Sensibilidad del Oído Humano

El oído humano puede responder a diminutas variaciones de presión en el aire, si están en el rango de frecuencia audible, aproximadamente entre 20 Hz - 20 kHz.

Es capaz de detectar variaciones de presión de menos de una billonésima parte de la presión atmosférica. El umbral de audición corresponde a vibraciones del aire del orden de una décima de un diámetro atómico. Esta increible sensibilidad es mejorada por una amplificación efectiva de la señal del sonido, por medio de las estructuras del oído externo y medio. Contribuyendo al amplio rango dinámico de la audición humana, están los mecanismos protectores que reducen la respuesta del oído a sonidos muy altos. Las intensidades de sonido sobre este amplio rango, se expresan normalmente en decibelios.

Rango Dinámico de la Audición

El oído humano, además de su notable sensibilidad, es capaz de responder a un rango mas amplio de estimulación que cualquiera de los sentidos. Se puede decir que el rango dinámico práctico va desde el umbral de audición hasta el umbral de dolor:

Este notable rango dinámico, es mejorado por la estructura de amplificación efectiva, que amplía el extremo inferior del rango, y por el mecanismo protector que amplía su extremo superior.

Resolución del Tono

El tamaño extremadamente pequeño de la cóclea y la resolución extremadamente alta de la percepción del tono humano, pone en duda la suficiencia de la teoría del lugar para responder completamente sobre la resolución del tono por el oído humano. Algunos datos típicos: Cóclea: giros, sobre 3,2 cm longitud. Resuelve unos 1500 tonos separados con 16.000-20.000 células ciliadas.

Esto requeriría una detección de tonos separados cada 0,002 cm, lo cual es físicamente excesivo para una simple acción de pico sobre la membrana.

El oído humano normal puede detectar la diferencia entre 440 Hz y 441 Hz. Es difícil de creer que podría alcanzarse dicha resolución por picos selectivos de vibraciones de membrana. Debe estar operando algun otro mecanismo de agudización del tono.

Las estructuras del oído externo y medio, contribuyen tanto a la notable sensibilidad, como al amplio rango dinámico del oído humano. Se pueden considerar que son tanto un pre-amplificador, como un limitador para el proceso de la audición humana.

The oído externo (pabellón auricular), recoge más energía de sonido que la que recibiría el canal auditivo sin él, y de esta manera contribuye a cierta amplificación de área. Los números aquí son sólo representativos ... no hay datos precisos.

La resonancia de tubo cerrado del canal auditivo mejora de 2000-5000 Hz La membrana timpánica (tímpano) tiene un área de unas 15 veces la ventana oval, contribuyendo con una amplificación de área. Los osículos (martillo, yunque y estribo), contribuyen con una amplificación tipo palanca, cuando se escucha sonidos suaves. Oído externo 2x Membrana timpánica 15x Osículos 3x

Los oídos exterior y medio, contribuyen con algo así como un factor de 100, o unos 20 decibelios de amplificación, bajo óptimas condiciones.

Sonido Audible

Por lo general, el "sonido" se utiliza para indicar el sonido que puede ser percibido por el oído humano, es decir, el "sonido" se refiere al sonido audible, a menos que se clasifique de otra forma. Una definición razonablemente estándar de sonido audible es, la de una onda de presión con frecuencia entre 20 Hz y 20.000 Hz, y con una intensidad por encima del umbral de audición estándar. Dado que el oído está rodeado por el aire, o tal vez bajo el agua, las ondas de sonido están limitadas a ser ondas longitudinales. También se pueden especificar los rangos normales de presión sonora y la intensidad del sonido.

Para una temperatura de aire de 20ºC donde la velocidad del sonido es 344 m/s, las ondas de sonido audible, tienen longitudes de onda desde 0,0172 m (0,68 pulgadas), a 17,2 metros (56,4 pies).