Механизм восприятия звука. Теория возникновения бегущей волны
При движении из внешней среды звуковые волны попадают в ухо. Стремечко через мембрану овального окна передает эту энергию перилимфе вестибулярной лестницы (см. рис. 9 и 10). Овальное окно при этом колеблется вперед и назад, увлекая за собой лимфу. Все пространство улитки образует замкнутую полость, а жидкость во внутреннем ухе практически несжимаема, поэтому происходит ее движение и у круглого окна. Стремечко и круглое окно, таким образом, работают в противофазе – если стремечко перемещается внутрь, то мембрана круглого окна движется наружу и наоборот. Описанные движения стремечка (из-за несжимаемости жидкости) вызывают одновременное смещение вестибулярной (рейснеровой) и основной мембран – то в сторону вестибулярной лестницы, то в сторону барабанной лестницы. Такое колебание мембран вызывает появление волны, бегущей вдоль улиткового протока от стремечка (базальная часть) к геликотреме (верхушка улитки) (рис. 10 А и Б). Для понимания механизма возникновения и перемещения бегущей волны необходимо знать следующее: ширина основной мембраны увеличивается по направлению от основания к верхушке улитки (рис. 10 В), т.е. базальная мембрана у основания более жесткая, чем у верхушки. Поскольку по направлению к геликотреме основная мембрана становится менее жесткой, скорость распространения звуковых волн высокой частоты, у которых короткая длина волны, постепенно уменьшается в указанном направлении, а амплитуда отклонения наиболее высокая у стремечка. В результате этого сенсорные клетки, расположенные у основания мембраны возбуждаются под действием высокочастотных (дискантных) тонов. Низкочастотные (басовые) тоны имеют большую длину волны и распространяются по основной мембране по направлению к геликотреме, где и вызывают ее колебание большой амплитуды, возбуждая сенсорные клетки в области верхушки улитки. Таким образом, сенсорные клетки, расположенные на основной мембране возбуждаются в месте максимального отклонения мембраны, в зависимости от частоты звуковой волны.
Рис. 10. Схема, поясняющая механизм слуха (теория бегущей волны Бекеши)
О пишите механизм возникновения спонтанных и вызванных потенциалов слухового нерва ____________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Л абораторная работа № 3.2.1
Исследование костной и воздушной проводимости звука
Цель работы: Познакомиться с костной и воздушной проводимостью звука и сравнить их.
Проведение работы: Работа выполняется в виде демонстрации на одном из студентов.
Приложите ножку камертона к темени.
Нанесите удар по камертону и одновременно включите секундомер.
Как только исчезнет ощущение звука, отметьте время и перенесите камертон к ушной раковине.
Отметьте время исчезновения звука у ушной раковины.
Полученные результаты: Костная проводимость ________ с. воздушная проводимость ________ с.
Выводы: 1.Сравните результаты костной и воздушной проводимости звука и объясните, почему воздушная проводимость у здорового человека эффективнее ______________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2. Опишите явление адаптации слухового анализатора, укажите причины снижения его чувствительности ____________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
_ _____________________________________________________________________________
Лабораторная работа № 3.2.2
Потеря звуковой энергии через наружный слуховой проход
Цель работы: Наблюдать в эксперименте, что часть звуковой энергии теряется через наружный слуховой проход в пространство.
Проведение работы: Работа выполняется в виде демонстрации на одном из студентов.
Приложить ножку звучащего камертона к средней линии головы.
Отметить, одинаково ли слышен звук обоими ушами.
Вложить в один из слуховых проходов ватный тампон, и вновь приложить к этому же месту темени, ножку звучащего камертона.
Соединить слуховые отверстия двух лиц, вставив в ухо каждого конец тонкой резиновой трубки.
К голове одного из испытуемых приложить звучащий камертон.
Выводы: 1.Почему слышит звук второй испытуемый?______________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2. Какова причина потери звуковой энергии?________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Л абораторная работа № 3.2.3
Особенности бинаурального слуха
Слуховая система человека принимает участие в пространственной ориентации.
Цель работы: Изучить роль бинаурального слуха для определения положения источника звука.
Проведение работы: Работа выполняется в виде демонстрации на одном из студентов.
Испытуемый садится на стул, закрывает глаза и вставляет в уши трубки фонендоскопа.
Экспериментатор помещает фонендоскоп за спиной испытуемого.
Камертон подносится к фонендоскопу.
Испытуемый сообщает, в каком направлении слышен звук.
Затем одна из трубок фонендоскопа заменяется более длинной.
Камертон снова подносится к фонендоскопу.
Испытуемый сообщает, в каком направлении теперь слышен звук.
Полученные результаты: Отметить в каком направлении располагается источник звука при одинаковых и разных по длине трубках фонендоскопа и занести в таблицу.
Длина трубок |
Локализация звука |
Слева длиннее |
|
Справа длиннее |
|
Обе одинаковы |
|
Выводы: 1) Укажите причину смещения звука в сторону более короткого пути ________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2) Дайте определение бинаурального слуха ________________________________________
______________________________________________________________________________
3) Отметьте роль бинаурального слуха для адаптации человека в окружающей среде __
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Л абораторная работа № 3.2.4
Определение направления звука
Цель работы: Выявить некоторые особенности и механизмы локализации звука при бинауральном слухе.
Проведение работы: Работа выполняется в виде демонстрации на одном из студентов.
Испытуемый садится на стул и закрывает глаза.
Экспериментатор помещает звучащий камертон спереди, сзади, справа и слева, сверху и снизу от испытуемого.
Испытуемый должен указать направление, откуда исходит звук.
Полученные результаты:
Отметьте правильную (+) и неправильную (-) локализацию звука и занесите данные в таблицу.
Фактическое положение источника звука |
Локализация звука испытуемым (+) или ( - ) |
Слева |
|
Справа |
|
Спереди |
|
Сзади |
|
Сверху |
|
Снизу |
|
Выводы: 1) Оцените полученные результаты в локализации направления звука ________ ______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2) Укажите физические параметры звука, анатомические и физиологические особенности слуховой системы для определения направления звука __________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Л абораторная работа № 3.2.5
Определение диапазона слухового восприятия звуковых колебаний различной частоты
Цель работы: Ознакомиться с методом определения границ воспринимаемых звуков.
Проведение работы: Опыт проводится в виде демонстрации на студентах всей группы.
С помощью компьютерной программы Sound Forge через динамик подаются звуки одинаковой интенсивности, но разной высоты. Предъявляются тоны 50, 100, 200 Гц (низкие тоны), 1000, 3000 Гц (тоны средней высоты) и тоны 10000 и 15000 (высокие тоны).
Студенты оценивают низкие тоны как гудки, тоны средней высоты как свистки, а высокие тоны – как писк.
После того, как студенты научатся различать низкие, средние и высокие тоны, приступают к определению границ воспринимаемых звуков. Для определения верхней границы звуковых ощущений подаются звуки частотой от 15000 до 20000 Гц.
Длительность звучания каждого тона – 3 – 5 с, его интенсивность постоянна, а интервал между тонами 30 с.
Студенты, которые слышат предъявляемый звук, поднимают руку и заносят в рабочую тетрадь индивидуальные границы слышимых частот.
Выводы: 1) Сравните полученные результаты с нормой ___________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2) Укажите область частот, в диапазоне которых ухо человека максимально чувствительно _______________________________________________________________________
______________________________________________________________________________