Звукові хвилі

Резонанс – збільшення амплітуди результуючих коливань при збігу фаз і частот двох хвиль.

Фізичні характеристики звуку – частота, довжина хвилі, амплітуда, період коливань, тембр.

Частота 𝛎 [Гц]	Довжина хвилі λ[м]	Амплітуда [м]	Інтенсивність І [Вт/м²]	Тембр звуку
Це - кількість коливань за 1 секунду	Це - відстань між двома точками середовища з однаковими фазами.	Максимальне відхилення частки пружної речовини.	Це – потужність звуку Р, що припадає на одиницю площі S.	Це - обертони та призвуки, що входять в спектр звуку. У голосі людини великий набір частот, але тембр обумовлений тими частотами, які резонують.
Щвидкість хвилі – це відстань, яку проходить хвиля за 1 с. У цю відстань міститься 𝛎 довжин хвиль λ.
Частота і довжина хвилі -взаємопов’язані. Чим менша λ довжина хвилі - тим більша частота 𝛎 . Частота відповідає за висоту звуку. Чим більша частота звуку, тим він - вище.	Чим більша амплітуда коливань, тим звук - гучнійший.	Інтенсивність –зведений та більш ємкісний параметр звуку, тому саме він використовується, як основний.
Довжина хвилі λ – амплітуда, максимальне відхилення     Когерентні хвилі – це хвилі з однаковими частотами.

Характеристика слухового відчуття

Інтенсивність звуку–основна характеристика для слухового відчуття

Для зручності інтенсивність виражають у децибелах.

Децибел –це число,яке показує - скількиразів еталонну величину необхідно помножити на 10, щоб отримати величину, яка вимірюється. У децибелах можна виміряти що завгодно, тоб-то порівняти вимірювану величину з її вибраним еталонним значенням).

Еталон інтенсивності звука -

(найнижче порогове значення на частоті 1000 Гц, при тиску Па). Дорівнює 10 ДБ.

Математично – це виражається як логарифм.

,

де I - інтенсивність даного звуку, – еталон.

( – це ступінь, в яку необхідно звести число 10, щоб отримати аргумент цієї функції )

(Десятка, що стоїть перед логарифмом – це не основа десятичного логарифму, а множник для переводу бел в децибел)

Наприклад, шум літака в 10 000 000 000 000 (або в ) разів перевищує наш еталон, тобто цей еталон необхідно 13 разів помножити на 10. Шум літака – 130 ДБ. (У стоячій хвилі I = 0)

Не слід забувати, що децибели - не є одиницею виміру в тому сенсі слова, як, наприклад, метри, і що відповідно з ними доводиться поводитися інакше. Якщо до 5 метрів додати 7 метрів, то вийде – 12 метрів. . А що вийде, якщо до шуму в 80 дБ додати ще шум в 80 дБ? Шум загальною інтенсивністю в 160 дБ? Ні - адже при подвоєнні числа його логарифм зростає на 0,3 (з точністю до двох десяткових знаків). Тоді при подвоєнні інтенсивності звуку рівень інтенсивності збільшується на 0,3 бела, тобто на 3 дБ. Це справедливо для будь-якого рівня інтенсивності: подвоєння інтенсивності звуку призводить до збільшення рівня інтенсивності на 3 дБ

Чому для оцінки слуху людини використовують інтенсивність, а не просто гучність (амплітуду)?

З першого графіку видно, що хвилі однакової амплітуди (гучності)людина сприймає, як менш гучні, на високих та низьких частотах. З другого графіку – висновки такі: чим нижче частоти, тим необхідна більша інтенсивність, щоб людина сприймала однакову гучність, людське вухо більш чутливе до частоти 4000 Гц. Також, вухо добре чує частоту 1600 Гц. Нажаль, це саме та частота, на якій пищить комар.

Інтенсивність - це узагальнена характеристика звуку, на яку впливають водночас багато параметрів: р[Па] – тиск, який діє на вухо, [м/с] – швидкість частинки речовини, в якій поширюється звук, с[м/с] – швидкість самого звуку, ρ[кг/ м³] – густина пружного середовища, 𝛎 [Гц]- частота.

; ; ; ; ; ;

Аудіометрія.

Аудіометрія – це вимірювання гостроти слуху, визначення слухової чутливості до звукових хвиль різної частоти. Дослідження проводить лікар сурдолог.

Фізичні основи слуху

Завдяки слуховим відчуттям людина отримує до 10 % інформації. Слуховий аналізатор складається з вуха, слухового нерва, складної системи нервових зв'язків і мозкових центрів людини.

1. Зовнішній слуховий прохід – має коротке волосся (захист від пилу), сальні і потові залози які виділяють вушну сірку (репелент для комах, пригнічує ріст мікроорганізмів).

2. Барабанна перетинка - тонка прозора мембрана, яка коливається під впливом звукових хвиль.

3. Барабанна порожнина –містить 3 кістки: молоточок, коваделко, стремінце. Вони діють як важелі і розгойдують перетинку овального вікна внутрішнього вуха. Оскільки площа цієї перетинки у 20-22 рази менша за барабанну, то амплітуда коливань зростає, тобто відбувається підсилення сигналу.

4. Євстахієва (слухова) труба служить для доступу повітря з глотки в барабанну порожнину, чим підтримується рівновага тисків.

5. Присінок і півколові канали - органи відчуття рівноваги. Півколові канали розташовані в трьох взаємно перпендикулярних площинах, при найменшому переміщенні тіла в просторі рідина в цих каналах зміщується, натискаючи на волоски і породжуючи імпульси в закінченнях вестибулярного (присінкового) нерва - у мозок миттєво надходить інформація про зміну положення тіла.

6. Завитка і завитковий нерв – ідентифікують звуки різної частоти.

Характеристика слухового відчуття

Людина здатна сприймати частоту, інтенсивність та напрям надходження звукової хвилі

Сприйняття частоти звуку - хвилі різної частоти сприймаються в залежності від того, в якій саме частині завитки вони викликають збудження волоскових клітин. Отже якщо до мозку надходять нервові імпульси від волоскових клітин нижньої частини завитки, він інтерпретує їх як низький звук, із верхньої — як високий.

Сприйняття інтенсивності звуку. Гучніший звук викликає коливання барабанної перетинки, слухових кісточок, овального вікна та перилімфи із більшою амплітудою. Мозок інтерпретує це як більшу гучність.

Сприйняття напрямку звуку. Відчуття напрямку звуку здійснюється на основі порівняння інтенсивності та часу надходження звукових сигналів до кожного із двох вух. Те вухо, що розташоване далі від джерела звуку, сприймає звук із запізненням (із зміщенням фази) і з меньшою амплітудою (меньш гучним). У визначенні напрямку звуку беруть участь ядра стовбура головного мозку.

Для оцінки якості сигналу його мінімальна тривалістьмає бути 20.-50 мс, при меншій - звук сприймається як клацання, тобто не розрізняється ані висота тону, ані його гучність.

Суб'єктивні методи оцінки стану слухового відчуття
Дослідження промовою	Хворі з ураженням звукопровідного апарату особливо погано чують «басові» слова, і, навпаки «дискантні » слова погано розрізняються при глухуватості з ураженням апарату звукосприйняття
Дослідження слуху камертонами	Дослідження Рінне Дослідження Вебера Дослідження Швабаха Дослідження Желлє
Аудіометрія	мовна аудіометрія (у запису) повітряна звукопровідність кісткова звукопровідність замаскований шум над порогові тести (приріст інтенсивності, тест дискомфорта., тест распаду тона, тест на модуляції)

кісткова звукопровідність –

Проведення або передача коливань через кістки черепа. Тести кісткового звукопроведення дозволяють визначити, чи проводиться звук без участі кісточок середнього вуха. Це дає можливість

аудіологу визначити, чи є втрата слуху результатом порушення проведення в зовнішньому або середньому вусі або пошкодження нерва у внутрішньому усі. Бетховен використовував кісткове звукопроведеніе для того, щоб чути музику: він затискав в зубах паличку і прикладав її до деки рояля.

Звукові методі діагностики

Робота серця, легенів та других органів супроводжується звуковими явищами. Прослуховування цих звуків використовують у медицині для діагностики захворювань та для визначення меж розташування того чи іншого органу. Так прослуховують звуки, що вінікають під час роботи серця, легенів; дихання; у суглобах, під час руху кісток, руху газів та рідін по кишківнику. Знаючи, Якими повінні буті ці звуки при нормальному функціонуванні органів и тканин, можна визначіті характер захворювання або пошкодження органу при тому чи інщому захворюванні.

	Аускультація - прослуховування і аналіз тонів та шумів, что винікають під час функціонування внутрішніх органів
	Перкусія - це аналіз перкуторних звуків, що виникають при постукуванні молоточком по плесиметру, або пальцями, що прикладають до певної ділянки тіла хворого.	Молоточки. Плесиметр.
	Фонокардіографія - дослідження звуків роботи серця,.за результатами амплітудно - частотного аналізу.

Утворення голосу людини

Якби повітря проходило через наші органи дихання безперешкодно, то ми б не вимовляли ніяких звуків. Але в нашій дихальній системі є такі перешкоди. Сукупність органів, які беруть участь в утворенні голосу, називають голосовим апаратом. Струмінь повітря, виштовхується з легких, проходить через голосові зв'язки, розташовані в гортані людини. Голосові зв'язки - це невеликого розміру м'язові складки, схожі на клапті шкіри, які кріпляться до внутрішньої сторони гортані. Голосові зв'язки досить гнучкі і можуть регулювати відстань між своїми краями. При диханні вони розведені в сторони, щоб не загороджувати шлях повітряного струменя.

Висоту голосу визначає загальна маса голосових зв'язок - довжина, ширина і товщина. Їх вага у володаря баса вище в 4 рази, ніж у сопрано. А жіночі зв'язки в 2 рази легше, ніж чоловічі. Голос тим нижче, чим нижче розташована гортань і чим довше надставна труба.

Артикуляція (від лат. Articulo - "розчленовую") - це робота органів мови при утворенні звуків. Артикуляційний апарат служить для утворення звуків членороздільної мови . Крім голосових складок до артикуляційного апарату відносять язик, губи, піднебіння, глотка, зуби.