降噪耳機會損害聽力？明明是保護吧
作者：匡正（中國科學院聲學研究所）
編者按：
耳機黨們還在討論火電水電對音質的影響，有人卻提出了一個新的問題，「降噪耳機為了降噪，主動發射了聲波去抵消噪音，會不會對聽力損傷其實更大啊？」
今天，大院er邀請到了聲學所雜訊與振動實驗室副研究員匡正老師，請他為大家解答下這個問題。
圖/Sony
無論是在工作、旅途或是休息，戴上耳機聽聽音樂已成為現代人生活中不可缺少的休閑方式。
但噪雜的外部環境，比如喧鬧的車廂、轟鳴的飛機發動機、路旁的廣告喇叭乃至哭鬧的兒童，常常影響著我們對音樂的欣賞。因此，降噪耳機應運而生。
對於這一進入日常生活不久的新鮮事物，不少人也為之困惑：
降噪耳機和普通耳機有什麼區別？被動降噪和主動降噪又是怎麼一回事？長期佩戴降噪耳機聽音樂是否會影響我們的聽力？
今天，我們就來聊一聊降噪耳機。
總有時你會希望有一副降噪耳機 圖/Sony
聲音與雜訊的頻率
在了解耳機之前，我們先來說說聲音的頻率。
通常，我們把聽到的聲音劃分為高、中、低幾個階段。20～200Hz屬於低頻，200～4000Hz屬於中頻，4000～20000Hz屬於高頻。
日常的雜訊裡面，大多是中低頻階段的聲音，比如地鐵、高鐵以及飛機上的雜訊等。生活中高頻的雜訊是比較少的，但一些警示聲，如車喇叭有部分高頻的成分。
而樂器當中，鼓聲屬於低頻聲音，貝斯的聲音也比較低，小提琴的聲音相對比較高。人講話的聲音頻率也比較高，其中女性和孩子聲音的頻率相對更高些。
圖/人教網
被動降噪耳機
傳統的耳機分為密閉式耳機和開放式耳機。密閉式耳機的被動降噪量比較大，戴上之後，環境的聲音聽起來比較小。
不過這樣做是有一定安全隱患的。
比如，我們戴上耳機走在路上，就有可能因聽不到喇叭的聲音而帶來一定的風險。而開放式耳機即在聽音樂的時候，周圍環境的聲音也會聽得比較清楚。所以像是在馬路跑步這樣的場合，過去往往提倡使用開放式耳機。
從外觀上來看，密閉式耳機和開放式耳機是沒有區別的。把耳朵罩住的耳機不一定是密閉式，有些入耳式耳機也可能是開放式。開放還是密閉看的是耳機里的結構是如何設置的，有的密閉式耳機只要打一個很小的孔就可能會變成開放式耳機。
主動降噪耳機
傳統的密閉式耳機只能實現對中高頻聲音的降噪，要實現對中低頻的降噪很困難。
這是因為想要達到的降噪量越大，需要用到的隔聲材料的質量就要越大，這樣耳機就會很笨重。另一方面，被動降噪又需要耳機捂得特別緊，這都會影響耳機的舒適感。
為此，人們開發出了主動降噪耳機。
面對雜訊，它不是被動地屏蔽，而是主動發出與雜訊相位相反的聲音，在耳內與雜訊形成干涉而抵消。主動降噪耳機在中低頻的降噪效果很好，在高頻的降噪效果比較差。
這樣，它既能消除日常生活中的常見雜訊，又不會影響緊急情況下尖鳴的喇叭等警示音。
目前，國內外主動降噪耳機都有一個上限頻率，一般消噪的最高頻率為1500赫茲。
主動降噪耳機是如何識別各個頻率的聲音來進行降噪的呢？
一般一個主動降噪耳機的耳罩外面有一個麥克風，中間有一個揚聲器，裡面也有一個麥克風。外面的麥克風可以識別周圍環境的聲音，中間的揚聲器用來播放抵消雜訊的反相聲波，裡面的麥克風作為一個反饋，檢查降噪的效果如何。
你或許會問，耳機是如何保證音樂不被抵消的呢？
這是因為主動降噪耳機只會抵消外部麥克風收到的聲音，通過數據線途徑進來的音樂等聲音是不會受到影響的。
數字式的主動降噪耳機還可以通過演算法來自動感知周圍的環境聲，周圍沒有雜訊便不降噪；周圍的雜訊大，就降噪大一點兒；周圍的雜訊小，就降噪小一點。這樣在保證欣賞音樂的同時，也不會錯過周圍突發的信息。
在晨跑時聽音樂，既需要隔絕噪音，又要保證聽得到汽車的鳴笛
主動降噪耳機會對聽力有影響嗎
事實上，主動降噪耳機對聽力肯定是有好處的。
為什麼我們可以這麼說呢？
這是由於聽覺有掩蔽效應，在一個比較吵的環境裡面，比如雜訊環境是70分貝，那至少要將音樂放到75分貝或者80分貝時，才能壓過雜訊。如果周圍環境的噪音只有30分貝，那麼45分貝的音樂就可以聽得很清楚。
正因如此，當周圍很吵，我們不自覺就會把音樂聲音調得更大，不然就會有很多細節聽不到。周圍環境越吵，聲音調得越大，對耳朵的損傷就會越重。特別是有的手機為了保證音樂里低音的效果，還會用一些補償的手段讓低音更大。
降噪耳機能防止過大的音量對耳朵的損害 圖/Gwen Shockey
右上為健康的內耳毛細胞，右下為被損害的內耳毛細胞
當使用降噪耳機時，周圍的低頻雜訊都被抵消了，那麼播放音樂的音量也就可以相應降低。
也就是說，不需要那麼大的聲音就可以有很好的愉悅感，從而對耳朵起到一定的保護作用。
※一場看不見的全球大遷徙 正在改變這個世界
※北斗將再發新星 全球衛星導航系統如何提供定位服務？
※國家科學中心驚現神秘綠光
※嬰兒能意識到鏡中人是自己嗎？大象、猴子、類人猿能嗎？
※北斗三號都要發射了，關於二號的謠言還在傳！
TAG:科學大院 |