САМОСТІЙНА РОБОТА №1

ТЕМА:ФІЗИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВУКУ. АУДІОМЕТРІЯ. УЛЬТРАЗВУК, ІНФРАЗВУК

ОСНОВНИЙ МАТЕРІАЛ:

1. Об’ективні характеристики звуку:

а) Інтенсивність звуку

б) частота

в) частотний спектр

2. Суб’ективні характеристики звуку:

а) Гучність звуку

б) висота

в) тембр

3. Поняття порога чутності і больового порогу

4. Закон Вебера—Фехнера

5. Одиниці гучності, шкала гучності

6. Поняття гостроти слуху, аудіометрії, аудіограми, аудіометра

7. Означення, властивості і застосування ультразвуку. Отримання ультразвуку

8. Означення, властивості і застосування інфразвуку

ЛІТЕРАТУРА

1.А. Ф. Шевченко «Основи медичної і біологічної фізики», К, «Медицина»;2008г.

Параграфи №129, 130, 134.

2. Електронний збірник лекцій з біофізики для студентів 2 курсу. Лекція №1 «Вступ. Основи біомеханіки та біоакустики. Предмет і методи біофізики».

3 В.П.Марценюк «Медична біофізика і медична

апаратура».Укрмедкнига,2008, гл.2.2.

Питання до самоконтролю. 1.Що таке інтенсивність звука? В чому вимірюється? 2.Що таке гучність звуку, який зв*язок гучності з інтенсивністю?(закон Вебера-Фехнера). Назвіть одиниці гучності. 3.Дайте означення порога чутності і больового порога. 4.Що таке аудіометрія, аудіограма? 5.Дайте означення ультразвуку, де він застосовується в медицині? 6.Чому інфразвук викликає у людини неприємні відчуття? 7.Що означає послаблення слуху у пацієнта в середньому на 50 дБ? 8.Два звуки частотою 1000 Гц відрізняються за гучністю на 2 Бели. У скільки разів відрізняються їх інтенсивності? 9.Звук частотою 200 Гц проходить деяку відстань в середовищі, при цьому інтенсивність звуку зменшується від І₁=10^-5 до І₂=10^-8 Вт/м². На скільки при цьому зменшиться гучність?( к=1,25).

Теоретичний матеріал

Звук—це поздовжня механічна хвиля яка сприймається людським вухом(16—20000 Гц).

Розрізняють об’єктивні та суб’єктивні характеристики звуку:

Об’єктивними характеристиками є інтенсивність, або сила звуку, частота та частотний спектр. Об’єктивні характеристики звуку можуть бути виміряні відповідними приладами незалежно від людини.

Але звук оцінюється людиною суб’єктивно. Суб’єктивними характеристиками звуку є гучність звуку, висота, тембр.

Висота звуку визначається частотою: чим більше частота, тим вище звук.

Як правило, більшість звуків складаються з деякої кількості частот, які утворюють так званий частотний спектр. Суб’єктивно частотний спектр сприймається як якісне забарвлення звука, тобто тембр.

Інтенсивність звуку(I) є його енергетичною характеристикою. Вона визначається кількістю енергії(W), яка переноситься звуковою хвилею за одиницю часу через одиницю площі поверхні, розміщеної перпендикулярно до напрямку розповсюдження хвилі: I= W/St у системі СІ сила звуку вимірюється в Вт/м²

Нормальне людське вухо сприймає достатньо широкий діапазон інтенсивності звуку: при частотності 1000 Гц від 10^-12 Вт/м² (поріг чутності) до 10 Вт/м² (поріг больового відчуття), тобто відношення інтенсивностей для цих порогів становить величину 10¹³

ПОРОГОМ ЧУТНОСТІ називається найменша інтенсивність звука, яка сприймається людським вухом.

БОЛЬОВИЙ ПОРІГ—найбільша інтенсивність звуку, яка ще не викликає болі

СУБ’ЄКТИВНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЗВУКУ—гучність L, яка відповідає об’єктивній характеристиці—інтенсивності І, не піддається точному кількісному виміру.

ГУЧНІСТЬ ЗВУКУ—інтенсивність звукової хвилі, що оцінюється органами слуху людини.

Гучність залежить від інтенсивності, але прямої пропорційності між ними немає, вухо адаптується до гучних і слабких звуків. Зв'язок між інтенсивністю і гучність встановлюється законом Вебера—Фехнера: гучність звуку прямо пропорційна десятковому логарифму відношення інтенсивності даного звука до інтенсивності І₀ на порозі чутності

L=k·lgI/I₀,

Де k — коефіцієнт пропорційності, який залежить від частоти і інтенсивності звуку. Умовно вважають, що на 1000 Гц звуку k=1.

З закону витікає що збільшення інтенсивності, наприклад, в 1000 разів—як зростання гучності на 3 Б.

Існує шкала гучності, побудована таким чином:

1) за нуль приймається поріг чутності

2) за одиницю гучності 1 Бел приймають гучність звуку, інтенсивність якого в 10 разів більше інтенсивності І₀:

lg I/I₀ = lg 10= 1

Тобто при збільшенні інтенсивності звуку в 10 разів його гучність зростає на 1 Бел

На практиці застосовується одиниця вимірювання децибел 1 дБ =0,1Б .

За шкалою больовий поріг L max=120 дБ

Руйнація барабанної перетинки починається при 170 дБ

Приклади гучностей

1. тиха розмова — 30 дБ

2. нормальна розмова — 50 дБ

3. гучна розмова — 70 дБ

4. шум від мотоцикла — 100 дБ

Аудіометрія—метод дослідження гостроти слуху

Гострота слуху визначається мінімальною інтенсивністю звуку, яка сприймається вухом людини

Аудіограма—сукупність порогових значень інтенсивності на різних частотах.

Методи клінічної аудіометрії дозволяють визначити послаблення слуху у пацієнта та порівняти гостроту його слуху з нормою.

Різниця між виміряним порогом і середньо статичним порогом нормального слуху, виражена в дБ , характеризує послаблення слуху.

Аудіометрія проводиться за допомогою спеціальних апаратів—аудіометрів. По характеру сигналу аудіометри поділяються на тональні та умовні.

Тональні аудіометри використовують звуки чистих тонів, які подаються до пацієнта через телефони повітряної та кісткової провідності; визначають пороги чутності на стандартних частотах і будуються аудіограми для обох видів телефонів.

Вид аудіограми та взаємне розташування аудіограми повітряної і кісткової провідності є діагностичними показниками.

При мовній аудіометрії гострота слуху визначається або порогом чутності, або порогом розбірливості мовних звуків.