إدراك الصوت عن طريق الجهاز السمعي في الجسم. خصائص إدراك الصوت عند الإنسان. التلوث الضوضائي في مدينة نابريجناي تشيلني

الخصائص الهيكلية والوظيفية للمحلل السمعي

مفاهيم عامة عن فسيولوجيا المحلل السمعي

محلل السمع

وبمساعدة المحلل السمعي، يتنقل الشخص عبر الإشارات الصوتية للبيئة ويشكل ردود أفعال سلوكية مناسبة، على سبيل المثال دفاعية أو شراء الطعام. إن قدرة الشخص على إدراك الكلام المنطوق والصوتي والمصنفات الموسيقية تجعل من المحلل السمعي مكونًا ضروريًا لوسائل الاتصال والإدراك والتكيف.

الحافز المناسب للمحلل السمعي هو اصوات , أي. حركات تذبذبية لجزيئات الأجسام المرنة تنتشر على شكل موجات في مجموعة واسعة من الوسائط، بما في ذلك الهواء، ويمكن إدراكها عن طريق الأذن .

وتتميز ذبذبات الموجات الصوتية (الموجات الصوتية) بأنها تكرار و السعة .

يحدد تردد الموجات الصوتية درجة الصوت. يميز الشخص الموجات الصوتية بتردد من 20 إلى 20000 هرتز. الأصوات التي يقل ترددها عن 20 هرتز - الموجات تحت الصوتية وما فوق 20000 هرتز (20 كيلو هرتز) - الموجات فوق الصوتية، لا يشعر بها الإنسان. تسمى الموجات الصوتية التي لها اهتزازات جيبية أو توافقية نغمة.

يسمى الصوت الذي يتكون من ترددات غير مرتبطة بالضوضاء.. عندما يكون تردد الموجات الصوتية مرتفعًا، تكون النغمة عالية؛ وعندما يكون التردد منخفضًا، تكون النغمة منخفضة.

الخاصية الثانية للصوت التي يميزها الجهاز السمعي الحسي هي قوة،اعتمادا على سعة الموجات الصوتية. ينظر الإنسان إلى قوة الصوت على أنها جهارة الصوت .

ويزداد الإحساس بالجهارة مع اشتداد الصوت ويعتمد أيضًا على تكرار اهتزازات الصوت، أي: يتم تحديد جهارة الصوت من خلال التفاعل بين شدة (قوة) ودرجة الصوت (تردد). وحدة قياس حجم الصوت هي أبيض , في الممارسة العملية يتم استخدامه عادة ديسيبل(ديسيبل)، أي 0.1 بيل. كما يميز الشخص الأصوات عن طريق طابع الصوت،أو "التلوين". يعتمد جرس الإشارة الصوتية على الطيف، أي. من تكوين الترددات الإضافية – إيحاءات ، والتي تصاحب التردد الأساسي - نغمة . من خلال الجرس، يمكنك تمييز الأصوات من نفس الارتفاع والحجم، وهو أساس التعرف على الأشخاص عن طريق الصوت.

حساسية المحلل السمعييتم تحديده بواسطة الحد الأدنى من شدة الصوت الكافية لإنتاج إحساس سمعي. في نطاق الاهتزازات الصوتية من 1000 إلى 3000 في الثانية، والذي يتوافق مع الكلام البشري، تتمتع الأذن بأكبر قدر من الحساسية. تسمى هذه المجموعة من الترددات منطقة الكلام .

قسم المستقبل (المحيطي) للمحلل السمعي،تحويل طاقة الموجات الصوتية إلى طاقة إثارة عصبية تتمثل في الخلايا الشعرية المستقبلة لعضو كورتي (جهاز كورتي)تقع في القوقعة. تنتمي المستقبلات السمعية (المستقبلات الصوتية) إلى المستقبلات الميكانيكية، وهي ثانوية وتمثلها الخلايا الشعرية الداخلية والخارجية. يمتلك الإنسان ما يقرب من 3500 خلية شعر داخلية و20000 خلية شعر خارجية، والتي تقع على الغشاء القاعدي داخل القناة الوسطى للأذن الداخلية.

يتم دمج الأذن الداخلية (جهاز استقبال الصوت)، وكذلك الأذن الوسطى (جهاز نقل الصوت) والأذن الخارجية (جهاز استقبال الصوت) في المفهوم جهاز السمع (الشكل 2.6).

الأذن الخارجيةبفضل الأذن، فإنه يضمن التقاط الأصوات، وتركيزها في اتجاه القناة السمعية الخارجية وزيادة في شدة الأصوات. بالإضافة إلى ذلك، تؤدي هياكل الأذن الخارجية وظيفة وقائية، حيث تحمي طبلة الأذن من التأثيرات الميكانيكية ودرجة الحرارة للبيئة الخارجية.

أرز. 2.6. جهاز السمع

الأذن الوسطى(قسم توصيل الصوت) يمثله التجويف الطبلي، حيث توجد ثلاث عظيمات سمعية: المطرقة، والسندان، والركاب. يتم فصل الأذن الوسطى عن القناة السمعية الخارجية بواسطة طبلة الأذن. مقبض المطرقة منسوج في طبلة الأذن، ونهايته الأخرى مفصلية مع السندان، والذي بدوره يتمفصل مع الركابي. الركابي مجاور لغشاء النافذة البيضاوية. مساحة الغشاء الطبلي (70 مم2) أكبر بكثير من مساحة النافذة البيضاوية (3.2 مم2)، مما يؤدي إلى زيادة ضغط الموجات الصوتية على غشاء النافذة البيضاوية بنحو 25 مرة. نظرًا لأن آلية الرافعة الخاصة بالعظيمات تقلل من سعة الموجات الصوتية بحوالي مرتين ، وبالتالي يحدث نفس تضخيم الموجات الصوتية عند النافذة البيضاوية. وبالتالي، فإن تضخيم الصوت الإجمالي في الأذن الوسطى يحدث حوالي 60-70 مرة. إذا أخذنا في الاعتبار تأثير تضخيم الأذن الخارجية، فإن هذه القيمة تصل إلى 180-200 مرة. تتمتع الأذن الوسطى بآلية حماية خاصة تتمثل في عضلتين: العضلة التي تشد طبلة الأذن والعضلة التي تثبت الركاب. وتعتمد درجة انقباض هذه العضلات على قوة الاهتزازات الصوتية. مع الاهتزازات الصوتية القوية، تحد العضلات من سعة اهتزاز طبلة الأذن وحركة الركابي، وبالتالي حماية جهاز المستقبلات في الأذن الداخلية من التحفيز الزائد والتدمير. في حالة حدوث تهيج قوي لحظي (ضربة جرس)، فإن آلية الحماية هذه ليس لديها الوقت للعمل. يتم تقلص عضلات التجويف الطبلي بواسطة آلية منعكس غير مشروط يغلق عند مستوى جذع الدماغ. الضغط في التجويف الطبلي يساوي الضغط الجوي، وهو أمر مهم جدًا للإدراك المناسب للأصوات. يتم تنفيذ هذه الوظيفة عن طريق قناة استاكيوس، التي تربط تجويف الأذن الوسطى بالبلعوم. عند البلع، ينفتح الأنبوب، لتهوية تجويف الأذن الوسطى ومعادلة الضغط فيها مع الضغط الجوي. إذا تغير الضغط الخارجي بسرعة (الارتفاع السريع إلى الارتفاع)، ولم يحدث البلع، فإن فرق الضغط بين هواء الغلاف الجوي والهواء الموجود في التجويف الطبلي يؤدي إلى توتر طبلة الأذن وحدوث أحاسيس غير سارة، وانخفاض في إدراك الأصوات.

الأذن الداخليةتمثلها القوقعة - وهي قناة عظمية ملتوية حلزونيًا بـ 2.5 دورة، مقسمة بواسطة الغشاء الرئيسي وغشاء ريسنر إلى ثلاثة أجزاء ضيقة (سلالم). تبدأ القناة العلوية (السكالا الدهليزي) من النافذة البيضاوية وتتصل بالقناة السفلية (سكالا تيمباني) من خلال المروحية (ثقب في القمة) وتنتهي بالنافذة المستديرة. كلتا القناتين عبارة عن وحدة واحدة ومليئة بالليمف المحيطي، الذي يشبه في تركيبه السائل النخاعي. بين القناتين العلوية والسفلية يوجد قناة وسطى (الدرج الأوسط). إنه معزول ومليء باللمف الباطن. يوجد داخل القناة الوسطى على الغشاء الرئيسي جهاز استقبال الصوت الفعلي - عضو كورتي (عضو كورتي) مع خلايا مستقبلية تمثل القسم المحيطي للمحلل السمعي (الشكل 2.7).

يبلغ عرض الغشاء الرئيسي بالقرب من النافذة البيضاوية 0.04 مم، ثم يتوسع تدريجيًا باتجاه القمة، ليصل إلى 0.5 مم عند المروحية. يوجد فوق عضو كورتي غشاء سقفي (غطائي) من أصل نسيج ضام، إحدى حوافه ثابتة والأخرى حرة. تتلامس شعيرات خلايا الشعر الخارجية والداخلية مع الغشاء السقفي. في هذه الحالة، تتغير موصلية القنوات الأيونية لخلايا المستقبل (الشعر)، وتتشكل إمكانات مستقبلات الميكروفون والجمع.

أرز. 2.7. جهاز كورتي

يتم تشكيل الأسيتيل كولين الوسيط وإطلاقه في الشق التشابكي للمشبك الوارد للمستقبل. كل هذا يؤدي إلى إثارة الألياف العصبية السمعية، إلى ظهور إمكانات العمل فيه. هكذا تتحول طاقة الموجات الصوتية إلى نبضات عصبية. كل ليف عصبي سمعي لديه منحنى ضبط التردد، ويسمى أيضًا منحنى عتبة التردد.يحدد هذا المؤشر مساحة المجال الاستقبالي للألياف، والتي يمكن أن تكون ضيقة أو واسعة. وهي تضيق عندما تكون الأصوات هادئة، وإذا زادت شدتها اتسعت.

قسم الأسلاكيتم تمثيل المحلل السمعي بواسطة خلية عصبية محيطية ثنائية القطب تقع في العقدة الحلزونية للقوقعة (الخلية العصبية الأولى). تنتهي ألياف العصب السمعي (أو القوقعي) التي تتكون من محاور الخلايا العصبية للعقدة الحلزونية على خلايا نوى مجمع القوقعة الصناعية في النخاع المستطيل (الخلية العصبية الثانية). بعد ذلك، بعد التقاطع الجزئي، تذهب الألياف إلى الجسم الركبي الإنسي للميتاثالاموس، حيث يحدث التبديل مرة أخرى (الخلية العصبية الثالثة)، ومن هنا يدخل الإثارة القشرة (الخلية العصبية الرابعة). في الأجسام الركبية الوسطى (الداخلية)، وكذلك في الحدبات السفلية للرباعي التوائم، توجد مراكز للتفاعلات الحركية المنعكسة التي تحدث عند تعرضها للصوت.

وسط،أو القشرية، قسميقع المحلل السمعي في الجزء العلوي من الفص الصدغي للمخ (التلفيف الصدغي العلوي، مناطق برودمان 41 و 42). يعد التلفيف الصدغي المستعرض (تلفيف هيشل) مهمًا لوظيفة المحلل السمعي.

الجهاز الحسي السمعيتكملها آليات التغذية الراجعة التي توفر تنظيم نشاط جميع مستويات المحلل السمعي بمشاركة المسارات التنازلية. تبدأ هذه المسارات من خلايا القشرة السمعية، وتتحول بشكل تسلسلي في الأجسام الركبية الوسطى للميتاثالاموس، والأكيمة الخلفية (السفلية)، وفي نوى مجمع القوقعة الصناعية. كجزء من العصب السمعي، تصل ألياف الطرد المركزي إلى الخلايا الشعرية في عضو كورتي وتقوم بضبطها لاستقبال إشارات صوتية معينة.

يبدأ إدراك درجة الصوت وكثافة الصوت وموقع مصدر الصوت عندما تدخل الموجات الصوتية إلى الأذن الخارجية، حيث تهتز طبلة الأذن. تنتقل اهتزازات الغشاء الطبلي من خلال نظام العظيمات السمعية للأذن الوسطى إلى غشاء النافذة البيضاوية، مما يسبب اهتزازات في محيط اللمف الدهليزي (العلوي). تنتقل هذه الاهتزازات من خلال المروحية إلى اللمف المحيطي لسكالا طبلة الأذن (أسفل) وتصل إلى النافذة المستديرة، مما يؤدي إلى إزاحة غشاءها نحو تجويف الأذن الوسطى (الشكل 2.8).

تنتقل اهتزازات اللمف المحيطي أيضًا إلى اللمف الباطن للقناة الغشائية (الوسطى)، مما يتسبب في اهتزاز الغشاء الرئيسي، الذي يتكون من ألياف فردية ممتدة مثل أوتار البيانو. عند تعرضها للصوت، تبدأ ألياف الغشاء بالاهتزاز جنبًا إلى جنب مع الخلايا المستقبلة لعضو كورتي الموجودة عليها. في هذه الحالة، تتلامس شعيرات الخلايا المستقبلة مع الغشاء السقفي، وتتشوه أهداب الخلايا الشعرية. أولاً، تظهر إمكانات المستقبل، ثم إمكانات الفعل (النبض العصبي)، والتي يتم بعد ذلك نقلها على طول العصب السمعي ونقلها إلى أجزاء أخرى من المحلل السمعي.

الظواهر الكهربائية في القوقعة.يمكن اكتشاف خمس ظواهر كهربائية مختلفة في القوقعة.

1. تميز إمكانات الغشاء لخلية المستقبل السمعي حالة الراحة.

2. تنجم إمكانات اللمف الباطن، أو إمكانات اللمف الداخلي، عن مستويات مختلفة من عمليات الأكسدة والاختزال في قنوات القوقعة، مما يؤدي إلى اختلاف الجهد (80 مللي فولت) بين اللمف المحيطي للقناة الوسطى للقوقعة (التي لها إمكاناتها شحنة موجبة) ومحتويات القنوات العلوية والسفلية. تؤثر هذه الإمكانات داخل القوقعة على إمكانات الغشاء لخلايا المستقبلات السمعية، مما يخلق مستوى حرجًا من الاستقطاب فيها، حيث يؤدي تأثير ميكانيكي طفيف أثناء ملامسة خلايا مستقبلات الشعر للغشاء السقفي إلى الإثارة فيها.

أرز. 2.8. قنوات القوقعة:

أ -الأذن الوسطى والداخلية في القسم (وفقًا لـ P. Lindsay وD. Norman، 1974)؛ ب -انتشار الاهتزازات الصوتية في القوقعة

3. تم الحصول على تأثير الميكروفون الحلزوني في تجربة على القطط. تم توصيل الأقطاب الكهربائية التي تم إدخالها في القوقعة بمكبر الصوت ومكبر الصوت. إذا قالت القطة كلمات مختلفة بجوار الأذن، فيمكن سماعها أثناء وقوفها أمام مكبر الصوت في غرفة أخرى. تتولد هذه الإمكانية على غشاء الخلية الشعرية نتيجة لتشوه الشعر عند ملامسته للغشاء السقفي. يتوافق تردد إمكانات الميكروفون مع تردد اهتزازات الصوت، ويتناسب سعة الإمكانات ضمن حدود معينة مع شدة أصوات الكلام. تؤدي الاهتزازات الصوتية التي تعمل على الأذن الداخلية إلى التأثير الميكروفوني الناتج المتراكب على إمكانات القوقعة الداخلية ويسبب تعديلها.

4. يختلف جهد الجمع عن جهد الميكروفون من حيث أنه لا يعكس شكل الموجة الصوتية، بل غلافها. وهي عبارة عن مجموعة من إمكانات الميكروفون التي تنشأ تحت تأثير الأصوات القوية بتردد أعلى من 4000 - 5000 هرتز. ترتبط إمكانات الميكروفون والجمع بنشاط خلايا الشعر الخارجية وتعتبر إمكانات مستقبلية.

5. يتم تسجيل جهد الفعل للعصب السمعي في أليافه؛ ويتوافق تردد النبضات مع تردد الموجات الصوتية، إذا لم يتجاوز 1000 هرتز. عند التعرض لنغمات أعلى، لا يزيد تواتر النبضات في الألياف العصبية، حيث إن 1000 نبضة/ثانية هو تقريبًا أقصى تردد ممكن لتوليد النبضات في ألياف العصب السمعي. يتم تسجيل جهد الفعل في النهايات العصبية بعد 0.5-1.0 مللي ثانية من بداية تأثير الميكروفون، مما يشير إلى انتقال متشابك للإثارة من خلية الشعر إلى ألياف العصب السمعي.

إدراك الأصوات ذات النغمات المختلفة(التردد)، وفقًا لنظرية الرنين لهلمهولتز، يرجع إلى حقيقة أن كل ألياف الغشاء الرئيسي يتم ضبطها على صوت بتردد معين. وبالتالي، يتم إدراك الأصوات ذات التردد المنخفض من خلال موجات طويلة من الغشاء الرئيسي، الموجود بالقرب من قمة القوقعة، بينما يتم إدراك الأصوات عالية التردد من خلال الألياف القصيرة للغشاء الرئيسي، الموجود بالقرب من قاعدة القوقعة. عند التعرض لصوت معقد، تحدث اهتزازات لألياف الغشاء المختلفة.

في التفسير الحديث، تكمن آلية الرنين نظريات المكان,والتي بموجبها يدخل الغشاء بأكمله في حالة من الاهتزاز. ومع ذلك، فإن أقصى انحراف للغشاء الرئيسي للقوقعة يحدث فقط في مكان معين. مع زيادة وتيرة اهتزازات الصوت، ينتقل الحد الأقصى لانحراف الغشاء الرئيسي إلى قاعدة القوقعة، حيث توجد الألياف الأقصر للغشاء الرئيسي - يمكن أن يكون للألياف القصيرة تردد اهتزاز أعلى. تنتقل إثارة الخلايا الشعرية لهذا القسم المعين من الغشاء عبر وسيط إلى ألياف العصب السمعي على شكل عدد معين من النبضات التي يكون تكرار تكرارها أقل من تردد الموجات الصوتية (قابلية العصب ألياف لا تتجاوز 800 - 1000 هرتز). يصل تردد الموجات الصوتية المحسوسة إلى 20000 هرتز. وبهذه الطريقة، يتم تنفيذ نوع مكاني من الترميز لارتفاع وتردد الإشارات الصوتية.

عندما تعمل النغمات حتى 800 هرتز تقريبًا باستثناء مكانييحدث الترميز أيضًا مؤقت (تردد)الترميز، حيث يتم نقل المعلومات أيضًا على طول ألياف معينة من العصب السمعي، ولكن في شكل نبضات (وابل)، يكرر تكرار تكرارها تردد الاهتزازات الصوتية. يتم ضبط الخلايا العصبية الفردية في مستويات مختلفة من الجهاز الحسي السمعي على تردد صوتي محدد، أي. كل خلية عصبية لديها عتبة تردد خاصة بها، وتردد صوتي محدد خاص بها، والذي تكون استجابة الخلية العصبية له هي الحد الأقصى. وبالتالي، فإن كل خلية عصبية من مجموعة الأصوات بأكملها تتصور فقط بعض الأقسام الضيقة إلى حد ما من نطاق الترددات التي لا تتزامن مع بعضها البعض، وتدرك مجموعات الخلايا العصبية نطاق التردد بأكمله للأصوات المسموعة، مما يضمن الإدراك السمعي الكامل.

يتم التأكد من صحة هذا الوضع من خلال نتائج الأطراف الاصطناعية للسمع البشري، حيث تم زرع أقطاب كهربائية في العصب السمعي، وتهيج أليافه بواسطة نبضات كهربائية ذات ترددات مختلفة تتوافق مع مجموعات صوتية من كلمات وعبارات معينة، مما يوفر إدراكًا دلاليًا لـ خطاب.

تحليل شدة الصوتيحدث أيضًا في الجهاز الحسي السمعي. في هذه الحالة، يتم تشفير قوة الصوت من خلال تكرار النبضات وعدد المستقبلات المثارة والخلايا العصبية المقابلة. على وجه الخصوص، خلايا مستقبلات الشعر الخارجية والداخلية لها عتبات إثارة مختلفة. يتم تحفيز الخلايا الداخلية بكثافة صوت أكبر من الخلايا الخارجية. وبالإضافة إلى ذلك، فإن عتبات الإثارة للخلايا الداخلية مختلفة أيضًا. في هذا الصدد، اعتمادا على شدة الصوت، تتغير نسبة الخلايا المستقبلة المثارة لجهاز كورتي وطبيعة النبضات التي تدخل الجهاز العصبي المركزي. الخلايا العصبية في الجهاز الحسي السمعي لها عتبات استجابة مختلفة. مع إشارة صوتية ضعيفة، يشارك فقط عدد صغير من الخلايا العصبية الأكثر استثارة في التفاعل، ومع زيادة الصوت، يتم تحفيز الخلايا العصبية ذات الاستثارة الأقل.

وتجدر الإشارة إلى أنه بالإضافة إلى توصيل الهواء هناك التوصيل العظمي للصوت,أولئك. توصيل الصوت مباشرة من خلال عظام الجمجمة. في هذه الحالة، تسبب الاهتزازات الصوتية اهتزاز عظام الجمجمة والمتاهة، مما يؤدي إلى زيادة ضغط الليمف المحيطي في القناة الدهليزية أكثر منه في قناة الطبلة، حيث أن الغشاء الذي يغطي النافذة المستديرة مرن، و النافذة البيضاوية مغلقة بالركاب. ونتيجة لذلك، يحدث إزاحة للغشاء الرئيسي، تمامًا كما هو الحال مع انتقال الهواء للاهتزازات الصوتية.

تعريف توطين مصدر الصوتممكن بمساعدة السمع بكلتا الأذنين، أي: القدرة على السمع بأذنين في نفس الوقت. بفضل السمع بكلتا الأذنين، يستطيع الشخص تحديد مصدر الصوت بشكل أكثر دقة من السمع الأحادي وتحديد اتجاه الصوت. بالنسبة للأصوات عالية الطبقة، يتم تحديد مصدرها من خلال الاختلاف في قوة الصوت الواصل إلى كلتا الأذنين، وذلك لاختلاف مسافاتهما عن مصدر الصوت. بالنسبة للأصوات المنخفضة، فإن الفارق الزمني بين وصول نفس مراحل الموجة الصوتية إلى كلتا الأذنين مهم.

يتم تحديد موقع كائن السبر إما عن طريق إدراك الأصوات مباشرة من كائن السبر - التوطين الأولي، أو عن طريق إدراك الموجات الصوتية المنعكسة من الكائن - التوطين الثانوي، أو تحديد الموقع بالصدى. تتنقل بعض الحيوانات (الدلافين والخفافيش) في الفضاء باستخدام تحديد الموقع بالصدى.

التكيف السمعي- وهو تغير في الحساسية السمعية أثناء عمل الصوت. وهو يتألف من التغييرات المقابلة في الحالة الوظيفية لجميع أجزاء المحلل السمعي. تتمتع الأذن المتكيفة مع الصمت بحساسية أعلى لتحفيز الصوت (التحسس السمعي). مع الاستماع لفترة طويلة، تنخفض حساسية السمع. يلعب التكوين الشبكي دورًا رئيسيًا في التكيف السمعي، والذي لا يغير فقط نشاط الأقسام الموصلة والقشرية للمحلل السمعي، ولكن أيضًا، بسبب تأثيرات الطرد المركزي، ينظم حساسية المستقبلات السمعية، ويحدد مستوى تأثرها. "ضبط" لإدراك المحفزات السمعية.

يوجد في عضو السمع:

خارجي،

متوسط

الأذن الداخلية.

تشتمل الأذن الخارجية على الصيوان والقناة السمعية الخارجية، التي تفصلها طبلة الأذن عن الأذن الوسطى. تتكون الأذن، المجهزة لالتقاط الأصوات، من غضروف مرن مغطى بالجلد. الجزء السفلي من الأذن (الفص) عبارة عن طية من الجلد لا تحتوي على غضروف. ترتبط الأذن بالعظم الصدغي بواسطة الأربطة.

تحتوي القناة السمعية الخارجية على أجزاء غضروفية وعظمية. في المكان الذي يمر فيه الجزء الغضروفي إلى العظم، تضيق القناة السمعية وتنحني. يبلغ طول القناة السمعية الخارجية عند الشخص البالغ حوالي 33-35 ملم، ويتراوح قطر تجويفها في مناطق مختلفة من 0.8 إلى 0.9 سم. القناة السمعية الخارجية مبطنة بالجلد، حيث توجد غدد أنبوبية (عرق معدل). الغدد) التي تنتج إفرازًا مصفرًا - شمع الأذن.

تفصل طبلة الأذن الأذن الخارجية عن الأذن الوسطى. وهي عبارة عن صفيحة من النسيج الضام، مغطاة من الخارج بجلد رقيق، ومن الداخل، على جانب التجويف الطبلي، بغشاء مخاطي. يوجد في وسط طبلة الأذن انخفاض (سرة طبلة الأذن) - وهو المكان الذي تتصل فيه إحدى العظيمات السمعية، المطرقة، بطبلة الأذن. يحتوي الغشاء الطبلي على جزء علوي رفيع حر غير متمدد لا يحتوي على ألياف الكولاجين، وجزء سفلي مرن ممتد. يقع الغشاء بشكل غير مباشر، ويشكل زاوية 45-55 مع المستوى الأفقي، مفتوح على الجانب الجانبي.

تقع الأذن الوسطى داخل هرم العظم الصدغي، وتتضمن التجويف الطبلي والأنبوب السمعي الذي يربط التجويف الطبلي بالبلعوم. يقع التجويف الطبلي، الذي يبلغ حجمه حوالي 1 سم 3، بين طبلة الأذن من الخارج والأذن الداخلية من الجانب الإنسي. في التجويف الطبلي، المبطن بالغشاء المخاطي، توجد ثلاث عظيمات سمعية، متصلة بشكل متحرك ببعضها البعض (المطرقة، والسندان، والركاب)، والتي تنقل اهتزازات طبلة الأذن إلى الأذن الداخلية.

يتم تقييد حركة العظيمات السمعية بواسطة عضلات مصغرة مرتبطة بها - العضلة الركابية والعضلة التي تمد غشاء الطبل.

يحتوي التجويف الطبلي على ستة جدران. يفصل الجدار العلوي (السقفي) التجويف الطبلي عن التجويف القحفي. الجدار السفلي (الوداجي) مجاور للحفرة الوداجية للعظم الصدغي. يفصل الجدار الإنسي (المتاهة) التجويف الطبلي عن الأذن الداخلية.

يوجد في هذا الجدار نافذة بيضاوية من الدهليز، مغلقة بقاعدة الركابي، ونافذة مستديرة من القوقعة، مغطاة بغشاء طبلي ثانوي. يتكون الجدار الجانبي (الغشائي) من غشاء الطبلة والأجزاء المحيطة بالعظم الصدغي. يوجد على الجدار الخلفي (الخشاء) فتحة - مدخل كهف الخشاء. ويوجد أسفل هذا الثقب بروز هرمي تقع بداخله العضلة الركابية. يفصل الجدار الأمامي (السباتي) التجويف الطبلي عن قناة الشريان السباتي الداخلي. على هذا الجدار تنفتح الفتحة الطبلية للأنبوب السمعي الذي يحتوي على أجزاء عظمية وغضروفية. الجزء العظمي هو شبه قناة الأنبوب السمعي، وهو الجزء السفلي من القناة العضلية الأنبوبية. توجد في النصف العلوي عضلة تعمل على إجهاد غشاء الطبل.

تقع الأذن الداخلية في هرم العظم الصدغي بين التجويف الطبلي والقناة السمعية الداخلية. إنه نظام من تجاويف العظام الضيقة (المتاهات) التي تحتوي على أجهزة مستقبلية تستقبل الصوت والتغيرات في وضع الجسم.

يوجد في تجاويف العظام المبطنة بالسمحاق متاهة غشائية، تكرر شكل المتاهة العظمية. بين المتاهة الغشائية والجدران العظمية توجد فجوة ضيقة - الحيز المحيطي اللمفاوي المملوء بالسوائل - اللمف المحيطي.

تتكون المتاهة العظمية من الدهليز وثلاث قنوات نصف دائرية والقوقعة. الدهليز العظمي له شكل تجويف بيضاوي يتصل بالقنوات نصف الدائرية. يوجد على الجدار الجانبي للدهليز العظمي نافذة دهليز بيضاوية الشكل، مغلقة بقاعدة الركابي. على مستوى بداية القوقعة توجد نافذة مستديرة من القوقعة مغطاة بغشاء مرن وتقع ثلاث قنوات نصف دائرية عظمية في ثلاث مستويات متعامدة بشكل متبادل. تقع القناة نصف الدائرية الأمامية في المستوى السهمي، وتقع القناة الجانبية في المستوى الأفقي، وتقع القناة الخلفية في المستوى الأمامي. تحتوي كل قناة نصف دائرية على ساقين، تشكل إحداهما (سويقة عظمية أمبولية) امتدادًا - أمبولة - قبل أن تتدفق إلى الدهليز. تتصل عنيقات القنوات الهلالية الأمامية والخلفية وتشكل عنيقًا عظميًا مشتركًا، لذلك تنفتح ثلاث قنوات في الدهليز بخمس فتحات.

تحتوي القوقعة العظمية على 2.5 دائرة حول عمود أفقي. صفيحة عظمية حلزونية، مثقوبة بأنبيبات رفيعة، ملتوية حول القضيب مثل المسمار. تمر ألياف الجزء القوقعي من العصب الدهليزي القوقعي عبر هذه الأنابيب. يوجد في قاعدة الصفيحة قناة حلزونية تقع فيها العقدة العصبية الحلزونية. تقسم اللوحة مع قناة القوقعة الإلكترونية الغشائية المتصلة بها تجويف قناة القوقعة الصناعية إلى تجاويف ملتوية حلزونيًا - سكالاي (الدهليزي والطبلي) تتواصل مع بعضها البعض في منطقة قبة القوقعة.

تتكون جدران المتاهة الغشائية من النسيج الضام. تمتلئ المتاهة الغشائية بالسائل - اللمف الباطن، الذي يتدفق عبر القناة اللمفاوية التي تمر في قناة الدهليز إلى الكيس اللمفاوي، الذي يقع في سماكة الأم الجافية على السطح الخلفي للهرم. من الحيز اللمفاوي، يتدفق اللمف المحيطي عبر القناة اللمفاوية ويمر في القناة القوقعية إلى الفضاء تحت العنكبوتية على السطح السفلي لهرم العظم الصدغي.

علم الصوت النفسي هو مجال العلوم الذي يدرس الأحاسيس السمعية البشرية عندما يؤثر الصوت على الأذنين.

يمكن للأشخاص الذين لديهم أذن مطلقة (تحليلية) للموسيقى أن يحددوا بدقة درجة الصوت وحجمه وجرسه، ويكونون قادرين على تذكر صوت الآلات والتعرف عليها بعد مرور بعض الوقت. يمكنهم تحليل ما استمعوا إليه بشكل صحيح وتحديد الأدوات الفردية بشكل صحيح.

يمكن للأشخاص الذين ليس لديهم طبقة صوت مطلقة تحديد الإيقاع والجرس والنغمة، ولكن من الصعب عليهم تحليل المواد التي يستمعون إليها بشكل صحيح.

عند الاستماع إلى معدات صوتية عالية الجودة، كقاعدة عامة، تختلف آراء الخبراء. يفضل البعض الشفافية العالية والدقة في نقل كل نغمة، وهم منزعجون من قلة التفاصيل في الصوت. ويفضل البعض الآخر صوت الشخصية غير الواضحة، وسرعان ما يملون من كثرة التفاصيل في الصورة الموسيقية. يركز بعض الأشخاص على الانسجام في الصوت، والبعض الآخر على التوازن الطيفي، والبعض الآخر على النطاق الديناميكي. اتضح أن كل شيء يعتمد على نوع شخصية الفرد. ينقسم نوع شخصية الأشخاص إلى الثنائيات التالية (الفئات المقترنة): الحسية والبديهية، والتفكير والشعور، والمنفتح والانطوائي، والحسم والإدراك.

يتمتع الأشخاص ذوو الهيمنة الحسية بإلقاء واضح ويدركون تمامًا جميع الفروق الدقيقة في الكلام أو الصورة الموسيقية. بالنسبة لهم، تعد شفافية الصوت أمرًا في غاية الأهمية، عندما تبرز جميع أدوات الصوت بوضوح.

يفضل المستمعون ذوو الحدس المسيطر الصورة الموسيقية غير الواضحة ويعلقون أهمية استثنائية على الصوت المتوازن لجميع الآلات الموسيقية.

المستمعون ذوو التفكير المسيطر يفضلون الأعمال الموسيقية ذات النطاق الديناميكي العالي، مع تحديد واضح للعناصر الرئيسية والثانوية، مع معنى وبنية واضحة للعمل

يعلق الأشخاص ذوو الشعور المهيمن أهمية كبيرة على الانسجام في الأعمال الموسيقية، ويفضلون الأعمال ذات الانحرافات الطفيفة في الكبرى والصغرى عن القيمة المحايدة، أي. "موسيقى للروح."

ينجح المستمع ذو الشخصية المهيمنة المنفتحة في التمييز بين الإشارة والضوضاء، ويفضل الاستماع إلى الموسيقى بمستوى صوت مرتفع، ويحدد الطابع الرئيسي أو الثانوي للعمل الموسيقي من خلال موضع تردد الصورة الموسيقية في الوقت الحالي.

يولي الأشخاص ذوو المهيمنة المنطوية اهتمامًا كبيرًا بالبنية الداخلية للصورة الموسيقية؛ ويتم تقييم الأقلية الكبرى، من بين أمور أخرى، من خلال تحول تردد أحد التوافقيات في الأصداء الدخيلة الناتجة، مما يجعل من الصعب إدراك المعلومات الصوتية .

يفضل الأشخاص ذوو المهيمنة الحاسمة الانتظام في الموسيقى، ووجود دورية داخلية.

يفضل المستمعون ذوو الإدراك المسيطر الارتجال في الموسيقى.

يعلم الجميع بأنفسهم أن نفس الموسيقى على نفس المعدات وفي نفس الغرفة لا يُنظر إليها دائمًا بنفس الطريقة. ربما، اعتمادا على الحالة النفسية والعاطفية، تصبح مشاعرنا باهتة أو مكثفة.

من ناحية أخرى، فإن التفاصيل المفرطة وطبيعية الصوت يمكن أن تثير غضب المستمع المتعب والمثقل بالهيمنة الحسية، لذلك في مثل هذه الحالة يفضل الموسيقى غير الواضحة والهادئة، بشكل عام، يفضل الاستماع إلى الآلات الحية في قبعة مع أغطية الأذن.

إلى حد ما، تتأثر جودة الصوت بـ "جودة" جهد الشبكة، والتي بدورها تعتمد على كل من يوم الأسبوع والوقت من اليوم (خلال ساعات التحميل القصوى، يكون جهد الشبكة هو الأكثر "تلوثًا" ). يعتمد مستوى الضوضاء في الغرفة، وبالتالي النطاق الديناميكي الحقيقي، أيضًا على الوقت من اليوم.

أتذكر جيدًا تأثير الضوضاء المحيطة بحالة حدثت قبل 20 عامًا. وفي وقت متأخر من المساء بعد حفل زفاف القرية، بقي الشباب للمساعدة في تنظيف الطاولات وغسل الأطباق. تم تنظيم الموسيقى في الفناء: أكورديون كهربائي مع مكبر صوت ثنائي القناة وسماعتين، ومضخم طاقة رباعي القنوات وفقًا لمخطط Shushurin، حيث تم توصيل الأكورديون الكهربائي بمدخله، واثنين من 3 اتجاهات واثنان 2 تم توصيل أنظمة السماعات ذات الاتجاه بالمخرجات. جهاز تسجيل مع تسجيلات تم إجراؤها بسرعة 19 مع انحياز مضاد للتوازي. في حوالي الساعة الثانية صباحًا، عندما كان الجميع أحرارًا، تجمع الشباب في الفناء وطلبوا العزف على شيء من أجل الروح. تخيل مفاجأة الموسيقيين وعشاق الموسيقى الحاضرين عندما بدا مزيج من موضوعات البيتلز التي تؤديها فرقة STARS on 45، بالنسبة للآذان التي تتكيف مع إدراك الموسيقى في جو من الضوضاء المتزايدة، أصبح الصوت في صمت الليل مثيرًا للدهشة واضحة ودقيقة.

الإدراك بالتردد

تدرك الأذن البشرية أن العملية التذبذبية صوتية فقط إذا كان تردد اهتزازاتها يتراوح بين 16...20 هرتز إلى 16...20 كيلو هرتز. عند تردد أقل من 20 هرتز، تسمى الاهتزازات بالموجات فوق الصوتية، أعلى من 20 كيلو هرتز - بالموجات فوق الصوتية. الأصوات ذات التردد الأقل من 40 هرتز نادرة في الموسيقى، وهي غائبة تمامًا في اللغة المنطوقة. يعتمد إدراك الترددات الصوتية العالية بشدة على الخصائص الفردية لأعضاء السمع وعمر المستمع. على سبيل المثال، تحت سن 18 عامًا، يتم سماع الأصوات ذات التردد 14 كيلو هرتز بنسبة 100% تقريبًا، بينما في سن 50...60 عامًا يسمع 20% فقط من المستمعين. بحلول سن 18 عامًا، يسمع حوالي 60٪ من المستمعين أصواتًا بتردد 18 كيلو هرتز، وبحلول سن 40...50 - 10٪ فقط من المستمعين. لكن هذا لا يعني أن متطلبات جودة مسار استنساخ الصوت تنخفض بالنسبة لكبار السن. لقد ثبت تجريبيًا أن الأشخاص الذين بالكاد يستطيعون إدراك الإشارات بتردد 12 كيلو هرتز يتعرفون بسهولة على عدم وجود ترددات عالية في التسجيل الصوتي.

دقة السمع لتغيير التردد حوالي 0.3%. على سبيل المثال، يمكن تمييز نغمتين بتردد 1000 و1003 هرتز، متتابعتين الواحدة تلو الأخرى، بدون أدوات. ومن خلال نبضات ترددات نغمتين، يستطيع الشخص اكتشاف فرق تردد يصل إلى أعشار الهرتز. وفي الوقت نفسه، من الصعب أن تلاحظ بالأذن انحرافًا في سرعة تشغيل المقطع الصوتي الموسيقي ضمن ±2%.

المقياس الذاتي لإدراك الصوت في التردد قريب من القانون اللوغاريتمي. وبناءً على ذلك، يتم رسم جميع خصائص التردد لأجهزة نقل الصوت على مقياس لوغاريتمي. تعتمد درجة الدقة التي يحدد بها الشخص درجة الصوت عن طريق الأذن على حدة سمعه وموسيقاه وتدريبه، وكذلك على شدة الصوت. عند مستويات الصوت العالية، تظهر الأصوات ذات الشدة الأكبر أقل من الأصوات ذات الشدة الأقل.

ومع التعرض لفترات طويلة للصوت الشديد، تنخفض حساسية السمع تدريجياً وكلما زاد حجم الصوت، وهو ما يرتبط برد فعل السمع للحمل الزائد، أي. مع تكيفه الطبيعي . وبعد فترة زمنية معينة، يتم استعادة الحساسية. يؤدي الاستماع المنتظم والمطول إلى الموسيقى بمستويات صوت عالية إلى حدوث تغييرات لا رجعة فيها في أجهزة السمع، خاصة بين الشباب الذين يستخدمون سماعات الرأس (سماعات الرأس).

من الخصائص المهمة للصوت هو الجرس. إن قدرة السمع على تمييز ظلالها تسمح لنا بتمييز مجموعة متنوعة من الآلات الموسيقية والأصوات. بفضل تلوين الجرس، يصبح صوتهم متعدد الألوان ويمكن التعرف عليه بسهولة. شرط النقل الصحيح للجرس هو النقل غير المشوه لطيف الإشارة - مجموع المكونات الجيبية للإشارة المعقدة (النغمات). النغمات الإيجابية هي مضاعفات تردد النغمة الأساسية وتكون أصغر في السعة. يعتمد جرس الصوت على تكوين النغمات وكثافتها.

يعتمد جرس صوت الآلات الحية إلى حد كبير على شدة إنتاج الصوت. على سبيل المثال، نفس النغمة التي يتم عزفها على البيانو بضغطة خفيفة بإصبعك وأخرى حادة لها هجمات وأطياف إشارة مختلفة. حتى الشخص غير المدرب يمكنه بسهولة تمييز الفرق العاطفي بين صوتين من هذا القبيل من خلال هجومهما، حتى لو تم نقلهما إلى المستمع باستخدام ميكروفون ومتوازن في مستوى الصوت. الهجوم الصوتي هو المرحلة الأولية، وهي عملية انتقالية محددة، يتم خلالها إنشاء خصائص مستقرة: الحجم، والجرس، وطبقة الصوت. تتراوح مدة الهجوم الصوتي للآلات المختلفة من 0...60 مللي ثانية. على سبيل المثال، بالنسبة لآلات الإيقاع، فهي ضمن 0...20 مللي ثانية، للباسون - 20...60 مللي ثانية. تعتمد خصائص الهجوم للآلة بشكل كبير على أسلوب وأسلوب العزف الموسيقي. هذه الميزات للآلات هي التي تجعل من الممكن نقل المحتوى العاطفي للعمل الموسيقي.

يُنظر إلى جرس صوت مصدر الإشارة الموجود على مسافة أقل من 3 أمتار من المستمع على أنه "أثقل". إن إزالة مصدر الإشارة من 3 إلى 10 أمتار يكون مصحوبًا بانخفاض متناسب في الحجم، بينما يصبح الجرس أكثر إشراقًا. مع إزالة مصدر الإشارة بشكل أكبر، يزداد فقدان الطاقة في الهواء بما يتناسب مع مربع التردد ويعتمد بشكل معقد على الرطوبة النسبية للهواء. يصل فقدان الطاقة لمكونات التردد العالي إلى الحد الأقصى عند الرطوبة النسبية التي تتراوح من 8 إلى 30...40% والحد الأدنى عند 80% (الشكل 1.1). تؤدي الزيادة في فقدان النغمة إلى انخفاض في سطوع الجرس.

الإدراك بالسعة

يوضح الشكل 1 منحنيات جهارة الصوت المتساوية من عتبة إمكانية السمع إلى عتبة الألم للاستماع بكلتا الأذنين والأحادي. 1.2.أ، ب، على التوالي. يعتمد الإدراك في السعة على التردد وله تشتت كبير مرتبط بالتغيرات المرتبطة بالعمر.

حساسية السمع لشدة الصوت منفصلة. تعتمد عتبة الشعور بالتغير في شدة الصوت على كل من تردد الصوت وحجمه (عند المستويات العالية والمتوسطة يبلغ 0.2...0.6 ديسيبل، وعند المستويات المنخفضة يصل إلى عدة ديسيبل) وفي المتوسط ​​أقل من 1 ديسيبل.

تأثير هاس

تتميز المعينة السمعية، مثل أي نظام تذبذبي آخر، بالقصور الذاتي. بفضل هذه الخاصية، يُنظر إلى الأصوات القصيرة التي تصل مدتها إلى 20 مللي ثانية على أنها أكثر هدوءًا من الأصوات التي تزيد مدتها عن 150 مللي ثانية. ومن مظاهر القصور الذاتي

عدم قدرة الإنسان على اكتشاف التشوهات في النبضات التي تدوم أقل من 20 مللي ثانية. إذا وصلت إشارتان متطابقتان إلى الأذنين، بفاصل زمني بينهما 5...40 مللي ثانية، فإن السمع يدركهما كإشارة واحدة، وبفاصل زمني يزيد عن 40...50 مللي ثانية - بشكل منفصل.

تأثير اخفاء

في الليل، في ظروف الصمت، يمكن سماع صرير البعوض، ودق الساعة والأصوات الهادئة الأخرى، وفي ظروف الضوضاء يصعب فهم الكلام الصاخب للمحاور. في الظروف الحقيقية، لا توجد إشارة صوتية في الصمت المطلق. الضوضاء الدخيلة، الموجودة حتما في موقع الاستماع، تخفي الإشارة الرئيسية إلى حد ما وتجعل من الصعب إدراكها. تسمى زيادة عتبة سماع نغمة واحدة (أو إشارة) أثناء التعرض لنغمة أخرى (ضوضاء أو إشارة) بالإخفاء.

لقد ثبت تجريبيًا أن النغمة من أي تردد يتم حجبها بواسطة النغمات المنخفضة بشكل أكثر فعالية من النغمات الأعلى، وبعبارة أخرى، فإن النغمات منخفضة التردد تخفي النغمات عالية التردد بقوة أكبر من العكس. على سبيل المثال، عند تشغيل أصوات 440 و1200 هرتز في وقت واحد وبنفس الشدة، سنسمع فقط النغمة بتردد 440 هرتز وفقط عن طريق إيقاف تشغيلها سنسمع النغمة بتردد 1200 هرتز. وتعتمد درجة الإخفاء على نسبة التردد وهي درجة معقدة وترتبط بمنحنيات متساوية في جهارة الصوت (الشكل α.3.1 و6.3.1).

كلما زادت نسبة التردد، قل تأثير الإخفاء. وهذا يفسر إلى حد كبير ظاهرة صوت "الترانزستور". يمتد طيف التشوهات غير الخطية لمضخمات الترانزستور حتى التوافقي الحادي عشر، في حين يقتصر طيف المضخمات الأنبوبية على التوافقي الثالث والخامس. منحنيات إخفاء الضوضاء ذات النطاق الضيق للنغمات ذات الترددات المختلفة ومستويات الشدة لها سمات مختلفة. من الممكن الإدراك الواضح للصوت إذا تجاوزت شدته حدًا معينًا لإمكانية السمع. عند ترددات 500 هرتز أو أقل، يجب أن تكون شدة الإشارة الزائدة حوالي 20 ديسيبل، وعلى تردد 5 كيلو هرتز - حوالي 30 ديسيبل، و

على تردد 10 كيلو هرتز - 35 ديسيبل. يتم أخذ ميزة الإدراك السمعي هذه في الاعتبار عند التسجيل على الوسائط الصوتية. لذلك، إذا كانت نسبة الإشارة إلى الضوضاء في السجل التناظري تبلغ حوالي 60...65 ديسيبل، فإن النطاق الديناميكي للبرنامج المسجل لا يمكن أن يزيد عن 45...48 ديسيبل.

يؤثر تأثير الإخفاء على جهارة الصوت المدركة ذاتيًا. إذا كانت مكونات الصوت المعقد موجودة بالقرب من بعضها البعض في التردد وتم ملاحظة إخفاءها المتبادل، فسيكون حجم هذا الصوت المعقد أقل من حجم مكوناته.

إذا كانت هناك عدة نغمات بعيدة جدًا في التردد بحيث يمكن إهمال حجبها المتبادل، فإن جهارة الصوت الإجمالي سيكون مساويًا لمجموع جهارة الصوت لكل مكون من المكونات.

يعد تحقيق "الشفافية" في صوت جميع آلات الأوركسترا أو فرقة البوب ​​مهمة صعبة، يتم حلها بواسطة مهندس الصوت - من خلال تسليط الضوء بشكل متعمد على أهم الآلات في مكان معين من القطعة وغيرها من التقنيات الخاصة.

تأثير بكلتا الأذنين

تسمى قدرة الإنسان على تحديد اتجاه مصدر الصوت (بسبب وجود الأذنين). تأثير بكلتا الأذنين. فالأذن الواقعة بالقرب من مصدر الصوت تستقبل الصوت في وقت أبكر من الأذن الأخرى، مما يعني أنه يختلف في الطور والسعة. عند الاستماع إلى مصدر إشارة حقيقي، تكون الإشارات بكلتا الأذنين (أي الإشارات القادمة إلى الأذنين اليمنى واليسرى) مرتبطة إحصائيًا ببعضها البعض (مترابطة). تعتمد دقة تحديد مصدر الصوت على كل من التردد وموقعه (أمام أو خلف المستمع). يتلقى جهاز السمع معلومات إضافية حول موقع مصدر الصوت (الأمامي، الخلفي، العلوي) من خلال تحليل ميزات طيف الإشارات بكلتا الأذنين.

حتى 150...300 هرتز، يكون للسمع البشري اتجاه قليل جدًا. عند الترددات 300...2000 هرتز، والتي يكون فيها نصف الطول الموجي للإشارة متناسبًا مع المسافة "بين الأذن" البالغة 20...25 سم، تكون اختلافات الطور كبيرة. بدءًا من تردد 2 كيلو هرتز، يتناقص اتجاه السمع بشكل حاد. عند الترددات الأعلى، يصبح الفرق في سعة الإشارة أكثر أهمية. عندما يتجاوز الفرق في السعة قيمة عتبة قدرها 1 ديسيبل، يبدو أن مصدر الصوت موجود في الجانب الذي تكون فيه السعة أكبر.

عندما يتم وضع المستمع بشكل غير متماثل بالنسبة إلى مكبرات الصوت، تنشأ اختلافات إضافية في الشدة والوقت، مما يؤدي إلى تشوهات مكانية. علاوة على ذلك، كلما كان KIZ (مصدر الصوت الظاهري) بعيدًا عن مركز القاعدة (Δ ل> 7 ديسيبل أو Δτ > 0,8 مللي ثانية)، كلما كانت أقل عرضة للتشويه. عند Δ ل> 20 ديسيبل، Δτ > 3...5 مللي ثانية تتحول EQIs إلى حقيقية (مكبرات الصوت) ولا تخضع للتشوهات المكانية.

لقد ثبت تجريبياً أن التشوهات المكانية غائبة (غير محسوسة) إذا كان نطاق تردد كل قناة محدوداً من الأعلى بتردد لا يقل عن 10 كيلو هرتز، والتردد العالي (فوق 10 كيلو هرتز) والتردد المنخفض (أقل من 300). هرتز) يتم إعادة إنتاج جزء من طيف هذه الإشارات بشكل أحادي.

الخطأ في تقدير سمت مصدر الصوت في المستوى الأفقي في الأمام هو 3...4°، في الخلف وفي المستوى الرأسي - حوالي 10...15°، وهو ما يفسره تأثير حجب الأذنين.

معدات.

جدول “جهاز السمع”، نموذج “جهاز السمع”، طاولات محلية الصنع “مصدر الصوت”، “مستقبل الصوت”، “الضوضاء”، “نطاق السمع”. مولد، شوكة رنانة، شوكة رنانة مع صندوق مرنان، ميكروفون، راسم الذبذبات، جهاز تسجيل (تسجيل من كوكب الأرض).

أهداف الدرس:

1. الأهداف التنموية.

• تنمية التفكير المنطقي لدى تلاميذ المدارس والنظر في الصوت ومصادره وإدراكه وانتقاله من وجهة نظر علم الأحياء والفيزياء وعلم الفلك والجغرافيا والبيولوجيا والبيئة.
• تكوين سلامة الصورة العلمية الطبيعية للعالم عند الأطفال.
• تنمية الإرادة والاستقلال. تنمية ضبط النفس: الثقة بالنفس، والقدرة على التغلب على صعوبات تعلم العلوم الطبيعية.
• تنمية المهارات الفكرية: القدرة على التحليل ومقارنة أعضاء السمع بالميكروفون.

2. الأغراض التعليمية.

• التأكد من فهم الطلاب لأساسيات العلوم.
• تلخيص وتوحيد وتنظيم المعرفة المكتسبة مسبقًا في موضوعات علم الأحياء والفيزياء وعلم الفلك والكيمياء والبيئة والجغرافيا.
• تطوير مهارات العمل مع عناصر اللعبة ومقاطع الفيديو والمواد التوضيحية.
• خلق ثقافة الصحة في دروس علم الأحياء.
• تكوين فكرة شمولية عن الطبيعة والإنسان كعنصر مهم في الطبيعة وككائن ذكي مؤثر في الطبيعة.

3. الأهداف التعليمية.

• تثقيف شخص مستقل وحر، لديه إدراك حسي للطبيعة، ويتقن مختلف طرق الإدراك.
• تعزيز الثقافة البيئية والتفكير لدى الطلاب.

نوع الدرس:تعلم مواد جديدة.

نوع الدرس:درس مشترك.

وسائل التعليم:جهاز كمبيوتر، جهاز عرض، وسائل تعليمية متعددة الوسائط، شرائح تحتوي على رسوم توضيحية، مصطلحات، مفاهيم، تجارب، عروض فيديو.

خطة الدرس: (الشريحة -2)

خلال الفصول الدراسية

I. اللحظة التنظيمية.

ثانيا. تحديث المعرفة.

حتى جي هيلمهولتز يعتقد أن الكاميرا تمثل نموذجًا للعين البشرية. ابحث عن تشكيلات متشابهة في العين وفي الكاميرا وقم بتوصيلها بالخطوط.

ثالثا. تعلم مواد جديدة.

1. خصائص كوكب الأرض.

الأرض كوكب أزرق، شكله عبارة عن شكل إهليلجي للدوران، أو بشكل أكثر دقة، شكل قلبي. متوسط ​​نصف القطر R= 6400 كم، كتلة الكوكب م=6*1024 كجم. (الشريحة 3). هناك ألوان وأصوات في هذا العالم، ولكن الأهم من ذلك، أن هناك حياة ذكية على الأرض.

يعيش الإنسان في عالم من الأصوات: أصوات العصافير، أصوات الموسيقى، ضجيج الغابة، وسائل النقل، ...

2. ما هو مصدر الصوت؟

مصادر الصوت هي أجسام متذبذبة، وسنثبت ذلك تجريبيا. لنقم بتجميع التثبيت الموضح على الشريحة.

توضيح:أحضرنا من الأرض شوكة رنانة - وهي عبارة عن قضيب معدني منحني مثبت على ساق (الشكل 1). إذا ضربنا ساق الشوكة الرنانة بمطرقة، فسنسمع الصوت الذي يصدره القضيب المتذبذب. الصوت ليس مرتفعا لأن مساحة سطح فروع القضيب صغيرة. لتضخيم الصوت، يتم تثبيت ساق الشوكة الرنانة على صندوق خشبي، ويتم اختيارها بحيث يتزامن تردد اهتزازاتها مع تردد اهتزاز الشوكة الرنانة. يحدث رنين، وتبدأ جدران الصندوق بالاهتزاز بشدة على تردد الشوكة الرنانة، ويصبح الصوت أعلى. يسمى الصندوق بالرنان (الشريحة). ما الوظيفة التي يؤديها مرنان الضفدع؟

يمكن ملاحظة اهتزازات الشوكة الرنانة بطريقة أخرى. للقيام بذلك، قم بإرفاق إبرة بفرع واحد من الشوكة الرنانة واسحب طرفها بسرعة على طول اللوحة الزجاجية المدخنة. إذا لم تصدر الشوكة الرنانة صوتًا، فسنرى خطًا مستقيمًا على اللوحة (الشكل 2). يترك صوت الشوكة الرنانة علامة على الطبق على شكل خط متموج. يتوافق التذبذب الكامل مع نتوء واحد وانخفاض واحد في هذا الخط (الشكل 2) (الشريحة 4).

استنتاجات من التجربة:يهتز أي مصدر صوت بالضرورة (غالبًا ما تكون هذه الاهتزازات غير مرئية للعين).

3. دعونا الآن نفكر في كيفية انتقال الصوت.

شرح الطلاب: المكبس المتذبذب - الناشر، يدفع جزيئات الهواء، ويخلق مناطق من التكثيف والخلخلة. تتطابق اتجاهات انتشار الصوت وحركة جزيئات الهواء، فالصوت عبارة عن موجة طولية.

تنتشر موجات الاضطراب في أي وسط أو مكان مع مرور الوقت (الشريحة 5). وأهم أنواع الموجات وأكثرها شيوعاً هي الموجات المرنة، والموجات السطحية السائلة، والموجات الكهرومغناطيسية.

4. ما هو موصل الصوت؟

استنتاج الطلاب من التجربة: لكي ينتشر الصوت، يلزم وجود وسط مرن، مثل الهواء. لا يوجد غلاف جوي على القمر، لذا لا توجد أصوات هناك - إنه عالم من الصمت. أجسام مرنة - موصلة جيدة للصوت. معظم المعادن والخشب والغازات والسوائل هي أجسام مرنة وبالتالي فهي موصلة للصوت بشكل جيد.

يمكن للصوت أن ينتقل في الوسائط السائلة والصلبة. يتم عرض جدول "سرعة الصوت في الوسائط المختلفة" من كتاب الفيزياء صفحة 125 (الشريحة 7)

سرعة الصوت في الوسائط المختلفة، م/ث (عند t=20 درجة مئوية)

يوضح الجدول أن سرعة انتشار الموجات الصوتية في المعادن أكبر منها في السوائل، وفي السوائل أكبر منها في الغازات. لذلك، تحت الماء يمكن سماع أصوات المراوح وارتطام الحجارة بوضوح.. تسمع الأسماك خطى وأصوات الناس على الشاطئ، وهذا أمر معروف لدى الصيادين. يمكن سماع صوت قطار متحرك إذا وضعت أذنك على القضبان، لأن الصوت ينتقل عبرها بشكل أفضل من الهواء. عندما تضع أذنك على الأرض، يمكنك سماع قعقعة حصان يعدو.

استنتاجات الطلاب:

1. مصدر الصوت هو اهتزاز الأجسام .
2. ينتقل الصوت عبر وسط مرن.
3. الأجسام الناعمة والمسامية هي موصلات ضعيفة للصوت.
4. لا يمكن للصوت أن ينتقل في الفضاء الخالي من الهواء.
5. يعتمد حجم الصوت على مساحة سطح الأجسام المتذبذبة.

5. يتواصل الأشخاص باستخدام الكلام - الاهتزازات الصوتية المعدلة.دعونا نلقي نظرة على كيفية عمل مصدر الصوت للشخص (الشريحة 8).

يحدث الصوت عندما يمر الهواء عبر الحبال الصوتية الموجودة بين غضاريف الحنجرة وتتكون من طيات الغشاء المخاطي (يتبع الشرح في الجدول). المساحة الموجودة بين الحبال الصوتية تسمى المزمار. عندما يصمت أبناء الأرض، تتباعد الحبال الصوتية وتبدو المزمار وكأنها مثلث متساوي الساقين. عند التحدث أو الغناء، تنغلق الحبال الصوتية. يضغط هواء الزفير على الطيات، ويبدأ في الاهتزاز - ويولد صوت. عندما تهمس، فهي مغلقة تماما. يتحكم الدماغ في الحبال الصوتية، ويرسل الإشارات المناسبة على طول الأعصاب.

ترتبط درجة صوت الشخص بطول الحبال الصوتية: فكلما كانت الحبال الصوتية أقصر، زاد تردد اهتزازاتها وزاد الصوت. تمتلك الإناث حبالًا صوتية أقصر من الذكور، ولهذا السبب تكون أصوات الإناث أعلى. يمكن أن تهتز الحبال الصوتية ما بين 80 إلى 10000 مرة في الثانية. يحدث التكوين النهائي للصوت في تجاويف البلعوم الأنفي - وهو نوع من الرنانات.

6. كيف يتم إدراك الصوت؟

نحن نعلم أن مصدر الصوت هو جسم مهتز، وأن الصوت ينتشر في وسط مرن. الآن دعونا نكتشف كيف يتم إدراك الصوت.

المتلقي الصوت ربما ميكروفون . يقوم الميكروفون بتحويل الاهتزازات الميكانيكية الصوتية إلى اهتزازات كهربائية. الإشارات الملتقطة ضعيفة والطاقة التي يحولها الميكروفون صغيرة جدًا. ولذلك، يتم تضخيم الإشارات الكهربائية من الميكروفون.

- المتلقي يظهر الصوت بين أبناء الأرض السمع، أو جهاز السمع . بين جسم السبر (مصدر الصوت) والأذن (مستقبل الصوت) توجد مادة تنقل اهتزازات الصوت من المصدر إلى المستقبل. في أغلب الأحيان، هذه المادة هي الهواء.

يتكون جهاز السمع عند أبناء الأرض من ثلاثة أقسام: الأذن الخارجية، والأذن الوسطى، والأذن الداخلية. تتكون الأذن الخارجية من الصيوان والقناة السمعية الخارجية وطبلة الأذن. وظيفتها هي التقاط الصوت وتسييره. يتم تمثيل الأذن الوسطى بغرفة مملوءة بالهواء بحجم 1-2 مل. يوجد في هذه الحجرة ثلاث عظام تتحرك مع بعضها البعض: المطرقة، والسندان، والركاب. يتصل المطرقة بطبلة الأذن، ويتصل الركابي بالأذن الداخلية من خلال النافذة البيضاوية. ترتبط الأذن الوسطى بالبلعوم الأنفي من خلال قناة استاكيوس. أثناء التغيرات المفاجئة في الضغط (إقلاع وهبوط الطائرة، صعود الغواصة)، يوصى بالتحدث، وفتح الفم، والبلع، لأن هذا يفتح قناة استاكيوس ويعادل الضغط على طبلة الأذن على كلا الجانبين (انزلاق -9).

تقع الأذن الداخلية في سمك العظم الصدغي (الشريحة 10)، ويوجد بداخلها متاهة غشائية. تمتلئ الأذن الداخلية بالسوائل. وتتكون من ثلاث قنوات نصف دائرية - الجهاز الدهليزي، الذي لا يرتبط بإدراك الصوت، والقوقعة، التي لها مظهر القناة الحلزونية. ويمتد الغشاء الرئيسي على طول قناة القوقعة، والتي تمتد عبرها الألياف مثل السلم. تحتوي هذه الألياف على خلايا ظهارية عمودية تشكل عضو كورتي. تنتهي الألياف الحساسة للعصب السمعي على الخلايا الظهارية. في القوقعة، يتم تحويل الطاقة الصوتية إلى طاقة النبضات العصبية، والتي تنتقل على طول العصب السمعي إلى المركز السمعي الموجود في الفص الصدغي لقشرة المخ.

مبدأ تشغيله هو نفس مبدأ تشغيل الميكروفون.

7. كيف ينتقل الصوت؟

تسبب الاهتزازات الصوتية في الهواء اهتزازات في طبلة الأذن، وهو ما يتوافق مع غشاء الميكروفون، وتنتقل عبر العظيمات السمعية إلى الأذن الداخلية، حيث تسبب اهتزازات في السائل الذي يملأ قناة القوقعة. في الوقت نفسه، تبدأ ألياف الغشاء الرئيسي وما يسمى بخلايا الشعر في عضو كورتي في الاهتزاز. مع كل ارتفاع، يستقر شعرهم على الغشاء التكاملي، وينحني الشعر، وتتغير إمكانات الغشاء للخلايا، ويحدث الإثارة في الألياف العصبية (الشريحة 11).

يقوم الدماغ بمعالجة النبضات الواردة باستمرار، مما ينتج عنه أحاسيس سليمة.

8. بيئة السمع.

يتأثر مستقبل الصوت البشري سلبًا بالضوضاء. الضوضاء هي أي نوع من الأصوات يُنظر إليها على أنها مزعجة أو مزعجة أو حتى مؤلمة. الأمثلة النموذجية للضوضاء هي الصفير والطقطقة والهسهسة. (القصة مصحوبة بأصوات صوتية).

تحت التأثيرات الحادة المستمرة للموجات الصوتية، تهتز طبلة الأذن بسعة كبيرة. ولهذا السبب، فإنه يفقد مرونته تدريجيًا، ويصبح سمع أبناء الأرض ضعيفًا. بالإضافة إلى ذلك، من خلال جهاز السمع، تؤثر الضوضاء على الجهاز العصبي المركزي. ويمكن أن يسبب مجموعة متنوعة من الاضطرابات الفسيولوجية (زيادة ضربات القلب، وزيادة ضغط الدم) والاضطرابات العقلية (انخفاض الاهتمام، والعصبية). يعد التعرض للضوضاء على المدى الطويل أحد العوامل التي تساهم في تطور القرحة وحتى الأمراض المعدية. ونتيجة لذلك، فإن متوسط ​​العمر المتوقع لأبناء الأرض آخذ في التناقص، كما أن مجموع الجينات البشرية آخذ في التناقص.

كقاعدة عامة، تزعجنا الضوضاء: فهي تتداخل مع عملنا وراحتنا وتفكيرنا. لكن الضوضاء يمكن أن يكون لها أيضًا تأثير مهدئ. يتم ممارسة مثل هذا التأثير على الشخص، على سبيل المثال، حفيف الأوراق، هدير أمواج البحر. (القصة مرفقة بتسجيلات صوتية).

ما هي الضوضاء؟ يُفهم على أنه اهتزازات معقدة عشوائية ذات طبيعة فيزيائية مختلفة.

يتزايد التلوث الضوضائي في البيئة طوال الوقت.

9. الخصائص الكمية للصوت. الشريحة 12.

الضجيج هو نوع من الصوت، على الرغم من أنه يُطلق عليه غالبًا "الصوت غير المرغوب فيه". يسمع الشخص أصواتًا بتردد تذبذب يتراوح بين 16-20000 هرتز. عندما تنتشر موجة صوتية من تكثفات وتخلخلات الهواء، يتغير الضغط على طبلة الأذن. وحدة الضغط هي 1N/m2، ووحدة قوة الصوت هي 1W/m2.

يُطلق على الحد الأدنى لحجم الصوت الذي يدركه الشخص عتبة السمع. يختلف الأمر باختلاف الأشخاص، وبالتالي، تقليديًا، تعتبر عتبة السمع بمثابة ضغط صوتي يساوي 2*10 -5 نيوتن/م2 عند 1000 هرتز، وهو ما يتوافق مع قوة 10-12 وات/م2. وبهذه القيم تتم مقارنة الصوت المقاس.

وحدة جهارة الصوت تسمى "بيل" نسبة إلى مخترع الهاتف أ. بيل (1847-1922). يتم قياس جهارة الصوت بالديسيبل: 1 ديسيبل = 1.1 بي (بيل).

إن إدراك الصوت لا يعتمد فقط على خصائصه الكمية (الضغط والقوة). ولكن أيضًا على جودته - التردد. نفس الصوت بترددات مختلفة يختلف في الحجم. بعض الناس لا يستطيعون سماع الأصوات عالية التردد. وهكذا، عند كبار السن، ينخفض ​​​​الحد الأعلى لإدراك الصوت إلى 6000 هرتز. فهم لا يسمعون مثلاً صرير البعوضة الذي يصدر أصواتاً ترددها حوالي 20000 هرتز

دعونا نلقي نظرة على جدول "الضوضاء". يظهر مصادر الضوضاء المختلفة. من الممتع إدراك الأصوات التي تتراوح من 0 إلى 80 ديسيبل ولا تسبب مشاعر سلبية. (يبدأ التسجيل: زقزقة العصافير، موسيقى ممتعة، همسات...)

إذا تجاوز مستوى الصوت 80 ديسيبل، فإن الضوضاء لها تأثير ضار على الصحة: ​​فهي تزيد من ضغط الدم، وتسبب اضطرابات في ضربات القلب، كما أن التعرض لفترات طويلة للضوضاء الشديدة يؤدي إلى الصمم.

يمكن أن يؤدي الصوت القوي جدًا (بحجم أعلى من 180 ديسيبل) إلى تمزق طبلة الأذن. يجب التعامل مع الضوضاء. القدرة على التزام الصمت مؤشر على ثقافة الإنسان وحسن تعامله مع الآخرين. يحتاج أبناء الأرض إلى الصمت بقدر حاجتهم إلى الشمس والهواء النقي.

10. التلوث الضوضائي في مدينة نابريجناي تشلني.

المصدر الرئيسي للضوضاء في مدينتنا هو النقل البري. ليس لدينا مصانع أو مصانع. مصادر الضوضاء في المباني السكنية والعامة هي، أولاً وقبل كل شيء، نشاط الأشخاص (التحدث، الصراخ، العزف على الآلات الموسيقية، المشي، نقل الأثاث) وما يرتبط بها من تشغيل أجهزة استقبال الراديو والتلفزيون، ومسجلات الأشرطة، والأجهزة المنزلية الكهروميكانيكية، وكذلك تشغيل المرافق الصحية - المعدات التقنية.

البيئة ونظافة السمع (القصة في الشريحة -13).

يمكن أن يكون سبب ضعف السمع وضعفه هو:

1. التغييرات الداخلية(حسب الجدول)

• تلف العصب السمعي -> تعطيل انتقال النبضات إلى القشرة السمعية.
• تكوين "سدادة شمعية" في القناة السمعية الخارجية -> تعطيل انتقال الاهتزازات الصوتية إلى الأذن الداخلية.

2. العوامل الخارجية(الشريحة 14)

ممنوع: (الشريحة 15)

• استمع إلى الموسيقى الصاخبة جدًا.
• في حالة وجود أصوات قوية وحادة، أبقِ فمك مفتوحًا.
• في ظل الرياح القوية ودرجات الحرارة تحت الصفر، يمكنك المشي بدون قبعة.
• حاول إزالة الأجسام الغريبة من قناة الأذن بنفسك.

رابعا. خاتمة.

لكن الصمت المطلق يحبط الإنسان أيضًا. في صمت تام، على سبيل المثال في غرفة عازلة للصوت، تبدأ على الفور بإزعاجك الأصوات وأصوات الحفيف التي تمر دون أن يلاحظها أحد في الظروف العادية - نبضات القلب والنبض والتنفس وحتى حفيف الرموش. عادة ما ينظر إلى هذه الأصوات غير المسموعة في ظروف الصمت المطلق من قبل شخص بمثل هذه الشدة التي يمكن أن تسبب اضطرابات عقلية خطيرة لدى الأشخاص الذين كانوا في غرفة عازلة للصوت لفترة طويلة. وكما نرى فإن طبيعة الضوضاء مزدوجة: فهي ضارة وضرورية في نفس الوقت. لذلك، نتحدث عن مكافحة الضوضاء، عليك أن تتذكر أننا لا نتحدث عن جميع الأصوات بشكل عام، ولكن فقط عن التأثيرات الضارة غير المرغوب فيها والمزعجة على الجسم. لقد ثبت، على سبيل المثال، أن الأشخاص ذوي العمل العقلي، والأشخاص ذوي الحساسية المتقدمة (العلماء، وممثلو المهن الإبداعية) يشعرون بتأثير الضوضاء بشكل حاد أكثر من ممثلي أشكال التوظيف الأخرى. لذلك، من وجهة نظر ذاتية، يمكن تعريف الضوضاء بأنها أي صوت غير مرغوب فيه أو مزعج أو ضار.

تعتبر الضوضاء الحادة أو غير المستقرة أو غير المتوقعة أو المتكررة بشكل غير منتظم ضارة بشكل خاص. يعيش الناس في عالم الأصوات. الصوت عبارة عن موجة ميكانيكية. مستقبل الصوت البشري - الأذن - لا يدرك إلا الموجات التي يتراوح ترددها من 16 إلى 20000 هرتز كأصوات. من خلال أصواتهم، لا يستطيع الناس نقل المعلومات فحسب، بل يمكنهم أيضًا نقل المشاعر والمزاج: الفرح والغضب والتهديد والسخرية.

خامساً: الواجبات المنزلية:الشريحة 16، 17.

• المستوى الأول (حسب البرنامج): العمل وفق الكتاب المدرسي.
• المستوى الثاني (المستوى شبه الإبداعي):

اجب على الاسئلة التالية:

1. لماذا يطرقون بالمطرقة عند فحص عجلات العربة أثناء وقوف القطار؟
2. في رأيك، هل سيدرك الشخص الموجات الصوتية الصادرة من البيئة في حالة تلف أي جزء من المحلل السمعي (برر إجابتك)؟
3. كيف تعتقد أن الاهتزازات الصوتية تنتقل من البيئة إلى المستقبلات السمعية لأبناء الأرض؟
4. تردد اهتزاز أجنحة الطائر الطنان هو 35-50 هرتز. هل ستتمكن من سماع الطيور الطنانة تحلق؟
5. شخصان يستمعان، على أمل سماع صوت قطار يقترب. وضع أحدهما أذنه على القضبان، والآخر لم يفعل. من منهم سيعرف أولاً عن القطار الذي يقترب ولماذا؟

• مستوى 3. ابحث عن تشكيلات مماثلة في بنية الميكروفون وجهاز السمع.

قارن بين هيكل الميكروفون وجهاز السمع (الشريحة 18).

الأدب(الشريحة 19-20)

1. ريزانوفا إي.أ.، أنتونوفا آي.بي. بيولوجيا الإنسان في الجداول والأشكال والرسوم البيانية – م: دار النشر – المدرسة، 1998.
2. الترجمة من الإنجليزية أو.ف. ايفانوفا. علم التشريح البشري. كيف يعمل جسمك. - م: LLC TD "دار النشر عالم الكتب"، 2007.- 80-83 ص، مريض.
3. بيريشكين إيه في، جوتنيك إي، إم. الفيزياء، الصف التاسع. - م: حبارى، 2001.
4. Mangutova L.A.، Zefirova T.P. البيئة الشعبية. – قازان: الصندوق البيئي لجمهورية تتارستان، 1997.
5. تسوزميت آم، بتريشينا أو إل، علم الأحياء. الرجل وصحته. الصف التاسع. - م: التربية، 1990.
6. سونين إن آي، سابين إم آر بيولوجيا. بشر. الصف 8. - م: حبارى، 2001.
7. سابين إم آر، بيليتش جي إل تشريح الإنسان - م: المدرسة العليا، 1989.
8. بوردوفسكي ج.أ. الأسس الفيزيائية للعلوم الطبيعية. - م: حبارى، 2004.
9. بوجدانوفا T.L.، سولودوفا E.A. علم الأحياء. دليل لطلاب المدارس الثانوية والمتقدمين للجامعات. – م: AST – مدرسة الصحافة، 2004.
10. دوبريكوف ج. وظائف النظرة العالمية للكيمياء الفيزيائية // الكيمياء والنظرة العالمية / المسؤول. إد. يو.أ. أوفتشينيكوف. - م: العلم. – 1986.
11. كوزمينكو إن إي، إرمين في، بدايات الكيمياء. – م: امتحان 2001.
12. كوتينا الرابع. تشكيل النظرة العلمية للعالم. العلاقة بين الفيزياء والكيمياء والأحياء. // مادة الاحياء. الملحق الأسبوعي لصحيفة "الأول من سبتمبر". – 1998. – رقم 1-10.
13. أوزيرليف د. تكوين رؤية علمية للعالم في تدريس الكيمياء. - م: الثانوية العامة 1982.
14. تشيرنوفا ن.م. علم البيئة. - م: التربية، 1988.
15. رايميرز ن.ب. حماية الطبيعة والبيئة البشرية. - م: التربية، 1992.

مفهوم الصوت والضوضاء. قوة الصوت.

الصوت هو ظاهرة فيزيائية تتمثل في انتشار الاهتزازات الميكانيكية على شكل موجات مرنة في وسط صلب أو سائل أو غازي.مثل أي موجة، يتميز الصوت بالسعة وطيف التردد. سعة الموجة الصوتية هي الفرق بين قيم الكثافة الأعلى والأدنى. تردد الصوت هو عدد اهتزازات الهواء في الثانية. يتم قياس التردد بالهرتز (هرتز).

نحن ننظر إلى الموجات ذات الترددات المختلفة على أنها أصوات ذات ارتفاعات مختلفة. يُطلق على الصوت الذي يقل تردده عن 16 - 20 هرتز (نطاق السمع البشري) اسم الموجات فوق الصوتية؛ من 15 – 20 كيلو هرتز إلى 1 جيجا هرتز، – الموجات فوق الصوتية، من 1 جيجا هرتز – فرط الصوت. ومن بين الأصوات المسموعة الأصوات الصوتية (أصوات الكلام والصوتيات التي تشكل اللغة المنطوقة) والأصوات الموسيقية (الأصوات التي تشكل الموسيقى). لا تحتوي الأصوات الموسيقية على نغمة واحدة، بل عدة نغمات، وأحيانًا مكونات ضوضاء في نطاق واسع من الترددات.

الضوضاء هي نوع من الصوت، ينظر إليه الناس على أنه مزعج أو مزعج أو حتى مؤلم، مما يسبب عدم الراحة الصوتية.

لقياس الصوت، يتم استخدام المعلمات المتوسطة، التي يتم تحديدها على أساس القوانين الإحصائية. تعد شدة الصوت مصطلحًا قديمًا يصف كمية مشابهة لكثافة الصوت ولكنها ليست متطابقة معها. ذلك يعتمد على الطول الموجي. وحدة قياس شدة الصوت – بيل (ب). مستوى الصوت في كثير من الأحيانالمجموع تقاس بالديسيبل (وهذا هو 0.1B).يمكن لسمع الشخص اكتشاف اختلاف في مستوى الصوت يبلغ حوالي 1 ديسيبل.

لقياس الضوضاء الصوتية، تم تأسيس مختبر أورفيلد في جنوب مينيابوليس على يد ستيفن أورفيلد. ولتحقيق صمت استثنائي، تستخدم الغرفة منصات صوتية من الألياف الزجاجية بسماكة متر واحد، وجدران مزدوجة من الفولاذ العازل وخرسانة بسمك 30 سم، وتحجب الغرفة 99.99 بالمائة من الأصوات الخارجية وتمتص الأصوات الداخلية. يتم استخدام هذه الكاميرا من قبل العديد من الشركات المصنعة لاختبار حجم منتجاتها، مثل صمامات القلب، وصوت شاشة الهاتف المحمول، وصوت مفتاح لوحة القيادة في السيارة. كما أنها تستخدم لتحديد جودة الصوت.

الأصوات ذات القوة المتفاوتة لها تأثيرات مختلفة على جسم الإنسان. لذا الصوت الذي يصل إلى 40 ديسيبل له تأثير مهدئ.التعرض لصوت بقوة 60-90 ديسيبل يسبب الشعور بالتهيج والتعب والصداع. يتسبب الصوت بقوة 95-110 ديسيبل تدريجيًا في فقدان السمع والإجهاد النفسي والأمراض المختلفة.الصوت الصادر من 114 ديسيبل يسبب تسممًا صوتيًا مشابهًا للتسمم بالكحول، ويعطل النوم، ويدمر النفس، ويؤدي إلى الصمم.

في روسيا، هناك معايير صحية لمستويات الضوضاء المسموح بها، حيث يتم تحديد الحد الأقصى لقيم مستوى الضوضاء لمختلف المناطق وظروف وجود الشخص:

· على أراضي المنطقة الصغيرة 45-55 ديسيبل؛

· في الفصول المدرسية 40-45 ديسيبل؛

· المستشفيات 35-40 ديسيبل.

· في الصناعة 65-70 ديسيبل.

في الليل (23:00-7:00) يجب أن تكون مستويات الضوضاء أقل بمقدار 10 ديسيبل.

أمثلة على شدة الصوت بالديسيبل:

· حفيف الأوراق: 10

· مساحة المعيشة: 40

· المحادثة: 40-45

· المكتب: 50-60

· ضجيج المحل: 60

التلفاز، الصراخ، الضحك على مسافة 1 م: 70-75

· الشارع: 70-80

المصنع (الصناعات الثقيلة): 70-110

· المنشار : 100

· إطلاق الطائرة: 120-130

· ضجيج الديسكو: 175

إدراك الإنسان للأصوات

السمع هو قدرة الكائنات الحية على إدراك الأصوات من خلال أجهزتها السمعية.يعتمد أصل الصوت على الاهتزازات الميكانيكية للأجسام المرنة. في طبقة الهواء المجاورة مباشرة لسطح الجسم المتأرجح، يحدث التكثيف (الضغط) والتخلخل. وتتناوب هذه الضغطات والتخلخلات بمرور الوقت، وتنتشر أفقيًا على شكل موجة طولية مرنة، تصل إلى الأذن وتسبب تقلبات ضغط دورية بالقرب منها، مما يؤثر على المحلل السمعي.

يستطيع الشخص العادي سماع اهتزازات الصوت في نطاق الترددات من 16-20 هرتز إلى 15-20 كيلو هرتز.تعتمد القدرة على تمييز الترددات الصوتية بشكل كبير على الفرد: عمره، جنسه، قابليته للإصابة بأمراض السمع، التدريب وتعب السمع.

في البشر، عضو السمع هو الأذن، التي تدرك النبضات الصوتية وهي مسؤولة أيضًا عن وضع الجسم في الفضاء والقدرة على الحفاظ على التوازن. هذا عضو مزدوج يقع في العظام الصدغية للجمجمة، ويقتصر خارجيًا على الأذنين. وتتمثل بثلاثة أقسام: الأذن الخارجية، والوسطى، والداخلية، ويقوم كل منها بوظائفه المحددة.

تتكون الأذن الخارجية من الصيوان والقناة السمعية الخارجية. تعمل الأذن في الكائنات الحية كمستقبل للموجات الصوتية، والتي تنتقل بعد ذلك إلى داخل المعينة السمعية. قيمة الأذن عند البشر أقل بكثير منها في الحيوانات، لذا فهي ثابتة عمليًا عند البشر.

تُحدث طيات الأذن البشرية تشوهات ترددية صغيرة في الصوت الذي يدخل قناة الأذن، اعتمادًا على الموضع الأفقي والرأسي للصوت. وهكذا يتلقى الدماغ معلومات إضافية لتوضيح موقع مصدر الصوت. يُستخدم هذا التأثير أحيانًا في الصوتيات، بما في ذلك إنشاء إحساس بالصوت المحيطي عند استخدام سماعات الرأس أو أدوات السمع. تنتهي القناة السمعية الخارجية بشكل أعمى: ويتم فصلها عن الأذن الوسطى بواسطة طبلة الأذن. تضرب الموجات الصوتية التي تلتقطها الأذن طبلة الأذن وتؤدي إلى اهتزازها. وفي المقابل، تنتقل الاهتزازات من طبلة الأذن إلى الأذن الوسطى.

الجزء الرئيسي من الأذن الوسطى هو التجويف الطبلي - وهو مساحة صغيرة يبلغ حجمها حوالي 1 سم مكعب وتقع في العظم الصدغي. هناك ثلاث عظيمات سمعية هنا: المطرقة، والسندان، والركاب - وهي متصلة ببعضها البعض وبالأذن الداخلية (نافذة الدهليز)، وتنقل الاهتزازات الصوتية من الأذن الخارجية إلى الأذن الداخلية، بينما تقوم في نفس الوقت بتضخيمها هم. يتصل تجويف الأذن الوسطى بالبلعوم الأنفي من خلال قناة استاكيوس، ومن خلالها يتم معادلة متوسط ​​ضغط الهواء داخل وخارج طبلة الأذن.

تسمى الأذن الداخلية بالمتاهة بسبب شكلها المعقد. تتكون المتاهة العظمية من الدهليز والقوقعة والقنوات نصف الدائرية، لكن القوقعة فقط هي التي ترتبط ارتباطًا مباشرًا بالسمع، حيث توجد داخلها قناة غشائية مملوءة بالسائل، ويوجد على جدارها السفلي جهاز مستقبلات للمحلل السمعي، مغطاة بخلايا الشعر. تكتشف الخلايا الشعرية اهتزازات السائل الذي يملأ القناة. يتم ضبط كل خلية شعر على تردد صوتي محدد.

يعمل الجهاز السمعي البشري على النحو التالي. تلتقط الأذنيات اهتزازات الموجات الصوتية وتوجهها إلى قناة الأذن. يتم إرسال الاهتزازات على طولها إلى الأذن الوسطى، وعند وصولها إلى طبلة الأذن، تجعلها تهتز. من خلال نظام العظيمات السمعية، تنتقل الاهتزازات إلى الأذن الداخلية (تنتقل الاهتزازات الصوتية إلى غشاء النافذة البيضاوية). تؤدي اهتزازات الغشاء إلى تحرك السائل في القوقعة، مما يؤدي بدوره إلى اهتزاز الغشاء القاعدي. عندما تتحرك الألياف، تلامس شعيرات الخلايا المستقبلة الغشاء التكاملي. تنشأ الإثارة في المستقبلات، والتي تنتقل في النهاية على طول العصب السمعي إلى الدماغ، حيث، من خلال الدماغ المتوسط ​​والدماغ البيني، تدخل الإثارة المنطقة السمعية لقشرة الدماغ، الموجودة في الفص الصدغي. وهنا يتم التمييز النهائي بين طبيعة الصوت ونغمته وإيقاعه وقوته وطبقته ومعناه.

تأثير الضوضاء على الإنسان

من الصعب المبالغة في تقدير تأثير الضوضاء على صحة الناس. الضوضاء هي أحد تلك العوامل التي لا يمكنك التعود عليها. يبدو فقط للشخص أنه معتاد على الضوضاء، لكن التلوث الصوتي، الذي يتصرف باستمرار، يدمر صحة الإنسان. يسبب الضجيج رنينًا للأعضاء الداخلية، مما يؤدي إلى إنهاكها تدريجيًا دون أن نلاحظ. ليس من قبيل الصدفة أنه في العصور الوسطى كان هناك إعدام "بالجرس". هدير الأجراس يعذب ويقتل ببطء الرجل المدان.

لفترة طويلة، لم تتم دراسة تأثير الضوضاء على جسم الإنسان على وجه التحديد، على الرغم من أنهم كانوا يعرفون في العصور القديمة عن ضررها. حاليًا، يقوم العلماء في العديد من دول العالم بإجراء دراسات مختلفة لتحديد تأثير الضوضاء على صحة الإنسان. بادئ ذي بدء، تتأثر الأجهزة العصبية والقلب والأوعية الدموية والجهاز الهضمي بالضوضاء.توجد علاقة بين حدوث ومدة العيش في ظروف التلوث الصوتي. لوحظت زيادة في الأمراض بعد العيش لمدة 8-10 سنوات عند التعرض لضوضاء تزيد شدتها عن 70 ديسيبل.

تؤثر الضوضاء طويلة المدى سلبًا على جهاز السمع، مما يقلل من الحساسية للصوت.يؤدي التعرض المنتظم والمطول للضوضاء الصناعية التي تتراوح بين 85-90 ديسيبل إلى فقدان السمع (فقدان السمع التدريجي). إذا كانت شدة الصوت أعلى من 80 ديسيبل، فهناك خطر فقدان حساسية الزغب الموجود في الأذن الوسطى - عمليات الأعصاب السمعية. وفاة نصفهم لا تؤدي بعد إلى فقدان السمع بشكل ملحوظ. وإذا مات أكثر من النصف، فسوف يغرق الشخص في عالم لا يمكن فيه سماع حفيف الأشجار وطنين النحل. مع فقدان جميع الزغابات السمعية الثلاثين ألف، يدخل الشخص إلى عالم الصمت.

الضوضاء لها تأثير تراكمي، أي. يؤدي التهيج الصوتي المتراكم في الجسم إلى تثبيط الجهاز العصبي بشكل متزايد. لذلك، قبل فقدان السمع الناتج عن التعرض للضوضاء، يحدث اضطراب وظيفي في الجهاز العصبي المركزي. الضوضاء لها تأثير ضار بشكل خاص على النشاط العصبي للجسم. تكون عملية الإصابة بالأمراض العصبية والنفسية أعلى بين الأشخاص الذين يعملون في ظروف صاخبة مقارنة بالأشخاص الذين يعملون في ظروف صوتية عادية. تتأثر جميع أنواع النشاط الفكري، ويتدهور المزاج، وأحيانا يكون هناك شعور بالارتباك والقلق والخوف والخوفوبكثافة عالية - شعور بالضعف بعد صدمة عصبية قوية. ففي المملكة المتحدة، على سبيل المثال، يعاني واحد من كل أربعة رجال وواحدة من كل ثلاث نساء من العصاب بسبب ارتفاع مستويات الضوضاء.

تسبب الضوضاء اضطرابات وظيفية في نظام القلب والأوعية الدموية. التغيرات التي تحدث في نظام القلب والأوعية الدموية عند الإنسان تحت تأثير الضوضاء لها الأعراض التالية: ألم في منطقة القلب، وخفقان القلب، وعدم استقرار النبض وضغط الدم، وفي بعض الأحيان يكون هناك ميل إلى تشنجات الشعيرات الدموية في الأطراف وقاع القلب. العين. التغيرات الوظيفية التي تحدث في الدورة الدموية تحت تأثير الضوضاء الشديدة يمكن أن تؤدي بمرور الوقت إلى تغيرات مستمرة في نغمة الأوعية الدموية، مما يساهم في تطور ارتفاع ضغط الدم.

تحت تأثير الضوضاء، تتغير عمليات التمثيل الغذائي للكربوهيدرات والدهون والبروتين والملح، والتي تتجلى في التغيرات في التركيب الكيميائي الحيوي للدم (انخفاض مستويات السكر في الدم). الضوضاء لها تأثير ضار على أجهزة التحليل البصرية والدهليزية، وتقلل من النشاط المنعكسوالتي غالبا ما تسبب الحوادث والإصابات. كلما زادت شدة الضوضاء، كلما كان الشخص أسوأ ويتفاعل مع ما يحدث.

كما تؤثر الضوضاء على القدرة على القيام بالأنشطة الفكرية والتعليمية. على سبيل المثال، على أداء الطلاب. وفي عام 1992، تم نقل مطار ميونيخ إلى جزء آخر من المدينة. واتضح أن الطلاب الذين يعيشون بالقرب من المطار القديم، والذين أظهروا قبل إغلاقه أداء ضعيفا في القراءة والحفظ، بدأوا يظهرون نتائج أفضل بكثير في الصمت. ولكن في المدارس في المنطقة التي تم نقل المطار فيها، على العكس من ذلك، ساء الأداء الأكاديمي، وحصل الأطفال على عذر جديد لضعف الدرجات.

وجد الباحثون أن الضوضاء يمكن أن تدمر الخلايا النباتية. على سبيل المثال، أظهرت التجارب أن النباتات المعرضة للقصف الصوتي تجف وتموت. سبب الوفاة هو الإفراط في إطلاق الرطوبة من خلال الأوراق: عندما يتجاوز مستوى الضوضاء حدًا معينًا، تنفجر الزهور بالدموع حرفيًا. تفقد النحلة قدرتها على التنقل وتتوقف عن العمل عند تعرضها لضجيج الطائرة النفاثة.

كما أن الموسيقى الحديثة الصاخبة جدًا تضعف السمع وتسبب أمراضًا عصبية. في 20% من الأولاد والبنات الذين يستمعون في كثير من الأحيان إلى الموسيقى الحديثة العصرية، كان سمعهم ضعيفًا بنفس القدر كما هو الحال عند الأشخاص الذين يبلغون من العمر 85 عامًا. يشكل اللاعبون والمراقص خطراً خاصاً على المراهقين. عادةً ما يكون مستوى الضوضاء في الديسكو 80-100 ديسيبل، وهو ما يشبه مستوى الضوضاء الناتج عن حركة المرور الكثيفة في الشوارع أو طائرة نفاثة تقلع على بعد 100 متر. مستوى صوت المشغل هو 100-114 ديسيبل. آلة ثقب الصخور تصم الآذان تقريبًا. يمكن لطبلة الأذن السليمة أن تتحمل صوت لاعب يصل إلى 110 ديسيبل لمدة أقصاها 1.5 دقيقة دون تلف. ويشير العلماء الفرنسيون إلى أن ضعف السمع في قرننا هذا ينتشر بشكل نشط بين الشباب؛ مع تقدمهم في السن، هم أكثر عرضة للحاجة إلى المعينات السمعية. حتى مستويات الصوت المنخفضة تتداخل مع التركيز أثناء العمل العقلي. الموسيقى، حتى الهادئة جدًا، تقلل من الانتباه - يجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار عند أداء الواجب المنزلي. وعندما يرتفع الصوت، يفرز الجسم الكثير من هرمونات التوتر، مثل الأدرينالين. وفي الوقت نفسه، تضيق الأوعية الدموية وتتباطأ وظيفة الأمعاء. في المستقبل، كل هذا يمكن أن يؤدي إلى اضطرابات في عمل القلب والدورة الدموية. ضعف السمع بسبب الضوضاء هو مرض عضال. يكاد يكون من المستحيل إصلاح العصب التالف جراحيا.

ليس فقط الأصوات التي نسمعها تؤثر علينا سلبًا، ولكن أيضًا تلك التي تقع خارج نطاق السمع: أولاً وقبل كل شيء، الموجات فوق الصوتية. تحدث الموجات فوق الصوتية في الطبيعة أثناء الزلازل والصواعق والرياح القوية. مصادر الموجات فوق الصوتية في المدينة هي الآلات الثقيلة والمراوح وأي معدات تهتز . تسبب الموجات فوق الصوتية بمستوى يصل إلى 145 ديسيبل إجهادًا بدنيًا وتعبًا وصداعًا واضطرابات في عمل الجهاز الدهليزي. إذا كانت الموجات فوق الصوتية أقوى وأطول أمدا، فقد يشعر الشخص باهتزازات في الصدر، وجفاف الفم، وعدم وضوح الرؤية، والصداع، والدوخة.

يكمن خطر الموجات فوق الصوتية في صعوبة الحماية منها: على عكس الضوضاء العادية، يكاد يكون من المستحيل امتصاصها وانتشارها بشكل أكبر. لقمعه، من الضروري تقليل الصوت من المصدر نفسه باستخدام معدات خاصة: كاتمات الصوت من النوع التفاعلي.

الصمت التام له أيضًا آثار ضارة على جسم الإنسان.وهكذا، بدأ موظفو أحد مكاتب التصميم، التي تتمتع بعزل صوتي ممتاز، في غضون أسبوع في الشكوى من استحالة العمل في ظروف الصمت القمعي. كانوا متوترين وفقدوا قدرتهم على العمل.

ويمكن اعتبار الحدث التالي مثالاً محددًا لتأثير الضوضاء على الكائنات الحية. مات الآلاف من الكتاكيت غير المفقسة نتيجة أعمال التجريف التي قامت بها شركة Mobius الألمانية بأمر من وزارة النقل الأوكرانية. وانتشرت الضوضاء الصادرة عن معدات التشغيل لمسافة تزيد عن 5-7 كيلومترات، وكان لها تأثير سلبي على المناطق المجاورة لمحمية الدانوب للمحيط الحيوي. أُجبر ممثلو محمية الدانوب للمحيط الحيوي و3 منظمات أخرى على الاعتراف بشكل مؤلم بوفاة مستعمرة الخرشنة المرقطة والخشنة الشائعة بأكملها، والتي كانت موجودة في بتيتشيا سبيت. يتم غسل الدلافين والحيتان إلى الشاطئ بسبب الأصوات القوية للسونار العسكري.

مصادر الضوضاء في المدينة

الأصوات لها التأثير الأكثر ضررًا على الأشخاص في المدن الكبرى. ولكن حتى في مجتمعات الضواحي، يمكن أن تعاني من التلوث الضوضائي الناجم عن معدات التشغيل الخاصة بجيرانك: جزازة العشب، أو المخرطة، أو نظام الاستريو. قد تتجاوز الضوضاء الصادرة عنها الحد الأقصى للمعايير المسموح بها. ومع ذلك فإن التلوث الضوضائي الرئيسي يحدث في المدينة. مصدرها في معظم الحالات هو المركبات. أعظم شدة الأصوات تأتي من الطرق السريعة ومترو الأنفاق والترام.

النقل بالسيارات. لوحظت أعلى مستويات الضوضاء في الشوارع الرئيسية للمدن. يصل متوسط ​​كثافة حركة المرور إلى 2000-3000 وحدة نقل في الساعة أو أكثر، والحد الأقصى لمستويات الضوضاء هو 90-95 ديسيبل.

يتم تحديد مستوى ضجيج الشارع من خلال كثافة وسرعة وتكوين تدفق حركة المرور. بالإضافة إلى ذلك، يعتمد مستوى ضجيج الشوارع على قرارات التخطيط (الملامح الطولية والعرضية للشوارع، وارتفاع وكثافة المباني) وعناصر المناظر الطبيعية مثل رصف الطرق ووجود المساحات الخضراء. يمكن لكل من هذه العوامل تغيير مستوى ضوضاء النقل بما يصل إلى 10 ديسيبل.

في المدن الصناعية، تعتبر نسبة عالية من نقل البضائع على الطرق السريعة أمرًا شائعًا. تؤدي الزيادة في التدفق العام للمركبات والشاحنات، وخاصة الثقيلة منها بمحركات الديزل، إلى زيادة مستويات الضوضاء. الضجيج الذي يحدث على طريق الطريق السريع لا يمتد فقط إلى المنطقة المجاورة للطريق السريع، بل إلى عمق المباني السكنية.

النقل بالسكك الحديدية. تؤدي زيادة سرعات القطارات أيضًا إلى زيادات كبيرة في مستويات الضوضاء في المناطق السكنية الواقعة على طول خطوط السكك الحديدية أو بالقرب من ساحات التنظيم. الحد الأقصى لمستوى ضغط الصوت على مسافة 7.5 متر من قطار كهربائي متحرك يصل إلى 93 ديسيبل، من قطار الركاب - 91، من قطار الشحن -92 ديسيبل.

ينتشر الضجيج الناتج عن مرور القطارات الكهربائية بسهولة في المناطق المفتوحة. تنخفض الطاقة الصوتية بشكل ملحوظ على مسافة أول 100 متر من المصدر (بمعدل 10 ديسيبل). على مسافة 100-200، يكون تقليل الضوضاء 8 ديسيبل، وعلى مسافة من 200 إلى 300 يكون 2-3 ديسيبل فقط. المصدر الرئيسي لضوضاء السكك الحديدية هو تأثير السيارات عند التحرك عند مفاصل ومخالفات القضبان.

لجميع أنواع النقل الحضري الترام الأكثر ضجيجا. تنتج العجلات الفولاذية للترام عند التحرك على القضبان مستوى ضوضاء أعلى بمقدار 10 ديسيبل من عجلات السيارات عند ملامستها للإسفلت. يُحدث الترام أحمالًا ضجيجًا عند تشغيل المحرك وفتح الأبواب وإصدار الإشارات الصوتية. يعد مستوى الضوضاء المرتفع الناتج عن حركة الترام أحد الأسباب الرئيسية لتقليل خطوط الترام في المدن. ومع ذلك، يتمتع الترام أيضًا بعدد من المزايا، لذلك من خلال تقليل الضوضاء التي يصدرها، يمكنه الفوز في المنافسة مع وسائل النقل الأخرى.

الترام عالي السرعة له أهمية كبيرة. يمكن استخدامه بنجاح كوسيلة النقل الرئيسية في المدن الصغيرة والمتوسطة الحجم، وفي المدن الكبيرة - مثل المناطق الحضرية والضواحي وحتى بين المدن، للتواصل مع المناطق السكنية الجديدة والمناطق الصناعية والمطارات.

النقل الجوي. يمثل النقل الجوي حصة كبيرة من التلوث الضوضائي في العديد من المدن. غالبًا ما تجد مطارات الطيران المدني نفسها على مقربة من المباني السكنية، وتمر الخطوط الجوية فوق العديد من المناطق المأهولة بالسكان. يعتمد مستوى الضوضاء على اتجاه المدارج ومسارات طيران الطائرات، وكثافة الرحلات الجوية خلال النهار، وفصول السنة، وأنواع الطائرات المتمركزة في مطار معين. ومع التشغيل المكثف للمطارات على مدار الساعة، تصل مستويات الصوت المكافئة في المناطق السكنية إلى 80 ديسيبل أثناء النهار، و78 ديسيبل في الليل، وتتراوح مستويات الضوضاء القصوى من 92 إلى 108 ديسيبل.

المؤسسات الصناعية. المؤسسات الصناعية هي مصدر الكثير من الضوضاء في المناطق السكنية بالمدن. ويلاحظ انتهاك النظام الصوتي في الحالات التي تكون فيها أراضيها متاخمة مباشرة للمناطق السكنية. أظهرت دراسة الضوضاء الصناعية أن طبيعة الصوت ثابتة وعريضة النطاق، أي موجية. صوت نغمات مختلفة. يتم ملاحظة المستويات الأكثر أهمية عند ترددات 500-1000 هرتز، أي في المنطقة الأكثر حساسية لجهاز السمع. يتم تركيب عدد كبير من الأنواع المختلفة من المعدات التكنولوجية في ورش الإنتاج. وبالتالي، يمكن أن تتميز ورش النسيج بمستوى صوت 90-95 ديسيبل أ، ميكانيكي ومفيد - 85-92، تزوير - 95-105، غرف الآلات لمحطات الضاغط - 95-100 ديسيبل.

الأجهزة المنزلية. مع ظهور عصر ما بعد الصناعة، تظهر المزيد والمزيد من مصادر التلوث الضوضائي (وكذلك الكهرومغناطيسي) داخل منزل الإنسان. مصدر هذه الضوضاء هو المعدات المنزلية والمكتبية.

يدرك الشخص الصوت من خلال الأذن (الشكل).

يوجد مغسلة بالخارج الأذن الخارجية ويمر إلى القناة السمعية بقطر د 1 = 5 ملموالطول 3 سم.

التالي هي طبلة الأذن التي تهتز تحت تأثير الموجة الصوتية (الرنين). الغشاء متصل بالعظام الأذن الوسطى وينقل الاهتزاز إلى غشاء آخر ثم إلى الأذن الداخلية.

الأذن الداخلية يشبه الأنبوب الملتوي ("الحلزون") مع السائل. قطر هذا الأنبوب د 2 = 0.2 ملمطول 3 – 4 سمطويل.

نظرًا لأن اهتزازات الهواء في الموجة الصوتية ضعيفة لإثارة السائل الموجود في القوقعة بشكل مباشر، فإن نظام الأذن الوسطى والداخلية، جنبًا إلى جنب مع أغشيتهم، يلعب دور المضخم الهيدروليكي. مساحة طبلة الأذن الداخلية أصغر من مساحة غشاء الأذن الوسطى. يتناسب الضغط الذي يمارسه الصوت على طبلة الأذن عكسيا مع المساحة:

.

ولذلك يزداد الضغط على الأذن الداخلية بشكل ملحوظ:

.

وفي الأذن الداخلية، يمتد غشاء آخر (طولي) على طوله بالكامل، ويكون قاسيًا في بداية الأذن ولينًا في نهايتها. يمكن لكل قسم من هذا الغشاء الطولي أن يهتز بتردده الخاص. في القسم الصلب، يتم إثارة التذبذبات عالية التردد، وفي القسم الناعم، يتم إثارة التذبذبات ذات التردد المنخفض. وعلى طول هذا الغشاء يوجد العصب الدهليزي القوقعي، الذي يستشعر الاهتزازات وينقلها إلى الدماغ.

أقل تردد اهتزاز لمصدر الصوت 16-20 هرتزتنظر إليه الأذن على أنه صوت منخفض الجهير. منطقة أعلى حساسية للسمع يلتقط جزءًا من التردد المتوسط ​​وجزءًا من النطاقات الفرعية عالية التردد ويتوافق مع نطاق التردد من 500 هرتز قبل 4-5 كيلو هرتز . الصوت البشري والأصوات التي تنتجها معظم العمليات في الطبيعة والتي تهمنا لها تردد في نفس الفترة. في هذه الحالة، الأصوات ذات ترددات تتراوح من 2 كيلو هرتزقبل 5 كيلو هرتزيسمع من الأذن كصوت رنين أو صفير. بمعنى آخر، يتم نقل المعلومات الأكثر أهمية بترددات صوتية تصل إلى ما يقرب من ذلك 4-5 كيلو هرتز.

لا شعوريًا، يقسم الإنسان الأصوات إلى "إيجابية" و"سلبية" و"محايدة".

تشمل الأصوات السلبية الأصوات التي كانت غير مألوفة وغريبة وغير قابلة للتفسير في السابق. أنها تسبب الخوف والقلق. وتشمل هذه أيضًا الأصوات ذات التردد المنخفض، على سبيل المثال، قرع الطبول المنخفض أو عواء الذئب، لأنها تثير الخوف. بالإضافة إلى ذلك، فإن الخوف والرعب يثير أصواتًا غير مسموعة منخفضة التردد (تحت الصوت). أمثلة:

في الثلاثينيات من القرن العشرين، تم استخدام أنبوب عضوي ضخم كتأثير مسرحي في أحد مسارح لندن. جعلت الموجات فوق الصوتية لهذا الأنبوب المبنى بأكمله يرتعش، واستقر الرعب في الناس.

أجرى موظفو مختبر الفيزياء الوطني في إنجلترا تجربة عن طريق إضافة ترددات منخفضة للغاية (تحت الصوتية) إلى صوت الآلات الصوتية التقليدية للموسيقى الكلاسيكية. شعر المستمعون بتدهور الحالة المزاجية وشعروا بالخوف.

في قسم الصوتيات بجامعة موسكو الحكومية، تم إجراء دراسات حول تأثير موسيقى الروك والبوب ​​على جسم الإنسان. اتضح أن تواتر الإيقاع الرئيسي لتكوين "Deep People" يسبب إثارة لا يمكن السيطرة عليها أو فقدان السيطرة على النفس أو العدوانية تجاه الآخرين أو المشاعر السلبية تجاه الذات. تبين أن أغنية "البيتلز"، التي تبدو مبهجة للوهلة الأولى، ضارة بل وخطيرة، لأنها تحتوي على إيقاع أساسي يبلغ حوالي 6.4 هرتز. ويتوافق هذا التردد مع ترددات الصدر وتجويف البطن وهو قريب من التردد الطبيعي للدماغ (7 هرتز). لذلك عند الاستماع إلى هذه التركيبة تبدأ أنسجة البطن والصدر تتألم وتنهار تدريجياً.

تسبب الموجات فوق الصوتية اهتزازات في أجهزة مختلفة في جسم الإنسان، وخاصة نظام القلب والأوعية الدموية. وهذا له آثار ضارة ويمكن أن يؤدي، على سبيل المثال، إلى ارتفاع ضغط الدم. يمكن للتذبذبات بتردد 12 هرتز، إذا تجاوزت شدتها عتبة حرجة، أن تسبب موت الكائنات الحية العليا، بما في ذلك البشر. توجد هذه الترددات وغيرها من الترددات دون الصوتية في الضوضاء الصناعية وضوضاء الطرق السريعة وغيرها من المصادر.

تعليق: في الحيوانات، يمكن أن يؤدي رنين الترددات الموسيقية والترددات الطبيعية إلى تعطل وظائف المخ. عندما تسمع أصوات "الصخور المعدنية"، تتوقف الأبقار عن إعطاء الحليب، لكن الخنازير، على العكس من ذلك، تعشق الصخور المعدنية.

تعتبر أصوات النهر أو مد البحر أو أصوات العصافير إيجابية؛ أنها تحفز الهدوء.

علاوة على ذلك، فإن موسيقى الروك ليست سيئة دائمًا. على سبيل المثال، تساعد موسيقى الريف التي يتم تشغيلها على آلة البانجو على التعافي، على الرغم من أن لها تأثيرًا سيئًا على الصحة في بداية المرض.

تشمل الأصوات الإيجابية الألحان الكلاسيكية. على سبيل المثال، وضع العلماء الأمريكيون الأطفال المبتسرين في صناديق للاستماع إلى موسيقى باخ وموزارت، وسرعان ما تعافى الأطفال واكتسبوا الوزن.

رنين الجرس له تأثير مفيد على صحة الإنسان.

يتم تعزيز أي تأثير صوتي في الشفق والظلام، حيث تنخفض نسبة المعلومات الواردة من خلال الرؤية

امتصاص الصوت في الهواء والأسطح المحيطة

امتصاص الصوت في الهواء

في كل لحظة زمنية وفي أي نقطة في الغرفة، تساوي شدة الصوت مجموع شدة الصوت المباشر المنبعث مباشرة من المصدر وشدة الصوت المنعكس من الأسطح المحيطة بالغرفة:

عندما ينتشر الصوت في الهواء الجوي وفي أي وسط آخر، يحدث فقدان في الشدة. وترجع هذه الخسائر إلى امتصاص الطاقة الصوتية في الهواء والأسطح المحيطة. دعونا نفكر في استخدام امتصاص الصوت نظرية الموجة .

استيعاب الصوت هو ظاهرة تحول لا رجعة فيه لطاقة الموجة الصوتية إلى نوع آخر من الطاقة، وبشكل أساسي إلى طاقة الحركة الحرارية لجزيئات الوسط. يحدث امتصاص الصوت في الهواء وعندما ينعكس الصوت من الأسطح المحيطة.

امتصاص الصوت في الهواءيرافقه انخفاض في ضغط الصوت. دع الصوت ينتقل على طول الاتجاه صمن المصدر. ثم حسب المسافة صبالنسبة لمصدر الصوت، تنخفض سعة ضغط الصوت وفقًا لـ القانون الأسي :

, (63)

أين ص 0 - ضغط الصوت الأولي عند ص = 0

,

 – معامل الامتصاص صوت. الصيغة (63) تعرب قانون امتصاص الصوت .

المعنى الجسديمعامل في الرياضيات او درجة  هو أن معامل الامتصاص يساوي عددياً معكوس المسافة التي ينخفض ​​فيها ضغط الصوت ه = 2,71 مرة واحدة:

وحدة si:

.

وبما أن قوة (شدة) الصوت تتناسب مع مربع ضغط الصوت، فنفس الشيء قانون امتصاص الصوت يمكن كتابتها على النحو التالي:

, (63*)

أين أنا 0 - قوة (شدة) الصوت بالقرب من مصدر الصوت، أي عند ص = 0 :

.

الرسوم البيانية التبعية ص صوت (ص) و أنا(ص) وترد في الشكل. 16.

من الصيغة (63*) يترتب على ذلك أن المعادلة صالحة لمستوى شدة الصوت:

.

. (64)

ولذلك، فإن وحدة SI لمعامل الامتصاص هي: نبير لكل متر

,

وبالإضافة إلى ذلك، يمكن حسابها في بيلا لكل متر (بي ام) أو ديسيبل لكل متر (ديسيبل/م).

تعليق: يمكن أن تتميز امتصاص الصوت عامل الخسارة ، وهو متساوي

, (65)

أين  - الطول الموجي للصوت، المنتج  – ل معامل التوهين الأوغاريتمي صوت. قيمة تساوي مقلوب معامل الخسارة

,

مُسَمًّى عامل الجودة .

لا توجد نظرية كاملة لامتصاص الصوت في الهواء (الغلاف الجوي) حتى الآن. العديد من التقديرات التجريبية تعطي قيمًا مختلفة لمعامل الامتصاص.

تم إنشاء النظرية (الكلاسيكية) الأولى لامتصاص الصوت بواسطة ستوكس وتعتمد على مراعاة تأثير اللزوجة (الاحتكاك الداخلي بين طبقات الوسط) والتوصيل الحراري (معادلة درجة الحرارة بين طبقات الوسط). مبسط صيغة ستوكس لديه النموذج:

, (66)

أين  – لزوجة الهواء،  – نسبة بواسون،  0 – كثافة الهواء عند 0 درجة مئوية،  – سرعة الصوت في الهواء. في الظروف العادية، سوف تأخذ هذه الصيغة الشكل:

. (66*)

ومع ذلك، فإن صيغة ستوكس (63) أو (63*) صالحة فقط لـ أحادي الذرة الغازات التي تتمتع ذراتها بثلاث درجات حرية انتقالية، أي متى  =1,67 .

ل غازات 2 أو 3 أو جزيئات متعددة الذرات معنى  أكثر بكثير، لأن الصوت يثير درجات الدوران والاهتزاز من حرية الجزيئات. بالنسبة لمثل هذه الغازات (بما في ذلك الهواء)، تكون الصيغة أكثر دقة

, (67)

أين ت ن = 273.15 ك –درجة الحرارة المطلقة لذوبان الجليد (النقطة الثلاثية)، ص ن = 1,013 . 10 5 باسكال –الضغط الجوي الطبيعي, تو ص- درجة الحرارة الحقيقية (المقاسة) والضغط الجوي،  =1,33 للغازات ثنائية الذرة،  =1,33 للغازات ثلاثية ومتعددة الذرات.

امتصاص الصوت عن طريق إحاطة الأسطح

امتصاص الصوت عن طريق إحاطة الأسطحيحدث عندما ينعكس الصوت منها. وفي هذه الحالة ينعكس جزء من طاقة الموجة الصوتية ويتسبب في ظهور موجات صوتية واقفة، وتتحول الطاقة الأخرى إلى طاقة الحركة الحرارية للجزيئات العائقة. وتتميز هذه العمليات بمعامل الانعكاس ومعامل الامتصاص للهيكل المحيط.

معامل الانعكاس الصوت من عقبة هو كمية بلا أبعاد تساوي نسبة جزء من طاقة الموجةدبليو سلبي ، تنعكس من العائق إلى كامل طاقة الموجةدبليو ضمادة الوقوع على عقبة

.

يتميز بامتصاص الصوت بواسطة عائق معامل الامتصاص – كمية بلا أبعاد تساوي نسبة جزء من طاقة الموجةدبليو استيعاب غارقة في عقبة(وتتحول إلى طاقة داخلية للمادة الحاجزة)، لجميع طاقة الأمواجدبليو ضمادة الوقوع على عقبة

.

متوسط ​​معامل الامتصاص الصوت من جميع الأسطح المحيطة متساوي

,

, (68*)

أين  أنا – معامل امتصاص الصوت للمادة أناالعائق الرابع، منطقة S i أناالعقبات س- المساحة الإجمالية للعوائق، ن- عدد العقبات المختلفة.

ومن هذا التعبير يمكن أن نستنتج أن متوسط ​​معامل الامتصاص يتوافق مع مادة واحدة يمكنها تغطية جميع أسطح حواجز الغرفة مع الحفاظ على امتصاص الصوت الكلي (أ )، متساوي

. (69)

المعنى المادي لامتصاص الصوت الكلي (أ): يساوي عدديا معامل امتصاص الصوت لفتحة مفتوحة بمساحة 1 م2.

.

وحدة امتصاص الصوت تسمى سابين:

.