Передача и восприятие звуковых колебаний

Когда ушная раковина собирает звуковые волны, они отражаются в ее складках, затем проникают в наружное слуховое отверстие и ударяются о барабанную перепонку вызывая ее колебания. Эта перепонка начинает колебаться с определенной частотой и высотой. Цепь из косточек среднего уха усиливает это колебательное движение и передает его через мембрану овального окна на перилимфу и эндолимфу улитки внутреннего уха. Эти колебания приводят в движение основную мембрану, где расположен кортиев орган. При этом волоски рецепторных клеток касаются покровной мембраны, изгибаются и деформируются и благодаря этому в рецепторах возникает возбуждение, которое передается волокнам слухового нерва. Здесь механическая энергия звуковых волн превращается в электрическую энергию благодаря тому, что волокна слухового нерва возбуждают спиральный орган, расположенный в улитке, и передают слуховое ощущение в височную зону коры больших полушарий. В слуховой зоне коры мозга нервные импульсы трансформируются в слуховые ощущения.

ПСИХОФИЗИКА СЛУХА

1. Громкость (сила) звука зависит от амплитуды (высоты) колебаний в звуковой волне.

За единицу громкости звука принят 1 Бел (в честь Александра Грэхема Белла, изобретателя телефона).

Громкость звука равна 1Б.

На практике громкость измеряют в децибелах (дБ). дБ = 0,1Б.

Таблица 3. Различные пороги слышимости

Состояния УЗД в дБ
1. Сила звука, вызывающая боль 130-140 дБ
2. Гром 120 дБ
3. Звучание большого оркестра 100 дБ
4. Крик 80 дБ
5. Шум улицы 70 дБ
6. Тихий разговор 40 дБ
7. Тиканье часов 20 дБ
8. Тихий шёпот на расстоянии 1,5 метра 10 дБ

2. Колебания упругого тела создают звуковые волны, распространяющиеся в окружающей среде. Важная характеристика звука – количество колебаний (частота) в единицу времени (секунду). Чем больше количество колебаний в единицу времени, тем выше воспринимается человеком звук. Частота или тональность звука выражается в герцах (Гц); один герц равен одному колебанию в секунду. Частота определяет высоту звука: волны с малой частотой слышатся как низкие, басовые звуки, а волны с большой частотой - как высокие. При неподвижном источнике звук имеет ту же частоту, что и источник. Звук, образованный одной частотой колебаний, называется тоном (рис. 31 А).Чистые тона практически никогда не встречаются в повседневной жизни; большинство звуков образовано несколькими частотами. Обычно – это сочетание основной частоты (чаще всего это самый громкий звук и его мы слышим как высоту звука) и нескольких гармоник (это более высокие, но гораздо более тихие (с меньшей амплитудой) призвуки – обертоны). Обертоны — это высшие гармонические тоны, сопровождающие основной тон и создающие оттенок или тембр звука это – музыкальные звуки (рис. 31 Б).Звук, состоящий из несвязанных между собой частот, называется шумом (рис. 31 В).



передача и восприятие звуковых колебаний - student2.ru Рис. 31.Изменение звукового давления во времени. А. Чистый тон. Б. Музыкальный звук. В. Шум. Т-период основной частоты музыкаль­ного тона; шум периода не имеет.  

3. Распространение звука происходит не мгновенно, а с конечной скоростью.Для распространения звука обязательно нужна среда — воздух, вода, металл и т.д. Звук в вакууме распространяться не может, т.к. здесь нет упругой среды, и поэтому не могут возникнуть упругие механические колебания. В каждой среде звук распространяется с разной скоростью. Скорость звука в воздухе - приблизительно 340 м/с. Скорость звука в воде — 1500 м/с. Скорость звука в металлах, в стали — 5000 м/с.

4. Высота звуказависит от частоты колебаний: чем больше частота колебаний источника звука, тем выше издаваемый им звук. Если сравнить звук мужского голоса с женским, то он будет значительно ниже. Также и звуки баса будут ниже звуков тенора.

5. Пределы слышимости и речевая область

Человек способен воспринимать звуки с частотой колебаний в пределах от 20 до 16 000 Гц (16 кГц). Частоты выше 16 кГц называются ультразвуковыми, а ниже 20 Гц – инфразвуковыми. Чем больше амплитуда звуков, тем больше слышимость. Пределы слышимости для человека простираются от 20 Гц до 16 кГц и от 4 до 130 фон.

6. Слуховая чувствительность – зона наибольшей остроты слуха (слуховая чувствительность) от 1000 до 4000 герц (диапазон голоса человека, речи).

Всего ухо человека различает по высоте (она зависит от числа волн в 1 сек) – 4 000 -4 500 различных звуков.

7. Адаптация.Если из окружающей среды длительно поступают сильные звуки. То чувствительность слухового анализатора снижается – адаптация к звуку, а при длительном пребывании в тишине – адаптация к тишине. Чем сильнее звук, тем выраженнее адаптация.

Наши рекомендации