Физика слуха

Рассмотрим последовательность событий при восприятии звука.

Звуковая волна, пройдя наружное ухо, наталкивается на туго натянутую барабанную перепонку, приводя ее в движение. Барабанная перепонка в силу своей геометрии и механических свойств не имеет собственного периода колебаний и колеблется всегда с частотой звуковых колебаний, однако наибольшей чувствительностью обладает при частоте 1000 Гц.

Барабанная перепонка связана с системой слуховых косточек среднего уха, которые передают звуковые колебания во внутреннее ухо – улитку. Слуховые косточки приводят в движение овальное окно, отделяющее перилимфу внутреннего уха от воздушного пространства среднего уха. В результате различной длины плеч рычагов косточек, а также в результате неравенства площадей барабанной перепонки и овального окна сила колебаний мембраны овального окна возрастает приблизительно в 22 раза по сравнению с силой колебаний барабанной перепонки.

Колебания мембраны овального окна вызывают колебания перилимфы в верхнем и нижнем каналах улитки. Вестибулярная мембрана представляет собой очень тонкую пленку, поэтому колебания перилимфы передаются на эндолимфу и на базилярную мембрану. Эта мембрана, тонкая около овального окна, расширяется по мере удаления от него. Благодаря неоднородным механическим свойствам базилярной мембраны волны разной частоты приводят в движение различные ее участки. Низкие частоты вызывают колебания наиболее массивной части мембраны около геликотремы. Высокие частоты приводят в движение участок мембраны вблизи овального окна.

Движения базилярной мембраны вызывают деформацию рецепторных волосковых клеток, располагающихся в кортиевом органе внутри улиткового канала. Деформация волосковых клеток приводит к частичной деполяризации их цитоплазматических мембран. В результате появляются потенциалы действия, передаваемые звуковыми слуховыми нервами в кору головного мозга.

Практическая часть Описание установки

Аудиометр представляет собой звуковой генератор чистых тонов различной частоты и интенсивности. Структурная схема аудиометра приведена на рис.5.

1 - блок питания; 2 - генератор электрических колебаний звуковой частоты; 3 - регулятор изменения уровня интенсивности; 4 - переключатель частот; 5 - переключатель наушников; 6 – наушники.

Рис.5

Основной частью прибора является генератор электрических колебаний звуковой частоты 2, напряжение на который подается от сети через блок питания 1. Переключатель частот 4 позволяет получить гармонические колебания фиксированной частоты в диапазоне от 125 до 8000 Гц. Уровень интенсивности изменяется дискретно регулятором 3 с интервалом 5 дБ на каждой частоте в диапазоне от 0 до 80 дБ. В наушниках 6 происходит преобразование электрических колебаний в звуковые. Переключатель наушников 5 позволяет подавать сигнал раздельно на правый и левый наушники.