耳朵如何听声音辨方位？

大家都知道人的耳朵由外耳、中耳、内耳三个部分组成。外耳和中耳都是传导声波的重要部分，从外耳的耳廓收集外界的声波，接着通过外耳道、中耳集中将声波传到鼓膜的地方。而内耳则是感受声音以及感受身体在静止状态和运动时的位置器官。不过鼓膜位于中耳中，是一块像鸭蛋形薄膜，面积大概为85平方毫米，而且很灵敏，由外耳传来的声波传到中耳，接着引起鼓膜振动，而鼓膜的振动又导致三块听小骨振动，继而引起内耳中位听神经的感知，立即将“信息”传送到大脑。于是这样人的大脑通过人的耳朵就会马上感受到外界的各种各样声音。

究竟什么在声源定位中起主导作用呢?目前这个问题尚无定论.起初有人认为是时间差起主要作用，但实验证明,上述结论当频率在1KHZ以下时非常明显是正确的,但频率再高时情况就不同了.随着频率的升高,聆听者双耳产生的时间差也随之增加，甚至可能出现一个相位差对应几种不同的声音入射方向,难以判断相位超前还是落后，因此声源无法定位.另外一些人认为强度差在声源定位中是主导因素,这对高频声音定位容易解释.但如前所述,频率在300HZ以下的声音利用强度差却无法定位.

前对这个问题的解释，比较流行的说法是：声波在聆听者两耳产生的时间差，可以作为低频和中频定位的主要依据，强度差可以作为高频定位的主要依据。需要指出的是对于3KHZ附近的过度频率范围，无论是相位差还是强度差这两个因素均难于解释声音的定位作用。事实上在这一频率范围内人耳的定位作用也差。

实验还证明，对于位于聆听者前面的声源，水平面上声音定位的准确度一般是10到15度;对于聆听者后面的声源定位精度要低的多，这可以用耳朵的屏蔽效应解释。不同的人听觉的灵敏度不同，对声源定位的精确度也不同。听觉灵敏的人(例如乐队指挥)对其前面声源定位的.精度可以达到3度，对声音强度差的判断可达1DB!

人耳对声音高度(仰角)的定位原理，目前还不太清楚，曾经有人认为，人对声源方位仰角的判断很迟钝，也有人认为人的听觉能力仅限于水平面,对仰角的判断是依靠都部微小的转动实现的.近来还有人提出单耳效应对垂直定位很重要.我个人认为,应该是响度差,相位差和反射声混响声共同作用的结果，而且每个频率他们各自的作用都不同.关于深度定位，聆听者听到的直达声和间隔声(包括室内前期反射声与混响声)的强度对比是一个重要因素。顺便指出，人对声源的定位，除了听觉的生理作用以外，还涉及到心理作用。目前有人提出的"心理声学效应"就将声学和心理学进行了联系.