Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Metodichka_LAB-ChAST_-1 / Лб-ауд-10-05.doc
Скачиваний:
138
Добавлен:
17.03.2016
Размер:
696.32 Кб
Скачать

52

Лабораторная работа № 1.5

Снятие спектральной характеристики уха на пороге слышимости. Аудиометр.

Мотивационная характеристика темы. Аудиометрия - раздел прикладной акустики, изучающий физиологические параметры звуковых ощущений при воздействии на органы слуха человека звуковых волн. Для медицинского работника очень важно знать закономерности, связывающие количественные параметры физических характеристик звуковых волн и вызванных ими физиологических ощущений.

Цель работы: Изучить физические и физиологические характеристики звука и методы измерения и анализа аудиограмм с помощью аудиометра.

К работе необходимо:

Знать

Уметь

1. Физические характеристики звука и физиологические характеристики слуховых ощущений.

2. Единицы измерения интенсивности и громкости звука

3.Формулировку и запись закона Вебера-Фехнера.

4. Принципы построения логарифмических шкал для измерения интенсивности и громкости звука.

5. Знать физические принципы работы аудиометра.

1.Определять порог слышимости.

2. Анализировать аудиограммы.

3. Устанавливать связь между физическими и физиологическими характеристиками звука.

4. Пользоваться освоенным методом определения порога слышимости по спектральной характеристике уха

Литература:

1.А.Н.Ремизов. Медицинская и биологическая физика. М., 1999, Гл. 8.

А.Н.Ремизов. Медицинская и биологическая физика. М.,1987, Гл.8.

А.Н.Ремизов «Курс физики, электроники и кибернетики», 1982 г., гл.7.

И.А.Эссаулова и др. Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике. М., 1987, Лб № 11.

Контрольные вопросы для определения исходного уровня знаний

  1. Что изучает акустика ? Объясните природу звука. Дайте определение волновому процессу, запишите уравнение и назовите характеристики волны.

  2. Перечислите физические характеристики звука. Дайте определение понятиям - интенсивность звука, частота, спектральный состав - назовите единицы измерения.

  3. Перечислите физиологические характеристики слухового ощущения. Назовите их единицы измерения. Поясните их связь с физическими характеристиками звука.

  4. Сформулируйте и запишите закон Вебера-Фехнера.

  5. Поясните в чем заключаются некоторые клинические звуковые методы исследования: аускультация, перкуссия, аудиометрия и др.

  6. Как устроен слуховой аппарат человека?

Краткая теория

Звук представляет собой колебания с частотой от 16 Гц до 20 кГц, распространяющиеся в упругой среде. Источником звука может быть колеблющееся тело, частота колебаний которого лежит в диапазоне звуковых частот (камертон, звонок, струна и т.п.).

К физическим характеристикам звуковой волны относится частота n (Гц) , интенсивность I (Вт/м2), звуковое давление DР (Па) и акустический спектр. Энергетической характеристикой звука является интенсивность.

Интенсивность звука I - (плотность потока энергии звуковой волны) - это количество энергии, проходящее через единицу площади фронта волны за единицу времени, измеряется с «СИ» в (Вт/м2).

Звуковое (акустическое ) давление DР - избыточное ( над средним давлением окружающей среды) давление в участках сгущения колеблющихся частиц среды в звуковой волне. Измеряется в «СИ» (Н/м2 = Па).

Для плоской гармонической волны:

где

- так называемое эффективное (среднеквадратичное акустическое давление(оно обычно учитывается в практике),

w= ru - удельное акустическое сопротивление среды основная характеристика акустических свойств среды.

Звуки делятся на тоны, шумы и звуковые удары. Различают простые и сложные тоны. Простой тон - это звуковое колебание, происходящее по гармоническому закону. Основной его характеристикой является частота. Если тон представляет собой негармоническое колебание, то он называется сложным. Простой тон дает камертон, сложный - музыкальные инструменты или голосовой аппарат. Сложный тон может быть разложен на простые, при этом тон наименьшей частоты называется основным, а остальные - обертонами. Набор частот с указанием их интенсивности называется акустическим спектром сложного тона. Спектр сложного тона - линейчатый (Рис.1)

Рис.1 Рис.2

Шум - звук, отличающийся сложной временной зависимостью. Шум можно рассматривать как сочетание беспорядочно меняющихся сложных тонов. Спектр шума сплошной (Рис.2). Звуковой удар - это кратковременное звуковое воздействие: хлопок, взрыв и т. п.

Нормальное человеческое ухо воспринимает довольно широкий диапазон интенсивностей звука: так, например, на частоте 1 кГц от I0= 10-12 Вт/м2 (порог слышимости) до Imах=10 Вт/м2 (порог болевого ощущения). Для измерения интенсивности звука применяют логарифмическую шкалу - шкалу уровня интенсивности. Уровень интенсивности

L=lg(I/I0), (1)

где I - интенсивность звука, I0 - интенсивность, принимаемая за начальный уровень шкалы.

Уровень интенсивности выражают в белах (Б) или децибелах (1 дБ = 0,1 Б). За 1Б принимают уровень интенсивности звука, интенсивность которого в 10 раз больше I0.

В основе создания шкалы уровней громкости лежит психофизический закон Вебера—Фехнера. Согласно ему при увеличении раздражения в геометрической прогрессии ощущение этого раздражения возрастает в арифметической прогрессии. Из этого закона следует, что громкость звука пропорциональна логарифму отношения интенсивностей звуков:

E=k lg(I/I0), (2)

где I - интенсивность звука; I0 - интенсивность звука на пороге слышимости; k - некоторый коэффициент пропорциональности, зависящий от частоты и интенсивности. Громкость выражают в фонах (фон). Принято считать, что на частоте 1 кГц шкалы громкости и уровня интенсивности совпадают. В этом случае k = 1 и 1 фон = 1 дБ.

Громкость на других частотах измеряют сравнением исследуемой громкости звука с громкостью звука частотой 1 кГц.

Рис.3

Для нахождения соответствия между громкостью и интенсивностью звука на разных частотах пользуются кривыми равной громкости (рис.3). Их строят на основании средних данных, полученных у людей с нормальным слухом. Нижняя кривая соответствует интенсивностям самых слабых слышимых звуков - порогу слышимости. Для всех частот этой кривой Е = 0; для частоты 1 кГц интенсивность звука I0 = 10-2 Вт/м2. Верхняя кривая соответствует порогу болевого ощущения.

Метод измерения остроты слуха называется аудиометрией. При аудиометрии на приборе (аудиометре) определяют порог слухового ощущения на разных частотах. Полученная кривая называется спектральной характеристикой уха на пороге слышимости или аудиограммой.

Потеря слуха - при ухудшении слуха кривая порога слышимости (патология) будет располагаться выше, чем для физиологически нормального (норма). Чем хуже слух, тем выше порог слышимости. На каждой частоте разность уровня звукового давления в патологии и в норме соответствует разности уровня громкости. Потеря слуха - разность уровня громкости в дБ в патологии и в норме, или потеря слуха - это снижение восприятия уровня громкости звука данной частоты (данного уровня звукового давления) пациентом по отношению к физиологически нормальному человеку. Для оценки потери слуха проводится анализ аудиограммы.

Соседние файлы в папке Metodichka_LAB-ChAST_-1