Agnieszka Łyko, Monika Machnikowska, zespół 9

ĆWICZENIE M5

Temat: Badanie progu pobudliwości ucha ludzkiego.

Wstęp teoretyczny:

Drgania mechaniczne powstają, gdy w ośrodku w stanie równowagi powstają zaburzenia. Zaburzenia te rozchodzą się w postaci fali. Zjawisko to polega na przekazywaniu energii między sąsiednimi cząsteczkami.

Fala mechaniczna to rozchodzące się zaburzenia w ośrodku, spowodowane tym, iż cząsteczki ośrodka poruszają się wokół położenia równowagi.

Najprostsza fala to fala harmoniczna. W takiej fali każdy punkt ośrodka wykonuje drgania harmoniczne (sinusoidalne).

Dla takiej fali można określić parametry:

- długość fali λ ,
- okres fali T
- częstotliwość f.

Przykładem takiej fali jest dźwięk. Rozchodzi się on w gazach i cieczach w postaci fali podłużnej,
a w cieczach lepkich, tkankach biologicznych i ciałach stałych może być falą poprzeczną.

Równanie fali harmonicznej:

gdzie: y to wychylenie z położenia równowagi dla cząsteczki ośrodka, która w chwili t znajduje się
w odległości x od źródła fali.

Gdy w jednym ośrodku mamy dwa lub więcej źródeł drgań cząsteczek dochodzi do interferencji fal. To zjawisko nakładania się fal prowadzące do zwiększenia lub zmniejszenia amplitudy fali wypadkowej. Fale muszą mieć tą samą częstotliwość, w innym przypadku będzie dochodzić do zjawiska dudnienia.

W przypadku, gdy fale mają tą samą częstotliwość i poruszają się w przeciwnych kierunkach, występuje stacjonarne zjawisko falowe, przy którym ruch cząsteczek w różnych punktach pola falowego jest różny, ale pole jako całość pozostaje niezmienne. Takie fale nazywamy falami stojącymi.

Jak już wiemy przykładem fali mechanicznej może być odbierany przez ucho dźwięk, czyli fala akustyczna.

Można ją opisać równaniem fali akustycznej:

Głośność dźwięku zależy od natężenia rozchodzących się fal.

Obrazowo można je przedstawić krzywymi izofonicznymi.

Izofona (krzywa na wykresie) jest to krzywa łącząca punkty określające poziom natężenia dźwięków
o różnych częstotliwościach wywołujących to samo wrażenie słuchowe.

Ważnym zjawiskiem często zachodzącym jest rezonans. Zachodzi dla drgań wymuszonych. Objawia się pochłanianiem energii, poprzez wykonywanie drgań o dużej amplitudzie, przez układ drgający dla określonych częstotliwości drgań. (np. idący tłum w jednym rytmie po moście wiszącym powoduje ruszanie się go).

Prawo Webera- Fechnera- wyraża relację pomiędzy fizyczną miarą bodźca, a reakcją układu
biologicznego. Zgodnie z nim zmysły reagują na zmiany bodźca o określony
procent jego aktualnego poziomu. Opisywane jest wzorem:

Przy konstruowaniu skali wrażeń zmysłowych, za wartość początkową przyjmuje się zwykle tzw. wartość progową, czyli umowną najniższą wartość bodźca rejestrowanego przez zmysły (próg słyszalności).

Ocena głośności dźwięku zależy od logarytmu ciśnienia akustycznego (zmiana ciśnienia w ośrodku niezaburzonym) na membranie bębenka. W pomiarze głośności dźwięków stosuje się jednostki jak bel
i jego podwielokrotności.

Efekt Dopplera- zmiana częstotliwości i długości fali zarejestrowana przez obserwatora, który porusza
się względem źródła fali. Gdy np. obserwator zbliża się do źródła fali, to długość fali się
zmniejsza, natomiast, gdy się oddala, to długość fali się zwiększa.

Podobnie będzie się działo, gdy to źródło fali będzie się poruszać, a obserwator
pozostanie nieruchomy.

Budowa ucha. Zasada odbierania wrażeń słuchowych.

Zewnętrzne pole dźwiękowe rozchodzi się aż do przewodu słuchowego i wywołuje przez swoje wahania ciśnienia, wymuszone drgania błony bębenkowej zamykającej przewód słuchowy. Błona ta drga jako cała powierzchnia sztywno połączona z trzonem młoteczka względem osi przebiegającej przy jej górnym brzegu.

Największe amplitudy drgań występują przy dolnym brzegu jej powierzchni, gdzie znajduje się delikatna, łatwo uginająca się fałda. Poprzez młoteczek następuje przekazywanie wymuszonych drgań błony bębenkowej na kosteczki słuchowe, z których ostatnią jest strzemiączko. Graniczy ono przez zamknięte cienką błoną okienko owalne ze ślimakiem umieszczonym w kości skalistej. Ślimak zawiera 2 kanały
z endolimfą, schody przedsionka i schody bębenka oddzielone ścianką rozdzielającą. Błona podstawowa
w tej ściance uchodzi za mechanizm analizujący. Ta błona wyrównuje ciśnienie wytworzone w schodach przedsionka. Kosteczki słuchowe służą do przekazywania drgań powietrza endolimfie ślimaka. W ten sposób ucho spełnia warunek fizyczny dla odbioru dźwięku.

Najmniejsza wartość natężenia dźwięku, która wywołuje wrażenie słuchowe, nazywana jest progiem słyszalności.

Dźwięki o różnych częstotliwościach mają różną wartość progu słyszalności.

Najmniejszą wartość natężenia dźwięku wywołującą uczucie bólu nazywamy progiem bólu.

Audiometria obiektywna- jest to badanie słuchu, podczas którego pacjent jest wyłączony z czynnego
udziału, a badania polegają na rejestracji potencjałów elektrycznych
w układzie nerwowym (np. pniu i korze mózgu), a w najprostszym przypadku
jest to obserwacja potencjałów elektrycznych na powierzchni czaszki
w okolicy ośrodka słuchu.

Audiometria subiektywna- jest to badanie słuchu, podczas którego pacjent potwierdza fakt słyszenia
poszczególnych dźwięków podawanych przez badającego.

Ogólnie w audiometrycznym badaniu słuchu chodzi o to, aby sprawdzić próg słyszalności człowieka
z zaburzeniami słuchu.

Dźwięk można rozpatrywać w aspekcie fizycznym, tzn. jako falę akustyczną wywołującą zjawisko słuchowe lub w aspekcie psychologicznym, jako wrażenie słuchowe wywołane przez tą falę.

W związku z tym rozróżnia się cechy dźwięku fizyczne (obiektywne) oraz psychologiczne (subiektywne).

Cecha obiektywna (fizyczna)		Cecha subiektywna (psychologiczna)
nazwa	Symbol	jednostka	nazwa
Częstotliwość	Ν	Hz	wysokość
Natężenie	Ι	W/m2	Głośność (poziom natężenia)
Widmo	E= f (λ)		barwa

Natężenie dźwięku - jest to energia E przenoszona w jednostce czasu t przez jednostkę powierzchni
S prostopadłej do kierunku przenoszenia:

Poziom natężenia dźwięku - jest to logarytmiczna miara natężenia dźwięku, służy ona do porównań
natężenia dźwięku lub odpowiadających im ciśnień akustycznych:

gdzie: L - poziom natężenia dźwięku,

I - natężenie dźwięku, którego poziom natężenia określamy,

I - natężenie wzorcowe.

Poziom natężenia wyraża się w belach (B) lub decybelach (dB) ; 1B= 10dB

3

---