Как мы слышим

Для того чтобы понять как мы слышим необходимо разобраться в том как работает орган слуха человека и в том, что такое звук.

Строение органа слуха человека

Наружное ухо:

Состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода. То, что мы называем «шум», на самом деле являются звуковыми волнами, которые передаются через воздух. Звуковые волны улавливаются ушной раковиной и через слуховой проход передаются к барабанной перепонке. Барабанная перепонка представляет собой эластичную круглую мембрану по которой ударяют звуковые волны.

Среднее ухо:

Среднее ухо представляет собой заполненную воздухом полость за барабанной перепонкой. В полости среднего уха находятся три слуховые косточки, самые маленькие в человеческом организме: молоточек, наковальня и стремя. Молоточек соединен с барабанной перепонкой, а стремя с улиткой внутреннего уха. Такая система рычагов нужна для усиления колебаний барабанной перепонки.

Внутреннее ухо:

Во внутреннем ухе содержится несколько структур, но непосредственное отношение к слуху имеет только улитка, заполненная лимфатическими жидкостями. Внутри улитки находится перепончатый канал, также заполненный жидкостью, на нижней стенке которого расположен рецепторный аппарат слухового анализатора, покрытый волосковыми клетками. Волосковые клетки улавливают колебания жидкости, заполняющей канал. Каждая волосковая клетка настроена на определенную звуковую частоту, причем клетки, настроенные на низкие частоты, располагаются в верхней части улитки, а высокие частоты улавливаются клетками нижней части улитки. Когда волосковые клетки от возраста или по другим причинам гибнут, человек теряет способность воспринимать звуки соответствующих частот.

Краткие сведения о звуке

Окружающие нас звуки представляют собой продольные колеба­ния воздуха и характеризуются 2-мя основными, не зависящими друг от друга параметрами: частотой (высотой) и амплитудой (громкостью). Частота определяется как количество колебаний в секунду и измеря­ется в Герцах. Чем больше частота, тем выше звук, и наоборот.

Исследования показали, что ухо человека обладает способнос­тью воспринимать звуки с нижней границей частот, равной 16-20 Гц, и верхней границей, равной 15-20 кГц. Обычно дети, по сравнению с взрослыми, могут воспринимать более высокие частоты. Способность воспринимать высокие частоты уменьшается с возрастом.

Акустические сигналы (звуки) делятся на 3 группы:

• Чистые тоны - синусоидальные гармонические волны, амплитуда которых соответствует громкости, а частота - высоте тона;
• Сложные звуки - их можно разложить на простые синусоидальные компоненты. Частоты колебаний простых тонов, входящих в состав сложного звука, являются кратными числами по отношению к самому низкому чистому тону этого звука. Этот самый низкий чистый тон определяет­ся как основной и характеризует высоту звука. Все остальные состав­ляющие тоны в 2,3,4 раза и более выше основного соответствуют обертонам (или гармоникам), которые придают звуку окраску, тембр;
• Шумы - звуки, которые характеризуются отсутствием перио­дичности, соотношения частот - дробные, тоны не являются гармони­ческими.

В 1933 г. Fletcher и Munson установили, что ухо человека обладает наибольшей чувствительностью в области 1 кГц. Минимальное звуковое давление на этой частоте, которое способно воспринять сред­нестатистическое здоровое ухо, ровно 20 мкПа (микропаскаль). Эта величина и была принята за нулевую точку отсчета уровня звукового давления, которое для удобства стали измерять в дБ (децибел).

Ниже приведена таблица для примерного представления об уров­не сигнала или шума, которые встречаются в повседневной жизни.

Слуховой аппарат должен помогать слабослышащему человеку распознавать звуки окружающего мира: гудок автомашин, шум при­ближающегося поезда, сигнальные сирены и т.д., а также речь - что необходимо для каждодневного общения. Учитывая современные тех­нические возможности и то, что звуки опасности и речь находятся в частотном диапазоне от 300 Гц до 3 кГц, слуховые аппараты констру­ируются таким образом, что усиление окружающих звуков происходит преимущественно на этих частотах.