О. Х.Қўлдашов, З. Мирзаева, З. Абдумаликова биофизика (дарслик) фарғона – техника – 2007

З.З.Товушнинг объектив ва субъектив характеристикалари
Товуш икки хил турдаги: унинг киши томонидан хис қилиниши хусусиятларига боғлиқ бўлмаган (объектив) ҳамда киши томонидан хис килинишига асосланган (субъектив) катталиклар билан характерланиши мумкин. Албатта, ҳар иккала турдаги катталиклар ўзаро муайян тарзда боғланган бўлади.
Товушнинг  частотаси, спектрал таркиби ҳамда I интенсивлиги унинг объектив характеристикалари хисобланади. Товушнинг интенсивлиги товуш босими Рm амплитудасига тўғри пропорционал, акустик қаршиликка эса тескари пропорционал бўлади.
Товушнинг спектрал таркиби мазкур товуш қандай частотадаги тебранишлардан таркиб топганини ҳамда улар орасида амплитудалар қандай тақсимланганини кўрсатади. Масалан, мусиқий товуш чизиқли спектрга, шовқин эса туташ спектрга эга.
Нормал холатдаги кишининг қулоғи 20 Гц дан 20 кГц гача бўлган частотадаги товушларни сезади, лекин унинг турли частотадаги товушларга сезгирлиги ҳар хил. Расмда пастки график одам қулоғи сезадиган энг кичик босим Ро (ёки интенсивлик I₀) ни ифодалайди. Мазкур катталиклар эшитиш бўсағаси дейилади. =3000 Гц частота атрофида график минимумга эга бўлиб, у
р₀310^–5 Па, I₀10^–12 Вт/м²
га тенг.
Юқоридаги график қулоқда оғриқ хосил қиладиган босим (ёки интенсивлик)ни ифодалайди. Уни оғрик бўсағаси деб аталади. Мазкур босим частотага деярли боғлиқ бўлмай,
р_max30 Па, I₀10 Вт/м²
га тенг.
Иккала графиклар оралиғидаги тебранишларни қулоқ эшитиши мумкин. Одатдан мазкур соҳанинг унчалик катта бўлмаган қисмигина ишлатилади.
Киши қулоғи эшитадиган интенсивликлар нисбати га тенг, кўпчилик ўлчов асбоблари учун эса мазкурнисбатан 10² – 10³ тартибида бўлади.
Эшитиладиган ўртача интенсивликни (частота 1000Гц бўлганда) 10^–4 Вт/м² га тенг деб қабул қилиш мумкин. У ҳолда (3) тенглама асосида босим амплитудасини хисоблаб топсак,

яъни мазкур босим атмосферабосимининг 3  10^–6 қисминигана ташқил килади.
Товуш интенсивлигини товуш қаттиқлиги деб аталадиган субъектив катталик билан характерлаш мумкин. Бирор частотада каттароқ интенсивликка эга бўлган товуш частотадаги кичикроқ интенсивлиқдаги товушдан кучсизроқ хис қилиниши мумкин.
Товушнинг қаттиқлигини товуш интенсивлигининг мазкур частотадаги эшитиш бўсағасига мос бўлган I₀ интенсивликка нисбатининг ўнли логарифми ифодалаш мақсадга мувофиқ, яъни товушнинг қаттиқлигини

Формула билан аниқлаш мумкин бўлиб, мазкур катталик товуш қаттиқлиги даражаси дейилади. Унинг ўлчов бирлиги фон деб аталади (баъзан дицибел деб ҳам юритилади).
Эшитилиш диаграммаси энг кенг жойида интенсивлик 10¹² марта ўзгарсада, товушнинг қаттиқлик даражаси ўзгариши L=120 фонга тенг. Частота 100 Гц бўлганда эшитиш бўсаьаси Iо =10^–12 Вт/м² бўлиб, максимал қаттиклик даражаси L=80 фонга тенг бўлади.
Шундай қилиб, товушнинг қаттиқлик даражаси муайян частотадаги товуш интенсивлиги ана шу частотадаги эшитиш бўсаьасидан неча марта ортик эканини кўрсатади.
5–жадвалда баъзи товушларнинг баландликлари ва интенсивликлари кўрсатилган (1000 Гц учун).
Товушнинг объектив характеристикаси бўлган частотага товуш тонининг юксаклиги деб аталадаиган субъектив характеристика мос келади. Товуш мураккаб бўлмаса, унинг юксаклиги миқдор жиъатдан баҳолаш мумкин: частота қанча юқори бўлса, товуш шунчалик юксак бўлади. Товуш мураккаб бўлганда эса унинг юксаклигини фақат сифат жиқатдангина баъолаш мумкин. Чунки товуш манбалари бир эмас, бир катор частотадаги товушни чикариб, энергия ҳар хил частотадаги тебранишлар орасида маълум тарзда тақсимланган бўлади. Муайян частотадаги тебранишга бошка частоталардаги тебранишларга караганда анча кўп энергия тўғри келса, мазкур частота асосий частота хисобланиб, товушнинг юксаклиги ана шу частота билан белгиланади.
Ниҳоят мураккаб спектрал таркибига тембр деб аталадиган субъектив характеристика мос келиб, уни миқдор жиҳатдан баҳолаб бўлмайди.
2–жадвал

	L,дБ	I Вт/м^2
Эшитиш бўсағаси	0	10"^12
Пичирлаш	20	10–ю
Қаттиқ гапириш	70	Ю"^5
Оркестр товуши	100	Ю"^2
Огриқ бўсағаси	130	10

Бир хил тондаги товуш чиқарадиган турли мусиқа асбоблари тембрлари билан фарқ қилади. Шундай қилиб, товушнинг тембри унинг гармоник спектри билан белгиланиб, унинг ўзига хос хусусиятларини характерлайди. Масалан, рояль билан ғижжак товушини бир–биридан осонгина ажратиш мумкин, чунки улар турлича обертонларга эга бўлиб, гармоник спектрлари ҳар хил. Товушнинг тембрини аниқлаш учун уни гармоник ташқил этувчиларга ажратиш, яъни товушнинг спектрини аниқлаш керак.
Одам кулоғининг ажойиб хусусиятларидан бири шуки, у товушнинг юксаклиги ва амплитудасини сезади, лекин мураккаб товушдаги фазалар силжишини сезмайди. Бу хусусият Ом томонидан кашф қилинган. Товушнинг бу хусусиятини концерт залида ўтирган тингловчилардан турли мусиқа асбобларигача бўлган масофалар ҳар хил бўлишига қарамай, товушларнинг ҳамма тингловчилар томонидан бир хил хис килинишида кўриш мумкин.
Кишининг қулоғи бўлган товуш манбаининг кишига нисбатан қандай
йўналишда жойлашганини аниқлаш имконини беради. Бу ҳодиса бинаурал
эффект дейилади. Товуш манбаининг ўрнини унгача бўлган масофа ва вертикал ҳамда горизонтал текисликлардаги бурчаклар билан аникланади. Горизонтал текислиқда киши бурчакни 3° гача аниклиқда сезиши мумкин. Вертикал текисликдаги бурчак ва манбагача бўлган мосафа нисбатан анча ноаниқ хис қилинади.
Муайян унли товушни чиқарганда (у кандай частотада айтилишига қарамай), унинг спектрида албатта шундай бир ёки иккита частота бўладики, паст тонлардан юкори тонларга ўтганда улар деярли ўзгармайди. Бу частоталар мазкур унли товушнинг формантлари дейилади. Ҳар бир унли товуш ўзининг формантларига эга бўлади.
Бирор (масалан, 33 айл/мин) тезлиқда товуш ёзилган граммпластинкани каттароқ (масалан, 45 айл/мин) тезликда айлантирилганда ҳамма частоталар, жумладан унли товушларнинг формантлари ҳам (келтирилган мисолда 1,35 марта) ортади. Мазкур ўзгариш унча катта бўлмаганда алоҳида товушлар бир оз юксакроқ эшитилсада, лекин нутқни тушунса бўлади. Пластинкани янада тезроқ (масалан, 78 айл/мин тезлик билан) айлантирилса, ҳамма тонларнинг юксаклиги ортиши билан бирга, нутқни умуман тушуниб бўлмай қолади, чунки формантларнинг частоталари жуда кучли ўзгарганидан, бир хил унли товушлар бошка унлига айланади.
Киши нутқидаги товушларнинг хосил бўлиши жуда ҳам мураккаб жараён хисобланади: гапираётганда биз беихтиёр томоғимиздаги товуш пайчалари холатини ўзгартириб, улар орқали хаво чиқарамиз. Оғиз бўшлиғига чиқаётган хаво оқими унда автотебранишларни хосил қилади. Оғиз бўшлиғининг хусусий частоталаритил, тишлаб ҳамда танглай холатига боғлиқ бўлади. Оғиз бўшлиғида товуш резонанси содир бўлиб, кучли товуш чиқади.