声波的传播通过外和中耳
声音的传播空气传导
的外耳指导声音波从外部环境鼓膜。的耳廓外耳的可见部分,收集声波和,外耳空腔的入口处外部听觉运河,有助于漏斗声音进入运河。因为它的体积小和虚拟静止,人类是那么有用的耳廓声音收集和测向比许多动物。运河有助于增强的声音到达鼓膜。这共振增强只能wavelength-those相对较短的声音的频率范围在2000年和7000年之间hertz-which有助于确定频率的耳朵是最敏感的,那些重要的区分辅音的声音。
听起来的鼓膜在一定程度上反映和部分吸收。只有吸收声音设置膜。耳朵的倾向,反对的声音声阻抗。阻抗的大小取决于膜的质量和刚度小骨的链和他们提供的摩擦阻力。
当鼓膜吸收声波,其中央部分的浮雕,弯曲振动作为一个僵硬的锥,出入口。声波的力越大,越大偏转膜和响亮的声音。声音的频率越高,膜振动越快,越高球场的声音。膜的运动转移到处理的锤骨,这是附加的浮雕。膜在较高频率的运动不再是简单的,和传输锤骨可能不太有效。
锤骨和砧骨是被小弹性韧带和平衡,与它们的质量均匀分布的上方和下方的常见的轴旋转。的头锤骨和砧骨的身体紧密地绑定在一起,因此他们将作为一个单元一致鼓膜。在温和的声音压力,振动的传递镫骨,整个小骨的链移动作为一个单独的质量。然而,可能有相当大的自由运动和一些损失的能量之间的联合砧骨和镫骨这是因为他们的相对松散耦合。镫骨不来回进出,但岩石极低的踏板,它影响着膜覆盖椭圆形窗口的骨板内耳。镫骨的行为传播的声波外淋巴的前庭和前庭阶。
的函数小骨的链
为了使声音可以传递到内耳,空气中的振动必须改变振动的耳蜗液体。有一个挑战参与这项任务与差异阻抗——耐sound-between空气和流体的通道。这种差异,或阻抗不匹配,降低声音的传播。鼓膜和鼓膜函数来克服空气之间的阻抗不匹配和耳蜗液体,因此中耳作为变压器,或阻抗匹配装置。
通常,当机载听起来罢工水体的表面,几乎所有的能量是反映;只有0.1%进入水中。的耳朵这将代表一个传输损耗30 dB,足以严重限制了耳朵的性能,如果不是变压器中耳的行动。阻抗的匹配是实现在两个方面:主要是通过减少地区之间的鼓膜和镫骨踏板和次要的机械的优势锤骨和砧骨形成的杠杆。尽管鼓膜的总面积约69平方毫米(0.1平方英寸),其中央部分的面积,是自由移动估计大约43平方毫米。导致这一地区的声能量膜的振动传播和集中在3.2 -square-mm镫骨的踏板。因此,压力增长了至少13倍。小骨的杠杆的机械优势(因为存在的处理锤骨长于砧骨长投影)约为1.3。总在踏板增加压力,因此,不少于17倍,根据区域实际上鼓膜的振动。在频率3000到5000赫兹的范围,增加可能更大,因为耳道的谐振特性。
小骨的链不仅声音集中在一个小区域,还声音优先适用于耳蜗的一个窗口,椭圆形窗口。如果总统和圆窗户受到同样机载声音穿越中耳,震动的吗外淋巴的前庭阶会反对那些外淋巴的吗鼓阶,小底膜的有效运动的结果。,声音是有选择性地交付给卵圆窗,圆形窗口移动互惠时尚,向外凸出来响应一个向内运动的镫骨踏板和内在的镫骨远离椭圆形窗口。通过空气振动的流逝中耳对面的鼓膜的圆形窗口是可以忽略不计的重要性。
由于这些中耳的机械特性,正常耳蜗毛细胞的能够回应,在阈值的听力对频率的耳朵是最敏感的,鼓膜的振动的1埃(A;1 = 0.0000001毫米)振幅。另一方面,当小骨的链由疾病、固定化耳硬化症,这使镫骨踏板成为固定在椭圆形窗口,听觉阈值可能会增加高达60 dB(1000倍),代表一个重要程度的损伤。绕过小骨的链通过外科创建一个新窗口,是可以实现的开窗法操作,可以恢复听力在25到30 dB的正常。只有在固定的镫骨删除(镫骨切除术),取而代之的是一个微小的人工镫骨正常听力可以接近。幸运的是,操作上执行中耳已经完善,这样的缺陷导致导电障碍经常可以纠正和有用的听力恢复。
中耳肌肉的功能
中耳肌肉的张量定音鼓和stapedius由小骨的,会影响声音的传播链。收缩锤骨的张量定音鼓拉手柄内,的名字肌肉表明,时态鼓膜。收缩的stapedius把镫骨踏板从椭圆窗口向外,从而减少了声音强度到达耳蜗。stapedius响应与快速收缩的声音反射地高强度应用相同的耳朵或者相反的耳朵。的反射被比作眨眼睛或眼睛的瞳孔的收缩反应光和被认为是保护价值。不幸的是,中耳肌肉的收缩不是即时的,这样他们不保护耳蜗对突然强烈的影响噪音,如发生爆炸或枪击。他们也很快疲劳,从而提供从高级噪音防止受伤,如在摇滚音乐会和许多工业的工作场所。