Question

Механизм передачи звуковой волны

Answer 1

РЕЗЮМЕПОХОЖИЕ СТАТЬИ

Механизм передачи и восприятия звука


Звуковые колебания улавливаются ушной раковиной и по наружному слуховому проходу передаются барабанной перепонке, которая начинает колебаться в соответствии с частотой звуковых волн. Колебания барабанной перепонки передаются цепи косточек среднего уха и при их участии мембране овального окна. Колебания мембраны окна преддверия передаются перилимфе и эндолимфе, что вызывает колебания основной мембраны вместе с расположенным на ней кортиевым органом. При этом волосковые клетки своими волосками касаются текториальной мембраны и вследствие механического раздражения в них возникает возбуждение, которое передается далее на волокна преддверно-улиткового нерва.

Слуховой анализатор человека воспринимает звуковые волны с частотой их колебаний от 20 до 20 тыс. в секунду. Высота тона определяется частотой колебаний: чем она больше, тем выше по тону воспринимаемый звук. Анализ звуков но частоте осуществляется периферическим отделом слухового анализатора. Под влиянием звуковых колебаний прогибается мембрана окна преддверия, смещая при этом какой-то объем перилимфы.

При малой частоте колебаний частицы перилимфы перемещаются по вестибулярной лестнице вдоль спиральной мембраны по направлению к геликотреме и через нее по барабанной лестнице к мембране круглого окна, которая прогибается иа такую же величину, что и мембрана овального окна. Если же действует большая частота колебаний, возникает быстрое смещение мембраны овального окна и повышение давления в вестибулярной лестнице. В результате спиральная мембрана прогибается в сторону барабанной лестницы и реагирует участок мембраны вблизи окна преддверия. При повышении давления в барабанной лестнице изгибается мембрана круглого окна, основная мембрана благодаря своей упругости возвращается в исходное положение. В это время частицы перилимфы смещают следующий, более инерционный участок мембраны, и волна пробегает по всей мембране. Колебания окна преддверия вызывают бегущую волну, амплитуда которой возрастает и максимум ее соответствует какому-то определенному участку мембраны. По достижении максимума амплитуды волна затухает. Чем выше высота звуковых колебаний, тем ближе к окну преддверия находится максимум амплитуды колебаний спиральной мембраны. Чем меньше частота, тем ближе к геликотреме отмечаются наибольшие ее колебания.

Установлено, что при действии звуковых волн с частотой колебаний до 1000 в секунду в колебание приходит весь столб перилимфы вестибулярной лестницы и вся спиральная мембрана. При этом их колебания происходят в точном соответствии с частотой колебания звуковых волн и вызывают потенциалы действия такой же частоты в слуховом нерве. При частоте звуковых колебаний свыше 1000 колеблется не вся основная мембрана, а какой-то ее участок, начиная от окна преддверия. Чем выше частота колебаний, тем меньший по длине участок мембраны, начиная от окна преддверия, приходит в колебание и тем меньшее число волосковых клеток приходит в состояние возбуждения. В слуховом нерве в этом случае регистрируются потенциалы действия, частота которых меньше частоты звуковых волн, действующих на ухо, причем при высокочастотных звуковых колебаниях импульсы возникают в меньшем числе волокон, чем при низкочастотных колебаниях, что связано с возбуждением лишь части волосковых клеток.

При действии звуковых колебаний в кортиевом органе происходит пространственное кодирование звука. Ощущение той или иной высоты звука зависит от длины колеблющегося участка основной мембраны, а следовательно, от числа расположенных на ней волосковых клеток и от места их расположения. Чем меньше колеблющихся клеток и чем ближе они расположены к окну преддверия, тем более высоким воспринимается звук. Колеблющиеся волосковые клетки вызывают возбуждение в строго определенных волокнах слухового нерва, а значит, и в определенных нервных клетках головного мозга.

Сила звука определяется амплитудой звуковой волны. Ощущение интенсивности звука связано с различным соотношением числа возбужденных внутренних и внешних волосковых клеток. Поскольку внутренние клетки менее возбудимы, чем внешние, возбуждение большого их числа возникает при действии сильных звуков.

Answer 2

Механизм передачи звуковой волны включает несколько этапов:

1. Источник звука: Возникает звуковая волна, когда объект или источник, такой как голос человека, музыкальный инструмент, двигатель автомобиля или другой источник, начинает колебаться или вибрировать. Эти колебания создают давление в окружающей среде, которое распространяется в виде механических волн.

2. Колебания среды: Звуковая волна передается от источника через среду, которая может быть газом (например, воздух), жидкостью (например, вода) или твердым телом (например, стена). Важно понимать, что звуковая волна является механической волной и требует материальной среды для распространения.

3. Колебания частиц: Когда звуковая волна распространяется через среду, частицы этой среды начинают колебаться вокруг своих равновесных положений. В газах и жидкостях колебания происходят в направлении распространения звука, а в твердых телах – в продольном и поперечном направлениях.

4. Колебания до приемника: Когда звуковые волны достигают уха или другого приемника, например, микрофона, они вызывают колебания тамбура уха (у человека) или вибрации мембраны микрофона (в случае технических устройств). Эти колебания переводятся в электрический сигнал (в случае микрофона) или интерпретируются мозгом (у человека) как звук.

5. Восприятие звука: Электрический сигнал от микрофона может быть усилен и обработан устройствами, такими как аудиоусилители и проигрыватели, прежде чем мы услышим звук из динамиков. Человеческий мозг обрабатывает электрические сигналы от уха и интерпретирует их как звук, что позволяет нам воспринимать и понимать звуковые сигналы.

Важно отметить, что скорость звука зависит от среды, через которую он передается. Например, звук распространяется быстрее в твердых телах, чем в газах, и в газах звук распространяется быстрее в более плотных средах, таких как воздух при повышенных температурах.