Орган слуха
Фонтан Тихоокеанского научного центра в Сиэтле (США, штат Вашингтон) дарит множество ощущений — вид мощных струй, звуки музыки, непрерывно меняющиеся световые эффекты.
Наш слух зависит от способности уха улавливать распространяющиеся в воздухе звуки и преобразовывать их в нервные импульсы, которые посылаются в мозг В этом процессе соединяются и физика звуковых волн, и биологические функции многих частей нашего уха.
Звуковые волны подобны кругам на воде от брошенного камня, только колеблется здесь не вода, а давление воздуха. Молекулы кислорода, азота и углекислого газа, из которых состоит воздух, на короткий срок сближаются, когда какая-нибудь сила сталкивает их друг с другом. Именно это происходит, когда теннисная ракетка ударяет по мячу или когда наши голосовые связки вибрируют при разговоре. Если мы изобразим звуковые волны в виде пиков (максимальное давление) и впадин (минимальное давление), то разность высот между пиками и впадинами покажет амплитуду звуковых колебаний. Чем выше волны, тем громче издаваемый звук.
Частота звуковых волн — количество волн, создаваемых в единицу времени, — определяет высоту звука. Громкие низкие звуки виолончели и громкие высокие звуки скрипки могут иметь одну и ту же амплитуду, но воздух колеблется при этом с разной частотой. Слух у человека — одно из наименее острых чувств. Летучие мыши, киты, собаки, крошечные землеройки и многие другие животные способны слышать гораздо более высокие и более низкие звуки.
Летучая мышь точно определяет местонахождение своей добычи, испуская ультразвуки, которых мы не слышим, и улавливая слуховым аппаратом их эхо.
В большинстве музыкальных инструментов звуки рождаются благодаря колебаниям различных частей инструмента, например гитарных струн. Однако электроусилители могут довести громкость до уровня, опасного для нашего слуха.
КАК МЫ СЛЫШИМ ЗВУК
Ухо воспринимает и усиливает звук. Каждый его отдел — наружное, среднее и внутреннее ухо — играет в этом процессе особую роль. Выступающая часть наружного уха, или ушная раковина, улавливает звуковые колебания и направляет их по слуховому проходу внутрь — к барабанной перепонке. Здесь начинается ряд действий, в результате которых энергия звуковых колебаний будет передана нервным клеткам, которые пошлют импульсы в мозг Звуковые волны ударяют по тонкой барабанной перепонке, заставляя ее колебаться. Колебания передаются трем крошечным слуховым косточкам, находящимся в среднем ухе: молоточку, наковальне и стремечку. Эти самые маленькие косточки нашего тела работают как разводной мост между наружными и внутренними частями уха. Когда они вибрируют, их движения передаются тонкой гибкой мембране, так называемому овальному окну. Это усиливает воспринятые барабанной перепонкой колебания, которые, достигнув внутреннего уха, уже могут вызвать здесь колебания жидкости. Колебания порождают сигналы, поступающие по слуховому нерву в мозг и воспринимаемые там как звук.