8. Завдання для самостійної підготовки студентів:

8.1.Завдання для самостійного вивчення матеріалу теми.

8.1.1. Заповніть таблицю:

Фізична величина	Позначення	Формула	Одиниці виміряння в СІ
Інтенсивність звуку
Рівень інтенсивності звуку
Рівень гучністи звуку
Акустичний опір

8.1.2. Заповніть таблицю, проводячи аналогію між об’єктивними та відповідними до них суб’єктивними характеристиками звуку.

Об’єктивні характеристики звуку	Суб’єктивні характеристики звуку
Частота звукових коливань
Інтенсивність звуку
Акустичний спектр

8.1.3. Заповніть таблицю:

Назва методу	Суть методу	Фізичне явище, закон	Особли-вості методу
Аускуль-тація	Метод дослідження внутрішніх органів, що полягає у вислухуванні звукових явищ, пов’язаних з їхньою діяльністю.
Аудіо-метрія	Вимірювання чутливості слухового аналізатора до звуків різної висоти.
Акустична імпедансометрія	Виміряння акустичного опіру при різних тисках воздуху в зовнішньому слуховому проході.
Глотто-графія	Метод вивчення голосового апарату шляхом реєстрації кривої, яка відбиває коливання голосових зв’язок у процесі фонації.

Виконати завдання:

1. Визначити інтенсивність серцевих тонів у вході в воронку стетоскопа діаметром 6см, якщо на барабанну перепонку площею 70мм² попадає 74% звукової енергії при інтенсивності 10^-15Вт/см².

Відповідь: 3,3*10^-13Вт/м².

2. Інтенсивність серцевих тонів, що сприймаються крізь стетоскоп, дорівнює 10^-9мкВт/см². Визначити рівень інтенсивності тонів серця.

Відповідь: 10дБ.

3. Визначити величину тиску у зовнішньому слуховому проході при значенні порігового тиску на барабанну перепонку 2*10^-5Па, враховуючи, що в каналі вуха на резонансній частоті підсилення тиску відповідає 10дБ.

Відповідь: 6,3*10^-5Па.

4. Для людини з порушеною функцією середнього вуха слухові апарати сконструйовано так, щоб передавати коливання безпосередньо на кістки черепу. Визначити мінімальну інтенсивність звуку, яку здатна сприймати людина з дефектом слуху, якщо для кісткової провідності порог слухового почуття на 40дБ вище, ніж для повітряної.

Відповідь: 10^-6Вт/м².

5. Площа барабанної перепонки, яка знаходиться у контакті з молоточком, складає 0,55см². Стрім’ячко знаходиться у контакті з овальним вікном на площі 0,032см². Враховуючі, що механічна система кісток середнього вуха без врахування тертя дає виграш у силі в 1,3 рази, визначити, в скільки разів підсилюється тиск у вусі.

Відповідь: 22раза.

5. Що було б з гостротою слуху, якщо б звукові коливання (при відсутності системи середнього вуха) попадали безпосередньо на овальне вікно?

Відповідь: Це викликало б різке зниження слуху (приблизно на 60дБ для повітряної провідності), тому що 99,9% енергії звукових коливань втрачалося б при переході з повітряного середовища в рідину (перелімфу) внаслідок різниці акустичних опоров даних середовищ.

5. Як зветься властивість кортієва органа перетворювати звукові коливання в електричні, точно співпадаючі за частотою до звукових?

Відповідь: Таке перетворення звукових коливань в електричні має назву мікрофонного ефекту улітки.

5. Які фізичні та фізіологічні фактори роблять можливою орієнтацію по звуку у просторі (ототопику)?

Відповідь: Локалізація джерела звуку заснована на двох механізмах.

По-перше, при низьких частотах вухо здатне чутно фіксувати різність фаз звукової хвилі в лівому та правому вусі.

По-друге, при високих частотах вухо головним чином реагує на різність інтенсівностей звуку, що досягає лівого та правого вуха. Навкруги голови є звукова “тінь”, та якщо різниця інтенсівностей досягає 1дБ, її вже достатньо для примірної локалізації джерел звуків. За високі частоти з-за звукової “тіні” навкруги голови різниця в інтенсивності звуку може досягати 30дБ, що дозволяє локалізувати джерело з точністю до 10⁰.

Цікаво, що частоти 1-3кГц, які найкраще за усі сприймаються вухом людини, не є найбільш оптимальними для реалізації обох механізмів, тому при цих частотах важко локалізувати джерело звуку.

2. Основна література:

1. Ремізов А.Н. Медична та біологічна фізика, 1987, с. 48-59, 126-127.

2. Ремізов А.Н. Медична та біологічна фізика, 1982, с. .

3. Лекція “Біомеханіка обертального руху”.