6. Орган слуха

Орган слуха человека состоит из трёх отделов: наружного уха, среднего уха и внутреннего уха. Наружное ухо состоит из ушной раковины и слухового прохода. Его функция – улавливать звуки и проводить их к среднему уху. Среднее ухо состоит из барабанной перепонки и трёх очень маленьких косточек: молоточка, наковальни и стремечка. Барабанная перепонка улавливает звуковые колебания воздуха и свои колебания передаёт системе косточек. Эти косточки, говоря техническим языком, представляют собой автоматический регулятор чувствительности уха. Ведь ухо должно улавливать и слабые звуки и не повредиться от громких звуков. Когда звук тихий – они занимают такое положение, при котором во внутреннее ухо передаётся полная амплитуда колебаний. Когда звук громкий – они занимают положение, при котором амплитуда колебаний значительно уменьшается . Внутреннее ухо преобразует звуковые колебания в нервные импульсы, которые по слуховому нерву передаются в слуховую область головного мозга.

Внутреннее ухо состоит из улитки, заполненной особой жидкостью. Вдоль улитки проходит особая мембрана, содержащая волосковые клетки, расположенные в поперечном направлении. Чем дальше внутрь улитки – тем волосковые клетки короче. Для наглядности изобразим на чертеже улитку в развёрнутом в одну линию виде:

Немецкий учёный Гельмгольц выдвинул свою теорию восприятия звуковых колебаний. Он считал, что каждая волосковая клетка имеет свою собственную резонансную частоту, как струны у фортепиано. При восприятии ухом каких-либо звуков, начинают резонировать соответствующие волосковые клетки, возбуждение которых передаётся в слуховой центр.

Однако венгерский учёный Бекеши опроверг теорию Гельмгольца. Он установил, что собственная частота волосковых клеток не лежит в слышимом диапазоне. Кроме того, после хирургического удаления некоторых волосковых клеток пациент продолжал всё равно слышать весь диапазон частот. Согласно теории Бекеши, низкие частоты проникают до конца улитки и возбуждают все волосковые клетки. Чем выше частота – тем сильнее затухание звуковой волны в улитке и тем меньше она туда проникает. Его теория получила название теория бегущей волны. Следует отметить, что механизм восприятия звуков ещё до конца не изучен.

Ухо человека обладает неодинаковой чувствит. во всем диапазоне частот. наиб. чувствит. в диапазоне 2000-4000 Гц, на краях диапазона чувств. снижена, поэтому для оценки отсносит. громк на слух использ. еще одна единица – относит громкость, измеряется в фонах. фоны – это те же дБ, только измерены не по прибору, а на слух. если нек. частоты в звуках речи отсутств., то головной мозг их домысливает

7) Эффект Допплера

Мы до сих пор рассматривали случаи, когда волна шла относительно неподвижного наблюдателя. А теперь рассмотрим случай, когда волна идёт относительно наблюдателя, который движется вдоль распространения волны. Если наблюдатель неподвижен, то воспринимаемая им частота соответствует истинной частоте волны.

А если наблюдатель движется в направлении к источнику волны, то он воспринимает эту же самую волну уже с большей частотой:

( vзв + vнабл.)/

Если же наблюдатель удаляется от источника волн, то он будет воспринимать эту же самую волну с меньшей частотой:

( vзв - vнабл.)/

Здесь: vзв - скорость волны

Vнабл. - скорость наблюдателя

 - частота, воспринимаемая наблюдателем.

Данный эффект называется эффектом Допплера. Его можно наблюдать вблизи железнодорожного полотна, по которому с гудком проносится поезд . Когда поезд приближается, то воспринимаемый тон гудка повышается, а когда поезд начинает удаляться, то тон гудка резко снижается. В медицине эффект Доплера используется для измерения скорости кровотока. По кровеносному сосуду пропускается ультразвук и скорость определяют по изменению частоты отражённого ультразвука.