Auzul este, după recepţia vizuală, simţul cel mai bogat în experiență. Este bază pentru aproape toate interacţiunile zilnice. Acesta este calea principală pentru cunoștințele noastre legate de aspecte importante ale lumii din jurul nostru. Prin ea muzica face apel la sentimentele noastre estetice și emoții.

 

ASPECTE FUNDAMENTALE PRIVIND AUZUL

 

            Ca o legătură cu mediul nostru ambiant, auzul provine din schimbări de energie în mediul înconjurător. Pentru a înțelege cercetarea auditivă trebuie să știm ceva despre modul în care experimentatorii generează, transmit și măsoară energiile sonore pe care le folosesc ca stimuli controlați în studiile lor de laborator legate de auz. Trebuie să cunoaștem faptele majore despre reacția urechii la o astfel de stimulare fizică, inclusiv fenomene care trebuie luate în considerare în planificarea aproape oricărei investigații în procesele auditive.

 

 

Stimulentele fizice

 

             Sunetele provin din vibrațiile mecanice ale obiectelor precum corzile de vioară, corzile vocale sau­ diafragmele în difuzoare. Aceste vibrații produc perturbări în aerul adiacent care sunt propagate prin acest mediu ca valuri de compresie alternativă și rarefiere. Aceste valuri de presiune, sau undele sonore, sunt transmise în acțiunea mecanică a moleculelor de aer până când bat repetitiv pe timpan pentru a iniția activitățile receptorilor care au ca rezultat auzul.

 

Sursa de sunet vibratoare.

 

               Instrumentele muzicale produc sunet care are o calitate tonală . Alte surse de sunet, ar fi un șuierat de radiator sau un obiect care cade pe podea, produc un zgomot care este  atonal în calitate. Calitatea tonală este generată de vibrațiile repetate în mod regulat ale unei surse sonore, în timp ce zgomotul provine din acțiunea mecanică neregulată și eterogenă.

 

Mișcarea armonică simplă a unui corp care vibrează, cum ar fi un diapazon oferă tonuri pure. Notele muzicale rezultă din modele de perturbări mecanice de complexitate mai mare decât aceasta atunci când diferite părți ale instrumentului de vibrare exercită presiuni regulate asupra moleculelor de aer din apropiere. Vorbirea conține atât calităţi tonale cât și calități atonale.

 

Pe lângă caracterul distinctiv al modelelor lor vibratoare, două instrumente muzicale, cum ar fi vioara și clarinet, pot produce atât o mare varietate de vibrații care diferă în alte două privințe majore-frecvența lor și forța lor. Aceste dimensiuni fizice ale vibrației depind de modul în care este construit instrumentul și de modul în care este se cântă la el. Toate caracteristicile fizice ale sursei de sunet, modelul său vibrator, frecvența acestuia și forța pe unitatea de suprafață, sunt reprezentate în undele sonore care se transmit prin mediu.

 

Transmiterea prin mediu

 

Undele sonore se pot deplasa prin orice mediu care are un anumit grad de elasticitate, cum ar fi aerul, apa, metalul etc. Ne vom concentra discuția privind propagarea undelor sonore în aer. Un obiect care vibrează comprimă alternativ și rarefiază aerul care este imediat adiacent acestuia. Pe măsură ce moleculele de aer sunt lovite și împinse împreună, lovesc alte molecule care sunt adiacente lor, și așa mai departe. Regiunea de compresie în aer, astfel, se mută de la sursa de sunet într-un val de deplasare, chiar dacă moleculele de aer vibrează înainte și înapoi pe o distanță foarte scurtă în replicarea vibrațiilor de la sursa de sunet. O direcție de mișcare a unui obiect fizic comprimă aerul din apropiere, iar cealaltă direcție o rarefiază, cauzând un vid parțial. Acest vid parțial atrage molecule de aer de mai departe pentru a-l umple, iar acest lucru duce mai departe la rarefiere, și așa mai departe. Un val de sunet complet care se deplasează dintr-o sursă constă, apoi, din una sau mai multe regiuni de compresie relativă și una sau mai multe regiuni de rarefiere relativă a aerului. Pe măsură ce sursa continuă să vibreze de multe ori pe secundă se generează val după val care se deplasează în mediul de propagare.

 

Figura următoare prezintă o schematizare a mai multor surse de sunet cu valurile pe care le transmit prin aer. Moleculele de aer sunt reprezentate de puncte, cele apropiate pentru a reprezenta o regiune de compresie și cele departate pentru a reprezenta rarefierea. Un val de sunet complet, generat de fiecare vibrație completă a sursei, se extinde de la orice punct în modelele de compresii și rarefieri la punctul corespunzător în modelul adiacent.

 

 

 

 

 

Figura 1: Schematizarea mai multor surse de sunet

 

 

În figura prezentată, pe rândul A punctul w desemnează o locație unde compresia este maximă și punctul  x  desemnează o locație identică în modelul adiacent. Distanța de la  w  la  x  cuprinde astfel un val de sunet complet. Un val de sunet complet este, de asemenea, desemnat de distanța  de la y la z  în rândul B, punctele terminale în acest caz au fost alese în mod arbitrar în regiunile corespunzătoare de rarefiere. După ce s-au indicat punctele terminale a două valuri de sunet, s-ar putea părea firesc specificarea lungimii lor de undă. Fiecare undă sonoră are o lungime de undă care depinde de frecvența vibrațiilor sursei de sunet și de mediul prin care trece valul. Sunetul circulă de patru ori mai rapid prin apă decât prin aer, cu lungimi de undă care sunt în mod corespunzător de patru ori mai mari pentru aceeași frecvență de vibrație. Rata de propagare și lungimea de undă variază, de asemenea, pentru transmisia in aer cu temperatura și presiunea barometrică. Datorită acestor variații, nu se obișnuiește să se refere la lungimea de undă a undelor sonore, ci numai la frecvența lor, numărul lor care trece un anumit punct într-o secundă. Aceasta corespunde frecvenței de vibrație a sursei.

 

Diapazonul din figura 1.A vibrează la 512 cicluri pe secundă. Un simbol folosit adesea pentru a indica ciclurile pe secundă este ~, iar abrevierea este notata cps.

 

Diagrama noastră indică faptul că diapazonul din figura 1.B generează undele sonore la doar jumătate din rata pe care acestea sunt inițiate de către diapazionul din figura 1.A. Astfel, frecvența pentru  B  este 256 ~, corespunzând frecvenței de mijloc C a pianului. Diapazonul din figura 1.C are, de asemenea, o rată a vibrațiilor de 256 ~, dar din moment ce a fost lovită cu o milisecundă mai târziu decât diapazonul B,  undele sale sunt defazate faţă de cele de la B  cu un sfert dintr-un ciclu. Corespondența de unde este menționată ca fază,  așa că spunem că undele de la  B  și C sunt  în afara fazei. Reprezentarea noastră schematică a moleculelor de aer în undele sonore indică o altă diferență în valuri de la diapazoanele B și C. În undele de la C moleculele, reprezentate de puncte, sunt mai puțin dens concentrate în regiunile de compresie și sunt mai numeroase în regiunile de rarefiere. Aceste regiuni, astfel, se îndepărtează mai puțin semnificativ de la distribuție chiar faţă de moleculele de aer neperturbat din regiunile de compresie și rarefiere generate de diapazonul  B. S-ar putea deduce că diapzonul C nu vibrează aşa intens ca B,  probabil pentru că a fost lovit mai puțin brusc pentru a-l pune în mișcare. Rata de vibrații este aceeași, datorită dimensiunilor sale identice, dar forța pe care o exercită asupra aerului din apropiere depinde de forța aplicată în stabilirea vibrării.

 

Coarda de vioară reprezentată în figura 1.D este reprezentată ca generatoare de undele sonore de 256~, dar distribuția regiunilor de compresie și rarefiere în fiecare val este mai complexă. Deși o undă de la diapazon conține doar o regiune de compresie și una de rarefiere, o undă de la coarda viorii conține mai multe alternanţe de presiune mai mare și mai mică decât în mod normal pentru aerul neperturbat reprezentat în figura 1.E. O astfel de complexitate rezultă din vibrația coardei ca întreg și prin părți separate. Modele speciale de vibrații sunt caracteristice diferitelor instrumente muzicale și a vocii umane în producerea de sunete speciale. Modelele diferă de undele sonore simple produse de diapazoane, care sunt proiectate pentru a produce tonuri pure.