Jak słyszymy różne dźwięki. Jak słyszymy dźwięki. Budowa narządów słuchu

Wielu z nas jest czasami zainteresowanych prostym pytaniem fizjologicznym dotyczącym tego, jak słyszymy. Przyjrzyjmy się, z czego składa się nasz narząd słuchu i jak działa.

Przede wszystkim zauważamy, że analizator słuchowy składa się z czterech części:

1. Ucho zewnętrzne. Obejmuje napęd słuchowy, małżowinę uszną i błonę bębenkową. Ten ostatni służy do odizolowania wewnętrznego końca przewodu słuchowego od otoczenia. Jeśli chodzi o kanał słuchowy, ma on całkowicie zakrzywiony kształt i ma około 2,5 centymetra długości. Powierzchnia kanału słuchowego zawiera gruczoły i jest również pokryta włoskami. To właśnie te gruczoły wydzielają woskowinę, którą oczyszczamy rano. Kanał słuchowy jest również niezbędny do utrzymania niezbędnej wilgotności i temperatury wewnątrz ucha.
2. Ucho środkowe. Ten element analizatora słuchowego, który znajduje się za błoną bębenkową i jest wypełniony powietrzem, nazywa się uchem środkowym. Łączy się poprzez trąbkę Eustachiusza z nosogardłem. Trąbka Eustachiusza to dość wąski kanał chrzęstny, który zwykle jest zamknięty. Kiedy wykonujemy ruchy połykające, otwiera się ona i przez nią do jamy dostaje się powietrze. Wewnątrz ucha środkowego znajdują się trzy małe kosteczki słuchowe: kowadełko, młoteczek i strzemiączek. Młotek jest połączony na jednym końcu ze strzemieniem, które jest już połączone z odlewem w uchu wewnętrznym. Pod wpływem dźwięków błona bębenkowa znajduje się w ciągłym ruchu, a kosteczki słuchowe dalej przekazują swoje wibracje do wnętrza. Jest to jeden z najważniejszych elementów, które należy zbadać, rozważając budowę ludzkiego ucha.
3. Ucho wewnętrzne. W tej części zespołu słuchowego znajduje się kilka struktur jednocześnie, ale tylko jedna z nich kontroluje słuch - ślimak. Otrzymał tę nazwę ze względu na swój spiralny kształt. Posiada trzy kanały wypełnione płynami limfatycznymi. W kanale środkowym ciecz znacznie różni się składem od pozostałych. Narząd odpowiedzialny za słuch nazywany jest narządem Cortiego i znajduje się w kanale środkowym. Składa się z kilku tysięcy włosków, które wychwytują wibracje wytwarzane przez ciecz przepływającą przez kanał. Tutaj generowane są impulsy elektryczne, które następnie przekazywane są do kory mózgowej. Określona komórka włoskowata reaguje na określony rodzaj dźwięku. Jeśli zdarzy się, że komórka włosowa umrze, wówczas osoba przestaje odbierać ten lub inny dźwięk. Aby zrozumieć, w jaki sposób dana osoba słyszy, należy również wziąć pod uwagę ścieżki słuchowe.

Drogi słuchowe

Stanowią zestaw włókien przewodzących impulsy nerwowe ze ślimaka do ośrodków słuchowych w głowie. To dzięki tym ścieżkom nasz mózg odbiera ten czy inny dźwięk. Ośrodki słuchowe zlokalizowane są w płatach skroniowych mózgu. Dźwięk docierający przez ucho zewnętrzne do mózgu trwa około dziesięciu milisekund.

Jak postrzegamy dźwięk

Ucho ludzkie przetwarza dźwięki odbierane z otoczenia na specjalne wibracje mechaniczne, które następnie przekształcają ruchy płynu w ślimaku w impulsy elektryczne. Przechodzą drogami centralnego układu słuchowego do skroniowych części mózgu, gdzie są następnie rozpoznawane i przetwarzane. Teraz węzły pośrednie i sam mózg wydobywają pewne informacje dotyczące głośności i wysokości dźwięku, a także innych cech, takich jak czas uchwycenia dźwięku, kierunek dźwięku i inne. W ten sposób mózg może odbierać informacje otrzymywane z każdego ucha po kolei lub łącznie, otrzymując pojedyncze doznanie.

Wiadomo, że w naszym uchu zapisane są pewne „wzorce” już wyuczonych dźwięków, które rozpoznał nasz mózg. Pomagają mózgowi prawidłowo sortować i określać główne źródło informacji. Jeśli dźwięk słabnie, mózg odpowiednio zaczyna otrzymywać nieprawidłowe informacje, co może prowadzić do nieprawidłowej interpretacji dźwięków. Ale nie tylko dźwięki mogą zostać zniekształcone, z biegiem czasu mózg również ulega nieprawidłowej interpretacji niektórych dźwięków. Rezultatem może być nieprawidłowa reakcja danej osoby lub nieprawidłowa interpretacja informacji. Aby słyszeć poprawnie i rzetelnie zinterpretować to, co słyszymy, potrzebujemy synchronicznej pracy mózgu i analizatora słuchowego. Dlatego można zauważyć, że człowiek słyszy nie tylko uszami, ale także mózgiem.

Zatem struktura ludzkiego ucha jest dość złożona. Tylko skoordynowana praca wszystkich części narządu słuchu i mózgu pozwoli nam poprawnie zrozumieć i zinterpretować to, co słyszymy.

Ucho zewnętrzne obejmuje małżowinę uszną, kanał słuchowy i błonę bębenkową, która pokrywa wewnętrzny koniec kanału słuchowego. Kanał słuchowy ma nieregularnie zakrzywiony kształt. U osoby dorosłej jego długość wynosi około 2,5 cm, a średnica około 8 mm. Powierzchnia kanału słuchowego jest pokryta włoskami i zawiera gruczoły wydzielające woskowinę, niezbędną do utrzymania wilgoci w skórze. Kanał słuchowy zapewnia również stałą temperaturę i wilgotność błony bębenkowej.

• Ucho środkowe

Ucho środkowe to wypełniona powietrzem jama znajdująca się za błoną bębenkową. Jama ta łączy się z nosogardłem poprzez trąbkę Eustachiusza – wąski kanał chrzęstny, który zwykle jest zamknięty. Ruchy połykania otwierają trąbkę Eustachiusza, co umożliwia przedostanie się powietrza do jamy i wyrównanie ciśnienia po obu stronach błony bębenkowej, zapewniając optymalną ruchliwość. W jamie ucha środkowego znajdują się trzy miniaturowe kosteczki słuchowe: młoteczek, kowadło i strzemiączek. Jeden koniec młoteczka jest połączony z błoną bębenkową, drugi koniec jest połączony z kowadłem, które z kolei jest połączone ze strzemieniem, a strzemię ze ślimakiem ucha wewnętrznego. Błona bębenkowa stale wibruje pod wpływem dźwięków odbieranych przez ucho, a kosteczki słuchowe przekazują jej wibracje do ucha wewnętrznego.

• Ucho wewnętrzne

Ucho wewnętrzne składa się z kilku struktur, ale tylko ślimak, którego nazwa wzięła się od jego spiralnego kształtu, jest związany ze słuchem. Ślimak jest podzielony na trzy kanały wypełnione płynami limfatycznymi. Ciecz w środkowym kanale ma inny skład niż ciecz w pozostałych dwóch kanałach. Narząd bezpośrednio odpowiedzialny za słuch (narząd Cortiego) znajduje się w kanale środkowym. Narząd Cortiego zawiera około 30 000 komórek rzęsatych, które wykrywają wibracje płynu w kanale spowodowane ruchem strzemiączka i generują impulsy elektryczne przekazywane wzdłuż nerwu słuchowego do kory słuchowej. Każda komórka słuchowa reaguje na określoną częstotliwość dźwięku, przy czym wysokie częstotliwości są dostrojone do komórek w dolnej części ślimaka, a komórki dostrojone do niskich częstotliwości znajdujących się w górnej części ślimaka. Jeśli z jakiegoś powodu komórki rzęsate obumrą, osoba przestaje odbierać dźwięki o odpowiednich częstotliwościach.

• Drogi słuchowe

Drogi słuchowe to zbiór włókien nerwowych, które przewodzą impulsy nerwowe ze ślimaka do ośrodków słuchowych kory mózgowej, powodując wrażenia słuchowe. Ośrodki słuchowe zlokalizowane są w płatach skroniowych mózgu. Czas potrzebny, aby sygnał słuchowy dotarł z ucha zewnętrznego do ośrodków słuchowych w mózgu, wynosi około 10 milisekund.

Jak działa ludzkie ucho (rysunek dzięki uprzejmości firmy Siemens)

Percepcja dźwięku

Ucho kolejno przekształca dźwięki w drgania mechaniczne błony bębenkowej i kosteczek słuchowych, następnie w wibracje płynu w ślimaku, a na koniec w impulsy elektryczne, które są przekazywane drogami centralnego układu słuchowego do płatów skroniowych mózgu w celu rozpoznawanie i przetwarzanie.
Mózg i węzły pośrednie dróg słuchowych wydobywają nie tylko informacje o wysokości i głośności dźwięku, ale także inne cechy dźwięku, na przykład odstęp czasu między momentami, w których prawe i lewe ucho odbierają dźwięk - na tym opiera się zdolność człowieka do określenia kierunku, z którego dochodzi dźwięk. W tym przypadku mózg ocenia informacje otrzymane z każdego ucha oddzielnie i łączy wszystkie otrzymane informacje w jedno wrażenie.

Nasz mózg przechowuje „wzorce” otaczających nas dźwięków – znajome głosy, muzykę, niebezpieczne dźwięki itp. Pomaga to mózgowi przetwarzając informacje o dźwięku, szybko odróżniać znane dźwięki od nieznanych. Wraz z ubytkiem słuchu mózg zaczyna otrzymywać zniekształcone informacje (dźwięki stają się cichsze), co prowadzi do błędów w interpretacji dźwięków. Z drugiej strony problemom mózgu wynikającym ze starzenia się, urazom głowy czy chorobom i schorzeniom neurologicznym mogą towarzyszyć objawy podobne do utraty słuchu, takie jak brak uwagi, wycofanie się z otoczenia i niewłaściwe reakcje. Aby prawidłowo słyszeć i rozumieć dźwięki, konieczna jest skoordynowana praca analizatora słuchowego i mózgu. Zatem bez przesady możemy powiedzieć, że człowiek słyszy nie uszami, ale mózgiem!

Głos matki, śpiew ptaków, szelest liści, brzęk samochodów, grzmot piorunów, muzyka... Człowiek dosłownie od pierwszych minut życia zanurzony jest w oceanie dźwięków. Dźwięki sprawiają, że się martwimy, radujemy, martwimy, napełniają nas spokojem lub strachem. Ale to wszystko to nic innego jak wibracje powietrza, fale dźwiękowe, które wchodząc do błony bębenkowej przez zewnętrzny kanał słuchowy, powodują jej drgania. Poprzez system kosteczek słuchowych znajdujących się w uchu środkowym (młotek, kowadełko i strzemiączek) drgania dźwiękowe przekazywane są dalej do ucha wewnętrznego, które ma kształt muszli ślimaka.

Ślimak jest złożonym systemem hydromechanicznym. Jest to cienkościenna, stożkowa rurka kostna skręcona w spiralę. Wnęka rurki wypełniona jest cieczą i przedzielona na całej długości specjalną wielowarstwową przegrodą. Jedną z warstw tej przegrody jest tak zwana błona podstawna, na której znajduje się sam aparat receptorowy - narząd Cortiego. W receptorowych komórkach rzęsatych (ich powierzchnia pokryta jest drobnymi wyrostkami protoplazmatycznymi w postaci włosków) zachodzi niesamowity, nie do końca poznany proces przekształcania energii fizycznej drgań dźwiękowych na wzbudzenie tych komórek. Dalsze informacje o dźwięku w postaci impulsów nerwowych wzdłuż włókien nerwu słuchowego, których wrażliwe zakończenia zbliżają się do komórek rzęsatych, przekazywane są do ośrodków słuchowych mózgu.

Istnieje inny sposób, w jaki dźwięk, omijając ucho zewnętrzne i środkowe, dociera do ślimaka – bezpośrednio przez kości czaszki. Ale intensywność odbieranego dźwięku w tym przypadku jest znacznie mniejsza niż w przypadku przenoszenia dźwięku w powietrzu (częściowo wynika to z faktu, że podczas przechodzenia przez kości czaszki energia wibracji dźwiękowych ulega osłabieniu). Dlatego wartość przewodnictwa dźwiękowego kości u zdrowego człowieka jest stosunkowo niewielka.

Jednakże zdolność percepcji dźwięków w dwojaki sposób wykorzystuje się w diagnostyce wad słuchu: jeśli podczas badania okaże się, że percepcja dźwięków przez powietrze jest zaburzona, ale przewodnictwo dźwiękowe w kościach jest całkowicie zachowane, lekarz Można stwierdzić, że uszkodzony został jedynie narząd przewodzący dźwięk ucha środkowego, natomiast narząd odbierający dźwięk ślimaka nie jest uszkodzony. W tym przypadku swego rodzaju „ratownikiem” okazuje się przewodnictwo dźwiękowe w kościach: pacjent może skorzystać z aparatu słuchowego, z którego wibracje dźwiękowe przenoszone są bezpośrednio przez kości czaszki do narządu Cortiego.

Ślimak nie tylko odbiera dźwięk i przetwarza go na energię wzbudzenia komórek receptorowych, ale co równie ważne, przeprowadza wstępne etapy analizy drgań dźwięku, w szczególności analizę częstotliwości.

Analizę taką można przeprowadzić za pomocą przyrządów technicznych - analizatorów częstotliwości. Ślimak robi to znacznie szybciej i oczywiście na innym „bazie technicznej”.

Wzdłuż kanału ślimaka, w kierunku od okienka owalnego do jego wierzchołka, szerokość przegrody stopniowo wzrasta, a jej sztywność maleje, dlatego różne części przegrody rezonują z dźwiękami o różnych częstotliwościach: pod wpływem wysokiej częstotliwości dźwięki, największą amplitudę drgań obserwuje się u podstawy ślimaka, w pobliżu okienka owalnego, a dźwięki o niskiej częstotliwości odpowiadają strefie maksymalnego rezonansu na wierzchołku.Dźwięki o określonej częstotliwości mają swoją dominującą reprezentację w pewnej części przegrody ślimakowej i dlatego wpływają tylko na te włókna nerwowe, które są związane z komórkami rzęsatymi wzbudzonego obszaru narządu Cortiego. Dlatego każde włókno nerwowe reaguje na ograniczony zakres częstotliwości, ta metoda analizy nazywa się przestrzenną, lub w oparciu o zasadę miejsca.

Oprócz przestrzennego, istnieje również czasowy, gdy częstotliwość dźwięku odtwarzana jest zarówno w reakcji komórek receptorowych, jak i do pewnego stopnia w reakcji włókien nerwu słuchowego. Okazało się, że komórki rzęsate mają właściwości mikrofonu: zamieniają energię drgań dźwiękowych na wibracje elektryczne o tej samej częstotliwości (tzw. efekt mikrofonu ślimakowego). Zakłada się, że istnieją dwa sposoby przekazywania wzbudzenia z komórki rzęsatej do włókna nerwowego. Pierwsza ma charakter elektryczny, gdy prąd elektryczny powstający w wyniku działania mikrofonu powoduje bezpośrednio wzbudzenie włókna nerwowego. I drugi, chemiczny, gdy wzbudzenie komórki rzęsatej jest przekazywane do włókna za pomocą substancji transmitującej, czyli mediatora. Łączne metody analizy czasowej i przestrzennej zapewniają dobrą dyskryminację dźwięków według częstotliwości.

Zatem informacja o dźwięku przekazywana jest do włókna nerwu słuchowego, lecz nie dociera od razu do wyższego ośrodka słuchowego zlokalizowanego w płacie skroniowym kory mózgowej. Centralna część układu słuchowego, zlokalizowana w mózgu, składa się z kilku ośrodków, z których każdy ma setki tysięcy i miliony neuronów. W tych ośrodkach panuje swego rodzaju hierarchia, a przy przechodzeniu z dołu do góry zmienia się reakcja neuronów na dźwięk.

Na niższych poziomach centralnej części układu słuchowego, w ośrodkach słuchowych rdzenia przedłużonego, odpowiedź impulsowa neuronów na dźwięk dobrze odzwierciedla jego właściwości fizyczne: czas trwania reakcji dokładnie odpowiada czasowi trwania sygnału; im większe natężenie dźwięku, tym większa (do pewnego limitu) liczba i częstotliwość impulsów oraz tym większa liczba neuronów biorących udział w reakcji itp.

Przechodząc od dolnych ośrodków słuchowych do górnych, aktywność impulsowa neuronów stopniowo, ale stale maleje. Wydaje się, że neurony na szczycie hierarchii pracują znacznie mniej niż neurony w niższych ośrodkach.

I rzeczywiście, jeśli wyższy analizator słuchowy zostanie usunięty ze zwierzęcia doświadczalnego, nie ma to wpływu na absolutną wrażliwość słuchową, to znaczy na zdolność wykrywania wyjątkowo słabych dźwięków, ani na zdolność rozróżniania dźwięków według częstotliwości, intensywności i czasu trwania.

Jaka jest zatem rola górnych ośrodków układu słuchowego?

Okazuje się, że neurony wyższych ośrodków słuchowych, w przeciwieństwie do niższych, działają na zasadzie selektywności, to znaczy reagują tylko na dźwięki o określonych właściwościach. Charakterystyczne jest, że potrafią reagować tylko na dźwięki złożone, np. na dźwięki zmieniające częstotliwość w czasie, na dźwięki poruszające się lub tylko na pojedyncze słowa i dźwięki mowy. Fakty te dają powód, aby mówić o wyspecjalizowanej selektywnej reakcji neuronów wyższych ośrodków słuchowych na złożone sygnały dźwiękowe.

A to jest bardzo ważne. Przecież selektywna reakcja tych neuronów objawia się w stosunku do dźwięków cennych biologicznie. Dla człowieka są to przede wszystkim dźwięki mowy. Biologicznie ważny dźwięk jest niejako wydobywany z lawiny otaczających go dźwięków i wykrywany przez wyspecjalizowane neurony już przy bardzo niskim natężeniu i na linii interferencji dźwięku. To dzięki temu w ryku walcowni możemy wychwycić np. słowa rozmówcy.

Wyspecjalizowane neurony wykrywają ich dźwięk, nawet jeśli zmieniają się jego właściwości fizyczne. Każde słowo wypowiedziane przez mężczyznę, kobietę lub dziecko, głośno lub cicho, szybko lub wolno, jest zawsze postrzegane jako to samo słowo.

Naukowców interesowało pytanie, w jaki sposób osiągana jest wysoka selektywność neuronów w wyższych ośrodkach. Wiadomo, że neurony potrafią reagować na stymulację nie tylko poprzez wzbudzenie, czyli przepływ impulsów nerwowych, ale także poprzez hamowanie – tłumienie zdolności do generowania impulsów. Dzięki procesowi hamowania zakres sygnałów, na które neuron daje odpowiedź pobudzenia, jest ograniczony. Charakterystyczne jest, że procesy hamujące są szczególnie dobrze wyrażone w górnych ośrodkach układu słuchowego. Jak wiadomo, procesy hamowania i wzbudzania wymagają wydatku energetycznego. Dlatego nie można zakładać, że neurony górnych ośrodków są bezczynne; pracują intensywnie, tyle że ich praca różni się od pracy neuronów dolnych ośrodków słuchowych.

Co dzieje się z przepływem impulsów nerwowych pochodzących z dolnych ośrodków słuchowych? W jaki sposób wykorzystywana jest ta informacja, jeśli wyższe ośrodki ją odrzucają?

Po pierwsze, nie odrzucają wszystkich informacji, a jedynie ich część. Po drugie, impulsy z niższych ośrodków trafiają nie tylko do górnych, ale także do ośrodków motorycznych mózgu i do tak zwanych układów niespecyficznych, które są bezpośrednio związane z organizacją różnych elementów zachowania (postawa, ruch , uwaga) i stany emocjonalne (kontakt, agresja). Te systemy mózgowe wykonują swoją działalność w oparciu o integrację informacji o świecie zewnętrznym, które docierają do nich różnymi kanałami sensorycznymi.

Jest to ogólnie rzecz biorąc złożony i daleki od pełnego zrozumienia obraz funkcjonowania narządu słuchowego. Dziś już wiele wiadomo na temat procesów zachodzących podczas percepcji dźwięków i jak widać eksperci w dużej mierze potrafią odpowiedzieć na postawione w tytule pytanie: „Jak słyszymy?” Nadal jednak nie da się wyjaśnić, dlaczego niektóre dźwięki są dla nas przyjemne, a inne nieprzyjemne, dlaczego jedna osoba lubi tę samą muzykę, a inna nie, dlaczego niektóre właściwości fizyczne dźwięków mowy odbieramy jako intonacje przyjazne, a inne jako niegrzeczne. Te i inne problemy rozwiązują badacze z jednej z najciekawszych dziedzin fizjologii.

Y. Altman, E. Radionova, doktor nauk medycznych, doktor nauk biologicznych

Zanim przejdziemy do zapoznania się z budową odbiorników radiowych, wzmacniaczy i innych urządzeń stosowanych w radiofonii i łączności radiowej, należy zrozumieć, czym jest dźwięk, w jaki sposób powstaje i rozprzestrzenia się, jak projektuje się i działa mikrofony oraz zapoznać się z z budową i działaniem głośników.

Wibracje dźwiękowe i fale. Jeśli uderzysz w strunę dowolnego instrumentu muzycznego (na przykład gitary, bałałajki), zacznie on wibrować, to znaczy poruszać się w jednym lub drugim kierunku od pozycji początkowej (pozycji spoczynkowej). Takie wibracje mechaniczne, które powodują wrażenie dźwięku, nazywane są wibracjami dźwiękowymi.

Największa odległość, o jaką struna odchyla się od położenia spoczynkowego podczas drgań, nazywana jest amplitudą drgań.

Transmisja dźwięku z wibrującej struny do naszego ucha następuje w następujący sposób. W momencie, gdy środkowa część struny przesuwa się w stronę, w którą się znajdujemy, „dociska” ona cząsteczki powietrza znajdujące się obok niej po tej stronie i w ten sposób tworzy się „kondensacja” tych cząstek, czyli obszar zwiększonego powietrza ciśnienie pojawia się w pobliżu struny. To zwiększone ciśnienie w określonej objętości powietrza jest przenoszone na sąsiednie warstwy; W rezultacie obszar „skondensowanego” powietrza rozprzestrzenia się w otaczającą przestrzeń. W następnym momencie, gdy środkowa część struny porusza się w przeciwnym kierunku, pojawia się w jej pobliżu pewne „rozrzedzenie” powietrza (obszar niskiego ciśnienia), które rozprzestrzenia się wzdłuż obszaru „skondensowanego” powietrza.

Po „rozrzedzeniu” powietrza ponownie następuje „kondensacja” (ponieważ środkowa część struny ponownie będzie poruszać się w naszym kierunku) itd. Zatem przy każdej oscylacji (ruchu do przodu i do tyłu) struny, obszar ​​​​wysokie ciśnienie i obszar niskiego ciśnienia pojawią się w ciśnieniu powietrza, które oddala się od struny.

W podobny sposób powstają fale dźwiękowe, gdy działa głośnik.

Fale dźwiękowe przenoszą energię otrzymaną z wibrującej struny lub stożka (papierowego stożka) głośnika i rozchodzą się w powietrzu z prędkością około 340 m/s. Kiedy fale dźwiękowe docierają do ucha, powodują wibracje błony bębenkowej. W momencie, gdy obszar „kondensacji” fali dźwiękowej dociera do ucha, błona bębenkowa wygina się lekko do wewnątrz. Kiedy dociera do niego obszar „rozrzedzenia” fali dźwiękowej, błona bębenkowa wygina się lekko na zewnątrz. Ponieważ kondensacje i rozrzedzenia fal dźwiękowych następują po sobie przez cały czas, błona bębenkowa albo wygina się do wewnątrz, albo na zewnątrz, to znaczy wibruje. Wibracje te przekazywane są poprzez złożony układ ucha środkowego i wewnętrznego wzdłuż nerwu słuchowego do mózgu, w wyniku czego odbieramy dźwięk.

Im większa jest amplituda drgań struny i im bliżej znajduje się ucho, tym głośniejszy jest dźwięk.

Zakres dynamiczny. Gdy na błonę bębenkową wywierany jest bardzo duży nacisk, czyli gdy słychać bardzo głośne dźwięki (np. strzał z armaty), odczuwany jest ból w uszach. Przy średnich częstotliwościach dźwięku (patrz poniżej) ból pojawia się, gdy ciśnienie akustyczne osiąga około 1 g/cm2, czyli 1000 barów*. Zwiększenie wrażenia głośności przy dalszym wzroście ciśnienia akustycznego nie jest już odczuwalne.

*Bar to jednostka używana do pomiaru ciśnienia akustycznego.

Bardzo słabe ciśnienie akustyczne na błonie bębenkowej nie powoduje wrażenia dźwięku. Najniższe ciśnienie akustyczne, przy którym nasze ucho zaczyna słyszeć, nazywane jest progiem wrażliwości ucha. Przy średnich częstotliwościach (patrz poniżej) próg wrażliwości ucha wynosi około 0,0002 bara.

Zatem obszar normalnego czucia dźwięku leży pomiędzy dwiema granicami: dolną - progiem wrażliwości i górną, przy której pojawia się ból w uszach. Obszar ten nazywany jest zakresem dynamicznym słyszenia.

Należy pamiętać, że wzrost ciśnienia akustycznego nie powoduje proporcjonalnego wzrostu głośności dźwięku. Wrażenie głośności rośnie znacznie wolniej niż ciśnienie akustyczne.

Decybele. W zakresie dynamicznym ucho może odczuć wzrost lub spadek głośności prostego dźwięku monofonicznego (słuchając go w całkowitej ciszy), jeśli ciśnienie akustyczne w średnich częstotliwościach odpowiednio wzrośnie lub spadnie o około 12%, czyli 1,12 razy. Na tej podstawie cały zakres dynamiczny słyszenia dzieli się na 120 poziomów głośności, tak jak skala termometru pomiędzy punktami topnienia lodu a temperaturą wrzenia wody dzieli się na 100 stopni. Poziomy głośności w tej skali mierzone są w specjalnych jednostkach – decybelach (w skrócie dB).

W dowolnej części tej skali zmiana poziomu głośności o 1 dB odpowiada zmianie ciśnienia akustycznego o 1,12 razy. Zero decybeli („zero” poziomu głośności) odpowiada progowi czułości ucha, tj. ciśnieniu akustycznemu wynoszącemu 0,0002 bara. Przy poziomach powyżej 120 dB pojawia się ból w uszach.

Przykładowo zwróćmy uwagę, że podczas cichej rozmowy w odległości 1 m od głośnika poziom głośności wynosi około 40-50 dB, co odpowiada efektywnemu ciśnieniu akustycznemu wynoszącemu 0,02-0,06 bara; Najwyższy poziom dźwięku orkiestry symfonicznej wynosi 90-95 dB (ciśnienie akustyczne 7-12 barów).

Korzystając z odbiorników radiowych, słuchacze radia, w zależności od wielkości pomieszczenia, dostosowują dźwięk głośnika tak, aby przy najgłośniejszych dźwiękach w odległości 1 m od głośnika uzyskano poziom głośności 75-85 dB (odpowiednio , ciśnienie akustyczne wynosi około 1-3,5 bar). Na obszarach wiejskich wystarczy maksymalny poziom głośności audycji radiowych nie większy niż 80 dB (ciśnienie akustyczne 2 bary).
Skala decybeli jest również szeroko stosowana w inżynierii radiowej do porównywania poziomów głośności. Aby dowiedzieć się, ile razy jedno ciśnienie akustyczne jest większe od drugiego, gdy znana jest różnica między odpowiadającymi im poziomami głośności w decybelach, należy pomnożyć liczbę 1,12 przez samą liczbę decybeli. Zatem zmiana poziomu głośności o 2 (56 odpowiada zmianie ciśnienia akustycznego o 1.12.1.12, tj. około 1,25 razy; zmiana poziomu o 3 dB następuje przy zmianie ciśnienia akustycznego o 1,12-1,12.. .1.12, tj. około 1,4 razy. W podobny sposób można ustalić, że 6 dB odpowiada zmianie ciśnienia akustycznego około 2 razy, 10 dB - około<в 3 раза, 20 дб — в 10 раз, 40 дб — в 100 раз и т. д.

Okres i częstotliwość drgań. Drgania dźwięku charakteryzują się nie tylko amplitudą, ale także okresem i częstotliwością. Okres oscylacji to czas, w którym struna (lub inny obiekt wytwarzający dźwięk, taki jak dyfuzor głośnika) przemieszcza się z jednego skrajnego położenia do drugiego i z powrotem, tj. wykonuje jedno pełne drganie.

Częstotliwość drgań dźwięku to liczba drgań ciała dźwięcznego występujących w ciągu 1 sekundy. Jest mierzona w hercach (w skrócie Hz).

Jeśli na przykład w ciągu 1 sek. (Następuje 440 okresów drgań struny (częstotliwość ta odpowiada nucie A), wówczas mówią, że drga ona z częstotliwością 440 Hz. Częstotliwość i okres drgań są względem siebie wielkościami odwrotnymi, np. częstotliwość oscylacji wynosi 440 Hz, okres oscylacji wynosi 1/440 sekundy, a jeśli okres oscylacji wynosi 1/1000 sekundy, to częstotliwość tych oscylacji wynosi 1000 Hz.

Pasmo częstotliwości dźwięku. Wysokość dźwięku lub tonu zależy od częstotliwości wibracji. Im wyższa częstotliwość wibracji, tym wyższy dźwięk (ton), a im niższa częstotliwość wibracji, tym jest ona niższa. Najniższy dźwięk, jaki człowiek słyszy, ma częstotliwość około 20 Hz, a najwyższy to około 16 000–20 000 Hz. W tych granicach lub, jak mówią, w tym paśmie częstotliwości, znajdują się wibracje dźwiękowe wytwarzane przez ludzkie głosy i instrumenty muzyczne.

Należy pamiętać, że mowa i muzyka, a także różne rodzaje hałasu to wibracje dźwiękowe o bardzo złożonej kombinacji różnych częstotliwości (tonów o różnej wysokości), stale zmieniające się podczas rozmowy lub występu muzycznego.

Harmonia. Dźwięk odbierany przez ucho jako ton o jednej określonej wysokości (na przykład dźwięk strun instrumentu muzycznego, gwizd lokomotywy parowej) w rzeczywistości składa się z wielu różnych tonów, których częstotliwości są ze sobą powiązane jako liczby całkowite (jeden do dwóch, jeden do trzech itd.) .d.). I tak na przykład tonowi o częstotliwości 440 Hz (notatka A) towarzyszą jednocześnie dodatkowe tony o częstotliwości 440. 2 = 880 Hz, 440 -3 = 1320 Hz itd. Te dodatkowe częstotliwości nazywane są harmonicznymi (lub alikwotami). Liczbę pokazującą, ile razy częstotliwość danej harmonicznej jest większa od częstotliwości podstawowej, nazywamy liczbą harmoniczną. Na przykład dla częstotliwości podstawowej wynoszącej 440 Hz drugą harmoniczną będzie 880 Hz, trzecią harmoniczną 1320 Hz itd. Harmoniczne zawsze brzmią słabiej niż częstotliwość podstawowa.

Obecność harmonicznych i stosunek amplitud różnych harmonicznych określa barwę dźwięku, czyli jego „kolor”, który odróżnia dany dźwięk od innego dźwięku o tej samej częstotliwości podstawowej. Jeśli więc trzecia harmoniczna jest najsilniejsza, dźwięk nabiera jednej barwy. Jeśli jakakolwiek inna harmoniczna będzie najsilniejsza, dźwięk będzie miał inną barwę. Zmiana siły dźwięku różnych harmonicznych prowadzi do zmiany lub zniekształcenia barwy dźwięku.

V. N. DOGADIN i R. M. MALININ
KSIĄŻKA WIEJSKIEGO RADIA AMATORSKIEGO

Dźwięk charakteryzuje się dwoma parametrami - częstotliwość i intensywność. Twój próg słyszenia określa, jak głośny musi być dźwięk o określonej częstotliwości, abyś mógł go usłyszeć.

Częstotliwość dźwięku(wysoki lub niski dźwięk) mierzy się liczbą drgań na sekundę (Hz). Ludzkie ucho zazwyczaj odbiera dźwięki od bardzo niskich (16 Hz) do wysokich (20 000 Hz). Normalna mowa w cichym pomieszczeniu jest odbierana średnio w zakresie częstotliwości od 500 do 2000 Hz.

Intensywność lub głośność dźwięku zależy przede wszystkim od amplitudy wibracji powietrza i jest mierzona w decybelach (dB). Minimalny próg głośności dla normalnego słyszenia wynosi od 0 do 25 dB. W przypadku dzieci za próg normalnego słyszenia przyjmuje się zakres od 0 do 15 dB. Słuch uznaje się za dobry, jeśli minimalny próg głośności dla obu uszu mieści się w tym zakresie.

Ucho odbiera wibracje mechaniczne wytwarzane przez falę dźwiękową, przetwarza je na impulsy elektryczne, aby przekazać je drogami do ośrodków kory mózgowej, gdzie przetwarzane są otrzymane informacje i kształtuje się zrozumienie (zrozumienie) tego, co się słyszy.

Ucho składa się z trzech części: ucho zewnętrzne, ucho środkowe i ucho wewnętrzne.

• Ucho zewnętrzne- małżowina uszna, która zbiera dźwięk, kierując go wzdłuż zewnętrznego przewodu słuchowego do błony bębenkowej. Bębenek oddziela ucho zewnętrzne od ucha środkowego. Wibrujące dźwięki powodują ruch błony bębenkowej.
• Ucho środkowe- to jest zestaw kości ( młotek, kowadełko i strzemiączek). Mechaniczny ruch błony bębenkowej przenoszony jest przez małe ruchome kosteczki słuchowe na mniejszą membranę oddzielającą ucho środkowe od ucha wewnętrznego.
• Ucho wewnętrzne- bezpośrednio „ślimak”. Wibracje wewnętrznej błony ucha powodują ruch płynu zawartego w ślimaku. Płyn z kolei wprawia w ruch komórki rzęsate, stymulując zakończenia nerwu słuchowego, przez które informacja dociera do gotowego mózgu.
• Dodatkowo trzy wypełnione płynem kanały ucha wewnętrznego (kanały półkoliste) wykrywają zmiany pozycji ciała. Mechanizm ten, wraz z innymi urządzeniami sensorycznymi, odpowiada za równowagę lub pozycję ciała.

Poniżej schematyczny widok ucha i powiększonego aparatu słuchowego.

Co powinieneś zrobić, jeśli uważasz, że potrzebujesz aparatu słuchowego?

Jeśli uważasz, że masz problem z ubytkiem słuchu, skontaktuj się ze swoim audiologiem w celu zbadania słuchu oraz ustalenia wskazań i przeciwwskazań do stosowania aparatu słuchowego.

Jeżeli wskazane są dla Ciebie aparaty słuchowe, Twój audiolog pomoże Ci wybrać optymalny model i zaprogramuje go w oparciu o charakterystykę Twojego ubytku słuchu. Przy wyborze aparatu słuchowego brany jest pod uwagę nie tylko stopień i charakterystyka nierówności częstotliwości ubytku słuchu, ale także inne czynniki.

W większości przypadków lepiej jest używać dwóch aparatów słuchowych jednocześnie (słyszenie obuuszne). Są jednak sytuacje, w których obuuszny aparat słuchowy nie jest wskazany.

W takim przypadku audiolog pomoże Ci określić, w którym uchu najlepiej nosić aparat słuchowy.