立體聲
通常,來自給定來源的聲音必須傳播略微不同的距離才能到達您的兩隻耳朵。因此,每隻耳朵聽到聲音的時間略有不同。這種時間上的差異可以讓您確定聲源的位置。
不需要。
握住軟管的兩端,讓它們蓋住您的耳朵,這樣軟管本身就在您的頭後面(見上圖)。
讓您的搭檔站在您身後,用鉛筆輕敲軟管上的任意位置。你能分辨出敲擊聲是靠近你的右耳還是左耳?多試幾次,讓你的搭檔在不同的地方敲擊軟管。
試著猜猜你的朋友什麼時候在你耳朵中間的軟管中心敲擊。在您聽到它離一隻耳朵更近之前,必須從這個中點敲擊多遠?
嘗試只用一隻耳朵聽。你能用一隻耳朵定位聲音的來源嗎?
如果您的朋友在您用雙耳聆聽時將軟管輕敲到中間左側,則聲音會先到達您的左耳,然後再到達您的右耳。例如,如果您的朋友在中心左側輕敲軟管 3 英寸(7.6 厘米),聲音將在到達您的右耳之前 1/2,000 秒到達您的左耳。
聲音在空氣中的傳播速度約為 1,000 英尺/秒(350 米/秒)。當您的朋友將鉛筆移動 3 英寸(7.6 厘米)時,到您左耳的路徑會縮短 3 英寸(7.6 厘米),而到您右耳的路徑會長 3 英寸(7.6 厘米)。路徑長度的差異為 6 英寸(15.2 cm),或半英尺,聲音在半毫秒內覆蓋。您的大腦會利用這種到達時間的差異來確定聲源更靠近您的右耳還是左耳。
有了兩隻耳朵,您就可以比較聲音強度(音量)、到達時間、相位和頻率等屬性的差異。如果雙耳聽到的聲音相同,則您認為聲源就在您的正前方或正後方。您的耳朵和大腦利用聲音的相對差異將其定位在遠離中心的某個點。
如果您只用一隻耳朵聽管子,您將無法檢測到輕敲是稍微偏向管子中部的一側還是另一側。但是,您可以檢測到敲擊聲何時靠近您的耳朵,何時遠離。
用一隻耳朵定位聲源相當於用一隻眼睛定位物體。你可以用一隻眼睛定位一個物體,但不是那麼容易,而且你的視野缺乏深度。就耳朵而言,由於它的耳廓——外耳的杯狀肉質部分,單只人耳可以檢測到某個方向。但是,與我們用兩隻耳朵在太空中定位聲源的複雜能力相比,僅用一隻耳朵定位聲源的能力非常有限。
動物的聽力與其棲息地有關。人類是樹棲類人猿的後代。這些動物的頭兩側長有杯狀耳朵,這使動物能夠在三個維度上定位聲源。平原動物的頭頂通常有尖耳朵。這種安排更適合在水平面上定位聲音。
正如您使用到達時間的差異來定位聲音一樣,地震學家使用地震波到達兩個或多個接收器的不同時間來計算地震的位置。畢竟,地震波只是穿過地面的聲波。