Механическая модель слухового аппарата человека

Звуковые волны принимаются акустической «рупорной» антенной - ушной раковиной (1) и через слуховой «ход», который служит коротким волноводом, воздействует на барабанную перепонку (3).

Барабанная перепонка вогнута внутрь и натянута. В полости среднего уха (барабанной полости) расположены три слуховые косточки: молоточек (4), наковальня (5) и стремечко (6), шарнирно соединенные между собой суставами и оснащенные поддерживающим мышечным аппаратом (7).

Рукоятка молоточка прикреплена к барабанной перепонке, а мышца последней поддерживает ее в натянутом состоянии. Основание «стремени» закрывает собой овальное окно, за которым находится внутреннее ухо. Стремя в овальном окне закреплено не жестко и может совершать возвратно-поступательные движения. Слуховые косточки образуют систему рычагов для передачи усилия передачи механических колебаний от барабанной перепонки к стремечку. Установлено, что давление на овальном «окне» внутреннего уха со стороны стремечка почти в сто раз превосходит звуковое давление, действующее на барабанную перепонку. «Евстахиева труба» (8) соединяет барабанную полость с носоглоткой и служит для выравнивания давлений по обе стороны барабанной перепонки. При простудных заболеваниях из-за закупорки «Евстахиевой трубки» внутри уха могут появляться неприятные ощущения.

Внутреннее ухо находится внутри височной кости. Оно объединяет в себе орган равновесия и орган слуха - улитку. На схеме улитка показана выпрямленной, в среднем, у взрослого человека, длина канала улитки составляет около 35 мм. Внутреннее пространство улитки разделено на три заполненных лимфой спиральных канала, разделенных двумя перепонками: основной мембраной (10) и мембраной Рейснера (11).

Из-за сходства с «винтовыми» лестницами эти каналы называют: лестницей «преддверия» - 12; «срединной» лестницей – 13 и лестницей «барабанной» - 14. Между лестницей барабанной и барабанной полостью – «окно» улитки - 9, закрытое упругой мембраной.

Срединная лестница заполнена вязкой биологической жидкостью - эндолимфой, а две другие - перилимфой. Эндолимфа обладает значительно более высокой вязкостью и плотностью, чем перилимфа. Полости, заполненные перилимфой, сообщаются между собой через отверстие-канал, расположенный по близости к вершине улитки - геликотрему - 15.

41. Эффект Доплера. Подвижный излучатель, неподвижный приемник.

Эффект Доплера заключается в том, что в результате взаимного перемещения источника и приемника звука относительно неподвижной акустической среды, частота сигнала, фиксируемая приемником, отличается от частоты сигнала, излученного источником.

Источник движется, приемник неподвижен.

Пусть источник звука –излучатель (И) движется из точки А в точку Б, как показано на рис 3.13. Движение И происходит со скоростью V_изл под углом  относительно линии соединения точек А и Б.

Рис. 3.13

В дальнейшем источник, двигаясь в указанном направлении, периодически создаёт сжатие и разрежение среды, которые в направлении от (∙) А и (∙) Б будут сближаться, а в направлении от (∙) Б к (∙) А (слева от точки (.) А)– удаляться друг от друга.Если излучатель перемещается, то приемник будет реагировать на измененную длину волны и более короткую, чем приемники, расположенные по всем другим направлениям по сравнению с φ=0. Это можно записать, как: , гдес - скорость звука. Ясно, что при φ≠0:

. (3.61)