环境心理学第三节听觉

声音的掩蔽依赖于声音的频率、掩蔽音的强度、掩 蔽音与被掩蔽音的间隔时间等。 兹伟克(Zwicher，1965)和沙而夫(Scharf， 1965)等，用1 200Hz的声音作掩蔽音，变化它 的强度(从20dB～110dB)，然后观察它对其他 声音的掩蔽作用。 结果发现，与掩蔽音频率接近的声音，受到的掩 蔽作用大。频率相差越远，受到的掩蔽作用就越小。
第三节：听觉
一、 听觉刺激
二、 听觉的生理机制
三、 人耳对声音频率的分析 四 、听觉基本现象 五、 听觉尺度 六、 听觉现象在环境设计中的应用
一 听觉的适宜刺激
频率在16 - 20000Hz 的声波是人耳的适宜 刺激，在这一范围之外的次声波及超声波是人 耳所听不到的。
在听阈范围内，通常对1000 -4000 Hz 范 围内的中高频声音特别敏感，对这一频率范围 内较大强度声音的耐受性也较高。老年人对高 频声音的感受性明显下降。
六、 听觉现象在环境设计中的应用
人的行为方式同样可以作为解决环境问题的重要方 法：麦当劳餐厅就善于利用声音和人的行为之间的 关系，适时地对环境进行调控。 人少时，音乐轻柔，光线明亮，很多人喜欢在此读 书看报或者聊天，从侧面塑造了这一场所的文化形 象；
而人多的时候，音乐节奏加快，音量加大，在促进 食欲的同时，也加快了人们的进餐速度，从而提高 了座位的周转。
由于鼓膜的面积与镫骨覆盖的卵圆窗面积的比为20：1，因此， 声音经过中耳的传音装置，其声压大约提高20倍～30倍。声 音的这条传导途径称为生理性传导。 声音的传导途径还有空气传导和骨传导。 内耳由前庭器官和耳蜗组成。耳蜗是人耳的听觉器官。 耳蜗分三部分鼓阶、中阶和前庭阶。鼓阶与中阶以基底膜分开。 基底膜在靠近卵圆窗的一端最狭窄，在蜗顶一端最宽，这一点 对听觉有重要的意义。
基底膜上的柯蒂氏器包含着大量支持细胞和毛细 胞 毛细胞是听觉的感受器。 毛细胞的细毛突入由耳蜗液所充满的中间阶内。 声音经过镫骨的运动产生压力波，引起耳蜗液的 振动，由此带动基底膜的运动，并使毛细胞兴奋， 产生动作电位，从而实现能量的转换。
(二)听觉的传导机制和中枢机制
毛细胞的轴突离开耳蜗组成了听神经，即第 八对脑神经。它先投射到脑干的髓质，然后 和背侧或腹侧的耳蜗神经核形成突触。这些 区域的细胞轴突形成外侧丘系，最后终止于 下丘的离散区。从下丘开始，经过背侧和腹 侧的内侧膝状体，形成了两条通道。腹侧通 道投射到听觉的核心皮层(布鲁德曼41区)， 背侧通路投射到第二级区。
频率太近，产生拍音。低频掩蔽音对高频声 音的掩蔽作用，大于高频掩蔽音对低频声音 的掩蔽作用。掩蔽音强度提高，掩蔽作用也 增加。当掩蔽音强度很小时，掩蔽作用覆盖 的频率范围也较小；掩蔽音的强度增加，掩 蔽作用覆盖的频率范围也增加。
耳聋的种类及原因：
传导性耳聋：是从耳鼓膜到内耳的声音传输障碍造 成的。例如，疾病或创伤可能引起耳膜损坏或听小 骨不能移动。可使用助听器，使声音增大变清晰。
2．共鸣理论
赫尔姆霍茨提出。在他看来，由于基底膜的横纤维长 短不同，靠近蜗底较窄，靠近蜗顶较宽，因而就像一 部竖琴的琴弦一样，能够对不同频率的声音产生共鸣 声音的频率高，短纤维发生共鸣；声音的频率低，长 纤维发生共鸣。人耳基底膜约有24 000条横纤维， 它们分别反应不同频率的声音。基底膜的振动引起听 觉细胞的兴奋，因而产生高低不同的音调
听水声
青岛海滨广场的一个方案 设计中设置三个铜制巨型 麦克风，寓意听大海的声 音。虚实对比。
日本园林中水琴窟是利用埋在地下的水缸， 按照预留空间的不同，发出不同的水声。在 庭院安静的一隅，可欣赏到清脆的水声。类 似上面所说的声音游戏广场处，可以将不同 高矮的桶埋在地下，或伸出地面，人们用脚 即可以感受奇妙的音响。
20世纪40年代，著名生理学家冯，贝克西发展了 赫尔姆霍茨的共鸣向合理部分，提出了新的位置理 论——行波理论。贝克西认为，声波传到人耳，将 引起整个基底膜的振动。振动从耳蜗底部开始，逐 渐向蜗顶推进，振动的幅度也随着逐渐增高。振动 运行到基底膜的某一部位，振幅达到最大值，然后 停止前进而消失。
随着外来声音频率的不同，基底膜最大振幅所 在的部位也不同。
1人面对15～20人 (～20m2)，这是保持个人会话声 调的上限； 1人面对50人 (～50m2)，单方面的交流，通过表情 可以了解个人的反应；
1人面对250～300人 (～300m2)Байду номын сангаас单方面的交流， 了解个人面孔的上限；
1人面对300人以上(300m2～)，完全成为演讲，群众 一体化，难以区分个人状态。
3.人的听觉频率范围为16赫兹－20000赫兹，其 中1000赫兹－4000赫兹是人耳最敏感的区域。 4.声音掩蔽－一个声音由于同时起作用其他声音的 干扰而使听觉阈限上升。 掩蔽有几种： ①纯音掩蔽，用一个纯音为掩蔽音，观察它对不同 频率的其他声音的影响； ②噪音对纯音的掩蔽； 掩蔽。 ③纯音和噪音对语音的
为了充分制造游人与动物的声音密切接触的机会，必须尽可能地保全和培育动 物的声音要素。在声景观设计阶段，就应该结合视觉景观的设计和规划，采用 零设计方法。充分考虑用地的自然环境的保全和再生，用景观生态学的理论作 为指导，创建丰富多样的生境系统，为鸟类等小动物提供栖息、迁徙、觅食、 繁衍等生存条件
扬州个园的冬山是用纯白的宣石堆叠而成的，远远 望去，好像刚下过一场雪，上下全是积雪，使人感 到寒气逼人。冬山后面开了24个“风音洞”，风 吹入孔洞呼呼作响，好像冬天里的北风在呼啸，加 深了意境。
共鸣理论强调了基底膜的振动部对产生音调听觉的作 用，因而也叫位置理论。
但人们以后发现，这种根据并不充分。人耳 能够接受的频率范围为20Hz-20000Hz， 最高频率与最低频率之比为1 000：1，而 基底膜上横纤维的长短之比仅为10：1可见， 横纤维的长短与频率的高低之间并不对应
3.行波理论
人工声
在拉维莱特公园竹 园的入口，为了增加神 秘色彩而播放一种带有 东方禅意的音乐，而两 个半圆形的混凝土墙的 围合营造了空灵清雅的 戏剧效果。
生活声历史文化声
天坛回音壁
韦弗尔提出。认为：当声音频率低于400赫 兹时，听神经个别纤维的发放频率是和声音 的频率对应的，当声音频率提高，个别神经 纤维无法单独对它作出反应，这种情况下， 神经纤维将按齐射原则发生作用。 但是，对于5000赫兹以上的频率，神经齐 射理论无法解释。声音超过5000Hz,位置 理论是对频率进行编码的唯一基础.
近年来的研究表明，听觉系统的单个神经元 编码声音的频率(或音调)。不同神经元对不 同频率有最大的敏感性。
一般来说，皮下神经核细胞对较宽的频率敏 感，而更高层次的细胞对较窄的频率敏感。 人类的听觉系统的二级区可能对言语声音敏 感
三 人耳对声音频率的分析
人耳怎样分析不同频率的声音,科学家们提出了各 种不同的学说。 (一) 频率理论 由物理学家罗· 费尔得1886年提出。这种理论认 为，内耳的基底膜是和镫骨按相同频率运动的。振 动的数量与声音的原有频率相适应。如果我们听到 一种频率低的声音，连接卵圆窗的镫骨每次振动次 数较少，因而使基底膜的振动次数也较少；如果声 音刺激的频率提高，镫骨和基底膜都将发生较快的 振动。
正常会话 40-60dB
提高声音会话 60-80dB
高声喊话
非常困难 会话不可能
80-100dB
100-115dB 115-130dB
人们所期望或允许的室内噪声大小
播音室 25-30dB
音乐室 30-35dB
医院、电影院、教室 35-40dB
公寓、旅馆、住宅 35-45dB 会议室、办公室、图书馆 40-45dB 银行、商店 40-55dB 餐厅 50-55dB
声波的物理特质是频率、振幅和波形。听觉 的音高、响度和音色均是对声波的物理性质 的主观反映。
声波的传导途径：空气传导、骨传导。
二 听觉的生理机制
(一) 耳的构造和功能
耳朵由外耳、中耳、内耳三部分组成 外耳包括耳廓和外耳道。它的作用主 要是收集声音。 中耳由鼓膜、三块听小骨、卵圆窗和 正圆窗组成。三块听小骨指锤骨、砧 骨和镫骨。锤骨一端固定在鼓膜上， 镫骨一端固定在卵圆窗上。当声音从 外耳道传至鼓膜时，引起鼓膜的机械 振动，鼓膜的运动带动三块听小骨， 把声音传至卵圆窗，引起内耳淋巴液 的振动。
神经性耳聋： 是由于毛细胞或听神经受到了损害 造成的。助听器无济于事。 刺激性耳聋：是神经性耳聋的一个特殊类型，是由 于特殊的工作、爱好、经历所引起的，即某种非常 大的声音损伤了耳蜗中特定区域的毛细胞。比如猎 人的选择性耳聋。
五、 听觉尺度
1人面对1人 (1～3m2)，谈话伙伴之间距离自如，由 于二人的关系亲密声音也轻；
四 听觉基本现象
1.音调和频率的关系：音调是一种心理量， 它与声波的物理特性频率的变化不完全对应。 在1000赫兹以上，频率与音调几乎是线性 的，音调的上升低于频率的上升；但在 1000赫兹以下，频率与音调的关系不是线 性的，音调的变化快于频率的变化
2.音响和频率的关系：在相同的声压水平 上，不同频率的声音响度是不同的。而不同 的声压水平却可产生同样的音响。
底膜与镫骨的这种关系，类似于电话机的送话机和 收话机的关系。当我们向送话机说话时，它的膜片 按话音的频率产生不同频率的振动，使线路内的电 流出现变化。在另一端，收话机的薄膜因电流的变 化而振动，并产生与送话端频率相同的语音。这种 理论也叫电话理论。 不足：频率理论难以解释人耳对声音频率的分析。 人 耳基底膜不能作每秒1000次以上的快速运动。 这是和人 耳能够接受超过1000赫兹以上的声音 不相符合的。
声音频率低，最大振幅接近蜗顶；频率高， 最大振幅接近蜗底(即镫骨处),从而实现了 对不同频率的分析。
但是行波理论难以解释500赫兹以下的声音 对基底膜的影响。当声音频率低于500Hz 时,它在基底膜各个部位引起相同的运动,并 对毛细胞施加了相同的影响.（但可以用频 率理论解释）