HallásBiofizika előadás

Grama László2010.11.24.

A hang fogalma

1. Objektív jelenség:

rugalmas közegben terjedő mechanikai hullám.

2. Élettani, lélektani fogalom:

hangérzet.

Longitudinális nyomáshullám(sűrűsödések és ritkulások tovaterjedése)

A hang mechanikai hullám A hang jellemzői

1. Időbeni periodicitás - frekvencia ( f ,Hz)

2. Térbeli periodicitás - hullámhossz (!, m)

3. Amplitúdó (pm, Pa)

4. Hangintenzitás (I, W/m2): I ~ pm2

5. Relatív hangintenzitás (intenzitásszint)

(dB)

I0 a viszonyítási szint, általában 10–12 W/m2

I, W/m2

n, dB

10–12 10–11 10–10 10–9 10–8 10–7 10–6 10–5

0 10 20 30 40 50 60 70

n = 10 lg II0

A hang jellemzői A hangérzet típusai

HangszínAz alaphanghoz csatlakozó felhangok %ekvenciája és viszonylagos erőssége határozza meg.

HangmagasságA rezgés (alaprezgés) %ekvenciájától függ – magasabb hang, nagyobb frekvencia. (Galilei)

A hangérzet jellemzői

A hang színképe (spektruma)

Zenei hang (Fourier-tétel alapján):f frekvenciájú alaphang + 2f, 3f, … frekvenciájú harmonikus felhangok:p(t)=p1sin!t+ p2sin2!t+ p3sin3!t+…, ahol !=2πf

A zörej színképe folytonos.

A hangérzet jellemzői

A hallható hang Hangosság

HangintenzitásObjektív hangerősségAz inger erőssége

HangosságSzubjektív hangerősség

Az érzet erőssége

A fon skála

1000 Hz-es hangok esetén:Hangosság (fon) = Intenzitásszint (dB)

Fon skála (a Weber-Fechner törvény alapján):

(fon)H = 10 lg II0

Az egyenlő hangosság görbéi

A hangosságérzetet jobban leírja a son skála:

(son)H =116

II0

!"#

$%&

0,3

A son skála A fül szerkezete

Külső fül (= („hanggyűjtő”Középfül += (mechanikai erősítőBelső fül += (érzékelő

FülkagylóA hangot a hallójáratba tereli.

Ha,ójáratVisszaveri és a dobhártya felé tereli a hanghullámokat. Adott tartományt (2000-5000 Hz) hatékonyabban továbbít.

DobhártyaA hang által rezgésbe jön.

A külső fülHa,ócsontocskák (kalapács, üllő, kengyel)Nyomás átvitele + erősítésÖsszesen kb. 22× nyomásnövekedés

A középfül

Csiga (cochlea)2,5 menetű, 35 mm hosszú folyadékkal teli csatorna.

A belső fül

Az alaphártyán hu,ám terjed tova, amelynekmaximális amplitúdójú helye a hang %ekvenciájától függ.

Békésy György, Nobel-díj 1961

A Békésy féle elmélet

A Békésy féle elmélet

A csiga metszete A Corti féle szerv

belső szőrsejtek~3 500 db

külső szőrsejtek~12-20 000 db

Szőrsejtekciliumok elhajlanak

!csatornák nyitnak,

K+ beáramlik!

depolarizáció!

feszültségérzékeny Ca2+-csatornák nyitnak,

Ca2+ beáramlik!

neurotranszmitter szinaptikus résbe ürül

A szőrsejtek mechanotranszducerek

Tip link A külső szőrsejtek aktív erősítők

Zaj hatása a szőrsejtekre