Слуховой аппарат

Слуховой аппарат

Устройство уха

Устройство уха и особенности, присущие слуховому анализа­тору, определяют границы слухового восприятия, или пропуск­ную способность слуха как приемника информации. Поэтому для

правильной формулировки требований к электроакустической аппаратуре нужно иметь представление об основных механизмах слуха.

Слуховой аппарат человека, называемый первичным акусти­ческим преобразователем, схематически показан на рис. 1.1. Он состоит из трех частей: / — наружного, // — среднего и /// — внутренного уха.

Наружное ухо состоит из ушной раковины 1 и слухового про­хода 2, заканчивающегося тонкой мембраной 3, называемой ба­рабанной перепонкой. Средняя длина слухового прохода 27 мм. Таким образом, слуховой проход представляет собой трубу, от­крытую на  одном  конце  и  закрытую на другом.   Барабанная перепонка имеет вид конуса, обращенного острием в сторону среднего уха. Площадь ее равна приблизительно 80 мм².

Среднее ухо, отделенное от наружного барабанной перепон­кой,— это заполненная воздухом полость, содержащая три слу­ховых косточки: молоточек 4, наковальню 5 и стремя 6.

Молоточек прикреплен одним концом к барабанной пере­понке, а вторым соприкасается с наковальней, которая при по­мощи маленькой связки соединена со стремечком. Основание стремечка входит в отверстие 7, называемое овальным окном,

Рекомендуемые материалы

к краям которого оно при­креплено круговой связкой. Полость среднего уха соеди­няется с носоглоткой с по­мощью канала 8, называе­мого евстахиевой трубой. При изменении атмосфер­ного давления воздух может входить или выходить через евстахиеву трубу из полости

среднего уха, благодаря чему барабанная перепонка не реаги­рует на медленные изменения статического давления.

1.2. Схема устройства улитки

Внутреннее ухо выполняет две функции: во-первых, является органом равновесия и, во-вторых, содержит чувствительные к звуку нервные окончания и механизмы их возбуждения. Функ­ции равновесия принадлежат полукружным кольцам 9, переме­щение жидкости в которых при поворотах головы способствует ориентации в пространстве. Окончания слуховых нервов нахо­дятся в улитке 10, представляющей собой спирально свернутый канал, заполненный жидкостью. Длина канала составляет при­мерно 35 мм. Площадь поперечного сечения у стремечка — около 4 мм^г, а в противоположном конце — примерно 1 мм². Если улитку развернуть и вытянуть, она будет иметь вид, схемати­чески показанный на рис. 1.2.

9. Вода в почве, формы почвенной влаги. - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

Полость улитки почти вдоль всей ее длины разделена пере­городкой 1. Верхняя половина 2, включая стремечко 3, называ­ется преддверной лестницей, нижняя 4 — барабанной лестницей. Последняя отделена от полости среднего уха перепонкой круг­лого окна (11 на рис. 1.1 и 5 на рис. 1.2) Преддверная и бара­банная лестницы соединяются у вершины улитки через отверстие 6 (рис. 1.2), называемое геликотремой.

Перегородка 1 имеет сложное устройство. Отметим, что са­мым важным для восприятия звука элементом перегородки явля­ется так называемая базилярная мембрана, состоящая из не­скольких тысяч   поперечных   волокон,   слабо   связанных друг с другом. Длина базилярной мембраны — около 32 мм, ширина близ стремечка — 0,05 мм, у вершины (около геликотремы) — 0,5 мм. На базилярной мембране, вдоль всей ее длины, покоится орган Корти, содержащий около 30 000 чувствительных клеток, к которым подходят окончания слухового нерва 12 (рис. 1.1).

Механизм восприятия звуков

Работа слухового аппарата осуществляется следующим об­разом. При изменениях внешнего давления, происходящих со звуковой частотой, стенки евстахиевой трубы 'находятся в опу­щенном состоянии и не пропускают воздух в среднее ухо и об­ратно. В результате барабанная перепонка совершает колеба­тельные движения, передающиеся через систему слуховых косто­чек (молоточек, наковальню) на основание стремечка, которое, подобно поршню, производит смещение жидкости в преддверной лестнице, проталкивая ее через отверстие геликотремы в ба­рабанную лестницу. Жидкость барабанной лестницы оказывает при этом давление на перепонку круглого окна, вызывая ее сме­щение в сторону, противоположную движению стремечка. В про­цессе передачи колебаний от барабанной перепонки к овальному окну внутреннего уха слуховые косточки выполняют роль транс­форматора, согласующего сравнительно небольшое акустическое сопротивление воздушной среды с большим сопротивлением жидкости во внутреннем ухе. Трансформация происходит в ос­новном из-за большой разницы в эффективных площадях бара­банной перепонки и основания стремечка и отчасти рычажного действия молоточка и наковальни. Результирующий коэффици­ент трансформации, обусловленный этими явлениями, равен при­мерно 20 : 1.

Описанный выше процесс переливания жидкости из преддверной лестницы в барабанную и обратно имеет место только при низкочастотных колебаниях. Колебания более высоких час­тот передаются непосредственно через мягкую часть перего­родки улитки.

Основной особенностью колебаний базилярной мембраны яв­ляется локализация максимального колебательного смещения в сравнительно небольшом участке ее длины, причем место ло­кализации зависит от частоты звукового воздействия. Например, звуки частотой 60—80 Гц вызывают максимум смещения воло­кон, наиболее удаленных от стремечка, т. е. находящихся вблизи геликотремы; звуки частотой 15—20 кГц вызывают максималь­ное смещение волокон, располагающихся вблизи овального окна.   На  рис.  1.2   отмечены  точками   участки максимального смещения на разных частотах. Таким образом, звуки разных частот воспринимаются разными группами нервных окончаний, находящихся в органе Корти. Следовательно, при восприятии звуков слух производит как бы спектральное разложение слож­ного колебания. Отметим, что если построить частотную характе­ристику колебаний какого-либо локального участка базилярной мембраны, то она будет иметь вид резонансной кривой со сравни­тельно невысокой добротностью, причем эта добротность одина­кова на всех участках мембраны. Поэтому частотная разрешаю­щая способность (в абсолютном выражении) оказывается наибольшей в низкочастотной части мембраны.