10/9/12 1 Hallás BÓDIS Emőke 2012. október 3. Néhány szó a hangról A hang egy 3D-s longitudinális hullám, amely rugalmas közegben terjed! 1. Időbeni periodicitás: Periódusidő (T, s) Frekvencia (f, Hz) 2. Térbeli periodicitás: Hullámhossz (λ, m) 3. Amplitudó Frekvenvia tartomány: 0-20 Hz: Infrahang 20 Hz -20 kHz: Hallható tartomány 20 kHz- : Ultrahang A nyomás oszcillálása 4. Intenzitás (I, W/m 2 ) hallásküszöb: 10 12 W/m 2 (mérve 1000 Hzen) maximális intenzitás (ami még rövid ideig, fájdalom nélkül kibírható): 10 W/m 2 5. Rela7v intenzitás (n, dB) az intenzitásszint (n ), mely a relaTv intenzitások logaritmusának 10szerese 13 nagyságrend n = 10⋅ lg I I 0 Alexander Graham Bell (18741922) (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 (dB) I (W/m 2 ) Példa: Ha van egy I= 10,000-szer erősebb hang, mint a hallásküszöb, akkor az intenzitások aránya 10 4 , a kitevő 4, és az intenzitásszint 40 dB: Egyenlő hangosságú görbék I. Hangosság Nem csak a hang intezitása! Magába foglalja a hang érzékelésének erősségét. A hang intenzitását módosítani kell a fül érzélkenységével az ado_ frekvenciára. A hang jellemzői I. Hangosság II. A hang színezete III. A hang magassága
4
Embed
1. Id Hallásbiofizika2.aok.pte.hu/tantargyak/files/biofizika1/... · 10/9/12 1 Hallás& BÓDIS&Emőke& 2012.&október3.& Néhány szó a hangról A hang egy 3D-s longitudinális
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
10/9/12
1
Hallás BÓDIS Emőke
2012. október 3.
Néhány szó a hangról
A hang egy 3D-s longitudinális hullám, amely rugalmas közegben terjed!
Példa: Ha van egy I= 10,000-szer erősebb hang, mint a hallásküszöb, akkor az intenzitások aránya 104, a kitevő 4, és az intenzitásszint 40 dB:
Egyenlő hangosságú görbék
I. Hangosság
-‐ Nem csak a hang intezitása! -‐ Magába foglalja a hang érzékelésének erősségét. -‐ A hang intenzitását módosítani kell a fül érzélkenységével az ado_ frekvenciára.
A hang jellemzői
I. Hangosság II. A hang színezete III. A hang magassága
10/9/12
2
II. Hangmagasság “A hangmagasság a rezgés frekvenciájától függ úgy, hogy a magasabb hangnak a
magasabb frekvenvia felel meg “ (Galilei) Hangmagasság = a hang frekvenciája Példa, a közép C = 261.6 Hz "Perfekt hangmagasság” vagy "abszolút hangmagasság”
III. A hang színezete A hang pszichoakkuszgkai tulajdonsága A hang azon tulajdonságait írja le, amelyek azonos hangosság és hangmagasság melle_ is
Fourier analízis: felbontja a jelet frekvencia komponensekre
Inverz Fourier transzformáció: A különböző frekvencia-komponensek színuszos komponenseiből szintetizálható bármilyen időbeli függvény.
A hang jellemzői
3. Zaj: több eltérő frekvenciájú és intenzitású jel zavaró összessége.
A hang jellemzői
A zaj leírására nem alkalmas egyetlen szám (például a hang intenzitása), ezért azt többnyire egy színképpel írjuk le.
Fehér zaj: a teljes vizsgált frekvenciatartományban (emberi érzékelő esetén 20 Hz – 20 kHz) a hangnyomásszintje állandó. Szürke zaj: egy jól meghatározott, szűk frekvenciatartományban folytonos hangnyomásszint van, míg az összes többi frekvencián nem mérhető hangnyomásszint. Színes zajok: olyan zajokat, melyek frekvenciája határozottan nem állandó értékű, de gyakorlatilag jól meghatározható frekvenciasávba esik
Külső fül
Fülkagyló feladata: térbeli információk gyűjtése
Külső hallójárat 25 mm hosszú, 7 mm széles dobhártya egyik végén zárt cső, állóhullámok (orgonasíp)
Dobhártya a hang okozta nyomásváltozás megrezegteg, mint egy dob felületét épp hallható hang: 10-‐11 m a rezgési amplitúdója
Ez az elmozdulás csupán 30 %-‐kal nagyobb , mint a levegő termikus rezgéséből származó random fluktuáció.
1. A hang stimulus felületi hullámot kelt, amely az ovális ablaktól a csiga tetejéig terjed.
2. A terjedési sebesség csökken (45 m/s- 2 m/s) a hártya növekvő szélességével és lazaságával.
3. A fázis-késéssel érkező hullámok utolérik az előzőt, az amplitudó megnő, majd hirtelen lecsökken.
4. A burkológörbe maximumának helye a BM-on függ a hang frekvenciájától, az amplitudója pedig az intenzitásától.
5. A BM rezgése elmozdítja a Corti szerv szőrsejtjeit, elektromos potenciálváltozás indul.
A Cor^-‐szerv keresztmetszete
Cor^-‐ szerv
about 3500 sejt
12 000-20 000 sejt
Szőrsejtek
A belső szőrsejtek sztereociliumainak kötege látható.
Színezett pásztászó elektronmikroszpópos felvétel a külső szőrsejtek sztereociliumairól.
10/9/12
4
• Tip link: sztereociliumok vékony, rugalmas rostjai • Külső szőrsejtek: MT-‐val érintkeznek! • Belső szőrsejtek: nincs érintkezés a MT-‐hoz • Endolymha: K+-‐ban gazdag környezet
Szőrsejtek Szőrsejtek
A BM elmozdul a Békésy hullámok által.
A szőrsejtek elmozdulnak.
A TM elmozdul (elcsúszik), mechanikai nyíró erőt gyakorol a szőrsejtek sztereociliumain.
A külső szőrsejtek kapcsolódnak a TM-hoz, a nyíró erő következtéban megdőlnek.
A belső szőrsejtek sztereociliumai elhajlanak az endolympha folyadékáramlása következtéban.
Mechanoelektromos Transzducer
Külső szőrsejtek
A BM elmozdulását érzékelik, K-csatornák kinyílnak, depolarizáció…
Feszültségérzékeny motor fehérje: prestin, konformáció-változás
A hosszváltozás okozta folyadékáramlás segít a belső szőrsejtek érzékelésében.
Longitudinalis hosszváltozás a hang rezgése alapján
A BM eredeti rezgését felerősíti
Külső szőrsejtek
prestin
Külső szőrsejtek
A külső szőrsejtek legfőbb feladata az ak7v mechanikai erősítés!
Rezonancia
-‐ Éles frekvencia-‐szelekció -‐ Nagy érzékenység -‐ Non-‐lineáris erősítés
See what happens to your stereocilia while you happily dance in a discotheque!