Ondes sonores perçues par l'oreille humaine. Perception sonore

Audition humaine

Audience- la capacité des organismes biologiques à percevoir les sons avec leurs organes auditifs ; une fonction spéciale de l'aide auditive, excitée par les vibrations sonores de l'environnement, comme l'air ou l'eau. Une des sensations biologiques lointaines, également appelée perception acoustique. Fourni par le système sensoriel auditif.

L'audition humaine est capable d'entendre des sons allant de 16 Hz à 22 kHz lorsque les vibrations sont transmises par l'air, et jusqu'à 220 kHz lorsque le son est transmis par les os du crâne. Ces ondes ont une signification biologique importante, par exemple, les ondes sonores comprises entre 300 et 4 000 Hz correspondent à la voix humaine. Les sons supérieurs à 20 000 Hz n'ont que peu d'importance pratique car ils décélérent rapidement ; les vibrations inférieures à 60 Hz sont perçues par le sens des vibrations. La gamme de fréquences qu’une personne est capable d’entendre est appelée gamme auditive ou sonore ; les fréquences plus élevées sont appelées ultrasons et les fréquences plus basses sont appelées infrasons.

La capacité à distinguer les fréquences sonores dépend grandement de chaque individu : son âge, son sexe, son hérédité, sa susceptibilité aux maladies auditives, son entraînement et sa fatigue auditive. Certaines personnes sont capables de percevoir des sons de fréquences relativement élevées - jusqu'à 22 kHz, voire plus.
Chez l’homme, comme chez la plupart des mammifères, l’organe de l’audition est l’oreille. Chez un certain nombre d'animaux, la perception auditive s'effectue à travers une combinaison de divers organes, dont la structure peut différer considérablement de celle de l'oreille des mammifères. Certains animaux sont capables de percevoir des vibrations acoustiques inaudibles par l'homme (ultrasons ou infrasons). Les chauves-souris utilisent les ultrasons pour l'écholocation pendant le vol. Les chiens sont capables d’entendre les ultrasons, ce sur quoi fonctionnent les sifflets silencieux. Il existe des preuves que les baleines et les éléphants peuvent utiliser les infrasons pour communiquer.
Une personne peut distinguer plusieurs sons en même temps car il peut y avoir plusieurs ondes stationnaires dans la cochlée en même temps.

Le mécanisme de fonctionnement du système auditif :

Un signal sonore de toute nature peut être décrit par un certain ensemble de caractéristiques physiques :
fréquence, intensité, durée, structure temporelle, spectre, etc.

Ils correspondent à certaines sensations subjectives qui surviennent lorsque le système auditif perçoit des sons : volume, hauteur, timbre, battements, consonance-dissonance, masquage, localisation-effet stéréo, etc.
Les sensations auditives sont liées aux caractéristiques physiques de manière ambiguë et non linéaire. Par exemple, l'intensité sonore dépend de l'intensité du son, de sa fréquence, de son spectre, etc. Au siècle dernier, la loi de Fechner a été établie, confirmant que cette relation est non linéaire : « Les sensations
sont proportionnels au rapport des logarithmes du stimulus." Par exemple, les sensations d'un changement de volume sont principalement associées à un changement du logarithme d'intensité, de hauteur - à un changement du logarithme de fréquence, etc.

Il reconnaît toutes les informations sonores qu'une personne reçoit du monde extérieur (c'est environ 25% du total) à l'aide du système auditif et du travail des parties supérieures du cerveau, les traduit dans le monde de ses sensations. , et prend des décisions sur la manière d’y réagir.
Avant de commencer à étudier le problème de la façon dont le système auditif perçoit la hauteur, attardons-nous brièvement sur le mécanisme de fonctionnement du système auditif.
De nombreux résultats nouveaux et très intéressants ont maintenant été obtenus dans cette direction.
Le système auditif est une sorte de récepteur d’informations et se compose de la partie périphérique et des parties supérieures du système auditif. Les processus de transformation des signaux sonores dans la partie périphérique de l'analyseur auditif ont été les plus étudiés.

Partie périphérique

Il s'agit d'une antenne acoustique qui reçoit, localise, focalise et amplifie le signal sonore ;
- microphone;
- analyseur de fréquence et de temps ;
- un convertisseur analogique-numérique qui convertit un signal analogique en impulsions nerveuses binaires - décharges électriques.

Une vue générale du système auditif périphérique est présentée dans la première figure. Généralement, le système auditif périphérique est divisé en trois parties : l’oreille externe, l’oreille moyenne et l’oreille interne.

L'oreille externe se compose du pavillon et du conduit auditif, se terminant par une fine membrane appelée tympan.
Les oreilles externes et la tête sont des composants d'une antenne acoustique externe qui relie (fait correspondre) le tympan au champ sonore externe.
Les principales fonctions de l’oreille externe sont la perception binaurale (spatiale), la localisation de la source sonore et l’amplification de l’énergie sonore, en particulier dans les régions des moyennes et hautes fréquences.

Canal auditif Il s'agit d'un tube cylindrique incurvé de 22,5 mm de long, qui a une première fréquence de résonance d'environ 2,6 kHz, donc dans cette gamme de fréquences, il amplifie considérablement le signal sonore, et c'est là que se trouve la région de sensibilité auditive maximale.

Tympan - un film mince d'une épaisseur de 74 microns, a la forme d'un cône, avec sa pointe tournée vers l'oreille moyenne.
Aux basses fréquences, il se déplace comme un piston, aux fréquences plus élevées, il forme un système complexe de lignes nodales, qui est également important pour amplifier le son.

Oreille moyenne- une cavité remplie d'air reliée au nasopharynx par la trompe d'Eustache pour égaliser la pression atmosphérique.
Lorsque la pression atmosphérique change, l'air peut entrer ou sortir de l'oreille moyenne, de sorte que le tympan ne répond pas aux changements lents de la pression statique - descente et montée, etc. Il y a trois petits osselets auditifs dans l'oreille moyenne :
marteau, enclume et étrier.
Le marteau est attaché au tympan à une extrémité, l'autre entre en contact avec l'enclume, qui est relié à l'étrier à l'aide d'un petit ligament. La base de l'étrier est reliée à la fenêtre ovale de l'oreille interne.

Oreille moyenne remplit les fonctions suivantes :
faire correspondre l'impédance de l'environnement aérien avec l'environnement liquide de la cochlée de l'oreille interne ; protection contre les sons forts (réflexe acoustique) ; amplification (mécanisme à levier), grâce à laquelle la pression acoustique transmise à l'oreille interne est amplifiée de près de 38 dB par rapport à celle qui frappe le tympan.

Oreille interne situé dans le labyrinthe de canaux de l'os temporal et comprend l'organe de l'équilibre (appareil vestibulaire) et la cochlée.

Escargot(cochlée) joue un rôle majeur dans la perception auditive. C'est un tube de section variable, enroulé trois fois comme une queue de serpent. Une fois déplié, il mesure 3,5 cm de long et à l'intérieur, l'escargot présente une structure extrêmement complexe. Sur toute sa longueur, elle est divisée par deux membranes en trois cavités : la rampe vestibule, la cavité médiane et la rampe tympanique.

La transformation des vibrations mécaniques de la membrane en impulsions électriques discrètes des fibres nerveuses se produit dans l'organe de Corti. Lorsque la membrane basilaire vibre, les cils des cellules ciliées se plient, ce qui génère un potentiel électrique, qui provoque un flux d'influx nerveux électriques qui transportent toutes les informations nécessaires sur le signal sonore reçu au cerveau pour un traitement et une réponse ultérieurs.

Les parties supérieures du système auditif (y compris le cortex auditif) peuvent être considérées comme un processeur logique qui identifie (décode) les signaux sonores utiles sur fond de bruit, les regroupe selon certaines caractéristiques, les compare avec des images en mémoire, détermine leur valeur de l’information et prend des décisions concernant les actions de réponse.

Le concept de son et de bruit. Le pouvoir du son.

Le son est un phénomène physique qui est la propagation de vibrations mécaniques sous forme d'ondes élastiques dans un milieu solide, liquide ou gazeux. Comme toute onde, le son est caractérisé par son amplitude et son spectre de fréquences. L'amplitude d'une onde sonore est la différence entre les valeurs de densité la plus élevée et la plus basse. La fréquence du son est le nombre de vibrations de l'air par seconde. La fréquence est mesurée en Hertz (Hz).

Les ondes de fréquences différentes sont perçues par nous comme des sons de différentes hauteurs. Les sons dont la fréquence est inférieure à 16 – 20 Hz (la plage auditive humaine) sont appelés infrasons ; de 15 – 20 kHz à 1 GHz, – ultrasons, de 1 GHz – hypersons. Parmi les sons entendus figurent les sons phonétiques (les sons de la parole et les phonèmes qui composent le langage parlé) et les sons musicaux (les sons qui composent la musique). Les sons musicaux contiennent non pas un, mais plusieurs sons, et parfois des composantes sonores dans une large gamme de fréquences.

Le bruit est un type de son ; il est perçu par les personnes comme désagréable, dérangeant voire douloureux, créant un inconfort acoustique.

Pour quantifier le son, des paramètres moyennés sont utilisés, déterminés sur la base de lois statistiques. L'intensité sonore est un terme obsolète qui décrit une quantité similaire, mais non identique, à l'intensité sonore. Cela dépend de la longueur d'onde. Unité de mesure de l'intensité sonore - bel (B). Niveau sonore plus souvent Total mesuré en décibels (c'est 0,1B). L'audition d'une personne peut détecter une différence de niveau de volume d'environ 1 dB.

Pour mesurer le bruit acoustique, le laboratoire Orfield a été fondé dans le sud de Minneapolis par Stephen Orfield. Pour obtenir un silence exceptionnel, la pièce utilise des plates-formes acoustiques en fibre de verre d'un mètre d'épaisseur, des doubles parois en acier isolé et du béton de 30 cm d'épaisseur. La pièce bloque 99,99 pour cent des sons externes et absorbe les sons internes. Cette caméra est utilisée par de nombreux fabricants pour tester le volume de leurs produits, tels que les valves cardiaques, le son de l'écran d'un téléphone portable et le son d'un interrupteur du tableau de bord d'une voiture. Il est également utilisé pour déterminer la qualité du son.

Des sons de force variable ont des effets différents sur le corps humain. Donc Un son jusqu'à 40 dB a un effet apaisant. L'exposition à un son de 60 à 90 dB provoque une sensation d'irritation, de fatigue et des maux de tête. Un son d'une force de 95 à 110 dB provoque progressivement un affaiblissement de l'audition, un stress neuropsychique et diverses maladies. Un son à partir de 114 dB provoque une intoxication sonore semblable à une intoxication alcoolique, perturbe le sommeil, détruit le psychisme et conduit à la surdité.

En Russie, il existe des normes sanitaires pour les niveaux de bruit admissibles, où, pour divers territoires et conditions de présence d'une personne, les valeurs maximales de niveau de bruit sont données :

· sur le territoire du microdistrict 45-55 dB ;

· dans les classes scolaires 40-45 dB ;

· hôpitaux 35-40 dB ;

· dans l'industrie 65-70 dB.

La nuit (23h00-7h00), les niveaux de bruit devraient être inférieurs de 10 dB.

Exemples d'intensité sonore en décibels :

· Bruissement des feuilles : 10

· Surface habitable : 40

· Conversation : 40-45

· Bureau : 50-60

· Bruit du magasin : 60

Télévision, cris, rire à une distance de 1 m : 70–75

· Rue : 70-80

Usine (industrie lourde) : 70-110

· Tronçonneuse : 100

· Lancement de jet : 120-130

· Bruit disco : 175

Perception humaine des sons

L'audition est la capacité des organismes biologiques à percevoir les sons avec leurs organes auditifs. L'origine du son repose sur les vibrations mécaniques des corps élastiques. Dans la couche d'air immédiatement adjacente à la surface du corps oscillant, une condensation (compression) et une raréfaction se produisent. Ces compressions et raréfactions alternent dans le temps et se propagent latéralement sous la forme d'une onde longitudinale élastique, qui atteint l'oreille et provoque des fluctuations périodiques de pression à proximité, affectant l'analyseur auditif.

Une personne ordinaire est capable d'entendre des vibrations sonores dans la gamme de fréquences allant de 16 à 20 Hz à 15 à 20 kHz. La capacité à distinguer les fréquences sonores dépend grandement de chaque individu : son âge, son sexe, sa susceptibilité aux maladies auditives, son entraînement et sa fatigue auditive.

Chez l'homme, l'organe de l'audition est l'oreille, qui perçoit les impulsions sonores et est également responsable de la position du corps dans l'espace et de la capacité à maintenir l'équilibre. Il s'agit d'un organe apparié situé dans les os temporaux du crâne, limité extérieurement par les oreillettes. Elle est représentée par trois sections : l'oreille externe, moyenne et interne, chacune remplissant ses propres fonctions spécifiques.

L'oreille externe est constituée du pavillon et du conduit auditif externe. L'oreillette des organismes vivants fonctionne comme un récepteur d'ondes sonores, qui sont ensuite transmises à l'intérieur de l'aide auditive. La valeur de l'oreillette chez l'homme est beaucoup plus petite que chez les animaux, elle est donc pratiquement immobile chez l'homme.

Les plis du pavillon de l'oreille humaine introduisent de petites distorsions de fréquence dans le son entrant dans le conduit auditif, en fonction de la localisation horizontale et verticale du son. Ainsi, le cerveau reçoit des informations supplémentaires pour clarifier l'emplacement de la source sonore. Cet effet est parfois utilisé en acoustique, notamment pour créer une sensation de son surround lors de l'utilisation d'un casque ou d'un appareil auditif. Le conduit auditif externe se termine en aveugle : il est séparé de l'oreille moyenne par le tympan. Les ondes sonores captées par l'oreillette frappent le tympan et le font vibrer. À leur tour, les vibrations du tympan sont transmises à l’oreille moyenne.

La partie principale de l'oreille moyenne est la cavité tympanique - un petit espace d'un volume d'environ 1 cm³ situé dans l'os temporal. Il y a ici trois osselets auditifs : le marteau, l'enclume et l'étrier - ils sont reliés entre eux et à l'oreille interne (fenêtre du vestibule), ils transmettent les vibrations sonores de l'oreille externe à l'oreille interne, tout en amplifiant simultanément eux. La cavité de l'oreille moyenne est reliée au nasopharynx par la trompe d'Eustache, à travers laquelle la pression atmosphérique moyenne à l'intérieur et à l'extérieur du tympan est égalisée.

L’oreille interne est appelée labyrinthe en raison de sa forme complexe. Le labyrinthe osseux est constitué du vestibule, de la cochlée et des canaux semi-circulaires, mais seule la cochlée est directement liée à l'audition, à l'intérieur de laquelle se trouve un canal membraneux rempli de liquide, sur la paroi inférieure duquel se trouve un appareil récepteur de l'analyseur auditif, recouvert de cellules ciliées. Les cellules ciliées détectent les vibrations du liquide remplissant le canal. Chaque cellule ciliée est réglée sur une fréquence sonore spécifique.

L'organe auditif humain fonctionne comme suit. Les oreillettes captent les vibrations des ondes sonores et les dirigent vers le conduit auditif. Les vibrations sont envoyées le long de celle-ci jusqu'à l'oreille moyenne et, lorsqu'elles atteignent le tympan, le font vibrer. Grâce au système des osselets auditifs, les vibrations sont transmises plus loin - à l'oreille interne (les vibrations sonores sont transmises à la membrane de la fenêtre ovale). Les vibrations de la membrane provoquent le déplacement du fluide dans la cochlée, ce qui fait vibrer la membrane basale. Lorsque les fibres bougent, les poils des cellules réceptrices touchent la membrane tégumentaire. L'excitation apparaît dans les récepteurs, qui sont finalement transmises le long du nerf auditif jusqu'au cerveau, où, à travers le mésencéphale et le diencéphale, l'excitation pénètre dans la zone auditive du cortex cérébral, située dans les lobes temporaux. Ici, la distinction finale est faite entre la nature du son, sa tonalité, son rythme, sa force, sa hauteur et sa signification.

L'effet du bruit sur les humains

Il est difficile de surestimer l’impact du bruit sur la santé des personnes. Le bruit fait partie de ces facteurs auxquels on ne peut pas s’habituer. Il semble seulement à une personne qu'elle est habituée au bruit, mais la pollution acoustique, agissant en permanence, détruit la santé humaine. Le bruit provoque une résonance des organes internes, les usant progressivement sans qu’on s’en aperçoive. Ce n’est pas pour rien qu’au Moyen Âge on exécutait « au son de la cloche ». Le rugissement des cloches tourmentait et tuait lentement le condamné.

Pendant longtemps, l'effet du bruit sur le corps humain n'a pas été spécifiquement étudié, même si déjà dans l'Antiquité, ses méfaits étaient connus. Actuellement, des scientifiques de nombreux pays du monde mènent diverses études pour déterminer l'effet du bruit sur la santé humaine. Tout d’abord, les systèmes nerveux, cardiovasculaire et digestif sont affectés par le bruit. Il existe une relation entre l'incidence et la durée de vie dans des conditions de pollution acoustique. Une augmentation des maladies est observée après avoir vécu 8 à 10 ans lorsqu'elle est exposée à un bruit d'une intensité supérieure à 70 dB.

Le bruit à long terme affecte négativement l'organe auditif, réduisant ainsi la sensibilité au son. Une exposition régulière et prolongée à un bruit industriel de 85 à 90 dB entraîne une perte auditive (perte auditive progressive). Si l'intensité sonore est supérieure à 80 dB, il existe un risque de perte de sensibilité des villosités situées dans l'oreille moyenne - les processus des nerfs auditifs. Le décès de la moitié d’entre eux n’entraîne pas encore de perte auditive notable. Et si plus de la moitié meurent, la personne sera plongée dans un monde dans lequel le bruissement des arbres et le bourdonnement des abeilles ne peuvent être entendus. Avec la perte des trente mille villosités auditives, une personne entre dans un monde de silence.

Le bruit a un effet cumulatif, c'est-à-dire L'irritation acoustique, s'accumulant dans le corps, déprime de plus en plus le système nerveux. Par conséquent, avant la perte auditive due à l'exposition au bruit, un trouble fonctionnel du système nerveux central survient. Le bruit a un effet particulièrement néfaste sur l'activité neuropsychique du corps. Le développement des maladies neuropsychiatriques est plus élevé chez les personnes travaillant dans des conditions bruyantes que chez celles travaillant dans des conditions sonores normales. Tous les types d'activité intellectuelle sont affectés, l'humeur se dégrade, il y a parfois un sentiment de confusion, d'anxiété, de peur, de peur., et à haute intensité - une sensation de faiblesse, comme après un fort choc nerveux. Au Royaume-Uni, par exemple, un homme sur quatre et une femme sur trois souffrent de névroses dues à des niveaux de bruit élevés.

Les bruits provoquent des troubles fonctionnels du système cardiovasculaire. Les changements qui se produisent dans le système cardiovasculaire humain sous l'influence du bruit présentent les symptômes suivants : douleurs dans la région cardiaque, palpitations, instabilité du pouls et de la pression artérielle, et parfois il y a une tendance aux spasmes des capillaires des extrémités et du fond d'œil. l'oeil. Les changements fonctionnels qui se produisent dans le système circulatoire sous l'influence d'un bruit intense peuvent, au fil du temps, entraîner des modifications persistantes du tonus vasculaire, contribuant au développement de l'hypertension.

Sous l'influence du bruit, les métabolismes des glucides, des graisses, des protéines et du sel changent, ce qui se manifeste par des modifications de la composition biochimique du sang (diminution de la glycémie). Le bruit a un effet néfaste sur les analyseurs visuels et vestibulaires, réduit l'activité réflexe ce qui provoque souvent des accidents et des blessures. Plus l'intensité du bruit est élevée, moins une personne voit et réagit à ce qui se passe.

Le bruit affecte également la capacité à réaliser des activités intellectuelles et éducatives. Par exemple, sur les performances des élèves. En 1992, l'aéroport de Munich a été transféré dans une autre partie de la ville. Et il s'est avéré que les étudiants vivant à proximité de l'ancien aéroport, qui avant sa fermeture affichaient de mauvais résultats en lecture et en mémorisation, ont commencé à montrer de bien meilleurs résultats en silence. Mais dans les écoles de la zone où l'aéroport a été déplacé, les résultats scolaires se sont au contraire détériorés et les enfants ont reçu une nouvelle excuse pour de mauvaises notes.

Les chercheurs ont découvert que le bruit peut détruire les cellules végétales. Par exemple, des expériences ont montré que les plantes exposées à des bombardements sonores se dessèchent et meurent. La cause du décès est un dégagement excessif d'humidité par les feuilles : lorsque le niveau sonore dépasse une certaine limite, les fleurs fondent littéralement en larmes. L’abeille perd sa capacité à naviguer et cesse de travailler lorsqu’elle est exposée au bruit d’un avion à réaction.

La musique moderne très bruyante altère également l’audition et provoque des maladies nerveuses. Chez 20 pour cent des garçons et des filles qui écoutent souvent de la musique moderne à la mode, leur audition était aussi émoussée que celle des personnes de 85 ans. Les joueurs et les discothèques représentent un danger particulier pour les adolescents. En règle générale, le niveau sonore dans une discothèque est compris entre 80 et 100 dB, ce qui est comparable au niveau sonore d'un trafic routier intense ou d'un avion à turboréacteur décollant à 100 m. Le volume sonore du lecteur est de 100 à 114 dB. Un marteau-piqueur est presque aussi assourdissant. Des tympans sains peuvent résister à un volume sonore de 110 dB pendant 1,5 minute maximum sans dommage. Les scientifiques français notent que la déficience auditive de notre siècle se propage activement parmi les jeunes ; En vieillissant, ils sont plus susceptibles d’avoir besoin d’appareils auditifs. Même de faibles niveaux de volume interfèrent avec la concentration pendant le travail mental. La musique, même très douce, réduit l'attention - cela doit être pris en compte lors des devoirs. Lorsque le son augmente, le corps produit beaucoup d’hormones de stress, comme l’adrénaline. Dans le même temps, les vaisseaux sanguins se rétrécissent et la fonction intestinale ralentit. À l'avenir, tout cela peut entraîner des troubles du fonctionnement du cœur et de la circulation sanguine. La déficience auditive due au bruit est une maladie incurable. Il est presque impossible de réparer chirurgicalement un nerf endommagé.

Non seulement les sons que nous entendons nous affectent négativement, mais aussi ceux qui se situent en dehors de la plage d'audibilité : en premier lieu les infrasons. Les infrasons se produisent dans la nature lors de tremblements de terre, de foudre et de vents violents. En ville, les sources d'infrasons sont les machines lourdes, les ventilateurs et tout équipement qui vibre. . Les infrasons jusqu'à 145 dB provoquent un stress physique, de la fatigue, des maux de tête et des troubles du fonctionnement de l'appareil vestibulaire. Si les infrasons sont plus forts et durent plus longtemps, une personne peut ressentir des vibrations dans la poitrine, une bouche sèche, une vision floue, des maux de tête et des étourdissements.

Le danger des infrasons est qu’il est difficile de s’en protéger : contrairement au bruit ordinaire, ils sont pratiquement impossibles à absorber et se propagent beaucoup plus loin. Pour le supprimer, il est nécessaire de réduire le son à la source elle-même à l'aide d'un équipement spécial : des silencieux de type réactif.

Le silence complet a également des effets néfastes sur le corps humain. Ainsi, les employés d'un bureau d'études, doté d'une excellente isolation phonique, ont commencé en une semaine à se plaindre de l'impossibilité de travailler dans des conditions de silence oppressant. Ils étaient nerveux et perdaient leur capacité de travailler.

L'événement suivant peut être considéré comme un exemple spécifique de l'impact du bruit sur les organismes vivants. Des milliers de poussins non éclos sont morts à la suite des travaux de dragage effectués par la société allemande Mobius sur ordre du ministère des Transports de l'Ukraine. Le bruit des équipements en fonctionnement s'est propagé sur 5 à 7 km, ayant un impact négatif sur les territoires adjacents de la Réserve de biosphère du Danube. Les représentants de la Réserve de biosphère du Danube et de trois autres organisations ont été contraints de constater avec douleur la mort de toute la colonie de sternes ponctuées et de sternes pierregarin situées sur la flèche de Ptichya. Les dauphins et les baleines sont échoués à cause des sons forts du sonar militaire.

Sources de bruit en ville

Les sons ont les effets les plus nocifs sur les habitants des grandes villes. Mais même dans les banlieues, vous pouvez souffrir de nuisances sonores causées par les équipements en fonctionnement de vos voisins : une tondeuse à gazon, un tour ou une chaîne stéréo. Leur bruit peut dépasser les normes maximales autorisées. Et pourtant, la principale pollution sonore se produit en ville. Sa source est dans la plupart des cas les véhicules. La plus grande intensité sonore provient des autoroutes, des métros et des tramways.

Transport automobile. Les niveaux de bruit les plus élevés sont observés dans les rues principales des villes. L'intensité moyenne du trafic atteint 2 000 à 3 000 unités de transport par heure ou plus, et les niveaux de bruit maximaux sont de 90 à 95 dB.

Le niveau de bruit de la rue est déterminé par l'intensité, la vitesse et la composition du flux de circulation. De plus, le niveau de bruit de la rue dépend des décisions d'aménagement (profil longitudinal et transversal des rues, hauteur et densité des bâtiments) et d'éléments d'aménagement paysager tels que le revêtement de la chaussée et la présence d'espaces verts. Chacun de ces facteurs peut modifier le niveau de bruit des transports jusqu'à 10 dB.

Dans une ville industrielle, un pourcentage élevé de transport de marchandises sur les autoroutes est courant. L'augmentation du flux général de véhicules, de camions, notamment de poids lourds à moteur diesel, entraîne une augmentation des niveaux sonores. Le bruit qui se produit sur la chaussée de l’autoroute s’étend non seulement à la zone adjacente à l’autoroute, mais aussi profondément dans les immeubles résidentiels.

Transport ferroviaire. L'augmentation de la vitesse des trains entraîne également une augmentation significative des niveaux de bruit dans les zones résidentielles situées le long des voies ferrées ou à proximité des gares de triage. Le niveau de pression acoustique maximum à une distance de 7,5 m d'un train électrique en mouvement atteint 93 dB, d'un train de voyageurs - 91, d'un train de marchandises -92 dB.

Le bruit généré par le passage des trains électriques se propage facilement dans les zones ouvertes. L'énergie sonore diminue de manière plus significative à une distance des 100 premiers mètres de la source (en moyenne de 10 dB). À une distance de 100 à 200, la réduction du bruit est de 8 dB et à une distance de 200 à 300, elle n'est que de 2 à 3 dB. La principale source de bruit ferroviaire est l'impact des wagons lors du déplacement au niveau des joints et des irrégularités des rails.

De tous les types de transports urbains le tramway le plus bruyant. Les roues en acier d'un tramway lorsqu'elles se déplacent sur des rails créent un niveau sonore 10 dB supérieur à celui des roues des voitures lorsqu'elles sont en contact avec l'asphalte. Le tramway crée des charges sonores lorsque le moteur tourne, que les portes s'ouvrent et que des signaux sonores retentissent. Le niveau sonore élevé du trafic des tramways est l’une des principales raisons de la réduction des lignes de tramway dans les villes. Cependant, le tramway présente également de nombreux avantages : en réduisant le bruit qu'il génère, il peut gagner en concurrence avec les autres modes de transport.

Le tramway à grande vitesse revêt une grande importance. Il peut être utilisé avec succès comme mode de transport principal dans les villes petites et moyennes et dans les grandes villes - urbaines, suburbaines et même interurbaines, pour communiquer avec de nouvelles zones résidentielles, des zones industrielles et des aéroports.

Transport aérien. Le transport aérien représente une part importante de la pollution sonore dans de nombreuses villes. Les aéroports de l’aviation civile se trouvent souvent à proximité de bâtiments résidentiels et les routes aériennes traversent de nombreuses zones peuplées. Le niveau de bruit dépend de la direction des pistes et des itinéraires de vol des avions, de l'intensité des vols pendant la journée, des saisons de l'année et des types d'avions basés sur un aérodrome donné. Avec l'exploitation intensive des aéroports 24 heures sur 24, les niveaux sonores équivalents dans les zones résidentielles atteignent 80 dB le jour, 78 dB la nuit et les niveaux sonores maximaux varient de 92 à 108 dB.

Entreprises industrielles. Les entreprises industrielles sont à l’origine d’une grande quantité de bruit dans les zones résidentielles des villes. Une violation du régime acoustique est constatée dans les cas où leur territoire est directement adjacent à des zones résidentielles. Une étude du bruit industriel a montré que la nature du son est constante et à large bande, c'est-à-dire son de tons différents. Les niveaux les plus significatifs sont observés à des fréquences de 500 à 1 000 Hz, c'est-à-dire dans la zone de plus grande sensibilité de l'organe auditif. Un grand nombre de types différents d'équipements technologiques sont installés dans les ateliers de production. Ainsi, les ateliers de tissage peuvent être caractérisés par un niveau sonore de 90-95 dB A, mécanique et instrumental - 85-92, forgeage - 95-105, salles des machines des stations de compression - 95-100 dB.

Appareils électroménagers. Avec l’avènement de l’ère postindustrielle, de plus en plus de sources de pollution sonore (ainsi qu’électromagnétique) apparaissent à l’intérieur de l’habitation humaine. La source de ce bruit provient des équipements ménagers et de bureau.

L’homme est véritablement le plus intelligent des animaux habitant la planète. Cependant, notre esprit nous prive souvent de capacités supérieures telles que la perception de notre environnement par l’odorat, l’ouïe et d’autres sensations sensorielles.

Ainsi, la plupart des animaux sont bien en avance sur nous en ce qui concerne leur portée auditive. La plage auditive humaine est la gamme de fréquences que l’oreille humaine peut percevoir. Essayons de comprendre comment fonctionne l'oreille humaine par rapport à la perception sonore.

Portée auditive humaine dans des conditions normales

En moyenne, l'oreille humaine peut détecter et distinguer des ondes sonores comprises entre 20 Hz et 20 kHz (20 000 Hz). Cependant, à mesure qu'une personne vieillit, sa portée auditive diminue, en particulier sa limite supérieure diminue. Chez les personnes âgées, elle est généralement beaucoup plus faible que chez les jeunes, les nourrissons et les enfants ayant les capacités auditives les plus élevées. La perception auditive des hautes fréquences commence à se détériorer à partir de huit ans.

L'audition humaine dans des conditions idéales

En laboratoire, la portée auditive d'une personne est déterminée à l'aide d'un audiomètre, qui émet des ondes sonores de différentes fréquences, et d'écouteurs réglés en conséquence. Dans de telles conditions idéales, l’oreille humaine peut détecter des fréquences comprises entre 12 Hz et 20 kHz.

Portée auditive chez les hommes et les femmes

Il existe une différence significative entre la plage auditive des hommes et des femmes. Il a été constaté que les femmes sont plus sensibles aux hautes fréquences que les hommes. La perception des basses fréquences se situe sensiblement au même niveau chez les hommes et les femmes.

Diverses échelles pour indiquer la portée auditive

Bien que l'échelle de fréquence soit l'échelle la plus courante pour mesurer la portée auditive humaine, elle est également souvent mesurée en pascals (Pa) et en décibels (dB). Cependant, mesurer en pascals est considéré comme peu pratique, car cette unité implique de travailler avec de très grands nombres. Un microPascal est la distance parcourue par une onde sonore lors d'une vibration, qui est égale à un dixième du diamètre d'un atome d'hydrogène. Les ondes sonores parcourent une distance beaucoup plus grande dans l’oreille humaine, ce qui rend difficile l’indication de la portée de l’audition humaine en pascals.

Le son le plus doux pouvant être détecté par l'oreille humaine est d'environ 20 µPa. L'échelle des décibels est plus facile à utiliser car il s'agit d'une échelle logarithmique qui fait directement référence à l'échelle Pa. Il prend 0 dB (20 µPa) comme point de référence et continue ensuite à comprimer cette échelle de pression. Ainsi, 20 millions de µPa équivalent à seulement 120 dB. Il s'avère que la plage de l'oreille humaine est comprise entre 0 et 120 dB.

La portée auditive varie considérablement d'une personne à l'autre. Par conséquent, pour détecter une perte auditive, il est préférable de mesurer la gamme des sons audibles par rapport à une échelle de référence, plutôt que par rapport à une échelle standardisée conventionnelle. Les tests peuvent être effectués à l’aide d’instruments de diagnostic auditif sophistiqués capables de déterminer avec précision l’étendue et de diagnostiquer les causes de la perte auditive.

Une personne perçoit le son à travers l'oreille (Fig.).

Il y a un lavabo situé à l'extérieur l'oreille externe , passant dans le conduit auditif d'un diamètre D 1 = 5 millimètres et longueur 3 cm.

Vient ensuite le tympan, qui vibre sous l’influence d’une onde sonore (résonne). La membrane est attachée aux os oreille moyenne , transmettant les vibrations à une autre membrane et ensuite à l'oreille interne.

Oreille interne ressemble à un tube torsadé (« escargot ») contenant du liquide. Le diamètre de ce tube D 2 = 0,2 mm longueur 3 à 4 cm long.

Étant donné que les vibrations de l'air dans une onde sonore sont faibles pour exciter directement le fluide dans la cochlée, le système de l'oreille moyenne et interne, ainsi que leurs membranes, jouent le rôle d'un amplificateur hydraulique. La surface du tympan de l'oreille interne est plus petite que la surface de la membrane de l'oreille moyenne. La pression exercée par le son sur les tympans est inversement proportionnelle à la surface :

.

Par conséquent, la pression sur l’oreille interne augmente considérablement :

.

Dans l'oreille interne, une autre membrane (longitudinale) est tendue sur toute sa longueur, dure au début de l'oreille et molle à la fin. Chaque section de cette membrane longitudinale peut vibrer à sa propre fréquence. Dans la section dure, les oscillations à haute fréquence sont excitées et dans la section douce, les oscillations à basse fréquence sont excitées. Le long de cette membrane se trouve le nerf vestibulocochléaire, qui détecte les vibrations et les transmet au cerveau.

Fréquence de vibration la plus basse d'une source sonore 16-20 Hz est perçu par l'oreille comme un son grave. Région sensibilité auditive la plus élevée capture une partie des sous-gammes de fréquence moyenne et une partie des sous-gammes de haute fréquence et correspond à la gamme de fréquences de 500 Hz avant 4-5 kHz . La voix humaine et les sons produits par la plupart des processus naturels qui sont importants pour nous ont une fréquence dans le même intervalle. Dans ce cas, des sons avec des fréquences allant de 2kHz avant 5 kHz entendu par l’oreille comme une sonnerie ou un sifflement. En d'autres termes, les informations les plus importantes sont transmises à des fréquences audio allant jusqu'à environ 4-5 kHz.

Inconsciemment, une personne divise les sons en « positifs », « négatifs » et « neutres ».

Les sons négatifs incluent des sons auparavant inconnus, étranges et inexplicables. Ils provoquent peur et anxiété. Il s'agit également de sons à basse fréquence, par exemple un battement de tambour grave ou le hurlement d'un loup, car ils suscitent la peur. De plus, la peur et l’horreur sont suscitées par des sons inaudibles de basse fréquence (infrasons). Exemples:

Dans les années 30 du 20e siècle, un énorme tuyau d'orgue était utilisé comme effet de scène dans l'un des théâtres de Londres. Les infrasons de cette canalisation faisaient trembler tout le bâtiment, et la terreur s’installait parmi les gens.

Des employés du Laboratoire national de physique d'Angleterre ont mené une expérience en ajoutant des fréquences ultra-basses (infrasons) au son d'instruments acoustiques conventionnels de musique classique. Les auditeurs ont ressenti une baisse d’humeur et un sentiment de peur.

Au Département d'acoustique de l'Université d'État de Moscou, des études ont été menées sur l'influence de la musique rock et pop sur le corps humain. Il s'est avéré que la fréquence du rythme principal de la composition « Deep People » provoque une excitation incontrôlable, une perte de contrôle sur soi, une agressivité envers les autres ou des émotions négatives envers soi-même. La chanson "The Beatles", à première vue euphonique, s'est avérée nuisible et même dangereuse, car elle a un rythme de base d'environ 6,4 Hz. Cette fréquence résonne avec les fréquences de la poitrine, de la cavité abdominale et est proche de la fréquence naturelle du cerveau (7 Hz.). Par conséquent, lors de l'écoute de cette composition, les tissus de l'abdomen et de la poitrine commencent à faire mal et s'effondrent progressivement.

Les infrasons provoquent des vibrations dans divers systèmes du corps humain, notamment le système cardiovasculaire. Cela a des effets néfastes et peut conduire, par exemple, à l'hypertension. Les oscillations à une fréquence de 12 Hz peuvent, si leur intensité dépasse un seuil critique, provoquer la mort d'organismes supérieurs, dont l'homme. Cette fréquence et d’autres infrasons sont présentes dans le bruit industriel, le bruit routier et d’autres sources.

Commentaire: Chez les animaux, la résonance des fréquences musicales et des fréquences naturelles peut entraîner une dégradation des fonctions cérébrales. Quand le « metal rock » sonne, les vaches arrêtent de donner du lait, mais les cochons, au contraire, adorent le metal rock.

Les bruits d’un ruisseau, la marée de la mer ou le chant des oiseaux sont positifs ; ils induisent le calme.

Et puis, le rock n’est pas toujours mauvais. Par exemple, la musique country jouée au banjo aide à récupérer, même si elle a un effet néfaste sur la santé au tout début de la maladie.

Les sons positifs incluent les mélodies classiques. Par exemple, des scientifiques américains ont placé des prématurés dans des boîtes pour écouter la musique de Bach et de Mozart, et les enfants ont rapidement récupéré et pris du poids.

La sonnerie des cloches a un effet bénéfique sur la santé humaine.

Tout effet sonore est renforcé au crépuscule et dans l'obscurité, car la proportion d'informations reçues par la vision diminue

Absorption acoustique dans l'air et les surfaces environnantes

Absorption du son dans l'air

À chaque instant et en tout point de la pièce, l'intensité sonore est égale à la somme de l'intensité du son direct émanant directement de la source et de l'intensité du son réfléchi par les surfaces environnantes de la pièce :

Lorsque le son se propage dans l’air atmosphérique et dans tout autre milieu, des pertes d’intensité se produisent. Ces pertes sont dues à l’absorption de l’énergie sonore dans l’air et les surfaces environnantes. Considérons l'absorption acoustique en utilisant théorie des vagues .

Absorption le son est le phénomène de transformation irréversible de l'énergie d'une onde sonore en un autre type d'énergie, principalement en énergie de mouvement thermique des particules du milieu. L'absorption acoustique se produit à la fois dans l'air et lorsque le son est réfléchi par les surfaces environnantes.

Absorption du son dans l'air accompagné d'une diminution de la pression acoustique. Laisse le son voyager dans la direction r de la source. Puis en fonction de la distance r par rapport à la source sonore, l'amplitude de la pression acoustique diminue en fonction de loi exponentielle :

, (63)

Où p 0 – pression acoustique initiale à r = 0

,

 – coefficient d'absorption son. La formule (63) exprime loi d'absorption acoustique .

Signification physique coefficient  est que le coefficient d'absorption est numériquement égal à l'inverse de la distance à laquelle la pression acoustique diminue en e = 2,71 une fois:

Unité SI :

.

Puisque la force (intensité) sonore est proportionnelle au carré de la pression acoustique, alors la même loi d'absorption acoustique peut s'écrire sous la forme :

, (63*)

Où je 0 – la force (intensité) du son à proximité de la source sonore, c'est-à-dire à r = 0 :

.

Graphiques de dépendance p son (r) Et je(r) sont présentés dans la Fig. 16.

De la formule (63*) il résulte que pour le niveau d'intensité sonore l'équation est valable :

.

. (64)

Par conséquent, l’unité SI du coefficient d’absorption est : néper par mètre

,

De plus, il peut être calculé en belah par mètre (b/m) ou décibels par mètre (dB/m).

Commentaire: L'absorption acoustique peut être caractérisée facteur de perte , ce qui est égal

, (65)

Où  – longueur d'onde sonore, produit  – je coefficient d'atténuation ogarithmique son. Une valeur égale à l'inverse du coefficient de perte

,

appelé facteur de qualité .

Il n’existe pas encore de théorie complète de l’absorption acoustique dans l’air (atmosphère). De nombreuses estimations empiriques donnent différentes valeurs pour le coefficient d'absorption.

La première théorie (classique) de l'absorption acoustique a été créée par Stokes et repose sur la prise en compte de l'influence de la viscosité (frottement interne entre les couches d'un milieu) et de la conductivité thermique (égalisation de la température entre les couches d'un milieu). Simplifié Formule de Stokes a la forme :

, (66)

Où  – viscosité de l'air,  – le coefficient de Poisson,  0 – densité de l'air à 0 0 C,  – vitesse du son dans l'air. Pour des conditions normales, cette formule prendra la forme :

. (66*)

Cependant, la formule de Stokes (63) ou (63*) n'est valable que pour monatomique les gaz dont les atomes ont trois degrés de liberté en translation, c'est-à-dire lorsque  =1,67 .

Pour gaz de 2, 3 ou molécules polyatomiques signification  beaucoup plus, puisque le son excite les degrés de liberté rotationnels et vibratoires des molécules. Pour ces gaz (y compris l'air), la formule est plus précise

, (67)

Où T n = 273,15 Ko – température absolue de fonte des glaces (point triple), p n = 1,013 . 10 5 Papa – pression atmosphérique normale, T Et p– température réelle (mesurée) et pression atmosphérique,  =1,33 pour les gaz diatomiques,  =1,33 pour les gaz tri- et polyatomiques.

Absorption acoustique par les surfaces enveloppantes

Absorption acoustique par les surfaces enveloppantes se produit lorsque le son est réfléchi par eux. Dans ce cas, une partie de l'énergie de l'onde sonore est réfléchie et provoque l'apparition d'ondes sonores stationnaires, et l'autre énergie est convertie en énergie de mouvement thermique des particules d'obstacle. Ces processus sont caractérisés par le coefficient de réflexion et le coefficient d'absorption de la structure enveloppante.

Coefficient de reflexion le bruit d'un obstacle est quantité sans dimension égale au rapport de la partie de l'énergie des vaguesW négatif , réfléchi par l'obstacle, à toute l'énergie de la vagueW tampon tomber sur un obstacle

.

L'absorption acoustique par un obstacle est caractérisée par coefficient d'absorption – quantité sans dimension égale au rapport de la partie de l'énergie des vaguesW absorbant englouti par un obstacle(et transformé en énergie interne de la substance barrière), à toute l'énergie des vaguesW tampon tomber sur un obstacle

.

Coefficient d'absorption moyen le son de toutes les surfaces environnantes est égal

,

, (68*)

Où  je – coefficient d'absorption acoustique du matériau jeème obstacle, S i – zone je les obstacles, S– superficie totale des obstacles, n- nombre d'obstacles différents.

De cette expression on peut conclure que le coefficient d’absorption moyen correspond à un seul matériau qui pourrait recouvrir toutes les surfaces des barrières du local tout en conservant absorption acoustique totale (UN ), égal

. (69)

Signification physique de l'absorption acoustique totale (A): il est numériquement égal au coefficient d'absorption acoustique d'une ouverture ouverte d'une superficie de 1 m2.

.

L'unité d'absorption acoustique s'appelle sabin:

.

La personne se détériore et avec le temps, nous perdons la capacité de détecter une certaine fréquence.

Vidéo réalisée par la chaîne Dès que possibleSCIENCE, est une sorte de test de perte auditive lié à l'âge qui vous aidera à connaître vos limites auditives.

Divers sons sont joués dans la vidéo, à partir de 8 000 Hz, ce qui signifie que votre audition n'est pas altérée.

La fréquence augmente alors, ce qui indique l'âge de votre audition en fonction du moment où vous arrêtez d'entendre un son particulier.

Donc si vous entendez une fréquence :

12 000 Hz – vous avez moins de 50 ans

15 000 Hz – vous avez moins de 40 ans

16 000 Hz – vous avez moins de 30 ans

17 000 – 18 000 – vous avez moins de 24 ans

19 000 – vous avez moins de 20 ans

Si vous souhaitez que le test soit plus précis, vous devez régler la qualité vidéo sur 720p ou mieux encore 1080p et écouter avec des écouteurs.

Test auditif (vidéo)

Perte auditive

Si vous avez entendu tous les sons, vous avez probablement moins de 20 ans. Les résultats dépendent des récepteurs sensoriels de votre oreille appelés Cellules ciliées qui s'abîment et dégénèrent avec le temps.

Ce type de perte auditive est appelé Perte auditive neurosensorielle. Diverses infections, médicaments et maladies auto-immunes peuvent provoquer ce trouble. Les cellules ciliées externes, qui sont réglées pour détecter les fréquences plus élevées, sont généralement les premières à mourir, provoquant les effets d'une perte auditive liée à l'âge, comme le démontre cette vidéo.

Audition humaine : faits intéressants

1. Parmi les personnes en bonne santé gamme de fréquences que l'oreille humaine peut détecter varie de 20 (inférieure à la note la plus basse d'un piano) à 20 000 Hertz (supérieure à la note la plus élevée d'une petite flûte). Toutefois, la limite supérieure de cette fourchette diminue régulièrement avec l’âge.

2 personnes se parler à une fréquence de 200 à 8 000 Hz, et l'oreille humaine est la plus sensible à une fréquence de 1 000 à 3 500 Hz

3. Les sons qui dépassent la limite de l'audibilité humaine sont appelés ultrason, et ceux ci-dessous - infrason.

4. Le nôtre mes oreilles n'arrêtent pas de fonctionner même pendant mon sommeil, continuant à entendre des sons. Pourtant, notre cerveau les ignore.

5. Le son se propage à 344 mètres par seconde. Un bang sonique se produit lorsqu'un objet dépasse la vitesse du son. Les ondes sonores devant et derrière l’objet entrent en collision et créent un choc.

6. Oreilles - orgue autonettoyant. Les pores du conduit auditif sécrètent du cérumen et de minuscules poils appelés cils poussent le cérumen hors de l'oreille.

7. Le son d'un bébé qui pleure est d'environ 115 dB, et c'est plus fort qu'un klaxon de voiture.

8. En Afrique, il existe une tribu Maaban qui vit dans un tel silence que même dans la vieillesse, ils entendre des murmures jusqu'à 300 mètres.

9. Niveau bruit de bulldozer au ralenti est d'environ 85 dB (décibels), ce qui peut provoquer des lésions auditives après seulement une journée de 8 heures.

10. Assis devant haut-parleurs lors d'un concert de rock, vous vous exposez à 120 dB, ce qui commence à endommager votre audition après seulement 7,5 minutes.

Testez votre audition en 5 minutes sans sortir de chez vous !