Jak działa słuch

Schemat ucha dzięki uprzejmości NASA Twoje ucho to delikatny i szczegółowy organ zmysłów. Zobacz więcej zdjęć ludzkich zmysłów.

Twoje uszy to niezwykłe narządy. Odbierają wszystkie dźwięki wokół ciebie, a następnie tłumaczą te informacje na formę, którą twój mózg może zrozumieć. Jedną z najbardziej niezwykłych rzeczy w tym procesie jest to, że jest całkowicie mechaniczny. Twój zmysł węchu, smaku i wzroku obejmuje reakcje chemiczne, ale Twój aparat słuchowy opiera się wyłącznie na ruchu fizycznym.

W tym artykule przyjrzymy się systemom mechanicznym, które umożliwiają słyszenie. Prześledzimy ścieżkę dźwięku, od jego pierwotnego źródła aż do mózgu, aby zobaczyć, jak współpracują ze sobą wszystkie części ucha. Kiedy rozumiesz wszystko, co robią, staje się jasne, że twoje uszy są jedną z najbardziej niesamowitych części twojego ciała!

Aby zrozumieć, jak Twoje uszy słyszą dźwięk, musisz najpierw zrozumieć, czym jest dźwięk.

Przedmiot wydaje dźwięk, gdy wibruje w materii. Może to być ciało stałe, takie jak ziemia; ciecz, na przykład woda; lub gaz, taki jak powietrze. Przez większość czasu słyszymy dźwięki przemieszczające się w powietrzu w naszej atmosferze.

Kiedy coś wibruje w atmosferze, porusza wokół siebie cząsteczki powietrza. Te cząsteczki powietrza z kolei poruszają cząsteczki powietrza wokół siebie, przenosząc puls wibracji przez powietrze.
Aby zobaczyć, jak to działa, spójrzmy na prosty wibrujący obiekt: dzwonek. Kiedy uderzysz w dzwonek, metal wibruje - wygina się do wewnątrz i na zewnątrz. Kiedy wygina się z jednej strony, popycha otaczające cząsteczki powietrza po tej stronie. Te cząsteczki powietrza zderzają się następnie z cząstkami przed nimi, które zderzają się z cząstkami przed nimi i tak dalej. To się nazywa kompresja.

Kiedy dzwonek odchyla się, wciąga otaczające go cząsteczki powietrza. Powoduje to spadek ciśnienia, który przyciąga więcej otaczających cząsteczek powietrza, powodując kolejny spadek ciśnienia, który wciąga cząsteczki jeszcze dalej. Ten spadek ciśnienia nazywa się rozrzedzenie.

W ten sposób wibrujący obiekt wysyła falę wahań ciśnienia przez atmosferę. Słyszymy różne dźwięki z różnych wibrujących obiektów z powodu różnic w fali dźwiękowej częstotliwość. Wyższa częstotliwość fal oznacza po prostu, że fluktuacja ciśnienia powietrza przełącza się szybciej tam iz powrotem. Słyszymy to jako wyższą smoła. Gdy wahania są mniejsze w pewnym okresie, wysokość dźwięku jest niższa. Poziom ciśnienia powietrza w każdej fluktuacji, fali amplituda, określa, jak głośny jest dźwięk. W następnej sekcji przyjrzymy się, jak ucho jest w stanie wychwytywać fale dźwiękowe.