了解我們的聽覺器官

1、了解我們的聽覺器官耳朵我們是怎樣聽聲音的聽覺是一種聽感知，它是一個復(fù)雜的而且沒有完全理解的過程。耳朵的功能是從周圍環(huán)境中收集聲波（聲學(xué)能量）進行分析，并轉(zhuǎn)換成大腦能夠解釋的能量形式（神經(jīng)能量）。外耳由耳廓和外耳道組成。我們可以看到的部分耳廓，使聲音像煙一樣進入聽覺通道（外耳聲學(xué)通道），并幫助人類判斷聲源方向。 當(dāng)聲波進入外耳道傳向鼓膜時，聲波被輕微放大。聲壓的變化會導(dǎo)致鼓膜的進出。鼓膜的這種運動將聲學(xué)能量轉(zhuǎn)換成機械能，并傳遞到三塊中耳中的聽小骨上（錘骨、砧骨、鐙骨）。第三塊骨鐙骨的底板（也稱踏板）停留在橢圓窗，聲音能量通過這個途徑傳到內(nèi)耳。在三塊聽骨振動（合稱聽骨鏈）將聲音從中耳傳遞到內(nèi)耳，這

2、個過程中聲音衰減很少。 在所有聽覺器官中最關(guān)鍵、最復(fù)雜的部位是內(nèi)耳，它被顳骨人所有骨頭中最堅硬的骨覆蓋。內(nèi)耳包括主要的聽覺接收器官耳蝸及控制平衡感的器官半規(guī)管。之所以叫耳蝸，是因為它類似蝸牛的殼（其中包含了兩個充滿液體的通道），通道中有30,000個毛細胞排列成四排。由聽小骨傳來的能量推動耳蝸中的液體，這些液體不斷地刺激聽毛細胞。當(dāng)聽毛細胞受到刺激時，它們將瞬間的電信號沿著聽神經(jīng)傳往大腦。高頻部分由耳蝸基底部或最低圈聽毛細胞感知，低頻部分則刺激耳蝸頂點或頂部聽毛細胞。聲音的性質(zhì) 聲音以強度和頻率為度量單位。在考慮聽力損失兒童的需要時，這兩個維度都很重要。強度或響度以分貝(dB)為單位進行測量。

3、0 dB表示一個聽力正常的人能夠察知到的最小的聲音，也稱零聽力級或聽力零級。 dB數(shù)越大代表聲音越大。5英尺外低的耳語聲記為10dB，開動中的汽車聲約65 dB，尼亞加拉瀑布聲約90 dB。1020英尺外的交流聲范圍大概為20 55 dB。對一般人來講，125dB的聲音將會對人造成傷害。 聲音的頻率或音調(diào)以每秒鐘的周期數(shù)或Hz為單位進行測量。1Hz代表1個周期每秒。鋼琴鍵最低的音符為30 Hz。中央C為250 Hz，最高的音符大約4,000 Hz。人耳的聽覺范圍在2020,000 Hz內(nèi)，但有許多可聽的聲音在一般的交流頻率范圍（言語范圍）外。即使一個人會因聽不到很低的聲音（如霧號聲）或很高的聲

4、音（如短笛聲）而感到不便，但在教室或日常生活中他不會遇到明顯的問題。然而，如果一個人在言語范圍內(nèi)聽力損失嚴重，那么他在口語的獲得及口語交流方面將會有很大的消極影響。 5002,000 Hz一般認為是最重要的聽覺言語語言頻率范圍，但也有一些言語聲高于或低于這一范圍。例如，音位s（在詞“sat”中）是一個高頻的聲，代表性地出現(xiàn)在4,0008,000 Hz范圍中。因而，如果一個學(xué)生聽力損失主要在高頻區(qū)，那么他就會在分辨s音中出現(xiàn)困難。相反，如dj及m音位出現(xiàn)在低頻區(qū)，這對低頻聽力損失的學(xué)生則是一個難題。正如你所料，高頻聽力損失的學(xué)生聽男聲比聽女聲容易。與耳聾和助聽器有關(guān)的聲學(xué)知識為聾人選配一個合適的

5、助聽器，離不開聽力學(xué)的聲學(xué)基礎(chǔ)知識，耳的解剖、聽覺生理已在上節(jié)敘述，我們就助聽器選配的有關(guān)聲學(xué)知識作一簡單介紹。 音量單位是分貝(dB)，零dB是大多數(shù)正常人剛剛能聽到的聲音，4050dB大小聲音相當(dāng)于一輛悄悄行駛的小汽車，或者一間不太安靜的辦公室內(nèi)的聲音。音調(diào)高低用頻率來測量，單位是赫茲“Hz”，即聲波每秒鐘內(nèi)振動的次數(shù)。一、振動 聲音高低與振動的快慢有關(guān)。什么是振動？物體在一定位置來回重復(fù)的運動，叫做振動( vibration)。這可以用橡皮筋作一個實驗來說明。將一根橡皮筋繃緊，然后用一個手指頭彈動它，這時能看到甚至還能聽到它的振動。 物體完成一次振動所需要的時間稱為周期(period)。

6、每秒內(nèi)振動的周期數(shù)稱為頻率( frequency)，單位用赫茲(Hz)來表示，即每秒鐘振動1次為1Hz。振動物體離開平衡位置的最大距離稱為振幅。每一個物體都有自己的固定周期或固定頻率，不同物體的固有周期和固有頻率是不同的。例如鼓聲和鑼聲就有顯著差異。當(dāng)周期性外加的頻率等于或接近振動物體的固有頻率時，振動體的振幅達到最大值，這一現(xiàn)象稱為共振( resonance)。入耳外耳道共振峰約在2.7kHz左右。二、波動 波動(wave motion)即振動在介質(zhì)中的傳播過程。按波動的性質(zhì)可以分為： 1機械波 是指機械振動在介質(zhì)中傳播的過程。如水波、聲波、固體內(nèi)部傳播的波。 2電磁波 是指變化的電場和變化

7、的磁場的空間傳播的過程。如無線電、紅外線、紫外線、X線、可見光等均屬于此類。這兩種波動雖然傳播和方式不同，但均屬于能量傳播過程。用此原理設(shè)計了助聽器的“T”檔及閉路電磁感應(yīng)線助聽器，對聾兒進行語言教學(xué)及電化教學(xué)，其最大的特點是抗噪聲性強，不易受環(huán)境的影響，在國外許多電影院、劇場等公共場所均安置了此類線圈助聽器，聾人只要在磁場的范圍內(nèi)，用助聽器“T”檔接收節(jié)目，都能收到清晰的聲音。三、聲波 聲振動在彈性介質(zhì)中所激起的波稱為聲波( soundwave)。 所謂的聲振動就是當(dāng)振動頻率在1620 000Hz之間時，能引起人耳的聽覺振動。低于16Hz的振動稱次聲波（sub一sonic wave)，高于2

8、0 000 Hz振動的波稱超聲波(ultrason-ic)。我們把聲波傳播的空間稱為聲場(sound field)。描述聲場性質(zhì)的物理量主要有以下幾個方面： 1聲壓(sound pressure) 指聲波傳播時介質(zhì)中心的壓強與無聲波傳播時壓強之差。 我們把有聲波傳播時聲場中某點壓強Pl和沒有聲波傳播時該點壓強Po之差叫做該點的聲壓。即聲壓P( pressure)=P1 - Po，單位：達因/cm2，微巴。 2聲阻 聲阻(acoustic alimpedance)是表示媒質(zhì)性質(zhì)的一種重要物理量，是指聲壓與質(zhì)點運動速度之比而言。 聲阻的大小與媒質(zhì)的密度及聲波在其中傳播的速度有關(guān)，它由媒質(zhì)的性質(zhì)決定

9、，因此亦稱為媒質(zhì)的特征阻抗。 3聲壓級(sound pressure level，SPL) 指某聲壓P與參考聲壓Po兩者比值的對數(shù)乘20，單位為分貝(dB)，公式為：聲壓級(SPL)=20lgp/Po。不同環(huán)境中的聲壓級不同，例如：飛機起飛的聲壓級約130dB，火車鳴笛約120dB，紡織廠的機器聲約90dB，在1m距離大聲講話約8085dB，一般正常兩人談話時約65dB，夜深人靜時周圍環(huán)境的聲壓級約為20dB等。 4響度(loudness) 人耳對聲壓的聽覺感受，聲壓越大，入耳感覺越響，聲音響度近似和它的聲壓級成正比。響度的單位叫宋( sone)，1宋是聲壓級為40dB，頻率為1 000Hz的

10、純音。頻率不同聲壓級相同的聲波，其響度并不相等。如頻率為1 000Hz、聲壓級為50dB和頻率為100Hz、聲壓級為20dB等響?？梢婍懚扰c頻率有關(guān)。為此，我們引進了響度級的概念。 5響度級(loudness level) 規(guī)定以1 000Hz聲波作為標(biāo)準，如果一個聲音的響度與1 000Hz某一聲壓級的音響相等，我們就把這1 000Hz聲音的聲壓確定為該聲音的響度級。其單位稱為“方”( phon)，如50Hz聲壓級78dB的聲音與1000Hz 60dB的聲音等響，所以50Hz78dB的響度級為60方在聲波頻率范圍內(nèi)，能引起聽覺的最小聲音刺激量稱為聽閾(audiblethres hold)。不同

11、頻率的聲波，引起聽覺所需的最小聲強值不同，聽閾值依頻率變化的關(guān)系曲線稱為聽閾曲線(audible threshold curve)，當(dāng)聲強增大時，可引起人耳疼痛的聲音刺激量稱為痛閾(threshold of pain)，疼痛依頻率變化的關(guān)系曲線稱為痛閾曲線(thresold of pain curve)。聽閾和痛之間的區(qū)域稱為聽覺區(qū)域(sense of hearing range)四、聲波特性 1反射 前進的波進入第二媒質(zhì)界面時有一部分又返回第一媒質(zhì)稱為反射。兩種媒質(zhì)聲導(dǎo)抗差值越大（聲波前進障礙物密度越大，表面越光滑及表面積越大），反射波越強。 2繞射 聲波能繞過障礙物的邊緣前進，此現(xiàn)象稱繞射

12、。 實驗證明，前進聲波的波長必須小于障礙物的尺度（如頭顱），才能不產(chǎn)生聲影，聲波得到繞射。如300Hz的聲波無論從頭的哪一方面來，都不會影響對側(cè)耳的聽力。但對于高頻聲波，由于波長短障礙了聲波的繞射，可直接影響對側(cè)耳對聲音的聽取。 3衰減 聲波能量在媒質(zhì)傳播中，聲能將隨著距離增加逐漸減小稱為聲波衰減。 4混響 聲源停止作用后，聲音在室內(nèi)并不立即消失，而延續(xù)一段時間的現(xiàn)象。 混響時間與房間體積、各反射面的面積及建筑材料等因素有關(guān)，基本符合公式：t=0. 163Vas（V：房間體積m3）；a：吸音系數(shù)，與建筑材料及裝潢配物有關(guān)；s：各反射面的面積，m2。 聽力正常人要求房間混響時間0. 52s為好，混響時間過長會導(dǎo)致聲音前后重疊，辨別不清；過短則會感到聲音單調(diào)。John(1960)為成年后聾人進行言語測試，當(dāng)混響時間為0. 7s，其