了解我们的听觉器官

1、了解我们的听觉器官耳朵我们是怎样听声音的听觉是一种听感知，它是一个复杂的而且没有完全理解的过程。耳朵的功能是从周围环境中收集声波（声学能量）进行分析，并转换成大脑能够解释的能量形式（神经能量）。外耳由耳廓和外耳道组成。我们可以看到的部分耳廓，使声音像烟一样进入听觉通道（外耳声学通道），并帮助人类判断声源方向。 当声波进入外耳道传向鼓膜时，声波被轻微放大。声压的变化会导致鼓膜的进出。鼓膜的这种运动将声学能量转换成机械能，并传递到三块中耳中的听小骨上（锤骨、砧骨、镫骨）。第三块骨镫骨的底板（也称踏板）停留在椭圆窗，声音能量通过这个途径传到内耳。在三块听骨振动（合称听骨链）将声音从中耳传递到内耳，这

2、个过程中声音衰减很少。 在所有听觉器官中最关键、最复杂的部位是内耳，它被颞骨人所有骨头中最坚硬的骨覆盖。内耳包括主要的听觉接收器官耳蜗及控制平衡感的器官半规管。之所以叫耳蜗，是因为它类似蜗牛的壳（其中包含了两个充满液体的通道），通道中有30,000个毛细胞排列成四排。由听小骨传来的能量推动耳蜗中的液体，这些液体不断地刺激听毛细胞。当听毛细胞受到刺激时，它们将瞬间的电信号沿着听神经传往大脑。高频部分由耳蜗基底部或最低圈听毛细胞感知，低频部分则刺激耳蜗顶点或顶部听毛细胞。声音的性质 声音以强度和频率为度量单位。在考虑听力损失儿童的需要时，这两个维度都很重要。强度或响度以分贝(dB)为单位进行测量。

3、0 dB表示一个听力正常的人能够察知到的最小的声音，也称零听力级或听力零级。 dB数越大代表声音越大。5英尺外低的耳语声记为10dB，开动中的汽车声约65 dB，尼亚加拉瀑布声约90 dB。1020英尺外的交流声范围大概为20 55 dB。对一般人来讲，125dB的声音将会对人造成伤害。 声音的频率或音调以每秒钟的周期数或Hz为单位进行测量。1Hz代表1个周期每秒。钢琴键最低的音符为30 Hz。中央C为250 Hz，最高的音符大约4,000 Hz。人耳的听觉范围在2020,000 Hz内，但有许多可听的声音在一般的交流频率范围（言语范围）外。即使一个人会因听不到很低的声音（如雾号声）或很高的声

4、音（如短笛声）而感到不便，但在教室或日常生活中他不会遇到明显的问题。然而，如果一个人在言语范围内听力损失严重，那么他在口语的获得及口语交流方面将会有很大的消极影响。 5002,000 Hz一般认为是最重要的听觉言语语言频率范围，但也有一些言语声高于或低于这一范围。例如，音位s（在词“sat”中）是一个高频的声，代表性地出现在4,0008,000 Hz范围中。因而，如果一个学生听力损失主要在高频区，那么他就会在分辨s音中出现困难。相反，如dj及m音位出现在低频区，这对低频听力损失的学生则是一个难题。正如你所料，高频听力损失的学生听男声比听女声容易。与耳聋和助听器有关的声学知识为聋人选配一个合适的

5、助听器，离不开听力学的声学基础知识，耳的解剖、听觉生理已在上节叙述，我们就助听器选配的有关声学知识作一简单介绍。 音量单位是分贝(dB)，零dB是大多数正常人刚刚能听到的声音，4050dB大小声音相当于一辆悄悄行驶的小汽车，或者一间不太安静的办公室内的声音。音调高低用频率来测量，单位是赫兹“Hz”，即声波每秒钟内振动的次数。一、振动 声音高低与振动的快慢有关。什么是振动？物体在一定位置来回重复的运动，叫做振动( vibration)。这可以用橡皮筋作一个实验来说明。将一根橡皮筋绷紧，然后用一个手指头弹动它，这时能看到甚至还能听到它的振动。 物体完成一次振动所需要的时间称为周期(period)。

6、每秒内振动的周期数称为频率( frequency)，单位用赫兹(Hz)来表示，即每秒钟振动1次为1Hz。振动物体离开平衡位置的最大距离称为振幅。每一个物体都有自己的固定周期或固定频率，不同物体的固有周期和固有频率是不同的。例如鼓声和锣声就有显著差异。当周期性外加的频率等于或接近振动物体的固有频率时，振动体的振幅达到最大值，这一现象称为共振( resonance)。入耳外耳道共振峰约在2.7kHz左右。二、波动 波动(wave motion)即振动在介质中的传播过程。按波动的性质可以分为： 1机械波 是指机械振动在介质中传播的过程。如水波、声波、固体内部传播的波。 2电磁波 是指变化的电场和变化

7、的磁场的空间传播的过程。如无线电、红外线、紫外线、X线、可见光等均属于此类。这两种波动虽然传播和方式不同，但均属于能量传播过程。用此原理设计了助听器的“T”档及闭路电磁感应线助听器，对聋儿进行语言教学及电化教学，其最大的特点是抗噪声性强，不易受环境的影响，在国外许多电影院、剧场等公共场所均安置了此类线圈助听器，聋人只要在磁场的范围内，用助听器“T”档接收节目，都能收到清晰的声音。三、声波 声振动在弹性介质中所激起的波称为声波( soundwave)。 所谓的声振动就是当振动频率在1620 000Hz之间时，能引起人耳的听觉振动。低于16Hz的振动称次声波（sub一sonic wave)，高于2

8、0 000 Hz振动的波称超声波(ultrason-ic)。我们把声波传播的空间称为声场(sound field)。描述声场性质的物理量主要有以下几个方面： 1声压(sound pressure) 指声波传播时介质中心的压强与无声波传播时压强之差。 我们把有声波传播时声场中某点压强Pl和没有声波传播时该点压强Po之差叫做该点的声压。即声压P( pressure)=P1 - Po，单位：达因/cm2，微巴。 2声阻 声阻(acoustic alimpedance)是表示媒质性质的一种重要物理量，是指声压与质点运动速度之比而言。 声阻的大小与媒质的密度及声波在其中传播的速度有关，它由媒质的性质决定

9、，因此亦称为媒质的特征阻抗。 3声压级(sound pressure level，SPL) 指某声压P与参考声压Po两者比值的对数乘20，单位为分贝(dB)，公式为：声压级(SPL)=20lgp/Po。不同环境中的声压级不同，例如：飞机起飞的声压级约130dB，火车鸣笛约120dB，纺织厂的机器声约90dB，在1m距离大声讲话约8085dB，一般正常两人谈话时约65dB，夜深人静时周围环境的声压级约为20dB等。 4响度(loudness) 人耳对声压的听觉感受，声压越大，入耳感觉越响，声音响度近似和它的声压级成正比。响度的单位叫宋( sone)，1宋是声压级为40dB，频率为1 000Hz的

10、纯音。频率不同声压级相同的声波，其响度并不相等。如频率为1 000Hz、声压级为50dB和频率为100Hz、声压级为20dB等响。可见响度与频率有关。为此，我们引进了响度级的概念。 5响度级(loudness level) 规定以1 000Hz声波作为标准，如果一个声音的响度与1 000Hz某一声压级的音响相等，我们就把这1 000Hz声音的声压确定为该声音的响度级。其单位称为“方”( phon)，如50Hz声压级78dB的声音与1000Hz 60dB的声音等响，所以50Hz78dB的响度级为60方在声波频率范围内，能引起听觉的最小声音刺激量称为听阈(audiblethres hold)。不同

11、频率的声波，引起听觉所需的最小声强值不同，听阈值依频率变化的关系曲线称为听阈曲线(audible threshold curve)，当声强增大时，可引起人耳疼痛的声音刺激量称为痛阈(threshold of pain)，疼痛依频率变化的关系曲线称为痛阈曲线(thresold of pain curve)。听阈和痛之间的区域称为听觉区域(sense of hearing range)四、声波特性 1反射 前进的波进入第二媒质界面时有一部分又返回第一媒质称为反射。两种媒质声导抗差值越大（声波前进障碍物密度越大，表面越光滑及表面积越大），反射波越强。 2绕射 声波能绕过障碍物的边缘前进，此现象称绕射

12、。 实验证明，前进声波的波长必须小于障碍物的尺度（如头颅），才能不产生声影，声波得到绕射。如300Hz的声波无论从头的哪一方面来，都不会影响对侧耳的听力。但对于高频声波，由于波长短障碍了声波的绕射，可直接影响对侧耳对声音的听取。 3衰减 声波能量在媒质传播中，声能将随着距离增加逐渐减小称为声波衰减。 4混响 声源停止作用后，声音在室内并不立即消失，而延续一段时间的现象。 混响时间与房间体积、各反射面的面积及建筑材料等因素有关，基本符合公式：t=0. 163Vas（V：房间体积m3）；a：吸音系数，与建筑材料及装潢配物有关；s：各反射面的面积，m2。 听力正常人要求房间混响时间0. 52s为好，混响时间过长会导致声音前后重叠，辨别不清；过短则会感到声音单调。John(1960)为成年后聋人进行言语测试，当混响时间为0. 7s，其