耳朵如何聽聲音辨方位？

大家都知道人的耳朵由外耳、中耳、內(nèi)耳三個部分組成。外耳和中耳都是傳導(dǎo)聲波的重要部分，從外耳的耳廓收集外界的聲波，接著通過外耳道、中耳集中將聲波傳到鼓膜的地方。而內(nèi)耳則是感受聲音以及感受身體在靜止?fàn)顟B(tài)和運(yùn)動時的位置器官。不過鼓膜位于中耳中，是一塊像鴨蛋形薄膜，面積大概為85平方毫米，而且很靈敏，由外耳傳來的聲波傳到中耳，接著引起鼓膜振動，而鼓膜的振動又導(dǎo)致三塊聽小骨振動，繼而引起內(nèi)耳中位聽神經(jīng)的感知，立即將“信息”傳送到大腦。于是這樣人的大腦通過人的耳朵就會馬上感受到外界的各種各樣聲音。

究竟什么在聲源定位中起主導(dǎo)作用呢?目前這個問題尚無定論.起初有人認(rèn)為是時間差起主要作用，但實(shí)驗(yàn)證明,上述結(jié)論當(dāng)頻率在1KHZ以下時非常明顯是正確的,但頻率再高時情況就不同了.隨著頻率的升高,聆聽者雙耳產(chǎn)生的時間差也隨之增加，甚至可能出現(xiàn)一個相位差對應(yīng)幾種不同的聲音入射方向,難以判斷相位超前還是落后，因此聲源無法定位.另外一些人認(rèn)為強(qiáng)度差在聲源定位中是主導(dǎo)因素,這對高頻聲音定位容易解釋.但如前所述,頻率在300HZ以下的聲音利用強(qiáng)度差卻無法定位.

前對這個問題的解釋，比較流行的說法是：聲波在聆聽者兩耳產(chǎn)生的時間差，可以作為低頻和中頻定位的主要依據(jù)，強(qiáng)度差可以作為高頻定位的主要依據(jù)。需要指出的是對于3KHZ附近的過度頻率范圍，無論是相位差還是強(qiáng)度差這兩個因素均難于解釋聲音的定位作用。事實(shí)上在這一頻率范圍內(nèi)人耳的定位作用也差。

實(shí)驗(yàn)還證明，對于位于聆聽者前面的聲源，水平面上聲音定位的準(zhǔn)確度一般是10到15度;對于聆聽者后面的聲源定位精度要低的多，這可以用耳朵的屏蔽效應(yīng)解釋。不同的人聽覺的靈敏度不同，對聲源定位的精確度也不同。聽覺靈敏的人(例如樂隊(duì)指揮)對其前面聲源定位的精度可以達(dá)到3度，對聲音強(qiáng)度差的判斷可達(dá)1DB!

人耳對聲音高度(仰角)的定位原理，目前還不太清楚，曾經(jīng)有人認(rèn)為，人對聲源方位仰角的判斷很遲鈍，也有人認(rèn)為人的聽覺能力僅限于水平面,對仰角的判斷是依靠都部微小的轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)的.近來還有人提出單耳效應(yīng)對垂直定位很重要.我個人認(rèn)為,應(yīng)該是響度差,相位差和反射聲混響聲共同作用的結(jié)果，而且每個頻率他們各自的作用都不同.關(guān)于深度定位，聆聽者聽到的直達(dá)聲和間隔聲(包括室內(nèi)前期反射聲與混響聲)的強(qiáng)度對比是一個重要因素。順便指出，人對聲源的定位，除了聽覺的生理作用以外，還涉及到心理作用。目前有人提出的"心理聲學(xué)效應(yīng)"就將聲學(xué)和心理學(xué)進(jìn)行了聯(lián)系.

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