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Esta sección contiene artículos dedicados a fenómenos o versiones que de una forma u otra pueden resultar interesantes o útiles para los investigadores de lo inexplicable.
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Peculiaridades de la percepción humana. Audiencia

El sonido son vibraciones, es decir. perturbación mecánica periódica en medios elásticos: gaseosos, líquidos y sólidos. Tal indignación, que representa cierta cambio fisico en un medio (por ejemplo, un cambio de densidad o presión, desplazamiento de partículas), se propaga en él en forma de onda sonora. El sonido puede ser inaudible si su frecuencia está más allá del rango de sensibilidad oído humano, o se propaga a través de un medio, como un sólido, que no puede tener contacto directo con el oído, o su energía se disipa rápidamente en el medio. Por tanto, el proceso de percepción del sonido que nos es habitual es sólo una cara de la acústica.

Ondas sonoras

onda de sonido

Las ondas sonoras pueden servir de ejemplo proceso oscilatorio. Cualquier oscilación está asociada a una violación del estado de equilibrio del sistema y se expresa en la desviación de sus características de los valores de equilibrio con un posterior retorno al valor original. Para las vibraciones del sonido, esta característica es la presión en un punto del medio y su desviación es la presión del sonido.

Considere un tubo largo lleno de aire. En el extremo izquierdo se inserta un pistón que se ajusta firmemente a las paredes. Si el pistón se mueve bruscamente hacia la derecha y se detiene, el aire que se encuentra en las inmediaciones se comprime por un momento. Luego, el aire comprimido se expandirá, empujando el aire adyacente hacia la derecha, y el área de compresión creada inicialmente cerca del pistón se moverá a través de la tubería a una velocidad constante. Esta onda de compresión es la onda sonora en el gas.
Es decir, un fuerte desplazamiento de partículas. medio elástico en un lugar, aumentará la presión en ese lugar. Gracias a los enlaces elásticos de las partículas, la presión se transmite a las partículas vecinas, que, a su vez, actúan sobre las siguientes, y el área hipertensión como si se moviera en un medio elástico. A la zona de alta presión le sigue una zona presión arterial baja, y así se forman una serie de regiones alternas de compresión y rarefacción, que se propagan en el medio en forma de onda. Cada partícula del medio elástico en este caso realizará movimientos oscilatorios.

Una onda de sonido en un gas se caracteriza por un exceso de presión, un exceso de densidad, el desplazamiento de partículas y su velocidad. Para las ondas sonoras, estas desviaciones de los valores de equilibrio son siempre pequeñas. Por tanto, el exceso de presión asociado con la onda es mucho menor que la presión estática del gas. De lo contrario, nos enfrentamos a otro fenómeno: una onda de choque. En una onda sonora correspondiente al habla normal, el exceso de presión es sólo aproximadamente una millonésima parte de la presión atmosférica.

Lo importante es que la sustancia no sea arrastrada por la onda sonora. Una onda es sólo una perturbación temporal que atraviesa el aire, después de la cual el aire vuelve a un estado de equilibrio.
El movimiento ondulatorio, por supuesto, no es exclusivo del sonido: las señales de luz y de radio viajan en forma de ondas, y todo el mundo está familiarizado con las ondas en la superficie del agua.

Así, el sonido, en un sentido amplio, son ondas elásticas que se propagan en algún medio elástico y crean en él vibraciones mecánicas; en un sentido estricto: la percepción subjetiva de estas vibraciones. cuerpos especiales sentimientos de animales o humanos.
Como cualquier onda, el sonido se caracteriza por su amplitud y espectro de frecuencia. Normalmente, una persona escucha sonidos transmitidos a través del aire en el rango de frecuencia de 16 a 20 Hz a 15 a 20 kHz. El sonido por debajo del rango de audibilidad humana se llama infrasonido; más alto: hasta 1 GHz, - ultrasonido, desde 1 GHz - hipersonido. Entre los sonidos audibles también cabe destacar los fonéticos, los sonidos y fonemas del habla (que componen el habla hablada) y los sonidos musicales (que componen la música).

Los hay longitudinales y transversales. ondas sonoras dependiendo de la relación entre la dirección de propagación de la onda y la dirección de las vibraciones mecánicas de las partículas del medio de propagación.
En medios líquidos y gaseosos, donde no hay fluctuaciones significativas de densidad, las ondas acústicas son de naturaleza longitudinal, es decir, la dirección de vibración de las partículas coincide con la dirección del movimiento de la onda. En los sólidos, además de las deformaciones longitudinales, también se producen deformaciones elásticas de corte, que provocan la excitación de ondas transversales (de corte); en este caso, las partículas oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Velocidad de propagación ondas longitudinales significativamente mayor que la velocidad de propagación de las ondas de corte.

El aire no es uniforme para el sonido en todas partes. Se sabe que el aire está en constante movimiento. La velocidad de su movimiento en diferentes capas no es la misma. En las capas cercanas al suelo, el aire entra en contacto con su superficie, edificios, bosques y, por tanto, su velocidad aquí es menor que en la cima. Debido a esto, la onda sonora no viaja con la misma velocidad hacia arriba y hacia abajo. Si el movimiento del aire, es decir, el viento, acompaña al sonido, entonces capas superiores aire, el viento impulsará la onda sonora con más fuerza que en las más bajas. Cuando hay viento en contra, el sonido en la parte superior viaja más lento que en la parte inferior. Esta diferencia de velocidad afecta la forma de la onda sonora. Como resultado de la distorsión de las ondas, el sonido no viaja en línea recta. Con viento de cola, la línea de propagación de la onda sonora se dobla hacia abajo y con viento en contra, se dobla hacia arriba.

Otra razón para la propagación desigual del sonido en el aire. Este - temperatura diferente sus capas individuales.

Las capas de aire calentadas de manera desigual, como el viento, cambian la dirección del sonido. Durante el día, la onda sonora se curva hacia arriba porque la velocidad del sonido en las capas inferiores y más calientes es mayor que en las capas superiores. Por la noche, cuando la Tierra, y con ella las capas de aire cercanas, se enfrían rápidamente, las capas superiores se vuelven más cálidas que las inferiores, la velocidad del sonido en ellas es mayor y la línea de propagación de las ondas sonoras se curva hacia abajo. Por lo tanto, por las noches, de la nada, se oye mejor.

Al observar las nubes, a menudo puedes notar cómo diferentes alturas se mueven no sólo con a diferentes velocidades, pero a veces en diferentes direcciones. Esto significa que el viento a diferentes alturas del suelo puede tener diferentes velocidades y direcciones. La forma de la onda sonora en dichas capas también cambiará de una capa a otra. Dejemos, por ejemplo, que el sonido llegue contra el viento. En este caso, la línea de propagación del sonido debe doblarse y subir. Pero si una capa de aire que se mueve lentamente se interpone en su camino, volverá a cambiar de dirección y puede regresar al suelo nuevamente. Es entonces que en el espacio desde el lugar donde la ola sube de altura hasta el lugar donde regresa al suelo aparece una “zona de silencio”.

Órganos de percepción del sonido.

Audición - capacidad organismos biológicos percibir sonidos con los órganos auditivos; función especial audífono, excitado por vibraciones sonoras ambiente, por ejemplo aire o agua. Uno de los cinco sentidos biológicos, también llamado percepción acústica.

El oído humano percibe ondas sonoras con una longitud de aproximadamente 20 ma 1,6 cm, lo que corresponde a 16 - 20.000 Hz (oscilaciones por segundo) cuando las vibraciones se transmiten a través del aire, y hasta 220 kHz cuando el sonido se transmite a través de los huesos. el cráneo. Estas ondas tienen un importante significado biológico Por ejemplo, las ondas sonoras en el rango de 300 a 4000 Hz corresponden a la voz humana. Los sonidos superiores a 20.000 Hz tienen poca importancia práctica ya que desaceleran rápidamente; Las vibraciones por debajo de 60 Hz se perciben a través del sensor de vibración. El rango de frecuencias que una persona es capaz de oír se llama rango auditivo o sonoro; Las frecuencias más altas se llaman ultrasonidos y las frecuencias más bajas se llaman infrasonidos.
La capacidad de distinguir entre frecuencias de sonido depende en gran medida de persona especifica: su edad, sexo, exposición enfermedades de la audición, entrenamiento y fatiga auditiva. Los individuos son capaces de percibir sonidos de hasta 22 kHz y posiblemente más.
Una persona puede distinguir varios sonidos al mismo tiempo debido a que en la cóclea puede haber varias ondas estacionarias al mismo tiempo.

El oído es un órgano vestibular-auditivo complejo que realiza dos funciones: percibe los impulsos sonoros y es responsable de la posición del cuerpo en el espacio y de la capacidad de mantener el equilibrio. Este órgano emparejado, que se encuentra en los huesos temporales del cráneo, limitado externamente por las aurículas.

El órgano de la audición y el equilibrio está representado por tres secciones: el oído externo, medio e interno, cada una de las cuales realiza sus funciones específicas.

El oído externo está formado por el pabellón auricular y el conducto auditivo externo. La aurícula es un cartílago elástico de forma compleja cubierto de piel, su parte inferior, llamado lóbulo, - pliegue de la piel, que consta de piel y tejido adiposo.
La aurícula en los organismos vivos funciona como receptor de ondas sonoras, que luego se transmiten al interior del audífono. El tamaño de la aurícula en los humanos es mucho menor que en los animales, por lo que en los humanos está prácticamente inmóvil. Pero muchos animales, al mover las orejas, pueden determinar la ubicación de la fuente del sonido con mucha más precisión que los humanos.

Los pliegues de la aurícula humana contribuyen a la entrada. canal auditivo sonido: ligeras distorsiones de frecuencia, dependiendo de la localización horizontal y vertical del sonido. De esta manera el cerebro consigue información adicional para aclarar la ubicación de la fuente de sonido. Este efecto se utiliza a veces en acústica, incluso para crear la sensación de sonido envolvente cuando se utilizan auriculares o audífonos.
La función del pabellón auricular es captar sonidos; su continuación es el cartílago del conducto auditivo externo, cuya longitud es en promedio de 25 a 30 mm. parte cartilaginosa El canal auditivo pasa al hueso y todo el canal auditivo externo está revestido con piel que contiene glándulas sebáceas y azufre, que son glándulas sudoríparas modificadas. Este pasaje termina a ciegas: está separado del oído medio por el tímpano. Atrapó aurícula Las ondas sonoras golpean el tímpano y lo hacen vibrar.

A su vez, las vibraciones del tímpano se transmiten al oído medio.

oído medio
La parte principal del oído medio es la cavidad timpánica, un pequeño espacio con un volumen de aproximadamente 1 cm³ ubicado en el hueso temporal. Hay tres huesecillos auditivos: el martillo, el yunque y el estribo: transmiten vibraciones sonoras desde el oído externo al oído interno y las amplifican simultáneamente.

Los huesecillos auditivos, como fragmentos más pequeños del esqueleto humano, representan una cadena que transmite vibraciones. El mango del martillo está estrechamente fusionado con el tímpano, la cabeza del martillo está conectada al yunque y éste, a su vez, con su largo proceso, está conectado al estribo. La base del estribo cierra la ventana del vestíbulo, conectándose así con el oído interno.
La cavidad del oído medio está conectada a la nasofaringe a través de la trompa de Eustaquio, a través de la cual se iguala la presión media del aire dentro y fuera del tímpano. Al cambiar presión externa en ocasiones los oídos se tapan, lo que suele solucionarse bostezando de forma refleja. La experiencia demuestra que la congestión del oído se soluciona aún más eficazmente con movimientos de deglución o soplando en la nariz apretada en este momento.

oído interno
De las tres secciones del órgano de la audición y el equilibrio, la más compleja es oído interno, que por su intrincada forma se llama laberinto. El laberinto óseo está formado por el vestíbulo, la cóclea y los canales semicirculares, pero sólo la cóclea, llena de líquido linfático, está directamente relacionada con la audición. Dentro de la cóclea hay un canal membranoso, también lleno de líquido, en cuya pared inferior hay un aparato receptor analizador auditivo, cubierto de células ciliadas. Las células ciliadas detectan vibraciones del líquido que llena el canal. Cada célula ciliada está sintonizada con una frecuencia de sonido específica y las células sintonizadas con bajas frecuencias, están ubicados en la parte superior de la cóclea y las células de la parte inferior de la cóclea captan las frecuencias altas. Cuando células ciliadas Al morir por edad o por otras razones, una persona pierde la capacidad de percibir sonidos de las frecuencias correspondientes.

Límites de la percepción

oído humano nominalmente escucha sonidos en el rango de 16 a 20.000 Hz. El límite superior tiende a disminuir con la edad. La mayoría de los adultos no pueden oír sonidos superiores a 16 kHz. El oído en sí no responde a frecuencias inferiores a 20 Hz, pero pueden percibirse a través del sentido del tacto.

La gama de intensidad de los sonidos percibidos es enorme. Pero el tímpano del oído sólo es sensible a los cambios de presión. El nivel de presión sonora normalmente se mide en decibeles (dB). El umbral inferior de audibilidad se define como 0 dB (20 micropascales), y la definición del límite superior de audibilidad se refiere más bien al umbral de malestar y luego a la discapacidad auditiva, contusión, etc. Este límite depende de cuánto tiempo escuchamos. el sonido. El oído puede tolerar aumentos de volumen a corto plazo de hasta 120 dB sin consecuencias, pero la exposición prolongada a sonidos superiores a 80 dB puede provocar pérdida de audición.

Estudios más detallados sobre el límite inferior de la audición han demostrado que el umbral mínimo en el que el sonido sigue siendo audible depende de la frecuencia. Este gráfico se llama umbral auditivo absoluto. En promedio, tiene una región de mayor sensibilidad en el rango de 1 kHz a 5 kHz, aunque la sensibilidad disminuye con la edad en el rango por encima de 2 kHz.
También existe una forma de percibir el sonido sin la participación del tímpano: el llamado efecto auditivo de microondas, cuando la radiación modulada en el rango de microondas (de 1 a 300 GHz) afecta el tejido alrededor de la cóclea, lo que hace que una persona perciba varios sonidos.
A veces, una persona puede escuchar sonidos en la región de baja frecuencia, aunque en realidad no había sonidos de esta frecuencia. Esto sucede porque las vibraciones de la membrana basilar en el oído no son lineales y pueden ocurrir vibraciones en ella con una frecuencia diferente entre dos frecuencias más altas.

sinestesia

Uno de los fenómenos psiconeurológicos más inusuales, en el que el tipo de estímulo y el tipo de sensaciones que experimenta una persona no coinciden. La percepción sinestésica se expresa en el hecho de que además de las cualidades habituales, adicionales, más sensaciones simples o impresiones "elementales" persistentes, por ejemplo, color, olor, sonidos, sabores, cualidades de una superficie texturizada, transparencia, volumen y forma, ubicación en el espacio y otras cualidades que no se obtienen a través de los sentidos, sino que existen sólo en la forma. de reacciones. Estas cualidades adicionales pueden surgir como impresiones sensoriales aisladas o incluso manifestarse físicamente.

Existe, por ejemplo, la sinestesia auditiva. Se trata de la capacidad que tienen algunas personas de "escuchar" sonidos al observar objetos en movimiento o destellos, incluso si no van acompañados de fenómenos sonoros reales.
Debe tenerse en cuenta que la sinestesia es más bien una característica psiconeurológica de una persona y no es trastorno mental. Esta percepción del mundo circundante se puede sentir. persona ordinaria mediante el uso de ciertas drogas.

Todavía no existe una teoría general de la sinestesia (una idea universal y científicamente probada al respecto). Actualmente existen muchas hipótesis y se están realizando muchas investigaciones en esta área. Ya han aparecido clasificaciones y comparaciones originales y han surgido ciertos patrones estrictos. Por ejemplo, los científicos ya hemos descubierto que los sinestésicos tienen una naturaleza especial de atención, como si fuera "preconsciente", hacia los fenómenos que les causan sinestesia. Los sinestésicos tienen una anatomía cerebral ligeramente diferente y una activación del cerebro radicalmente diferente a los “estímulos” sinestésicos. Y los investigadores de la Universidad de Oxford (Reino Unido) realizaron una serie de experimentos durante los cuales descubrieron que la causa de la sinestesia puede ser la sobreexcitación de las neuronas. Lo único que se puede decir con seguridad es que dicha percepción se obtiene en el nivel de función cerebral y no en el nivel de percepción primaria de información.

Conclusión

Ondas de presión que atraviesan oído externo, el tímpano y los huesos del oído medio, llegan al lugar lleno de líquido oído interno con forma de caracol. El líquido, oscilando, golpea una membrana cubierta de diminutos pelos, los cilios. Los componentes sinusoidales de un sonido complejo provocan vibraciones en varias partes de la membrana. Los cilios que vibran junto con la membrana excitan los cilios asociados a ellos. fibras nerviosas; en ellos aparecen una serie de pulsos, en los que se “codifican” la frecuencia y amplitud de cada componente de una onda compleja; Estos datos se transmiten electroquímicamente al cerebro.

De todo el espectro de sonidos, se distingue principalmente el rango audible: de 20 a 20.000 hercios, infrasonido (hasta 20 hercios) y ultrasonido, de 20.000 hercios y más. Una persona no puede oír los infrasonidos y los ultrasonidos, pero esto no significa que no le afecten. Se sabe que los infrasonidos, especialmente por debajo de 10 hercios, pueden influir en la psique humana y provocar estados depresivos. Los ultrasonidos pueden provocar síndromes asteno-vegetativos, etc.
La parte audible del rango de sonido se divide en sonidos de baja frecuencia (hasta 500 hercios), frecuencia media (500-10 000 hercios) y alta frecuencia (más de 10 000 hercios).

Esta división es muy importante, ya que el oído humano no es igualmente sensible a diferentes sonidos. El oído es más sensible a una gama relativamente estrecha de sonidos de frecuencia media, entre 1.000 y 5.000 hercios. Ante sonidos de frecuencias más bajas y más altas, la sensibilidad cae bruscamente. Esto lleva al hecho de que una persona puede escuchar sonidos con una energía de aproximadamente 0 decibelios en el rango de frecuencia media y no escuchar sonidos de baja frecuencia de 20-40-60 decibeles. Es decir, los sonidos con la misma energía en el rango de frecuencia media pueden percibirse como fuertes, pero en el rango de baja frecuencia como silenciosos o no escucharse en absoluto.

Esta característica del sonido no fue formada por la naturaleza por casualidad. Los sonidos necesarios para su existencia: el habla, los sonidos de la naturaleza, se encuentran principalmente en el rango de frecuencia media.
La percepción de los sonidos se ve significativamente afectada si se escuchan al mismo tiempo otros sonidos, ruidos similares en frecuencia o composición armónica. Esto significa, por un lado, que el oído humano no percibe bien los sonidos de baja frecuencia y, por otro lado, si en interiores ruido extraño, entonces la percepción de tales sonidos puede verse aún más alterada y distorsionada.

La gama de vibraciones acústicas capaces de provocar la sensación de sonido cuando se expone al órgano de la audición tiene una frecuencia limitada. De media, una persona de entre 12 y 25 años escucha frecuencias de 20 Hz a 20 kHz. Con la edad, las terminaciones nerviosas de la cóclea del oído interno mueren. De este modo, el límite superior de frecuencias audibles se reduce significativamente.

La región de 20 Hz a 20 kHz generalmente se denomina rango de audio y las frecuencias que se encuentran en esta región se denominan frecuencias de audio.

Las oscilaciones por debajo de 20 Hz se denominan infrasónicas y las vibraciones con una frecuencia superior a 20.000 Hz se denominan ultrasónicas.

Estas frecuencias no son percibidas por nuestros oídos. La región de infrasonidos, con suficiente potencia, puede tener un cierto efecto en estado emocional oyente. En la naturaleza, el infrasonido es extremadamente raro, pero fue posible registrarlo durante un terremoto, huracán o trueno inminente. Los animales son más sensibles a los infrasonidos, lo que explica su ansiedad ante los cataclismos. Los animales también utilizan los ultrasonidos para orientarse en el espacio, por ejemplo. murciélagos y los delfines se mueven en condiciones de poca visibilidad, emitiendo señales ultrasónicas, y los reflejos de estas señales indican la presencia o ausencia de obstáculos a lo largo del recorrido. La longitud de onda del ultrasonido es muy corta, por lo que ni siquiera los obstáculos más pequeños (cables de alimentación) escapan a la atención de los animales.

Es casi imposible grabar y reproducir infrasonidos por razones físicas; esto explica en parte la ventaja de escuchar música en vivo en lugar de una grabación. ultra generación frecuencias de audio utilizado para influir en el estado emocional de los animales (repeler roedores).

Nuestros oídos son capaces de distinguir frecuencias dentro del rango audible. Hay gente con absoluta oído musical, son capaces de distinguir frecuencias y nombrarlas en una escala musical, mediante notas.

Una notación musical es una secuencia de sonidos grabados con precisión, cada uno de los cuales tiene una frecuencia específica, medida en hercios (Hz).

La distancia entre notas tiene una estricta dependencia en la visualización de la frecuencia, pero basta entender que una diferencia de una “octava” corresponde a una duplicación de la frecuencia.

Nota "A" de la primera octava = (440 Hz) A-1

Nota "A" de la segunda octava = (880 Hz) A-2

Las personas con tono perfecto pueden distinguir los cambios de tono con bastante precisión y pueden determinar si la frecuencia ha aumentado o disminuido utilizando un sistema de notación. Sin embargo, para determinar las frecuencias medidas en hercios, necesitará un dispositivo: un "analizador de espectro".

En la vida, nos basta con utilizar valores fijos y distinguir los cambios de tono en función de las notas, esto será suficiente para determinar si el sonido ha subido o bajado (ejemplos de músicos que utilizan un sistema de notación musical para registrar los cambios de sonido; ). Sin embargo, cuando trabajo profesional con el sonido, pueden ser necesarios valores numéricos precisos en hercios (o metros), que deben determinarse mediante instrumentos.

Tipos de sonidos.

Todos los sonidos existentes en la naturaleza se dividen en: musicales y ruidos. El papel principal en la música lo desempeñan los sonidos musicales, aunque también se utilizan ruidos (en particular, casi todos los instrumentos de percusión emiten ruidos).

Los ruidos no tienen un tono claramente definido, por ejemplo, crujidos, crujidos, golpes, truenos, susurros, etc.

Estos instrumentos incluyen casi todos los tambores: triángulo, caja, varios tipos de platillos, bombo, etc. Hay una cierta convención en esto, que no debe olvidarse. Por ejemplo, un instrumento de percusión como una “caja de madera” tiene un sonido con un tono bastante claramente definido, pero este instrumento aún se clasifica como un instrumento de ruido. Por tanto, es más fiable distinguir los instrumentos de ruido según el criterio de si es posible interpretar una melodía en un instrumento determinado o no.

Los sonidos musicales son sonidos que tienen un tono determinado que se puede medir con absoluta precisión. Cualquier sonido musical se puede repetir con la voz o en cualquier instrumento.

“La gama de vibraciones acústicas capaces de crear la sensación de sonido cuando se exponen al órgano auditivo tiene una frecuencia limitada. Para la mayoría de las personas de 18 a 25 años con audición normal, la banda de frecuencia de las vibraciones percibidas como sonido se encuentra, en algunos casos. desviaciones, en el rango entre oscilaciones con una frecuencia de 20 Hz (frecuencia límite más baja) y 20.000 Hz (frecuencia límite más alta). Esta banda de frecuencia generalmente se llama rango de audio, y las frecuencias que se encuentran dentro de sus límites se llaman frecuencias de audio.

Las oscilaciones con frecuencias inferiores a 20 Hz se denominan infrasónicas y las vibraciones con frecuencias superiores a 20.000 Hz se denominan ultrasónicas: nuestro oído no percibe estas frecuencias, sin embargo, se sabe que el "infrasonido" tiene un cierto efecto en el estado emocional del oyente. Desafortunadamente, las frecuencias de infrasonidos, que se han demostrado investigación moderna, que contienen vibraciones de la música y del habla, no pueden reproducirse a partir de grabaciones por motivos técnicos.

Este no es el único y, quizás, no el más importante, pero sigue siendo un obstáculo que no permite lograr al escuchar música transmitida a través de un sistema electroacústico el mismo impacto emocional que el oyente experimenta en una sala de conciertos.

La frecuencia de las vibraciones del sonido determina el tono (tono) del sonido: las vibraciones más lentas se perciben como notas bajas y graves; los más rápidos son los sonidos agudos, que recuerdan, por ejemplo, al chillido de un mosquito. Cabe señalar que las personas no escuchan igual de bien todas las frecuencias del rango de audio. Así, con la edad, el límite superior de frecuencias audibles disminuye significativamente. El rango de frecuencia de audio determina las capacidades limitantes de la audición humana, identificadas mediante numerosos estudios y promediando los resultados de muchos experimentos realizados con oyentes de diferentes edades y con diferente formación." - escribe B.Ya. Meerson - "Fundamentos acústicos de la ingeniería de sonido". Editorial académica GITR

"Igualada- un dispositivo de corrección del timbre de la señal que cambia las amplitudes de sus componentes de frecuencia. Inicialmente, los ecualizadores se utilizaban de forma puramente técnica, para corregir las características de amplitud-frecuencia de una ruta de audio no ideal. Sin embargo, pronto comenzaron a usarse de manera creativa: para crear los timbres deseados o combinar cuidadosamente instrumentos en un fonograma.

El parámetro principal del ecualizador es respuesta amplitud-frecuencia(respuesta de frecuencia, respuesta de frecuencia, respuesta de frecuencia). Muestra cuánto aumenta o atenúa el ecualizador ciertas frecuencias de la señal de entrada.

Los tipos más comunes de características de frecuencia de los ecualizadores son los filtros de “campana”, “estante”, de paso bajo y de paso alto (paso bajo, paso alto), que se muestran en la Fig. (En la literatura rusa, un filtro de paso bajo es un filtro que deja pasar las frecuencias bajas y suprime las frecuencias altas (paso bajo). Lo mismo ocurre con un filtro de paso alto (paso alto).)

Según el tipo de control de respuesta de frecuencia, los ecualizadores se dividen en paramétrico y gráfico.

En los ecualizadores paramétricos, el usuario puede seleccionar una de las formas de respuesta de frecuencia disponibles y establecer sus parámetros: frecuencia central, ganancia y factor de calidad.

La frecuencia central es la frecuencia del centro de la “campana” o la frecuencia a la que se curva la respuesta de frecuencia (para filtros “estante” y de corte, este suele ser el punto de nivel de −3 dB).

La ganancia de la “campana” establece la ganancia en la frecuencia central, y la del “estante”, en la banda de refuerzo/corte.

El factor de calidad de un ecualizador tipo campana especifica el ancho de la banda de frecuencia que se amplificará o suprimirá y se define como la relación frecuencia central al ancho de esta banda, que se encuentra dentro de los 3 dB de la ganancia en la frecuencia central. El factor de calidad generalmente se indica con la letra Q. Un valor similar para los "estantes" y los filtros de corte se denomina "pendiente de la respuesta de frecuencia" y se mide en decibeles por octava. Al aumentar el factor de calidad, puede convertir el filtro de campana en el llamado. Filtro de muesca, o filtro de muesca, que suprime una frecuencia concreta o una banda de frecuencias muy estrecha. Combinando varios ecualizadores podrás conseguir más formas complejas Respuesta de frecuencia

En los ecualizadores gráficos, el usuario "dibuja" la respuesta de frecuencia deseada directamente en la pantalla o utilizando un conjunto de controles de ganancia en varias frecuencias.

Ecualizadores paragráficos es un híbrido de ecualizadores paramétricos y gráficos. Por lo general, le permiten controlar las ganancias mediante controles deslizantes (o gráficamente en la pantalla), pero también tienen configuraciones de frecuencia central y Q para cada banda.

La mayoría de los ecualizadores analógicos introducen en las señales un desplazamiento temporal dependiente de la frecuencia. En otras palabras, los diversos componentes de frecuencia de la señal se retrasan por diferentes tiempos. Como regla general, este es un efecto indeseable, porque... Si se recibe una señal de pulso (un golpe fuerte o un clic) en la entrada, entonces es deseable recibir un pulso en la salida que no se extienda en el tiempo.

Respuesta de frecuencia de fase (PFC, respuesta de fase, respuesta de fase) muestra cuánto cambia la fase de la señal al pasar por el ecualizador.

Para la mayoría de los ecualizadores analógicos, es posible construir una respuesta de fase basada en una respuesta de frecuencia conocida. Al mismo tiempo cambios más grandes en la respuesta de fase ocurren en lugares de cambios rápidos en la respuesta de frecuencia. Esto significa que cuanto más fuerte sea la interferencia en el rango de frecuencia, más fuerte aparecerá la distorsión de fase; en el lenguaje común a menudo se dice que el ecualizador "tuerce" la fase.

Los compensadores de frecuencia se utilizan no sólo para fonogramas de voz. También se utilizan para corregir ruidos y, en algunos casos, música.

La presencia de filtros en las consolas de doblaje que cortan bruscamente las frecuencias bajas y altas permite corregir defectos como la interferencia de baja frecuencia, a veces el ruido de alta frecuencia, etc.

La inclusión de un filtro en el canal de voz que corta bruscamente las bajas frecuencias (filtro de paso alto) en algunos casos facilita suavizar la "inconsistencia" del fonograma de voz en la región de baja frecuencia.

La combinación de un filtro de paso alto con un filtro que suprime una banda estrecha de alrededor de 200 Hz permite eliminar el sonido sordo y desagradable para el oído, típico de los pequeños estudios de doblaje de voz.

Activar el filtro de presencia, que eleva las frecuencias en la región de 2000 a 4000 Hz, da a las voces una especie de alivio, distinguiéndolas de otros sonidos. Al parecer, la eficacia de los formantes se ve afectada: el fortalecimiento de estos armónicos confiere a la voz un tono plateado, fuerza y ​​sonoridad. El oído es más sensible a las frecuencias en la región de 2000-4000 Hz, y si la voz del intérprete tiene más formantes en esta banda, entonces con la misma energía acústica se beneficiará en sonoridad y volumen.

A veces, la excesiva abundancia de silbidos en la grabación de voz principal se puede corregir con un filtro que suprime una banda estrecha de respuesta de frecuencia en la región de 3000 Hz. Al mismo tiempo, hay casos en los que la aparente abundancia de silbidos, paradójicamente, se eliminó precisamente aumentando la respuesta de frecuencia de su lado alto.

De una forma u otra, independientemente de las combinaciones de filtros que se utilicen, es necesario que el habla suene “agudo”, que los sonidos de los dientes o los silbidos sean claros e incluso ligeramente enfatizados; Sin esto, el discurso en la película puede resultar ininteligible.

Filtros de muescaes posible cortar (suprimir) una sección muy estrecha en varios lugares de la banda de frecuencia y, sin deteriorar la calidad general de la transmisión del sonido, corrigiendo así algunos defectos técnicos de los fonogramas.

Ejemplo de uso. El volumen por sí solo no puede juzgar la distancia a la fuente de sonido. Así, la voz al aire libre y en habitaciones silenciosas llega a los oyentes con una pérdida de bajas frecuencias. Por lo tanto, al atenuar las bajas frecuencias con filtros, a veces es posible lograr el efecto de un sonido distante si el habla suena cerca en el fonograma primario. Además, simplemente ajustar el volumen no da la impresión completa de acercar o alejar a la orquesta. En condiciones naturales, no solo cambia la intensidad del sonido, sino también el color y la proporción entre los sonidos directos y reflejados. Recordemos el efecto de una banda de música que se acerca por la calle, cuando al principio sólo se oyen sonidos graves (tuba, bombo) y sólo de cerca se distinguen los instrumentos de registros agudos.

La variedad de ecualizadores digitales, tanto de hardware como de software, ha demostrado que los ecualizadores paramétricos y gráficos no tienen una ventaja significativa entre sí en la calidad del sonido: existen modelos exitosos y no exitosos en ambos campos. El componente determinante de la calidad de un ecualizador es su controlabilidad, las características de los algoritmos y la capacidad de controlar los parámetros del dispositivo: respuesta de frecuencia, respuesta de fase, respuesta de impulso". - escribió A. Lukin. "Ecualizadores digitales". "Ingeniero de sonido"

). Sonidos musicales contienen no uno, sino varios tonos y, a veces, componentes de ruido en un amplio rango de frecuencia.

concepto de sonido

Las ondas sonoras en el aire son áreas alternas de compresión y rarefacción.

Las ondas sonoras pueden servir como ejemplo de proceso oscilatorio. Cualquier oscilación está asociada a una violación del estado de equilibrio del sistema y se expresa en la desviación de sus características de los valores de equilibrio con un posterior retorno al valor original. Para las vibraciones del sonido, esta característica es la presión en un punto del medio y su desviación es la presión del sonido.

Si realiza un desplazamiento brusco de partículas de un medio elástico en un lugar, por ejemplo con la ayuda de un pistón, la presión en este lugar aumentará. Gracias a los enlaces elásticos de las partículas, la presión se transmite a las partículas vecinas, que, a su vez, actúan sobre las siguientes, y el área de mayor presión parece moverse en un medio elástico. A una región de alta presión le sigue una región de baja presión, y así se forman una serie de regiones alternas de compresión y rarefacción, que se propagan en el medio en forma de onda. Cada partícula del medio elástico en este caso realizará movimientos oscilatorios.

En medios líquidos y gaseosos, donde no hay fluctuaciones significativas de densidad, las ondas acústicas son de naturaleza longitudinal, es decir, la dirección de vibración de las partículas coincide con la dirección del movimiento de la onda. En los sólidos, además de las deformaciones longitudinales, también se producen deformaciones elásticas de corte, que provocan la excitación de ondas transversales (de corte); en este caso, las partículas oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. La velocidad de propagación de las ondas longitudinales es mucho mayor que la velocidad de propagación de las ondas transversales.

En filosofía, psicología y ecología de los medios de comunicación, el sonido se estudia en relación con su impacto en la percepción y el pensamiento (estamos hablando, por ejemplo, del espacio acústico como un espacio creado por la influencia medios electronicos comunicaciones).

Parámetros físicos del sonido.

La velocidad del sonido en el aire depende de la temperatura y condiciones normales es aproximadamente 340 m/s.

La velocidad del sonido en cualquier medio se calcula mediante la fórmula:

c = 1 β ρ (\displaystyle c=(\sqrt (\frac (1)(\beta \rho )))),

Dónde β (\ Displaystyle \ beta)- compresibilidad adiabática del medio; ρ (\displaystyle \rho )- densidad.

Volumen de sonido

Volumen de sonido- percepción subjetiva de la intensidad del sonido ( valor absoluto sensación auditiva). El volumen depende principalmente de la presión sonora, la amplitud y la frecuencia de las vibraciones del sonido. Además, el volumen de un sonido está influenciado por su composición espectral, localización en el espacio, timbre, duración de la exposición a las vibraciones del sonido, sensibilidad individual del analizador auditivo humano y otros factores.

Generación de sonido

Para generar sonido se suelen utilizar cuerpos vibratorios. de diferente naturaleza provocando vibraciones en el aire circundante. Un ejemplo de tal generación es el uso de cuerdas vocales, parlantes o un diapasón. La mayoría de los instrumentos musicales se basan en el mismo principio. Una excepción son los instrumentos de viento, en los que el sonido se genera por la interacción del flujo de aire con las heterogeneidades del instrumento. Para crear un sonido coherente se utilizan los llamados láseres de sonido o de fonones.

Diagnóstico por ultrasonido

Ultrasonido- vibraciones sonoras elásticas de alta frecuencia. El oído humano percibe ondas elásticas que se propagan en el medio con una frecuencia de aproximadamente 16 Hz-20 kHz; fluctuaciones con más frecuencia alta representan ultrasonido (más allá del límite audible).

Propagación del ultrasonido

La propagación del ultrasonido es el proceso de movimiento en el espacio y el tiempo de las perturbaciones que ocurren en una onda sonora.

Una onda sonora se propaga en una sustancia en estado gaseoso, líquido o sólido en la misma dirección en la que se desplazan las partículas de esta sustancia, es decir, provoca la deformación del medio. La deformación consiste en que se produce una sucesiva rarefacción y compresión de determinados volúmenes del medio, y la distancia entre dos zonas adyacentes corresponde a la longitud de la onda ultrasónica. Cuanto mayor sea la resistencia acústica específica del medio, mayor será el grado de compresión y rarefacción del medio para una amplitud de vibración determinada.

Las partículas del medio involucradas en la transferencia de la energía de las olas oscilan alrededor de su posición de equilibrio. La velocidad a la que las partículas oscilan alrededor de la posición promedio de equilibrio se llama velocidad oscilatoria. La velocidad de vibración de las partículas cambia según la ecuación:

V = U pecado ⁡ (2 π f t + G) (\displaystyle V=U\sin(2\pi ft+G)),

donde V es la magnitud de la velocidad oscilatoria;

• U es la amplitud de la velocidad oscilatoria;
• f - frecuencia de ultrasonido;
• t - tiempo;
• G es la diferencia de fase entre la velocidad de vibración de las partículas y la presión acústica variable.

La amplitud de la velocidad oscilatoria caracteriza la velocidad máxima a la que se mueven las partículas del medio durante el proceso de oscilación y está determinada por la frecuencia de las oscilaciones y la amplitud del desplazamiento de las partículas del medio.

U = 2 π f A (\displaystyle U=2\pi fA),

Difracción, interferencia

Cuando las ondas ultrasónicas se propagan, son posibles fenómenos de difracción, interferencia y reflexión.

La difracción (ondas que se curvan alrededor de los obstáculos) ocurre cuando la longitud de onda ultrasónica es comparable (o mayor) al tamaño del obstáculo en el camino. Si el obstáculo es grande en comparación con la longitud de onda acústica, entonces no hay fenómeno de difracción.

Cuando varias ondas ultrasónicas se mueven simultáneamente en un medio, se produce una superposición (superposición) de estas ondas en cada punto específico del medio. La superposición de ondas de la misma frecuencia unas sobre otras se llama interferencia. Si las ondas ultrasónicas se cruzan al pasar a través de un objeto, en ciertos puntos del medio se observa un aumento o disminución de las vibraciones. En este caso, el estado del punto del medio donde se produce la interacción depende de la relación de fases de las vibraciones ultrasónicas en este punto. Si las ondas ultrasónicas alcanzan una determinada área del medio en las mismas fases (en fase), entonces los desplazamientos de partículas tienen los mismos signos y la interferencia en tales condiciones conduce a un aumento en la amplitud de las oscilaciones. Si las ondas llegan a un punto del medio en antifase, entonces el desplazamiento de las partículas será en diferentes direcciones, lo que conduce a una disminución en la amplitud de las oscilaciones.

Absorción de ondas ultrasónicas.

Dado que el medio en el que se propaga el ultrasonido tiene viscosidad, conductividad térmica y otras causas de fricción interna, la absorción se produce a medida que la onda se propaga, es decir, a medida que se aleja de la fuente, la amplitud y energía de las vibraciones ultrasónicas se vuelven más pequeñas. El medio en el que se propaga el ultrasonido interactúa con la energía que lo atraviesa y absorbe parte de ella. La mayor parte de la energía absorbida se convierte en calor, la parte más pequeña provoca cambios estructurales irreversibles en la sustancia transmisora. La absorción es el resultado de la fricción de las partículas entre sí; es diferente en diferentes medios. La absorción también depende de la frecuencia de las vibraciones ultrasónicas. Teóricamente, la absorción es proporcional al cuadrado de la frecuencia.

La cantidad de absorción se puede caracterizar mediante el coeficiente de absorción, que muestra cómo cambia la intensidad del ultrasonido en el medio irradiado. Aumenta al aumentar la frecuencia. La intensidad de las vibraciones ultrasónicas en el medio disminuye exponencialmente. Este proceso es causado por la fricción interna, la conductividad térmica del medio absorbente y su estructura. Se caracteriza aproximadamente por el tamaño de la capa semiabsorbente, que muestra a qué profundidad la intensidad de las vibraciones disminuye a la mitad (más precisamente, 2.718 veces o un 63%). Según Pahlman, a una frecuencia de 0,8 MHz, los valores medios de la capa semiabsorbente para algunos tejidos son los siguientes: tejido adiposo- 6,8 cm; musculoso - 3,6 cm; tejido adiposo y muscular juntos: 4,9 cm. Al aumentar la frecuencia de los ultrasonidos, el tamaño de la capa semiabsorbente disminuye. Así, a una frecuencia de 2,4 MHz, la intensidad del ultrasonido que pasa a través de la grasa y tejido muscular, disminuye a la mitad a una profundidad de 1,5 cm.

Además, es posible una absorción anormal de la energía de las vibraciones ultrasónicas en algunos rangos de frecuencia; esto depende de las características. estructura molecular de este tejido. Se sabe que 2/3 de la energía de los ultrasonidos se atenúa a nivel molecular y 1/3 a nivel de estructuras tisulares microscópicas.

Profundidad de penetración de las ondas ultrasónicas.

La profundidad de penetración del ultrasonido se refiere a la profundidad a la que la intensidad se reduce a la mitad. Este valor es inversamente proporcional a la absorción: cuanto más intensamente el medio absorbe los ultrasonidos, más corta será la distancia a la que la intensidad del ultrasonido se atenúa a la mitad.

Dispersión de ondas ultrasónicas.

Si hay faltas de homogeneidad en el medio, se produce una dispersión del sonido, que puede cambiar significativamente el patrón de propagación simple del ultrasonido y, en última instancia, también hacer que la onda se atenúe en la dirección de propagación original.

Refracción de ondas ultrasónicas.

Dado que la resistencia acústica de los tejidos blandos humanos no es muy diferente de la resistencia del agua, se puede suponer que en la interfaz entre los medios (epidermis - dermis - fascia - músculo) se observará la refracción de las ondas ultrasónicas.

Reflexión de ondas ultrasónicas.

Basado en el fenómeno de la reflexión. diagnóstico por ultrasonido. La reflexión ocurre en las áreas fronterizas de piel y grasa, grasa y músculo, músculo y hueso. Si el ultrasonido, mientras se propaga, encuentra un obstáculo, entonces se produce una reflexión; si el obstáculo es pequeño, entonces el ultrasonido parece fluir a su alrededor; Las heterogeneidades del cuerpo no provocan desviaciones significativas, ya que en comparación con la longitud de onda (2 mm) sus tamaños (0,1-0,2 mm) pueden despreciarse. Si el ultrasonido encuentra en su trayectoria órganos cuyas dimensiones son mayores que la longitud de onda, se produce la refracción y reflexión del ultrasonido. El reflejo más fuerte se observa en los límites entre el hueso y el tejido circundante y el tejido y el aire. El aire tiene baja densidad y se observa un reflejo casi completo de los ultrasonidos. El reflejo de las ondas ultrasónicas se observa en el límite músculo-periostio-hueso, en la superficie de los órganos huecos.

Ondas ultrasónicas viajeras y estacionarias.

Si, cuando las ondas ultrasónicas se propagan en un medio, no se reflejan, se forman ondas viajeras. Como resultado de las pérdidas de energía, los movimientos oscilatorios de las partículas del medio se atenúan gradualmente y cuanto más se alejan las partículas de la superficie radiante, menor es la amplitud de sus oscilaciones. Si en el camino de propagación de las ondas ultrasónicas hay tejidos con diferentes resistencias acústicas específicas, entonces, en un grado u otro, las ondas ultrasónicas se reflejan desde la interfaz límite. La superposición de ondas ultrasónicas incidentes y reflejadas puede dar lugar a ondas estacionarias. Para que se produzcan ondas estacionarias, la distancia desde la superficie emisora ​​a la superficie reflectante debe ser múltiplo de la mitad de la longitud de onda.

Cada instrumento musical suena en su propio rango de frecuencia. La información sobre los límites del sonido de un instrumento ayuda al ingeniero de sonido: mezclar música es mucho más fácil cuando se sabe en qué rango suena un instrumento en particular.

Para evitar adivinar y buscar el rango deseado, en 2012 la revista Sound On Sound preparó una tabla especial de frecuencias de instrumentos musicales populares. Dado que esta hoja de trucos fue creada para personas que poseen Inglés, editores sitio web tradujo y adaptó la tabla para músicos rusos.

Tabla de frecuencias de sonido para instrumentos musicales de Sound On Sound

La tabla de frecuencias del sonido consta de dos partes. Primera parte es un diagrama "Frecuencias de los instrumentos", que proporciona información sobre los rangos de frecuencia de varios instrumentos musicales comunes. Los instrumentos se dividen en cinco grupos: voz humana, instrumentos de percusión, guitarra y bajo, instrumentos de cuerda e instrumentos de viento. Además, el diagrama refleja los rangos de sonido de los instrumentos dados, para lo cual la ilustración se complementa con una lista de octavas y los nombres y frecuencias de los sonidos incluidos en ellas.

Tabla de frecuencias de sonido. Captura de pantalla de la primera parte.

Segunda parte: “Naturaleza subjetiva del sonido”- es una tabla que muestra las principales frecuencias para ecualizar instrumentos musicales populares, y también da descripciones comparativas estas frecuencias. La información de la tabla muestra claramente cómo hacer que el sonido de los instrumentos populares sea más agudo, más agudo, más claro o más inteligible.

Al mismo tiempo, los creadores señalan que no se esforzaron por crear una guía completa de ecualización, sino que querían crear una guía visual que ayudara a los músicos e ingenieros de sonido a grabar y mezclar música.

Tabla de frecuencias de sonido. Captura de pantalla.

Editorial sitio web tradujo y adaptó los textos de la tabla y también hizo una serie de adiciones explicativas. La tabla de frecuencias de audio se distribuye como un archivo PDF que está listo para imprimir en resolución alta. El documento contiene márgenes recortados y otra información útil para los impresores. Tenga en cuenta que es mejor imprimir la tabla en formato A3, ya que al imprimir en una hoja A4 se pierde la legibilidad del contenido debido a la abundancia de texto pequeño.

Breve tabla de frecuencias de audio de iZotope

iZotope también creó su propia tabla de frecuencias de audio, pero la hizo mucho más compacta. A diferencia del extenso trabajo de Sound On Sound, los especialistas de iZotope proporcionaron datos en su propia tabla solo para los más populares. instrumentos musicales: voces masculinas y femeninas, batería y guitarras.

iZotope decidió no sobrecargar a los músicos con información, dividiendo los instrumentos en tres grupos: voces, percusión e instrumentos con trastes (los más necesarios según los autores). A pesar del menor contenido informativo, también tradujimos la tabla.

En el archivo a continuación encontrará la tabla en formato PDF. El documento es fácil de leer y cabe en una hoja A4 sin problemas. El único aspecto negativo que encontramos en el documento original es la ausencia de márgenes para sangrados y otra información tipográfica útil. En cualquier caso, incluso sin estos datos, la mesa no pierde su utilidad para los músicos.

Si ha descargado las tablas, estaremos encantados de agradecérselo volviendo a publicar esta entrada en su cuenta. redes sociales o suscríbete a nuestro canal de Telegram @samesound. ¡Buena suerte con tu creatividad!