ทำไมเราจึงรู้ทิศทางของเสียง
- วันที่: 03/05/2014 16:22
- จำนวนคนเข้าชม: 9388
เรามีการรับรู้ทางของเสียงในแบบ 3 มิติเหมือนกับการมองเห็น ซึ่งต้องอาศัยอวัยวะเหมือนๆกัน 1 คู่ เพื่อจะทำให้เกิดการวัดเปรียบเทียบ ตา 2 ตาจะรับภาพไม่เหมือนกัน ยิ่งมีความแตกต่างกันมาก สมองก็จะยิ่งแปลความแตกต่างให้มากด้วย ส่วนในทางเสียงนั้นยิ่งเวลาในการรับฟังระหว่างหูทั้งสองต่างกันเท่าใด ก็แสดงว่าแหล่งเสียงนั้นจะอยู่ห่างไปทางประสาทสมองด้านนั้นมากขึ้น และแม้ช่วงเวลาดังกล่าวจะมีค่าเพียง 0.00003 วินาที ประสาทมนุษย์ก็ยังรู้ได้ว่าวัตถุนั้นเปลี่ยนที่ไปจากหน้าของเรา 3 องศา
ที่ความถี่สูง เครื่องรับรู้เสียงของคนจะทำการประเมินความแตกต่างไม่เฉพาะแค่เวลา แต่จะรวมถึงความหนาแน่น(ความดัง-ค่อย)ของเสียงด้วย ส่วนที่ความถี่ต่ำกว่า 1,000 Hz เสียงจะเริ่มไม่มีทิศทาง ยิ่งถ้าเป็นเสียงที่ความถี่ต่ำกว่านี้มากๆเราก็ไม่สามารถรับรู้ตำแหน่งของมันได้
คลื่นเสียงนั้นเป็นคลื่นของความดัน ดังนั้นมันจึงทำให้ระบบเสียงเกิดการ "แกว่งไปมา”(Oscillate) ขึ้น ทำให้เกิดการก้องสะท้อนที่ตัวตู้ ผนังของแผงลำโพงหลัง ค่าการแกว่งไปมานี้จะแรงเป็นพิเศษเมื่อความถี่เสียงนั้นมีความถี่เดียวกันกับความถี่ที่ก้องสะท้อน อาทิเช่น ลำโพงที่แผงลำโพงหลังจะมีการกระแทกกระทั้นที่บิดเบือนได้ หากว่ามีเสียงแกว่งไปมาอยู่ที่ความถี่ 60 Hz ในขณะเดียวกันกับที่ท่านได้เพิ่มเสียงเบสจากกราฟฟิค-อีคิว หรือปุ่มทุ้มแหลม ที่ความถี่ 60 Hz ด้วย ซึ่งก็เท่ากับเป็นการกระตุ้นค่าการก้องสะท้อนของระบบ มีผลทำให้เกิดการ "แกว่งไปมา" อย่างรุนแรง
อย่างไรก็ดี เราก็ยังอาศัยการแกว่งไปมานี้เพื่อทำให้เครื่องดนตรีหลายๆชนิดเกิดเสียงขึ้นมา ตัวโครงของไวโอลีนจะทำหน้าที่ช่วยขยายโทนเสียงที่อ่อนมากๆจากการใช้คันชักสีผ่านสายไวโอลีน ทำให้เสียงนั้นดังกังวานขึ้น แต่การแกว่งไปมาของระบบเสียงนั้นกลับไม่เป็นที่ปราถนา เพราะทำให้เกิดการเปลี่ยนไปจากเสียงต้นกำเนิดเดิม จึงไม่เหมือนกับเครื่องดนตรี เพราะชุดเครื่องเสียงโดยเฉพาะ”ลำโพง”ไม่ควรจะมีลักษณะเสียงที่เป็นเอกภาพเฉพาะตัว แต่ควรจะให้เสียงทุกๆเสียงที่เป็นรูปเป็นร่างตามความเป็นจริง การแกว่งไปมานี้จะสามารถทำให้ลดลงหรือควบคุมได้ด้วยการ”ยับยั้ง”ที่มีอยู่ในระบบลำโพง
จำนวนระดับความดังจาก 1 ถึง 1,000,000 ความถี่จาก 16 Hz – 20,000 Hz หูเราสามารถจัดการกับมันอย่างไร ถ้าคุณจำเรื่องของ”ล็อกการิธิ่ม”(logarithm)ได้ นั่นคือเสียงนั้นจะต้องการค่าคงที่ที่เพิ่มขึ้น มากขึ้นเป็น 2 เท่า เพื่อให้ได้ค่าเพิ่มขึ้นอีกเท่าๆกัน ในเรื่องของเสียงสูง-ต่ำนั้นเป็นเรื่องของการแบ่งย่านความถี่เสียงเป็นออคเตปๆความดัง เราวัดเป็นเดซิเบล หรือเขียนง่ายๆเป็น dB ซึ่งทุกๆครั้งถ้าเราจะให้เสียงมีความเข้มเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่า จะต้องเพิ่มความดังของเสียงอีก 3 dB ที่ความถี่ 1,000 Hz เป็นอาณาบริเวณของความไวในการรับเสียงสูงสุด จะมีสเกลของฟอนทำหน้าที่แทน ซึ่งเสมือนกับสแกลของเดซิเบลเพิ่มขึ้นเท่านั้น ฟอนนั้นเป็นหน่วยของการวัดการรับรู้ความดัง โดยมีค่าศูนย์ฟอนเมื่อถึงความดังที่เริ่มได้ยิน และ 120 ฟอน เมื่อถึงความดังที่เริ่มทนไม่ไหว