耳朵如何聽聲音辨方位？

大家都知道人的耳朵由外耳、中耳、內耳三個部分組成。外耳和中耳都是傳導聲波的重要部分，從外耳的耳廓收集外界的聲波，接着通過外耳道、中耳集中將聲波傳到鼓膜的地方。而內耳則是感受聲音以及感受身體在靜止狀態和運動時的位置器官。不過鼓膜位於中耳中，是一塊像鴨蛋形薄膜，面積大概爲85平方毫米，而且很靈敏，由外耳傳來的聲波傳到中耳，接着引起鼓膜振動，而鼓膜的振動又導致三塊聽小骨振動，繼而引起內耳中位聽神經的感知，立即將“信息”傳送到大腦。於是這樣人的大腦通過人的耳朵就會馬上感受到外界的各種各樣聲音。

究竟什麼在聲源定位中起主導作用呢?目前這個問題尚無定論.起初有人認爲是時間差起主要作用，但實驗證明,上述結論當頻率在1KHZ以下時非常明顯是正確的,但頻率再高時情況就不同了.隨着頻率的升高,聆聽者雙耳產生的時間差也隨之增加，甚至可能出現一個相位差對應幾種不同的聲音入射方向,難以判斷相位超前還是落後，因此聲源無法定位.另外一些人認爲強度差在聲源定位中是主導因素,這對高頻聲音定位容易解釋.但如前所述,頻率在300HZ以下的聲音利用強度差卻無法定位.

前對這個問題的解釋，比較流行的說法是：聲波在聆聽者兩耳產生的時間差，可以作爲低頻和中頻定位的主要依據，強度差可以作爲高頻定位的主要依據。需要指出的是對於3KHZ附近的過度頻率範圍，無論是相位差還是強度差這兩個因素均難於解釋聲音的定位作用。事實上在這一頻率範圍內人耳的定位作用也差。

實驗還證明，對於位於聆聽者前面的聲源，水平面上聲音定位的準確度一般是10到15度;對於聆聽者後面的聲源定位精度要低的多，這可以用耳朵的屏蔽效應解釋。不同的人聽覺的靈敏度不同，對聲源定位的精確度也不同。聽覺靈敏的人(例如樂隊指揮)對其前面聲源定位的精度可以達到3度，對聲音強度差的判斷可達1DB!

人耳對聲音高度(仰角)的定位原理，目前還不太清楚，曾經有人認爲，人對聲源方位仰角的判斷很遲鈍，也有人認爲人的聽覺能力僅限於水平面,對仰角的判斷是依靠都部微小的轉動實現的.近來還有人提出單耳效應對垂直定位很重要.我個人認爲,應該是響度差,相位差和反射聲混響聲共同作用的結果，而且每個頻率他們各自的作用都不同.關於深度定位，聆聽者聽到的直達聲和間隔聲(包括室內前期反射聲與混響聲)的強度對比是一個重要因素。順便指出，人對聲源的定位，除了聽覺的生理作用以外，還涉及到心理作用。目前有人提出的"心理聲學效應"就將聲學和心理學進行了聯繫.