Биофизика тканей и скелета человека 3 Биофизика дыхания 15
Биофизика слухового аппарата
жүктеу/скачать 2.95 Mb.
|
Биофизика слухового аппаратаПочти все, происходящее на Земле, рождает звук. Звук есть везде и проникает повсюду. В отличие от света, звук может «преодолевать» твердые и непрозрачные преграды, а также легко огибать их. Звук, как и свет, может изменяться по интенсивности в огромном диапазоне, стимулируя относительно простые слуховые системы. Прежде чем перейти к анализу механизмов, лежащих в основе нашей способности слышать, необходимо познакомиться с основными понятиями науки о звуке — акустики. Что же такое звук? Простейшим источником звука может служить колеблющийся камертон, вибрация ножек которого порождает распространяющиеся во все стороны волны давления, воспринимаемые нашим органом слуха. Таким образом, звук можно определить как последовательность распространяющихся волн сжатия и разрежения в окружающей нас среде. Следует отметить, что давление в звуковой волне колеблется относительно величины среднего атмосферного давления и относительная амплитуда этих колебаний обычно не превышает 0,5%. При этом никакого однонаправленного течения молекул воздуха при распространении звуковой волны не происходит. Основными параметрами звуковой волны являются ее частота, амплитуда (или интенсивность) и скорость распространения. Частота звуковой волны полностью определяется характеристиками источника звука и скоростью его движения относительно звукоприемника (эффект Доплера). Амплитуда звука в данной точке зависит не только от мощности источника и расстояния до него, но и от свойств окружающей среды. Скорость распространения звуковой волны является параметром, зависящим только от характеристик среды, в которой она распространяется. Рис. 1. Схематическое изображение уха человека;1-слуховой проход; 2-барабанная перепонка; 3-молоточек; 4 -наковальня; 5-стремя; 6 -мембрана овального окна; 7-улитка; 8-мембрана круглого окна; 9-евстахиева труба На рис.1 показано ухо человека в разрезе. Оно состоит из трех частей: наружного, среднего и внутреннего уха. Наружное ухо — это ушная раковина и оканчивающийся в ней наружный слуховой проход. Элементы наружного уха служат для того, чтобы подводить энергию звуковых волн к барабанной перепонке — мембране, полностью перекрывающей наружный слуховой проход в самом его конце. Барабанная перепонка и соединенная с ней цепочка из трех слуховых косточек (наковальня, молоточек и стремя) — элементы среднего уха — передают звуковые колебания дальше, в элемент внутреннего уха, называемый улиткой, где они преобразуются в последовательность нервных импульсов, идущих в мозг по слуховому нерву. Внутреннее ухо представляет собой замкнутую полость в височной кости черепа. Только в области овального и круглого окон имеются эластичные мембраны, которые могут прогибаться. Вся полость внутреннего уха заполнена жидкостью. Последняя из слуховых косточек среднего уха — стремя — прикреплена к мембране овального окна и передает таким образом звуковые колебания жидкой среде внутреннего уха. Звуковые колебания, распространяющиеся во внутреннем ухе от овального до круглого окна, деформируют специальные волосковые клетки, возбуждение которых дает начало нашим слуховым ощущениям. Ухо – необычайно чувствительный орган. В области частот, относящихся к речи (около 1500 Гц), ухо может воспринимать даже звуки силой 10‾¹² Вт/м². Это так называемый порог слышимости. Благодаря большой чувствительности уха мы можем слышать звук на значительном расстоянии от его источника. Когда сила звука становится равной 10 Вт/м², ощущение звука переходит в боль. Значит человек способен различать звуки, отличающиеся по мощности в 10¹³ раз. Рис.2. Область слухового восприятия человека в зависимости от интенсивности и частоты звуковых колебаний На рисунке 2 представлена область слухового восприятия человека в зависимости от интенсивности и частоты звуковых колебаний. Верхняя кривая соответствует громким звукам, нижняя – самым слабым. Между этими кривыми находится область слышимых нами звуков. Орган слуха одновременно служит и органом равновесия. Внутренняя полость перепончатого лабиринта заполнена жидкостью – эндолимфой в которой взвешены кристаллики углекислой извести. Всякое изменение положение тела приводит их в движение, они раздражают чувствительные клетки внутренних стенок лабиринта. Раздражение передается окончаниям слухового нерва и дальше в мозг. Получив информацию о новом положении тела в пространстве, мозг дает команду мышцам, ответственным за сохранение позы. жүктеу/скачать 2.95 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|