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耳朵如何聽(tīng)聲音辨方位？
大家都知道人的耳朵由外耳、中耳、內(nèi)耳三個(gè)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(guò)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(dòng)時(shí)的位置器官。不過(guò)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(lái)的聲波傳到中耳，接著引起鼓膜振動(dòng)，而鼓膜的振動(dòng)又導(dǎo)致三塊聽(tīng)小骨振動(dòng)，繼而引起內(nèi)耳中位聽(tīng)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(guò)人的耳朵就會(huì)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(gè)問(wèn)題尚無(wú)定論.起初有人認(rèn)為是時(shí)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(shí)非常明顯是正確的,但頻率再高時(shí)情況就不同了.隨著頻率的升高,聆聽(tīng)者雙耳產(chǎn)生的時(shí)間差也隨之增加，甚至可能出現(xiàn)一個(gè)相位差對(duì)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(wú)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(duì)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(wú)法定位.
前對(duì)這個(gè)問(wèn)題的解釋?zhuān)容^流行的說(shuō)法是：聲波在聆聽(tīng)者兩耳產(chǎn)生的時(shí)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(duì)于3KHZ附近的過(guò)度頻率范圍，無(wú)論是相位差還是強(qiáng)度差這兩個(gè)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(duì)于位于聆聽(tīng)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(duì)于聆聽(tīng)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(tīng)覺(jué)的靈敏度不同，對(duì)聲源定位的精確度也不同。聽(tīng)覺(jué)靈敏的人(例如樂(lè)隊(duì)指揮)對(duì)其前面聲源定位的精度可以達(dá)到3度，對(duì)聲音強(qiáng)度差的判斷可達(dá)1DB!
人耳對(duì)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(duì)聲源方位仰角的判斷很遲鈍，也有人認(rèn)為人的聽(tīng)覺(jué)能力僅限于水平面,對(duì)仰角的判斷是依靠都部微小的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的.近來(lái)還有人提出單耳效應(yīng)對(duì)垂直定位很重要.我個(gè)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(gè)頻率他們各自的作用都不同.關(guān)于深度定位，聆聽(tīng)者聽(tīng)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(duì)比是一個(gè)重要因素。順便指出，人對(duì)聲源的定位，除了聽(tīng)覺(jué)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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