III. ACUSTICA ȘI MECANISMUL AUZULUI

III.1. Acustica și mecanismul auzului

Aplicații

1) Pentru ce se recomandă să deschidem gura când în apropiere are loc o explozie puternică?

Dacă explozia este puternică produce o presiune mare care poate duce la spargerea timpanului, care este apăsat pe o parte a sa. Deschizând gura se exercită asupra timpanului aceeaşi presiune, dar și din interiorul urechii. Astfel se echilibrează cele două presiuni, cea interioară și cea exterioară și se evită accidentarea.

Aplicații

2) De ce vocile femeilor şi ale copiilor sunt mai ascuţite (înalte) decât ale barbaţilor?

Coardele vocale ale femeilor şi ale copiilor sunt mai scurte decât ale barbaţilor.

Aplicații

3) De multe ori auzim cum liliecii se încurcă în părul femeilor. Au liliecii o afinitate pentru părul tapat ?

Liliecii sunt orbi și ei se orientează în spațiu numai prin ecolocație. Ei trimit un semnal (ultrasunet) pe o anumită direcție și dacă își primesc ecoul propriului sunet, înseamnă că pe aceea direcție este un obstacol și trimit un alt semnal pe o altă direcție până nu își mai primesc ecoul.

Părul femeilor fiind mai înfoiat conține mult aer și de aceea sunetul emis de liliac pe direcția părului unei femei nu mai este întors (reflectat) și trece prin păr. Liliacul va crede că pe acea direcție nu este niciun obstacol și așa ajunge el să se încurce în părul femeilor.

Aplicații

4) Vi s-a întâmplat să vă ascultaţi propria voce, reprodusă de un reportofon/telefon şi să nu vi-o recunoaşteţi? De ce se întâmplă asta?

Acest lucru se datorează faptului că atunci când vorbim, ne auzim propria voce altfel decât este percepută de către cei din jurul nostru. Fiecare persoană percepe sunetele proprii prin conducție osoasă, iar sunetele altora prin aer.

Noi ne auzim propria voce prin conducţie osoasă, întrucât, vibraţia coardelor vocale ajunge la urechea noastră trecând prin structurile osoase aflate între ele. Sistemul osos constituie un fel de filtru acustic, ce lasă să treacă numai sunete de anumite frecvenţe, schimbând timbrul vocii noastre.

Aplicații

5) De ce auzim când zboară o muscă, dar nu auzim când zboară un fluture?

Musca mişcă aripile de circa 300 de ori pe secundă, iar fluturele doar de câteva ori pe secundă. Frecvența aripilor fluturelui este de aproximativ 5 Hz, producând oscilaţii infrasonore, care nu pot fi percepute de urechea umană. Frecvența aripilor unei muște este de 300 Hz, deci mai mare de 16 Hz și de aceea auzim vibrația ei.

Experiment

1. Urechea de iepure


Materiale necesare: dosar carton (bucată de carton), bandă adezivă, căşti de urechi cu radio sau MP3 player.

Descrierea experimentului:

  • Realizează un con din cartonul dosarului prin răsucire şi prinde-l cu bandă adezivă pentru a nu se desface.

  • Dă drumul la radio prin căşti şi vei observa că dacă nu pui căştile în urechi, nu auzi aproape nimic.

  • Apropie conul de carton cu partea mai îngustă de ureche şi îndreaptă gura mai largă a conului spre casca cu muzică.

Observație

Muzica se aude prin con destul de bine ca şi cum ai fi pus căştile în urechi.

Concluzia experimentului:

Sunetele slabe se împrăştie uşor înainte să ajungă la urechile tale. Prin urmare acest con captează mult mai bine aceste sunete decât micuţul pavilion al urechii tale.

Sunetele din jur sunt culese de pavilionul urechii, direcţionându-le prin canalul auditiv spre timpan.

La animalele ierbivore (gândeşte-te mai ales la urecheatul fricos), pavilionul urechii este mult mai mare şi mult mai flexibil faţă de cel al omului. Din acest motiv ele captează şi sunetele cele mai slabe din jur şi de aceea auzul constituie arma lor de apărare cea mai bună (pe lângă fugă, bineînţeles!).

Acest con se mai poate folosi şi ca megafon. Dacă vorbeşti în partea mai îngustă a conului, acesta îţi amplifică sunetele, nelăsându-le să se împrăştie în jur.



III.2. Difuzorul și urechea umană

important

Urechea umană se aseamănă cu un sistem format din microfon și difuzor.

Microfonul este un aparat care transformă sunetul în semnale electrice. Sunt utilizate mai multe tipuri de microfon, care utilizează diferite metode pentru a converti variațiile de presiune a aerului unei unde sonore într-un semnal electric. Cele mai frecvente sunt microfonul dinamic, care utilizează o bobină de sârmă suspendată într-un câmp magnetic.

Microfoanele sunt utilizate în multe aplicații, cum ar fi telefoane, aparate auditive, sisteme de adresare publică pentru săli de concerte și evenimente publice, producție de imagini în mișcare, inginerie audio în direct și înregistrată, înregistrare de sunet, radiouri bidirecționale, megafoane, radiodifuziune și televiziune și în calculatoare pentru înregistrarea vocii, recunoașterea vorbirii, VoIP și în scopuri neacustice, cum ar fi senzori ultrasonici sau senzori de bătaie.

Difuzorul este dispozitiv folosit în radiofonie care transformă undele electrice în unde sonore prin punerea în vibrație a unei membrane plane sau a unui cornet; este folosit în dispozitivele de radiorecepție și în instalațiile de amplificare a sunetului.

Un difuzor audio convertește un curent electric în sunet (transformând energia electrică în energie acustică) prin folosirea a două componente principale: un magnet și o bobină de sârmă. Când un curent electric trece prin bobină, acesta produce un câmp magnetic (după cum descrie legea inducției, formulată de Faraday), transformând bobina într-un electromagnet.

Curentul produs de un semnal audio nu este însă constant: el alternează rapid între diverse valori extreme. Această variaţie a curentului prin bobină face ca polaritatea câmpului magnetic indus să varieze puternic. Dacă acum aducem un magnet permanent (care prezintă un câmp magnetic constant) aproape de bobină, magnetul permanent și electromagnetul (bobina) interacționează, comutând rapid între atracție și respingere, rezultând astfel în mișcări înainte-înapoi (vibrații) ale bobinei, care se mişcă solidar cu membrana difuzorului. Aceste vibrații sunt transmise aerului înconjurător, iar când ajung la timpanul nostru, creierul le interpretează ca fiind sunete, dacă frecvența lor se află în domeniul audibil (între 20 Hz și 20 kHz).

important

În interiorul unui difuzor avem:

1) Con care vibrează.

2) Electromagnet (bobină cu miez de fier)- partea mobilă. El este atras și respins de magnetul fix, vibrând înainte și înapoi. El este atașat la un con confecționat dintr-un material flexibil, care amplifică aceste vibrații, răspândind undele sonore în aer.

3) Magnet permanent fix cu rolul de a produce un câmp magnetic și care interacționează cu câmpul magnetic variabil al electromagnetului.



Hipoacuzia sau scăderea capacității de auz este o afecțiune din ce în ce mai frecventă, atât în rândul persoanelor tinere, cât și în cel al persoanelor vârstnice. Având în vedere că numai un sfert din populația care suferă de hipoacuzie este la vârsta de pensionare, iar majoritatea pacienților sunt adolescenți și adulți tineri, protezele auditive trebuie luate în considerare pentru orice caz de hipoacuzie timpurie.

important

Componentele de bază ale unui aparat auditiv sunt: un microfon (captează sunetele și le transformă în semnale electrice pe care procesorul le poate înțelege), un amplificator de sunet, un difuzor ( recepționează semnalul electric amplificat și îl convertește în semnal acustic), un procesor de sunet (computer mic, iar scopul lui este să creeze sunet) și o sursă de energie (baterie).