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口口圈称圈第1章声音与人耳听觉特性
1.2.1外耳
外耳由耳郭(或耳廓)、外耳道和耳膜(鼓膜)组成。耳郭起着将声波导向外耳道的作用,并对声源方向的定位起作用。外耳道是一个直径约为0.5cm、长约为2.5cm,一端封闭的管子,起着将声音传至耳膜的作用。外耳道的自然谐振频率约为3400Hz。由于外耳道的共鸣以及人头对声音产生的反射和衍射作用,人耳对2000~4000Hz声音的感觉可提高15~20dB。耳膜是一个面积约0.8cm2、厚约0.1mm的柔软的浅锥形薄膜。锥形的顶点朝向中耳。耳膜可接收声波的振动,然后传给中耳的听小骨。
1.2.2中耳
中耳是耳膜内侧的空腔部分,容积约2cm3,其中包含三个听小骨。与耳膜相连接,由耳膜中央朝向上方的小骨是锤骨,然后是砧骨及键骨,它们以关节状相连接。橙骨的底面积约3.2mm2,与内耳的卵形窗相接。中耳由于听小骨的杠杆作用以及耳膜与卵形窗面积比,使加到耳膜上的声压被放大后加给卵形窗,并起着将外耳的空气与内耳的液体之间进行阻抗匹配的作用。另外,听小骨附有能对强声起反射作用的肌肉,使强声减低后传入内耳,可保护内耳。听小骨具有一定的非线性,使人们对一个频率的声音能产生出它的谐音的感觉。中耳通过耳咽管与鼻腔相通。耳咽管平常是闭合的,当咽东西时它才打开,使外耳与中耳的气压保持平衡,以保护耳膜不致受到过强气压的冲击而破裂。
1.2.3内耳
内耳由三个半规管和耳蜗组成。耳蜗的外形如同蜗牛的外壳,是由卷曲成22圈的螺旋形骨质小管组成的,管长为2~3cm。耳蜗的直径约9mm,高约5mm,内部充满淋巴液。三个半规管是起保持身体平衡作用的,与人的听觉无关。耳蜗沿长度方向以基底膜为界分为前庭阶和鼓阶两个部分。这两个阶在顶端蜗孔处相通。基底膜由外端的0.16mm逐渐变宽,最里端宽度约为0.52mm。基底膜上分布有约3万根毛细胞,每根毛细胞都与末梢神经相连。当声音经镜骨传到卵形窗后,由淋巴液传到基底膜,使基底膜上与声音频率相应的部分产生共振。
靠卵形窗近处与高频声音共振,越往里面共振的频率越低。共振使该部分的毛细胞刺激相应的末梢神经产生电脉冲,送至大脑皮质中的听觉中枢,从而使人听到声音。对于由许多频率组成的复音,各频率声音分别使相应部分产生共振,使人感觉到复音的音色。关于声音大小的感觉,是由电脉冲的频度决定的。电脉冲频率越高,人感觉到的声音就越响。
1.3人耳的听觉范围
人耳对声振动的感受,在频率及声压级方面都有一定的范围。在这个范围外的声振动人5