Lidský sluch a hudba

1. Lidský sluch a hudba Autor: Lukáš Chuchválek

2. Osnova přednášky • Lidské ucho • Popis částí lidského ucha • Vedení zvuku v uchu • Hudba • Zvuk a hudební teorie • Vliv hudby na lidské tělo a mozek

3. Lidské ucho Zdroj: www.wikipedia.org

4. Vnější ucho (auris externa) Střední ucho (auris medium) Vnitřní ucho (auris interna) Stavba lidského ucha Upraveno z: www.wikipedia.org

5. Vnější ucho Ušní boltec: 1 - Závit (helix) 2 - Rameno závitu (crus helicis) 3 - Ušní lalůček (lobulus auriculae) Zvukovod: 4 - (meatus acusticus) Bubínková blána: 5 - Bubínek (membrana tympani) Pohled na bubínek pomocí otoskopu Zdroj: Prof. Peter Abrahams, MUDr. Jozef Svatoš - L’udské tělo, str. 62

6. Střední ucho 1 - Bubínek (membrana tympani) 2 - Kladívko (malleus) 3 - Kovadlinka (incus) 4 - Třmínek (stapes) 5 - Napínač bubínkové blány (musculus tensor tympani) 6 - Eustachova trubice (tuba auditoria Eustachii) 7 - Hlemýžď (cochlea) 8 - Kulaté okénko (fenestra cochleae) Zdroj: Prof. Peter Abrahams, MUDr. Jozef Svatoš - L’udské tělo, str. 64

7. Vnitřní ucho Ohraničeno kostěným labyrintem ( 1, 2, 6 ), v něm je blanitý labyrint ( 3, 4, 5 + blanitý hlemýžď ) 1 - Předsíň (vestibulum) 2 - Tři polokruhovité kanálky (ductus semicirculares) 3 - Baňky (ampullae) 4 - Oválné okénko (fenestra vestibuli) 5 - Kulaté okénko (fenestra cochleae) 6 - Hlemýžď (cochlea) Zdroj: www.wikipedia.org

8. Hlemýžď Má 2 a půl závitu, vyplňuje ho čirá tekutina zvaná endolymfa Je zde uloženo vlastní sluchové ústrojí (Cortiho orgán) 1 - Předsíň (vestibulum) 2 - Předsíňo-hlemýžďový nerv (nervus cochlearis) 3 - Cortiho orgán (organum spirale) 4 - Kostěný hlemýžď (cochlea) Při poškození hlemýždě hrozí trvalá ztráta sluchu!! Zdroj: www.iurc.montp.inserm.fr/cric/audition/english/ear/fear.htm

9. Vedení zvukového signálu uvnitř blanitého hlemýždě Blanitý hlemýžď má 2 patra: předsíňové bubínkové Sluchové receptory jsou umístěné na bazální membráně dolní stěny blanitého hlemýždě a vlásky se těsně dotýkají krycí membrány. 1 - vlákna předsíňo- hlemýžďového nervu 2 - bazální membrána 3 - Cortiho orgán 4 - Sluchové buňky s vlásky 5 - krycí membrána Na menší frekvence jsou citlivé delší vlásky, umístěné na konci spirály, proto je konec ulity širší. Animace zde Zdroj: www.iurc.montp.inserm.fr/cric/audition/english/ear/fear.htm

10. Hudba

11. Zvuk Zvuk je podélné mechanické vlnění, schopné vyvolat v uchu zvukový vjem. Jeho zkoumáním se zabývá akustika. Rozsah: 20 Hz až 20 kHz Zvuk vzniká: • mechanickým chvěním pevného tělesa (úder, tření, drnkání) • chvěním vzduchu uzavřeného v jiném tělese (dechové nástr.) • chvěním kapaliny • zdrojem zvuku mohou být i vynucené kmity (reproduktor, sluchátka a jiná zařízení pro umělé generování zvuku)

12. Vnímání zvuku Lidské vnímání zvuku je velice složitý proces, který závisí na mnoha faktorech. Dodnes neexistuje žádná uspokojivá teorie, která by vnímání zvuku živým organismem vysvětlila. • Tóny (hudební) • Hluky (nehudební) Test vnímání zvuku: zde Zvuky rozdělujeme:

13. Hluky Hluk je zvuk s neurčitou výškou, nepravidelným kmitáním a nejednoznačnou frekvencí, která se určuje jen přibližně. Někdy je možné určit, jestli hluk zní hluboko, či vysoko nebo jestli mění výšku. Označují se sice jako „nehudební“, ale v hudbě (obzvláště v moderní) se často používají, například u bicích.

14. Tóny Tón je nejjednodušší prvek hudebního díla. Má 4 vlastnosti: 1) Výška tónu: Závislá na frekvenci 2) Barva tónu (témbr): Závislá na složení tónu, tvaru kmitů a poměru amplitud alikvotních tónů (tzn. Závisí na hudebním nástroji) 3) Síla tónu (hlasitost): Závislá na intenzitě zvuku (akustickém výkonu na j. plochy) a ta zase na energii použité k rozechvění zdroje tónu (čím je vydaná energie větší, tím je větší amplituda vlny) 4) Délka tónu: Závisí na době, po kterou se těleso chvěje, ne-závisí na žádné fyzikální veličině zdroje tónu

15. Síla tónů - jednotka intenzity zvuku je 1 decibel (dB) LP -hladina akustického tlaku (intenzita zvuku) p - akustický tlak p0 = 2 x 10-5 Pa - nejslabší vnímatelné zvuky mají intenzitu 0 dB (na prahu slyši- telnosti), nejsilnější (práh bolesti) mají intenzitu kolem 130 dB. - nejsilnější dosud slyšený zvuk byl zaznamenám v roce 1883 při výbuchu sopky Krakatoa, když jeho síla zvuku v místě 1,6 km vzdáleném od místa erupce činila neuvěřitelných 180 dB. LP = 20 log10 ( ) dB P P0 1 dB ^ 2 x10 - 5 Nm- 2 =

16. Barva tónů Barva tónů závisí na počtu harmonických složek, které znějí společně s daným základním tónem. Také závisí na velikosti amplitud, šumech a šelestech doprovázejí-cích základní tón. Jednoduchý tón: sinusový průběh, vzácný výskyt Složený tón: Skládá se z několika tónů různých výšek uspořádaných podle určitého pořádku. Vytváří tzv. harmonickou řadu tónů. Má složitější průběh, než jednoduchý tón Má ale periodický charakter

17. Tóny v hudbě jsou téměř vždy složené. • Kromě základního tónu zazní s větší či menší intenzitou ještě tóny částkové, alikvotní, parciální a vyšší harmonické k tónu základnímu. Např. Harmonická řada tónů C c g c1 e1 g1 b1 c2 d2 e2 fis2 g2 a2 b2 h2 c3 C c g c1 e1 g1 b1 c2 d2 e2 fis2 g2 a2 b2 h2 c3 Částkové tóny jsou slabé, postupně pak ještě slabší. Jejich frekvence tvoří pravidelnou řadu o poměru 1:2:3:4:5:6:7:8…atd.

18. Výška tónů • V hudbě se užívá úzký výběr tónů o frekvencích 16-4096 Hz (někdy až 8192 Hz) • Tóny jsou uspořádány do tónové soustavy podle své výšky • Tónová soustava je rozdělena na úseky zvané oktávy. Poměr kmitů oktávových tónů je 2:1 • Naše tónová soustava obsahuje celkem 9 oktáv a každá z oktáv obsahuje 7 tónů: c d e f g a h, což je základní tónová řada. Jednotlivé tóny různých oktáv zapisujeme takto: Oktáva : subkontra kontra velká malá jednočárkovaná dvoučárkovaná tříčárkovaná čtyřčárkovaná pětičárkovaná C2 D2 E2 F2 G2 A2 H2 C1 D1 E1 F1 G1 A1 H1 C D E F G A H c d e f g a h c1 d1 e1 f 1 g1 a1 h1 c2 d2 e2 f 2 g2 a2 h2 c3 d3 e3 f 3 g3 a3 h3 c4 d4 e4 f 4 g4 a4 h4 c5

19. Velice důležitý tón, který byl schválen na základě mezinárodní dohody, je tón a1 o frekvenci 440 Hz. Nazývá se komorní tón nebo komorní a a používá se jako frekvenční normál při ladění hudebních nástrojů. Frekvence ostatních tónů se dají dopočítat pomocí vzorce: f = 440 x 2 n / 12Hz Kde n je počet půltónů vzdálených od komorního a a1 440 Hz A2 27,5 Hz C 65,5 Hz c1 262 Hz c3 1048 Hz c5 4192 Hz C1 32,75 Hz c131 Hz c2 524 Hz c4 2096 Hz

20. MIDI MIDI (Musical Instrument Digital Interface) je elektronický komunikační protokol umožňující digitálním nástrojům a počítačům vzájemnou komunikaci a synchronizaci v reálném čase. GENERAL MIDI- 128 tónů, 128 druhů hudebních nástrojů (v Hz)

21. Využitelnost nehudebních frekvencía vliv hudby na tělo a mysl • V hudbě se užívá úzký výběr tónů o frekvencích 16-4096 Hz (někdy až 8192 Hz) • Tóny pod 16 Hz - Infrazvuky - vyvolávají silné emoční stavy a působí na lidský mozek ( Alfa, Beta, Delta, Theta vlny v mozku ) např. za pomoci velkých bubnů. • Tóny nad 4096 Hz - působí na neurony a jednotlivé buňky např. za pomoci chřestítek, rolniček, atd. Staré šamanské přísloví zní: „Hudba je lék na všechno.“

22. Reference • [1]RNDr. Jan Jelínek a RNDr. Vladimír Zicháček - Biologie,1. vydání, FIN Publishing, Olomouc 1996, ISBN 80-86002-01-2 • [2] Prof. Peter Abrahams a MUDr. Jozef Zlatoš - Ĺudské tělo,1. Slovenské vydání z anglického originálu The Atlas Of Human Body, 2001, ISBN 80-7181-956-5 • [3] Věra Grigarová - Všeobecná hudební nauka, ALDA, Olomouc 1998, ISBN 80-85600-46-3 • [4] RNDr. Josef Wolf a kol. - ABCČlověka, 1. Vydání, Edice Pyramida ORBIS Praha, 1977, ISBN 8 • [5] http://www.dk-studio.net/eblog/1142348400-hudba-a-jeji-vliv-na-telo-a-mysl.php ,Univerzita Pardubice, dne 10.3.2007 • [6] http://www.phys.unsw.edu.au/jw/hearing.html, School of Physics, The University of New South Wales, Australia, dne 14.3.2007 • [7] www.iurc.montp.inserm.fr/cric/audition/english/ear/fear.htm, CRIC and the authors 1999 - 2002, dne 14.3.2007 • [8] www.wikipedia.org

23. Konec Prezentace