Звуковое восприятие
03.06.2010
Вернуться в раздел "Полезные статьи"

Оглавление:

Органы зрения


Попав в ушную раковину, которая является своеобразным звукоуловителем, звуковые волны идут по слуховому проходу, состоящему из узкого изогнутого канала, к барабанной перепонке, раскачивают ее. Конечно, «раскачкой» это можно назвать условно, потому что мы способны воспринимать столь слабые звуковые волны, при которых барабанная перепонка под их давлением перемещается всего лишь на 0,0000000001 миллиметра, т. е. на такое расстояние, которое в тысячу раз меньше диаметра атома водорода. Движение перепонки передается в барабанной полости через специальный аппарат - слуховые косточки (они усиливают толчки воздуха, связанные с колебаниями) к улитке, которая находится во внутреннем ухе и напоминает раковину морской улитки. Спирально закрученные каналы ее заполнены жидкостью. Улитка устроена очень сложно, включает в себя несколько камер и мембран. На одной из мембран (она закручивается по спирали, повторяя извивы полости, и состоит из эластичных резонирующих волокон) расположен специальный рецепторный аппарат из волосковых слуховых клеток. Здесь происходит звуковое восприятие. Звуковые волны вызывают резонанс тех волокон мембраны, собственная частота колебаний которых совпадает с частотой этих волн. Энергия звуковых колебаний с помощью чувствительных клеток перерабатывается в нервный процесс и передается по слуховому нерву в кору головного мозга. Таким образом, как мы видим, прежде чем звук будет воспринят мозгом, этому звуку необходимо из воздуха перейти в кость, из кости — в жидкость, а из жидкости с помощью рецепторных клеток преобразоваться в нервные импульсы.

Из огромного многообразия звуков, которыми наполнена вселенная, живые существа выбрали довольно узкий интервал звуковых частот. Человек может воспринимать звуковые колебания в пределах от 10-20 до 15 000-20 000 колебаний в секунду. Так, видимо, было «удобно» тем первичным молекулам протоплазмы, которые обладали свойством «слышать». Может быть, в этом диапазоне частот молекулы лучше всего воспринимали звуковые колебания, реагировали на звук.

Что же касается чувствительности человека к вибрации, то она, несмотря на хорошо развитый у него слух, осталась и подчас очень выручает человека. А когда человек лишается слуха, она помогает ему получить ту информацию, которую он получал раньше с помощью ушей.

Вибрационные рецепторы

Ученые долгое время не могли определить, где находятся вибрационные рецепторы, считали, что они сосредоточены только в надкостнице, и называли вибрационную чувствительность «костной чувствительностью».

Теперь известно, что вибрационные рецепторы имеются на всех участках тела, а больше всего их в пальцах рук. Профессор Загребского университета П. Губерин (Югославия) считает, что полностью и частично глухие, а также глухонемые при специальной тренировке могут научиться слышать коленями, ладонями, кончиками пальцев, ключицами и другими частями тела, связанными со слуховыми центрами мозга, и предложил так называемый верботональный метод восстановления слуха.

В зубах у человека тоже имеются свободные нервные окончания, которые связаны со слуховыми центрами мозга. Случается видеть, как старые музыканты, у которых барабанная перепонка стала толще и соединение из
косточек, которые передают ее колебания к внутреннему уху; оказывает большее сопротивление, вынуждены при настройке скрипки дотрагиваться зубами до вибрирующего музыкального инструмента, и тогда звуковые колебания достигают внутреннего уха через кости черепа, минуя барабанную перепонку и слуховые косточки среднего уха.
Механизм анализа и восприятия человеком звуков еще не изучен до конца.

А сравнительно недавно была обнаружена еще одна способность нашего уха. Оказывается, оно «слышит», что происходит внутри нашего организма, и реагирует на это определенным образом. Когда человек заболевает, на коже ушной раковины можно определить ту или иную «точку» и по ней распознать болезнь (у здоровых людей эти точки не выявляются). Кстати сказать,
подобные точки были обнаружены и на радужке глаз.

Французский писатель Марсель Пруст был тоже настолько нетерпим к шуму, что вынужден был оббить стены своего кабинета пробковыми матами.
Некоторые ученые склонны думать, что мы начинаем слышать, еще находясь в чреве матери. И наши первые звуки из повторяющихся слогов, которые мы произносим после рождения, сходны со звуками бьющегося сердца матери, эти звуки являются для ребенка первой музыкой, создающей ему спокойное настроение.

Звуковой диапазон восприятий у взрослого человека простирается от 20 до 20 000 колебаний в секунду. Почти десять интервалов укладывается в этом звуковом объеме, и частота колебаний удваивается в каждом интервале.

Физические свойства звука

Звук нельзя измерить одной меркой, как, скажем, длину, ширину и высоту предмета или протяженность пути, как вес предмета, как его объем. Физические свойства звука определяются звуковым давлением, частотой и
формой колебаний. При одной и той же амплитуде звуковых волн может увеличиваться звуковое давление, а значит, и громкость звука. Чтобы измерить громкость звука, люди условились в качестве эталона принять источник звука определенной частоты (1000 герц)  и определенной (синусоидальной) формы колебаний. Теперь, если нам необходимо замерить мощность звука, мы берем источник эталонного звука и усиливаем его или ослабляем, добиваясь того, чтобы он казался таким же громким или таким же тихим, как и измеряемый звук (такое равенство устанавливается автоматически с помощью прибора, который по своим физическим параметрам сходен с человеческим ухом).

Сила звука выражается в фонах, или относительных децибелах, названных в честь Александра Грэйама Белла, изобретателя телефона. Эта единица измерения - минимальная разница в силе звука, которую способно уловить ухо человека. Термин «децибел» (десятая часть бела) употребляется при измерении громкости чистых тонов. В мире звуков, воспринимаемых ухом человека от порога слышимости до болевого порога, наиболее распространенные источники звука имеют следующий уровень громкости:

шум нормального дыхания человека равняется 10 фонам, или децибелам; шелест листвы, тихий шепот с расстояния одного метра равняется 15 фонам; тиканье часов - 30 фонам;
приглушенный шум в зале ресторана, стрекот пишущей машинки - 50 фонам; шум от легкового автомобиля или громкий разговор с расстояния одного метра - 60 фонам;
шум уличного транспорта - 70 фонам;
шум в самолете - 100 фонам;
треск отбойного молотка -  120 фонам;
гром пушечного выстрела -  130 фонам;
шум вырывающихся газов из сопла космической ракеты во время ее старта равняется 150 - 175 фонам.