Vores læser Morten Bangsberg spørger:
Opfatter ørerne lyd (musik) forskelligt forfra og bagfra? Er det ydre øre ’designet’ til at lytte forfra?
Læs også: Spørg Scientariet: Hvorfor får jeg ondt i ørerne i flyet?
Mads Klokker, overlæge og klinikchef på Rigshospitalets øre-, næse- og halskirurgiske klinik, svarer:
Det ydre øres ’skålform’ giver en minimal forstærkning af lyden, hvilket dermed giver en lille forskel, alt afhængig af om lyden kommer forfra eller f.eks. bagfra.
Men kommer lyden direkte bagfra - eller ovenfra, hvor der er lige stor afstand mellem ørerne - vil ørerne umiddelbart opfange lyden ens.
Drejer man imidlertid på hovedet, vil der ske en faseforskydning, men her benytter ørerne - eller hjernen - det kneb, at selv en mindre bevægelse af hovedet vil give ørerne oplysning om denne faseforskydning og dermed om, hvorfra lyden kommer.
Så når en lyd kommer f.eks. lidt skævt forfra, vil fasen på lyden være en smule forsinket i det ene øre i forhold til det andet øre, og det er det, der gør, at man kan høre, hvor lyden kommer fra - dog kun med 2 graders nøjagtighed! Har man en normal hørelse, er det dog præcist nok til, at man kan høre og lokalisere, hvor en lyd kommer fra.
Læs også: Spørg Scientariet: Hvordan stedbestemmer man lyd med lukkede øjne?
Faseforskydning giver retningssans
Forudsætningen for ovennævnte differentiering af, hvorfra lyden kommer, er dog, at der er ikke er tale om lavfrekvent lyd. Dette skyldes, at baslyde har lange bølgelængder, som ikke giver anledning til nogen reel faseforskydning, når man drejer hovedet.
Dette forklarer også, at surroundlyd i hjemmebiografen kan nøjes med en enkelt bashøjtaler, mens der typisk skal fem eller flere omgivende diskanthøjtalere til at give rumfornemmelsen (kan med fordel nydes når du ser TopGun eller en tilsvarende god film!).
En anden lidt mere kedelig forudsætning er, at man stadig skal kunne høre specielt diskanttonerne. Hvis ikke man kan høre disse, kan man heller ikke opnå retningssansen. Høreskader og ældres hørenedsættelse rammer oftest netop de højfrekvente toner, så nyd det så længe du kan, og pas på hørelsen.
Læs også: Spørg Scientariet: Kan høretelefoner med kunstig varme forhindre mellemørebetændelse?
Dorte Hammershøi, professor på Institut for Elektroniske Systemer på Aalborg Universitet, kommer med uddybende information om de berørte emner:
Når lyden rammer et menneske, diffrakteres lydbølgen omkring krop, hoved og ører, inden den transmitteres ad ørekanalen ind til trommehinden.
Denne diffraktion (eller forstyrrelse, om man vil) sætter et fingeraftryk på lyden, som gør, at hørelsen (hjernen) kan reverse engineer sig tilbage til, hvor lyden kom fra.
Det er stærkest, hvis det er en velkendt kilde (f.eks. en kendt person, der snakker), da det jo er en forudsætning, at man kan skille kilde karakteristika fra transmissionskarakteristika. Men selv ved ukendte kilder kan man uddrage relevant karakteristika.
Det mest robuste karakteristika er den løbetidsforskel, der er i lyden, når den rammer hhv. højre og venstre øre. Hvis lyden kommer direkte fra siden er der ca. 600 microseconds længere løbetid til modsatte øre, end nærmeste øre. Hvis lyden kommer fra symmetri planet (dvs. f.eks. forfra eller bagfra), så vil der ingen forskel være.
Læs også: Spørg Scientariet: Hvorfor kan nogle mennesker ikke høre, om stereolyd er i fase eller modfase?
Øreflippen er smart indrettet
Det betyder ikke så meget i praksis, da man jo har synet til at afsløre, hvor lyden kommer forfra. Hvis det er utilstrækkeligt, så vil man ved at kunne dreje hovedet bare en lille bitte smule hurtigt kunne afsløre, om lyden er foran eller bagved, da løbetidsforskellene jo vil have modsatrettede fortegn for en kilde, der er hhv. for og bag lytteren. Det bruger vi i stort omfang, da vi jo nærmest aldrig sidder helt stille.
Et andet sæt karakteristika handler om, hvordan lyden dæmpes eller forstærkes af krop, hoved, ører og ørekanal. Den lyd, der når fjerneste øre vil have et lidt andet spektrum, end den lyd, som når nærmeste øre. Forskellen er forsvindende ved lave frekvenser, hvor bølgelængden er meget lang, men i frekvensområdet for talt lyd (især 1-4 kHz), giver øreflip og ørekanal en ret stor forstærkning til nærmeste øres lyd ift. fjerneste øres lyd.
Øreflippen har adskillige små hulrum, som giver resonans ved specifikke frekvenser, og som eksiteres forskelligt afhængigt af, hvor lyden kommer fra. Den halvkugleformede geometri, som er midt i øreflippen, kaldes conchae, og den giver netop en særlig forstærkning i midt frekvensområdet. Man kan derfor godt sige, at vi er gunstigt disponerede for lyd, der kommer forfra, og at dette karakteristika medvirker til vores lydlokalisation.
I denne artikel fra Aktuel Naturvidenskab er der tre eksempler, hvor transmissionskarakteristika er vist i hhv. tid og frekvens domæne - sidst i artiklen.
