zvok-nastanek, prenos informacij z njim

O naravnih pojavih. Kaj je ...? Kakšen je...?
Post Reply
simon
Posts: 1
Joined: 10.4.2003 14:56

zvok-nastanek, prenos informacij z njim

Post by simon » 10.4.2003 15:02

živjo!
Nujno potrebujem odgovor o nastanku zvoka, prenosu informacij z njim in sploh kar največ o zvoku. Hvala.


Durano
Posts: 11
Joined: 9.10.2003 19:51
Location: Murska Sobota
Contact:

Post by Durano » 12.10.2003 19:05

Na kratko o nastanku zvoka
Zvok nastaja zaradi spreminjanja tlaka v okolju. Zvok lahko oredelimo kot nihanje medija. Kadar razpravljamo o človeškem sluhu, je medij, ki omogoča slušne zaznave, zrak. Zvok pa lahko nastaja in se širi tudi v tekočini in trdnem mediju. V zraku se zvok pri normalnih pogojih širi s hitrostjo 340m/s. Pri tem se zvočna energija prenaša z molekule na molekulo. V zvočnem valu si izmenjaje sledijo področja z višjim in nižjim tlakom – zgoščine in razredčine. Razlike med temi vrednostmi imenujemo zvočni tlak. Meriti ga je mogoče z mikrofonom, ki spremembe zvočnega tlaka prevede v električno napetost.
Za izražanje vrednosti zvocnega tlaka uporabljamo logaritemsko lestvico. Enota za jakost zvoka se imenuje decibel (dB SPL – angl. Sound Pressure Level). Jakost določenega zvoka je podana z razmerjem S = 20 log (P / P’). S je mera relativna povečanja jakosti določenega zvoka oz. mera, za koliko je jakost merjenega zvoka različna od referenčne vrednosti. Referenčni tlak znaša pri frekvenci 1000 Hz : 2 x 10 [na minus 5] N/m [kvadrat]. Pri tem tlaku je pri človeku prag zaznave zvoka. Glasnost zvoka merimo v fonih, glasnost 1 fona ustreza pri 1000Hz (1 kHz) jakosti 1 dB.
Drugi parameter, s katerimi je določen zvok, je njegova frekvenca. Izražamo jo v hercih (Hz) – število nihajev v sekundi. Zvok, ki vsebuje eno samo čisto frekvenco, se imenuje zven. Glasbeni zvoki vsebujejo več frekvenc: najnižjo ali osnovno ter višje frekvence. Slednje so mnogokratniki osnovne in jih imenujemo višji harmonični toni. Zvok, v katerem so vse frekvence zastopane v približno enakem razmerju, imenujemo beli šum.
Človesko uho zaznava zvočne vibracije v območju med 20 in 20,000 Hz. Slušni prag se spreminja s frekvenco zvoka. Občutljivost za zvok je največja pri frekvenci 1 kHz in znaša 4dB ali 4 fone, v drugih frekvenčnih območjih pa se občutljivost manjša. Ta pojav lahko prikažemo s krivuljami enake glasnosti (izofonske krivulje). Pri glasnosti 120 do 130 fonov prehaja zaznava zvoka v občutek bolečine. Takšni zvočni dražljaji običajno poškodujejo slušni organ. Zvoki, ki nastajajo med govorjenjem, so v območju največje slušne občutljivosti.
Hkratno poslušanje z obema ušesoma nam omogoča, da določimo mesto izvora zvoka v prostoru. Ker se zvok širi od izvora z enako hitrostjo, doseže obe ušesi istočasno le v primeru, če sta od zvočnega izvora enako oddaljeni. V drugih primerih dospe zvok prej do ušesa, ki je bližje izvoru, kar je osnova za določitev mesta zvočnega izvora v prostoru.

Pot zvoka v ušesu
Uho je slušni organ. Sestavljeno je iz 3 delov: zunanjega, srednjega in notranjega ušesa. Na meji med zunanjim in srednjim ušesom je tanka opna, ki se imenuje bobnič. V votlini srednjega ušesa so zaporedoma povezane 3 koščice: kladivce, nakovalce in stremence, ki prevajajo tresljaje bobniča do ovalnega okenca na meji med srednjim in notranjim ušesom. Receptorji za zaznavanje zvoka so v polžu, delu notranjega ušesa. V notranjosti polža so 3 vijačnično zaviti zavinki (kanali). V preddvornem (vestibularnem) in bobničnem (timpanalnem) kanalu je perilimfa, tekočina z relativno visoko vsebnostjo natrijevih ionov. Med njima leži polžev (kohlearni) kanal, ki vsebuje endolimfo z relativno visoko vsebnostjo kalijevih ionov. Tresljaji bobniča se prenašajo po slušnih koščicah na ovalno okence in od tod po kanalih polža vse do okroglega okenca. Zanihanje kohlearnega in bazilarne membrane povzroči ritmično upogibanje cilij cilijarnih čutnih celic. Prednji del bazilarne membrane – bliže srednjemu ušesu - je najožji in najtanjši in zaniha pri visokih frekvencah. Del membrane ob polževi luknjici pri vrhu polža pa zaniha pri nizkih frekvencah. Kodiranje frekvence zvoka je torej neposredno odvisno od lege cilijarnih celic vzolž polža.

Obdelava informacij v možganih
Posamezno senzorično vlakno prevaja pretežno signale, ki jih povzroči določena frekvenca, čeprav se lahko vzdraži tudi ob drugih frekvencah. Krivulja vzdražnih pragov teh vlaken v odvisnosti od frekvence zvoka tvori njihovo resonančno krivuljo. V slušnem korteksu so celice organizirane v funkcionalne stolpiče. Nevroni posameznega stolpiča imajo vse resonanče krivulje podobne. Slušne informacije v zvezi z govorom se takoj obdelajo v specializiranih območih možganske skorje. Glavna območa možganske skorje s to vlogo so običajno v levi možganski polobli. To sta senčno (temporalno) govorno področje, imenovano tudi Wernickejevo polje, in čelno (frontalno) govorno podroje ali Brockovo polje. Prvo sodeluje v slušnem procesu pri prepoznavanju besed, medtem ko je drugo bolj neposredno povezano z govorom.

Prenos zvočnih informacij oziroma kako razumemo govorni jezik

Z izdihihavanjem pljučnega zraka produciramo zvok, katerega modificiramo z glasilkami, grlom, jezikom, zobmi, nosno votlino, trdim in mehkim nebom in jezikom. Zvok oz. zven nastane takrat, kadar izdihnjeni zrak zavibrira obe glasilki. Vsak jezik ima točno določen inventar glasov (fonemov/samoglasnikov in soglasnikov). Glasovi in besede so arbitrarne (naključne) narave (Ferdinand de Saussure: Predavanja iz splošnega jezikoslovja), saj je vsak jezik konvencionalno določen skupek akustičnih simbolov, ki si sledijo v točno določenem zaporedju (v zvočnem zaporedju 'p-e-s' ni nič pasjega, zato se koncept 'psa' v različnih jezikih izrazi različno, npr. 'dog', 'Hund', 'chien', 'kutya' itd. – tudi onomatopoije so arbitrarne, saj mi pravimo 'kikiriki', Angleži pa 'cock-a-doodle-doo' itn.).
V jezikovni komunikaciji prevladuje Chomskyjeva teorija prirojene univerzalne slovnice (N. Chomsky: Syntactic Structures), ki pravi, da je človeški jezik biološko vprogramiran (vrojen) v naših možganih. Ta program vsebuje parametre, ki se v stiku z okolico aktivirajo tako, da se določeni parametri okrepijo, ostali pa ostanejo neaktivni (govor je seveda o nevronskih povezavah). Pinkerjeva teorija gre naprej in nam dokazuje, da je človeški jezik nagon (instinkt), pravtako kot je pri pticah nagon letenje, pri netopirjih in kitih uporaba sonarja itn. (S. Pinker: The Language Instinct).
V nevrolingvistiki so nam znanstveniki predložili naslednja dejstva: na podlagi izkušenj s pacienti s poškodbami govora je bilo ugotovljeno, da se jezikovni moduli nahajajo pretežno v levi možganski polobli. Tu sta pomembna dva območja: Brocovo polje se nahaja v levem čelnem režnju, Wernickejevo pa v levem senčnem režnju. Bolniki z Brocovo afazijo ne morejo tvoriti stavkov (agramatizem), tisti z Wernickejevo afazijo pa ne razumejo govora drugih ljudi. Slušne informacije se predelujejo v obeh možganskih hemisferah čelnega režnja tik nad ušesoma (predvsem Wernickejevo polje). Kakšna je pot zvoka od enega človeka do drugega? Medij za prenos zvoka je zrak. Zvok udari ob bobnič v ušesu. Iz srednjega ušesa pride zvočna informacija preko receptorjev v nevrone, ki govor (zaporedje zvokov) prekodirajo v živčne impulze, ki vodijo do Wernickejevega polja, kjer se nadalje vrši obdelava zvočnega podatka. Obe polji sta povezani med sabo in še z mnogo drugimi moduli. Nevrolingvisti so celo locirali možganska področja posebej za samostalnike, glagole, pridevnike, mentalni leksikon, vršenje slovničnih procesov itd. Obe polji sta tesno povezani z motoričnim delom možganov, saj je treba nadzirati tudi premikanje govoril.
Naj za konec še navedem dve najverjetnejši teoriji iz kognitivne psihologije o predelavi zvočnih (jezikovnih) informacij. Prva je teorija , ki pravi, da moduli za slušno obdelavo informacij v delčku sekunde poiščejo vse besede, ki se začno s prvim glasom slišane besede; nato se ta izbor besed zoži pri drugem glasu, še bolj pri tretjem in tako naprej dokler iz mentalnega leksikona ne identificira iskana (slišane) beseda. Proces je zelo podoben slovarjem, ki jih imamo v računalnikih: ko vtipkaš prvo črko, se prikaže začetek besed na to črko, pri drugi črki se prikažejo besede, ki se začno s tema dvema črkama in tako dalje.
Druga teorija pa je bolj asociacijske narave in je podobna prvi teoriji. Asociacijski je v tem smislu, da možgani zvočno informacijo poiščejo iz raznih virov: enote za prepoznavanje fonetične matrice (ne-zvočnost, mesto nastanka, način nastanka glasu) se povezujejo z enotami za prepoznavanje fonema, besed; ti obojestransko delujejo na podlagi inhibitornih (pospeševalnih) in eksitacijskih (zaviralnih) nevronov. Besedo (zvočno informacijo) prepoznamo takrat, ko je minimalna aktivacijska stopnja besed kandidatk dosežena. (M. Eysenck: Principles of Cognitive Psyhology)

Če te še kaj zanima, kar napiši.

Lp,
Durano

Post Reply