Слуховой анализатор.

Слуховой анализатор обеспечивает человеку до 60 % информации об окружающем мире, поэтому он также является одним из важных инструментов в обнаружении надвигающейся опасности.

Рецептором анализатора является ухо человека, работающее по следующей схеме. Воздушные (звуковые) волны, собираемые ушной раковиной, направляются в наружный слуховой проход, ударяются о барабанную перепонку и вызывают её вибрацию. Вибрация барабанной перепонки, степень натяжения которой регулируется сокращением специальных мышц, приводит в движение сращённую с ней рукоятку «молоточка», который соответственно движет «наковальню», а через неё – «стремя», которое связано с внутренним ухом окном преддверия. Таким образом, цепь косточек, соединённая подвижно, передаёт колебательные движения барабанной перепонки направленно к окну преддверия. Движение стремени в окне преддверия вызывает перемещения лабиринтной жидкости, которые необходимы для раздражения специальных высокочувствительных слуховых волосковых клеток, в которых при этом изменяется величина электрического потенциала, передающегося по слуховому нерву в мозговой конец. В мозговом конце формируется два вида ощущений: громкости звука и высоты тона звука.

Раздражителем для слухового рецептора является звук, характеризующийся следующими основными параметрами:

– звуковое давление (p, Па) – разность давлений в возмущённой и в невозмущённой звуком среде (воздухе);

– частота звуковых волн (f, от ~20 до 20000 Гц);

– действующее на органы слуха среднеквадратичное значение звукового давления ( ², Па²), определяемое по формуле

(1.6)

где: T – время осреднения звука в органе слуха, с (T ≈ 0,1 с);

t – координата времени;

– уровень звукового давления (L, дБ), определяемый с учётом среднеквадратичного значения последнего и основного психофизиологического закона Вебера-Фехнера

L = 20·lg(p/p₀) (1.7)

где: p₀ – нижний абсолютный порог слышимости, Па (p₀ = 2·10^–5 Па);

– интенсивность звука (I, Вт/м²), определяемая по формуле:

I = p²/(ρ·c) (1.8)

где: ρ – плотность воздуха, кг/м³;

c – скорость распространения звука в воздухе, м/с.

Верхний абсолютный порог слышимости слухового анализатора в 10⁷раз превышает нижний порог и равен 2·10² Па. При достижении верхнего порога слышимости в анализаторе формируется ощущение боли, а при дальнейшем увеличении звукового давления барабанная перепонка может разорваться, т.е. происходит шумовая травма. Нижний и верхний абсолютные пороги слышимости, выраженные в уровнях звукового давления, составляют соответственно 0 дБ и 140 дБ.

Дифференциальный порог чувствительности слухового анализатора по частоте звука 2 – 3 Гц, по уровню звукового давления 1 дБ.

Как было отмечено выше, в мозговом конце анализатора формируется два вида ощущений: громкости звука; высоты тона звука. Громкость звука зависит от величины звукового давления (действующего звукового давления, уровня звукового давления), а высота тона звука от частоты звуковой волны: на низких частотах – низкий тон, на высоких – высокий тон.

Особенностью восприятия звуков слухом человека является зависимость субъективного ощущения громкости звуков от их частоты при равных величинах звукового давления (уровня звукового давления) – с повышением частоты звуков их субъективное ощущение громкости возрастает.