Věda a technika v pozadí
Sluchový rozsah
Teorie
Přicházejí–li k našemu uchu dva tóny o stejné hladině intenzity zvuku, ale s různou frekvencí, nevnímáme je jako stejně hlasité, ačkoliv je akustický tlak v obou případech stejný. Tento rozdíl v subjektivním vnímání hlasitosti tónů je způsoben nestejnou citlivostí sluchového orgánu k různým akustickým frekvencím. Přibližně tuto závislost vystihuje Weber–Fechnerův zákon: roste–li hladina intenzity zvuku dané frekvence geometricky, jeho subjektivní účinek se zvětšuje přibližně aritmeticky.
Oblast zvuků ohraničená prahem slyšení a prahem bolesti je sluchové pole. Práh slyšení představuje nejmenší intenzitu tónu, kterou je pozorovatel schopen při dané frekvenci vnímat. Zvuky nad prahem bolesti vyvolávají bolestivý vjem a mohou vést k poškození samotného sluchového orgánu. Vnímání zvuků je individuální a rozdíly můžeme najít i mezi zdravými jedinci. Tvar sluchového pole se také mění s věkem.
Sluchové pole - grafické znázornění subjektivního vnímání závislosti hladiny intenzity zvuku na frekvenci.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Co se skrývá pod pojmem hladina intenzity zvuku? Zvukové vlny vycházející ze zdroje způsobují periodické zhušťování a zřeďování okolního pružného prostředí. Při šíření zvuku tedy dochází k tlakovým změnám, které ucho vnímá jako zvuk o různé hlasitosti. Nejnižší tlaková změna, která již vyvolá v uchu sluchový vjem, je asi 10–5 Pa a nazývá se práh slyšení. Naopak nejvyšší tlaková změna, při které ještě nevzniká v uchu pocit bolesti, je asi 102 Pa, a nazývá se práh bolesti. Kdyby byl náš sluch ještě jen o jediný řád citlivější, slyšeli bychom místo mluvy a zpěvu neustálý šum, který by vznikal narážením molekul vzduchu na bubínek.
Sluchový rozsah se v medicíně zjišťuje vyšetřením nazvaným audiometrie. Při tomto vyšetření se určuje sluchový práh pro čisté tóny v rozsahu frekvencí 125 – 8 000 Hz v oktávových skocích. Vyšetření se provádí v tichých komorách, které jsou izolovány od okolního hluku. Vyšetřovaný dává zvlášť pro každé ucho signál, zda daný tón slyší. Při měření se zesiluje daný tón z podprahových hodnot.
Rozsah slyšení u člověka od 16 Hz do 20 kHz odpovídá slyšení většiny ptáků, šimpanz a někteří další primáti registrují zvuky až do frekvence 30 kHz, kůň je schopen registrovat tóny o frekvenci od 30 Hz do 40 kHz, psovité šelmy od 40 Hz do 50 kHz, rejskové, ježci až do 60 kHz a potkan a kočka až do 70 kHz. Rekordmanem je netopýr, který dokáže zachytit frekvence až do 100 kHz. Proto u většiny savců nejsme schopni sluchem řadu jejich signálů slyšet.
Také ryby slyší pomocí postranní čáry většinou jen nižší frekvence. Kaprovité ryby mají dokonalé sluchové ústrojí, které využívá plynového měchýře coby rezonátoru. Některé mořské ryby spolu komunikují i zvukem a slyší od 800 - 1 250 Hz, na lodi je slyšíme až z osmnáctimetrové hloubky. Zřejmě se staly i podkladem starověkých legend o tajemných Sirénách. Většinu akvarijních ryb lze nacvičit zvukem píšťalky na určitou dobu krmení a dovedou se postupně naučit rozeznávat i několik tónů.
Ropucha.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Autor: Christoph Leeb. Under Creative Commons.
Z obojživelníků slyší dobře zejména žáby, které se navzájem dorozumívají hlasem. Vnímají zvuky v rozsahu od 200 - 1 500 Hz. Hlasy plazů nejsou zdaleka tak pestré, jako je tomu u žab, proto slyší i méně dokonale. Výjimkou jsou gekoni, kteří mají také dokonalý hlasový repertoár, slyší i ještěři a želvy, většinou však jen hluboké bučivé frekvence kolem 110 Hz. Dobře slyší krokodýli, kteří vnímají tóny až do frekvence 3 kHz. Naopak zcela hluší jsou hadi, kteří vnímají jen otřesy kroků, ale žádné zvuky.
