Wysokość dźwięku – jak ją rozumieć? Jakie jest jej znaczenie?

Wysokość dźwięku jest subiektywnym wrażeniem słuchowym, zależnym od częstotliwości drgań fali dźwiękowej wyrażonej w Hertzach (Hz). Jest to pojęcie przydatne nie tylko do opisywania brzmienia, ale również do określania tonu podstawowego w muzyce.

Percepcja wysokości dźwięku

Rola ucha ludzkiego

Nasze uszy są niezwykle skomplikowanymi organami, które potrafią przetwarzać dźwięki z otoczenia na impulsy nerwowe interpretowane przez mózg. 

Główną rolę w odbieraniu wysokości dźwięku odgrywa część ucha wewnętrznego zwana ślimakiem. 

Ślimak zawiera setki tysięcy włoskowatych komórek, które reagują na różne częstotliwości dźwięku. 

W momencie, gdy fale dźwiękowe docierają do ucha, powodują drgania błony bębenkowej, które następnie są przekazywane przez kosteczki słuchowe do ślimaka. 

Włoski w ślimaku drgają w odpowiedzi na określone częstotliwości, co umożliwia nam rozpoznawanie wysokości dźwięków.

Różne włoskowate komórki są wrażliwe na różne zakresy częstotliwości – od niskich basów do wysokich tonów. 

Mózg interpretuje te sygnały i określa wysokość dźwięku na podstawie aktywności poszczególnych komórek. Zdolność ta jest nazywana “tonotopią” i umożliwia precyzyjne rozróżnianie wysokości dźwięków.

Wpływ wieku i zdrowia

Z wiekiem nasza zdolność do słyszenia wysokich częstotliwości stopniowo maleje, co jest związane z naturalnym procesem starzenia się. 

Jest to wynik degeneracji włoskowatych komórek w ślimaku, które są najbardziej wrażliwe na wysokie dźwięki. 

Starsze osoby często mają trudności z rozróżnianiem wysokości dźwięków, szczególnie w zakresie wysokich częstotliwości.

Stan zdrowia słuchu również ma ogromne znaczenie dla percepcji wysokości dźwięku. 

Częste narażenie na głośne dźwięki, infekcje ucha, urazy mechaniczne, czy stosowanie niektórych leków mogą prowadzić do uszkodzenia włoskowatych komórek w ślimaku.

Uszkodzenia te wpływają na pasmo przenoszenia – zakres częstotliwości, które jesteśmy w stanie usłyszeć.

 Im większe uszkodzenia, tym bardziej ograniczone jest nasze pasmo przenoszenia, co przekłada się na gorsze rozróżnianie wysokości dźwięków.

Zakres słyszalnych dźwięków zdrowego ucha ludzkiego obejmuje zakres od około 20 Hz do 20 000 Hz. 

W miarę starzenia się, górna granica tego pasma zaczyna się obniżać, co skutkuje trudnościami w słyszeniu wysokich tonów. 

Regularne badania słuchu i ochrona przed nadmiernym hałasem mogą pomóc w zachowaniu zdolności do percepcji szerokiego zakresu wysokości dźwięków przez dłuższy czas.

Przeczytaj jeszcze:
Jak pasmo przenoszenia wpływa na sprzęt grający?

Sprzęt audio dla domu – jakie są możliwości?

Znaczenie wysokości dźwięku w muzyce

Ton podstawowy

Ton podstawowy, zwany również pierwszym alikwotem, to najniższa częstotliwość, która definiuje wysokość dźwięku muzycznego. 

W muzyce ton podstawowy pełni kluczową rolę, ponieważ określa on nazwę i wysokość nuty, która jest grana lub śpiewana. 

Przykładowo, nuta A4 (la) ma częstotliwość 440 Hz, która jest uznawana za standardowy ton odniesienia w muzyce zachodniej.

Każdy dźwięk muzyczny składa się nie tylko z tonu podstawowego, ale także z wyższych harmonicznych, które dodają mu bogactwa i barwy. 

Jednak to właśnie ton podstawowy determinuje, jak dźwięk jest postrzegany pod względem wysokości.

Interwały i akordy

Interwały w muzyce to różnice wysokości między dwoma dźwiękami. 

Są one podstawowym elementem, z którego buduje się melodie i harmonie. Interwały mogą być małe, jak półton (np. między nutami E i F), lub duże, jak oktawa (np. między nutami C3 i C4). 

Określenie interwału jest kluczowe dla zrozumienia struktury muzycznej i relacji między dźwiękami.

Akordy natomiast to kombinacje trzech lub więcej dźwięków granych jednocześnie, które tworzą harmonijne współbrzmienia. 

Każdy akord ma swoją specyficzną wysokość, określoną przez tony podstawowe jego składowych nut. 

Różnice w wysokości dźwięków w akordach decydują o ich brzmieniu – czy są to akordy durowe, mollowe, zmniejszone czy zwiększone. Przykładowo, akord C-dur składa się z dźwięków C, E i G, a jego brzmienie wynika z interwałów tercji wielkiej (między C a E) i kwinty(między C a G).

Tabela z częstotliwościami poszczególnych dźwięków

Nazwa tonu	Częstotliwość [Hz]
c1	261.6
cis1	277.2
d1	293.7
dis1	311.1
e1	329.6
f1	349.2
fis1	370.0
g1	392.0
gis1	415.3
a1	440.0
b1	466.2
h1	493.9
c2	523.3