วันพฤหัสบดีที่ 15 มกราคม พ.ศ. 2558

หูกับการได้ยิน

หูกับการได้ยิน
หูมนุษย์เป็นตัวการสำคัญของการได้ยินคลื่นเสียง  ทำให้เกิดการรับรู้รับฟัง และทำให้ระบบของการสื่อสารด้วยคลื่นเสียงครบสมบูรณ์  การรับรู้คลื่นเสียงโดยมนุษย์เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนมาแม้ว่าที่ผ่านมาจะได้มีการค้นคว้าโดยนักวิจัยค้นคว้าหลายต่อหลายคน ก็ยังไม่สามารถหาคำตอบที่สมบูรณ์ได้ตลอดไปตนถึงการวิเคราะห์วิจัยเพื่อหาความสัมพันธ์ระหว่างค่าที่ได้จากเครื่องมือวัดความดังของเสียงกับความรู้สึกต่อเสียงของหูมนุษย์
หูมนุษย์ประกอบด้วยส่วนของหู 3 ส่วน คือส่วนแรกหูส่วนนอก (Outer Ear) ประกอบด้วยใบหู ช่องหู และเยื่อแก้วหู  ส่วนที่สองหูส่วนกลาง (Middle Ear) ประกอบด้วยกระดูกรูปค้อน กระดูกรูปทั่ง และกระดูกรูปโกลน และส่วนที่สามหูส่วนใน (Inner Ear) ประกอบด้วยหน้าต่างรูปไข่ หลอดครึ่งวงกลม 3 หลอดและกระดูกก้นหอย
หูมนุษย์ ประกอบด้วยส่วนประกอบของหู 3 ส่วน คือ หูส่วนนอก หูส่วนกลาง หูส่วนใน การได้ยินเสียงของหูมนุษย์เป็นดังนี้  คลื่นเสียงเมื่อผ่านช่องหูเข้ามา  ทำให้เยื่อแก้วหูเกิดการสั่นเยื่อ แก้วหูถูกต่อกับกระดูกรูปค้อน กระดูกรูปค้อนจึงสั่นตาม  ส่งผ่านไปให้กระดูกรูปทั่งและกระดูกรูปโกลน สั่นตามไปด้วย หูส่วนกลางต่อกับส่วนบนของลำคอ โดยมีท่อยูสเตเชียน เป็นตัวทำให้อากาศผ่านเข้าไปยังหูส่วนกลางขณะกลืน  เพื่อให้ความดันในหูส่วนกลางเท่ากับความดันในอากาศ  กระดูกรูปโกลนต่อกับหน้าต่างรูปไข่ เพื่อส่งผ่านการสั่นของคลื่นเสียงเข้าไปในหูส่วนใน  ที่มีหลอดครึ่งวงกลม 3 หลอดต่อกับกระดูกก้นหอย  ภายในมีการบรรจุของเหลว ที่ช่วยในการส่งถ่ายคลื่นเสียงอยู่ในรูปของความดันไปทำให้เยื่อบาชิล่าร์  ที่มีปลายประสาทสัมผัสอยู่และอยู่ในกระดูกก้นหอย รับรู้คลื่นเสียงที่ส่งเข้ามา เยื่อบาชิล่าร์นี้ ยังสามารถแยกแยะความถี่เสียงที่รับได้ คลื่นเสียงถูกประสาทสัมผัสรับรู้เสียง ส่งต่อไปให้สมองทำการแปลงการรับรู้เป็นการได้ยินเสียงต่อไป
            ความดังเสียงและการได้ยิน
            ความดังเสียงก็คือระดับแรงกดดันของเสียงที่เคลื่อนที่ไปในอากาศไปทำให้มนุษย์เกิดความรู้สึกและได้ยินเสียงนั้น แรงกดดันของเสียงในอากาศน้อยความดังเสียงก็น้อย แรงกดดันของเสียงในอากาศมาก ความดังเสียงก็มาก หูมนุษย์สามารถได้ยินเสียงดังแรงมากขึ้นเป็นลำดับ หากแรงกดดันของเสียงในอากาศมากเกินไป ความดังของเสียงมีระดับสูงมาก จนอาจเป็นอันตรายต่อการได้ยินเสียงของหูมนุษย์ได้
ความถี่เสียงและความดังเสียง
เสียงที่กำเนิดขึ้นมาจากแหล่งกำเนิดต่างๆ จะมีความถี่เสียงที่แตกต่างกัน บางแหล่งกำเนิดอาจทำให้ เสียงความถี่ต่ำ และบางแหล่งกำเนิดอาจจะทำให้เสียงความถี่สูง ความถี่เสียงที่แตกต่างกันนี้เองเป็นตัวกำหนดระดับเสียงดนตรีในรูปแบบต่างๆ ออกมา และใช้เป็นตัวแยกแยะช่วงระดับเสียงที่ถูกกำเนิดขึ้นมาในเครื่องดนตรีแต่ละชนิด
ความถี่เสียงที่มีระดับความถี่แตกต่างกัน ย่อมมีผลต่อระดับแรงกดดันของเสียงในอากาศแตกต่างกัน ในบางช่วงความถี่อาจมีแรงกดดันของเสียงในอากาศสูง  และบางช่วงความถี่อาจมีแรงกดดันของเสียงในอากาศต่ำลง ความแตกต่างดังกล่าวนี้เกิดขึ้นได้ด้วยความถี่ที่แตกต่างกัน การทดสอบความดังต่อการตอบสนองความถี่ของหูมนุษย์ถูกเรียกว่า  ทฤษฎีความดังที่เท่ากัน (Equal Loudness Principle)
ทฤษฎีความดังที่เท่ากันนี้มีความสำคัญและเกี่ยวข้องโดยตรงกับนักออกแบบเสียง โดยต้องคำนึงถึงระดับความดังขณะบันทึกเสียงและขณะเล่นเสียงกลับออกมา  ซึ่งจะมีผลต่อระดับเสียงทุ้มและเสียงแหลมที่ได้ออกมา  อาจมากเกินไปหรืออาจลดลงเกือบหมด ความไว (Sensitivity) ในการตอบสนองความถี่ของหูมนุษย์ต่อระดับความดังของเสียง  ความไวการได้ยินเสียงของหูมนุษย์ในระดับความถี่ต่างๆที่มีผลต่อระดับเสียงเปลี่ยนไปที่ความรู้สึกความดังเท่ากัน  การทดสอบความดังทำได้โดยตั้งความถี่เครื่องกำเนิดเสียงมาตรฐานไว้ที่ 1,000 Hz ปรับระดับความดังเสียงไว้ค่าหนึ่ง เช่น 10dB นำเครื่องกำเนิดเสียงใดๆ ที่ปรับความถี่และความดังได้มาเทียบกับเครื่องกำเนิดเสียงมาตรฐานที่ตั้งไว้ โดยปรับความถี่ในค่าต่างๆ ให้มีความดังเท่ากับเครื่องกำเนิดเสียงมาตรฐาน วัดและบันทึกค่าระดับเสียงที่ความถี่ต่างๆไว้ เมื่อเปลี่ยนระดับความดังเสียงของเครื่องกำเนิดเสียงมาตรฐานไปอยู่ในระดับอื่นๆ และทดสอบในลักษณะเดียวกัน จะได้กราฟเส้นอื่นๆ ออกมา เรียงเป็นลำดับกันไป  ผลที่ได้ออกมาบอกให้ทราบว่าเส้นโค้งแต่ละเส้นที่ระดับความดังเดียวกัน มีระดับเสียงในหน่วยระดับ dB-SPL แต่ละช่วงความถี่ไม่เท่ากัน

ความถี่และระดับเสียง
คลื่นเสียงเมื่อเคลื่อนที่ไปโดยมีการแกว่งตัวจากจุดเริ่มต้นไปทางช่วงบวก และกลับมาช่วงลบ จนมาครบตำแหน่งที่จุดเริ่มต้นอีกครั้ง เรียกการเคลื่อนที่นี้ว่า  การเคลื่อนที่ครบ 1 รอบคลื่น หรือ 1 ไซเคิล  เมื่อทำการวัดจำนวนรอบคลื่นในการเคลื่อนที่ในเวลา 1 วินาที เราเรียกค่านี้ว่า ความถี่ นั่นคือความถี่เป็นการวัดจำนวนรอบคลื่นในเวลา 1 วินาที(c/s) มีหน่วยความถี่เป็น เฮริตซ์ (Hz) เช่น คลื่นเสียงเดินทางได้ 200c/s หรือ 200 Hz เป็นต้น

แถบความถี่เสียงในทางทฤษฎี มีความถี่ในช่วง 20-20,000 Hz แต่ในทางปฏิบัติจริงแล้ว หูมนุษย์มีความสามารถได้ยินเสียงอยู่ในช่วง 20-18,000 Hz เท่านั้น ความถี่สูงกว่านี้หูมนุษย์ไม่มีความรู้สึกได้ยินเสียงการตอบสนองความถี่เสียงของหูมนุษย์ ยังขึ้นอยู่กับอายุ และอาการป่วยของแต่ละคนด้วย  การสูญเสียการได้ยินเสียงของหูมนุษย์ 

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น