人耳听觉特性：年龄差异、声音频段影响

外界声波通过介质传到外耳道，再传到鼓膜。鼓膜振动，通过听小骨放大之后传到内耳，刺激耳蜗内的纤毛细胞（听觉感受器）而产生神经冲动。神经冲动沿着听神经传到大脑皮层的听觉中枢，形成听觉。人耳能感受的声波频率范围是16～20 000赫兹，以1000～4000赫兹频段最为敏感。不同年龄的人，其听觉范围也不相同。例如：小孩子能听到30 000～40 000赫兹的声波，50岁以上的人只能听到＜13 000赫兹的声波。耳蜗管是感受听觉的重要器官，耳蜗管形状像蜗牛，最外层感受高频声音信息，最中心感受低频声音信息，如图4-3-1所示。

图4-3-1　不同频段声音作用示意图

图4-3-2描述了听觉通道的运行机制。外界声波通过外耳道使得鼓膜振动，这些振动在内耳液中产生了小波，从而刺激了排布于基底膜表面上细小的毛细胞。基底膜的振荡引起毛细胞发出动作电位，通过这种方式将声压信号转换为神经信号，也就是毛细胞的输出。基底膜和毛细胞位于一个螺旋形结构的耳蜗中，耳蜗的输出通过听神经被投射到两个位于中脑的耳蜗核下丘。接下来信息被输送到位于丘脑的内侧膝状体，在丘脑的中继作用下把从外周收集的信号传递到初级感觉皮质。对听觉来说，丘脑的输出投射到位于颞叶上部的初级听皮质。

图4-3-2　听觉通道的运行机制示意图(www.xing528.com)

（一）声音的掩蔽效应

当不同频率的声音在同一声场中传递时，各频率之间会发生掩蔽现象。声音能量大的掩盖声音能量小的。如铜管乐器产生的频率声音掩盖木管乐器产生的频率声音、木管乐器产生的频率声音掩盖弦乐器产生的频率声音。由于人耳对700～3000Hz的中频率声音最为灵敏，中频声音掩盖高频声音和低频声音。在声音强度相同的情况下，中频声音优于并强于对高、低声音的听觉。高频音声波较短、指向性强、穿透力强、射程远，对人耳刺激明显，低频音有绕射特性，散射强，功能损失大，高频声音掩盖低频声音。

（二）鸡尾酒会效应

鸡尾酒会效应（cocktail party effect）是指人能在嘈杂的声音环境中侦测某一种声音的听力选择能力。在声波的传递过程中，不同声源所发出的声波以及其反射声在传播介质（通常是空气）中相叠加而形成复杂的混合声波。然而，在这个喧闹的世界人的听觉通路的神经元始终具有频率谐调能力，把想要获得信息对象的声音频段加强，对其他频率段的声音不敏感了。例如在一个声音吵闹的街市，如果有人喊我们的名字，我们就会马上注意到。

（三）声音的指向性与覆盖范围

声音的指向性与声音的频率有密切的关系，高频声音指向性很强，覆盖角度窄小、射程远、穿透力强；中频声音有一定的指向性，覆盖面积比较容易控制；低频声音指向性不明显，向四面辐射，声功能损失大，传播距离近。