心理學(xué)第三節(jié)聽覺第1頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日一聽覺的適宜刺激頻率在16

-

20000Hz

的聲波是人耳的適宜刺激，在這一范圍之外的次聲波及超聲波是人耳所聽不到的。在聽閾范圍內(nèi)，通常對1000

-4000

Hz

范圍內(nèi)的中高頻聲音特別敏感，對這一頻率范圍內(nèi)較大強度聲音的耐受性也較高。老年人對高頻聲音的感受性明顯下降。第2頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日聲波的物理特質(zhì)是頻率、振幅和波形。聽覺的音高、響度和音色均是對聲波的物理性質(zhì)的主觀反映。聲波的傳導(dǎo)途徑：空氣傳導(dǎo)、骨傳導(dǎo)。

第3頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日二聽覺的生理機制(一)耳的構(gòu)造和功能耳朵由外耳、中耳、內(nèi)耳三部分組成外耳包括耳廓和外耳道。它的作用主要是收集聲音。中耳由鼓膜、三塊聽小骨、卵圓窗和正圓窗組成。三塊聽小骨指錘骨、砧骨和鐙骨。錘骨一端固定在鼓膜上，鐙骨一端固定在卵圓窗上。當(dāng)聲音從外耳道傳至鼓膜時，引起鼓膜的機械振動，鼓膜的運動帶動三塊聽小骨，把聲音傳至卵圓窗，引起內(nèi)耳淋巴液的振動。第4頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日由于鼓膜的面積與鐙骨覆蓋的卵圓窗面積的比為20：1，因此，聲音經(jīng)過中耳的傳音裝置，其聲壓大約提高20倍～30倍。聲音的這條傳導(dǎo)途徑稱為生理性傳導(dǎo)。聲音的傳導(dǎo)途徑還有空氣傳導(dǎo)和骨傳導(dǎo)。內(nèi)耳由前庭器官和耳蝸組成。耳蝸是人耳的聽覺器官。耳蝸分三部分鼓階、中階和前庭階。鼓階與中階以基底膜分開?；啄ぴ诳拷褕A窗的一端最狹窄，在蝸頂一端最寬，這一點對聽覺有重要的意義。第5頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日基底膜上的柯蒂氏器包含著大量支持細(xì)胞和毛細(xì)胞毛細(xì)胞是聽覺的感受器。毛細(xì)胞的細(xì)毛突入由耳蝸液所充滿的中間階內(nèi)。聲音經(jīng)過鐙骨的運動產(chǎn)生壓力波，引起耳蝸液的振動，由此帶動基底膜的運動，并使毛細(xì)胞興奮，產(chǎn)生動作電位，從而實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。

第6頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日(二)聽覺的傳導(dǎo)機制和中樞機制毛細(xì)胞的軸突離開耳蝸組成了聽神經(jīng)，即第八對腦神經(jīng)。它先投射到腦干的髓質(zhì)，然后和背側(cè)或腹側(cè)的耳蝸神經(jīng)核形成突觸。這些區(qū)域的細(xì)胞軸突形成外側(cè)丘系，最后終止于下丘的離散區(qū)。從下丘開始，經(jīng)過背側(cè)和腹側(cè)的內(nèi)側(cè)膝狀體，形成了兩條通道。腹側(cè)通道投射到聽覺的核心皮層(布魯?shù)侣?1區(qū))，背側(cè)通路投射到第二級區(qū)。

第7頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日近年來的研究表明，聽覺系統(tǒng)的單個神經(jīng)元編碼聲音的頻率(或音調(diào))。不同神經(jīng)元對不同頻率有最大的敏感性。一般來說，皮下神經(jīng)核細(xì)胞對較寬的頻率敏感，而更高層次的細(xì)胞對較窄的頻率敏感。人類的聽覺系統(tǒng)的二級區(qū)可能對言語聲音敏感

第8頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日三人耳對聲音頻率的分析人耳怎樣分析不同頻率的聲音,科學(xué)家們提出了各種不同的學(xué)說。

(一)頻率理論

由物理學(xué)家羅·費爾得1886年提出。這種理論認(rèn)為，內(nèi)耳的基底膜是和鐙骨按相同頻率運動的。振動的數(shù)量與聲音的原有頻率相適應(yīng)。如果我們聽到一種頻率低的聲音，連接卵圓窗的鐙骨每次振動次數(shù)較少，因而使基底膜的振動次數(shù)也較少；如果聲音刺激的頻率提高，鐙骨和基底膜都將發(fā)生較快的振動。

第9頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日底膜與鐙骨的這種關(guān)系，類似于電話機的送話機和收話機的關(guān)系。當(dāng)我們向送話機說話時，它的膜片按話音的頻率產(chǎn)生不同頻率的振動，使線路內(nèi)的電流出現(xiàn)變化。在另一端，收話機的薄膜因電流的變化而振動，并產(chǎn)生與送話端頻率相同的語音。這種理論也叫電話理論。

不足：頻率理論難以解釋人耳對聲音頻率的分析。人耳基底膜不能作每秒1000次以上的快速運動。這是和人耳能夠接受超過1000赫茲以上的聲音不相符合的。第10頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日2．共鳴理論

赫爾姆霍茨提出。在他看來，由于基底膜的橫纖維長短不同，靠近蝸底較窄，靠近蝸頂較寬，因而就像一部豎琴的琴弦一樣，能夠?qū)Σ煌l率的聲音產(chǎn)生共鳴聲音的頻率高，短纖維發(fā)生共鳴；聲音的頻率低，長纖維發(fā)生共鳴。人耳基底膜約有24000條橫纖維，它們分別反應(yīng)不同頻率的聲音?；啄さ恼駝右鹇犛X細(xì)胞的興奮，因而產(chǎn)生高低不同的音調(diào)共鳴理論強調(diào)了基底膜的振動部對產(chǎn)生音調(diào)聽覺的作用，因而也叫位置理論。第11頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日但人們以后發(fā)現(xiàn)，這種根據(jù)并不充分。人耳能夠接受的頻率范圍為20Hz-20000Hz，最高頻率與最低頻率之比為1000：1，而基底膜上橫纖維的長短之比僅為10：1可見，橫纖維的長短與頻率的高低之間并不對應(yīng)

第12頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日3.行波理論20世紀(jì)40年代，著名生理學(xué)家馮，貝克西發(fā)展了赫爾姆霍茨的共鳴向合理部分，提出了新的位置理論——行波理論。貝克西認(rèn)為，聲波傳到人耳，將引起整個基底膜的振動。振動從耳蝸底部開始，逐漸向蝸頂推進，振動的幅度也隨著逐漸增高。振動運行到基底膜的某一部位，振幅達(dá)到最大值，然后停止前進而消失。隨著外來聲音頻率的不同，基底膜最大振幅所在的部位也不同。

第13頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日聲音頻率低，最大振幅接近蝸頂；頻率高，最大振幅接近蝸底(即鐙骨處),從而實現(xiàn)了對不同頻率的分析。但是行波理論難以解釋500赫茲以下的聲音對基底膜的影響。當(dāng)聲音頻率低于500Hz時,它在基底膜各個部位引起相同的運動,并對毛細(xì)胞施加了相同的影響.（但可以用頻率理論解釋）第14頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日4.神經(jīng)齊射理論韋弗爾提出。認(rèn)為：當(dāng)聲音頻率低于400赫茲時，聽神經(jīng)個別纖維的發(fā)放頻率是和聲音的頻率對應(yīng)的，當(dāng)聲音頻率提高，個別神經(jīng)纖維無法單獨對它作出反應(yīng)，這種情況下，神經(jīng)纖維將按齊射原則發(fā)生作用。但是，對于5000赫茲以上的頻率，神經(jīng)齊射理論無法解釋。聲音超過5000Hz,位置理論是對頻率進行編碼的唯一基礎(chǔ).

第15頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日四聽覺基本現(xiàn)象1.音調(diào)和頻率的關(guān)系：音調(diào)是一種心理量，它與聲波的物理特性頻率的變化不完全對應(yīng)。在1000赫茲以上，頻率與音調(diào)幾乎是線性的，音調(diào)的上升低于頻率的上升；但在1000赫茲以下，頻率與音調(diào)的關(guān)系不是線性的，音調(diào)的變化快于頻率的變化

2.音響和頻率的關(guān)系：在相同的聲壓水平上，不同頻率的聲音響度是不同的。而不同的聲壓水平卻可產(chǎn)生同樣的音響。

第16頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日3.人的聽覺頻率范圍為16赫茲－20000赫茲，其中1000赫茲－4000赫茲是人耳最敏感的區(qū)域。4.聲音掩蔽－一個聲音由于同時起作用其他聲音的干擾而使聽覺閾限上升。

掩蔽有幾種：①純音掩蔽，用一個純音為掩蔽音，觀察它對不同頻率的其他聲音的影響；

②噪音對純音的掩蔽；③純音和噪音對語音的掩蔽。第17頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日聲音的掩蔽依賴于聲音的頻率、掩蔽音的強度、掩蔽音與被掩蔽音的間隔時間等。

茲偉克(Zwicher，1965)和沙而夫(Scharf，1965)等，用1200Hz的聲音作掩蔽音，變化它的強度(從20dB～110dB)，然后觀察它對其他聲音的掩蔽作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與掩蔽音頻率接近的聲音，受到的掩蔽作用大。頻率相差越遠(yuǎn)，受到的掩蔽作用就越小。第18頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日頻率太近，產(chǎn)生拍音。低頻掩蔽音對高頻聲音的掩蔽作用，大于高頻掩蔽音對低頻聲音的掩蔽作用。掩蔽音強度提高，掩蔽作用也增加。當(dāng)掩蔽音強度很小時，掩蔽作用覆蓋的頻率范圍也較小；掩蔽音的強度增加，掩蔽作用覆蓋的頻率范圍也增加。

第19頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日耳聾的種類及原因：傳導(dǎo)性耳聾：是從耳鼓膜到內(nèi)耳的聲音傳輸障礙造成的。例如，疾病或創(chuàng)傷可能引起耳膜損壞或聽小骨不能移動?？墒褂弥犉?，使聲音增大變清晰。神經(jīng)性耳聾：是由于毛細(xì)胞或聽神經(jīng)受到了損害造成的。助聽器無濟于事。刺激性耳聾：是神經(jīng)性耳聾的一個特殊類型，是由于特殊的工作、愛好、經(jīng)歷所引起的，即某種非常大的聲音損傷了耳蝸中特定區(qū)域的毛細(xì)胞。比如獵人的選擇性耳聾。第20頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日第21頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日五、聽覺尺度1人面對1人(1～3m2)，談話伙伴之間距離自如，由于二人的關(guān)系親密聲音也輕；1人面對15～20人(～20m2)，這是保持個人會話聲調(diào)的上限；1人面對50人(～50m2)，單方面的交流，通過表情可以了解個人的反應(yīng)；1人面對250～300人(～300m2)，單方面的交流，了解個人面孔的上限；1人面對300人以上(300m2～)，完全成為演講，群眾一體化，難以區(qū)分個人狀態(tài)。

第22頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日正常會話40-60dB提高聲音會話60-80dB高聲喊話80-100dB非常困難100-115dB會話不可能115-130dB第23頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日人們所期望或允許的室內(nèi)噪聲大小播音室25-30dB音樂室30-35dB醫(yī)院、電影院、教室35-40dB公寓、旅館、住宅35-45dB會議室、辦公室、圖書館40-45dB銀行、商店40-55dB餐廳50-55dB第24頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日六、聽覺現(xiàn)象在環(huán)境設(shè)計中的應(yīng)用人的行為方式同樣可以作為解決環(huán)境問題的重要方法：麥當(dāng)勞餐廳就善于利用聲音和人的行為之間的關(guān)系，適時地對環(huán)境進行調(diào)控。人少時，音樂輕柔，光線明亮，很多人喜歡在此讀書看報或者聊天，從側(cè)面塑造了這一場所的文化形象；而人多的時候，音樂節(jié)奏加快，音量加大，在促進食欲的同時，也加快了人們的進餐速度，從而提高了座位的周轉(zhuǎn)。第25頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日為了充分制造游人與動物的聲音密切接觸的機會，必須盡可能地保全和培育動物的聲音要素。在聲景觀設(shè)計階段，就應(yīng)該結(jié)合視覺景觀的設(shè)計和規(guī)劃，采用零設(shè)計方法。充分考慮用地的自然環(huán)境的保全和再生，用景觀生態(tài)學(xué)的理論作為指導(dǎo)，創(chuàng)建豐富多樣的生境系統(tǒng)，為鳥類等小動物提供