Сабақтың жоспары : Дыбыс туралы түсінік және оны сипаттайтын физикалық шамалар
жүктеу/скачать 3,99 Mb.
|
6 Практикалық сабақ Есту биофизикасы
- Бұл бет үшін навигация:
- Сабақтың мақсаты мен міндеттері
|
№6 Практикалық сабақ. Дыбыс туралы түсінік және оны сипаттайтын физикалық шамалар. Дыбыстың интенсивтілігі, қаттылығы және жиілікке тәуелділігі. Дыбыстың түрлері. Құлақтың құрылысы. Сыртқы құлақтың есту ерекшелігі, Дыбыс бағытын анықтау-бинуралдық эффекті. Ортаңғы құлақтың есту ерекшелігі, есту сүйектері және олардың міндеттері. Ішкі құлақтың есту ерекшеліктері, биопотенциалдың пайда болуы. Диагностикалық құралдар: тимпанометрия және аудиометрия. «Аудиометр ОП-2 құралымен жұмыс» Сабақтың жоспары: Дыбыс туралы түсінік және оны сипаттайтын физикалық шамалар. Дыбыстың интенсивтілігі, қаттылығы және жиілікке тәуелділігі. Дыбыстың түрлері. Құлақтың құрылысы. Сыртқы құлақтың есту ерекшелігі, дыбыс бағытын анықтау. Ортаңғы құлақтың есту ерекшелігі, есту сүйектері және олардың міндеттері. Ішкі құлақтың есту ерекшеліктері, биопотенциалдың пайда болуы. Диагностикалық құралдар: тимпанометрия және аудиометрия. Сабақтың мақсаты мен міндеттері: студенттерді дыбыс және оны сипаттайтын физикалық шамалармен, оның өлшем бірліктерімен таныстыру, құлақтың құрлысымен және ондағы есту құбылысын талдау. Естуді диагностикалау әдістерін қарастыру. Сабақтың мазмұны: Адам өзін қоршаған ортамен әр уақытта тығыз қарым қатынаста, ол сыртқы ортада болып жатқан құбылыстардан келген мәліметтерді (сигналды) көз арқылы көреді, құлақ арқылы естиді, оған ағза тиісті жауап береді. Осындай сыртқы әсердің біріне дыбыс толқындары жатады. Адам өмірінде дыбыстың алатын орны ерекше, біз дыбыс арқылы айналамыздағы құбылыстарды танып білеміз, яғни дыбыс - адам ағзасы мен оны қоршаған орта арасындағы байланыстырушы биофизикалық фактор болып табылады. Дыбыс деп, серпімді ортада тарайтын, жиілігі 16 Гц-тен 20000 Гц аралығындығы жататын механикалық тербелістерді айтады. Мұндай тербелістер адамның сезім мүшесі құлаққа әсер етіп, есту түйсігін тудырады. Дыбыс туралы ғылым - акустикада қолданылатын кейбір физикалық түсініктерді қарастырайық. Алдымен дыбыстың энергетикалық көрсеткіші болып табылатын дыбыс интенсивтілігі (күші) деген шамамен танысайық. Дыбыстың интенсивтілігі деп, дыбыс толқыны тарайтын бағытқа перпендикуляр орналасқан бірлік аудан арқылы өткен толқынның энергия шамасын (көлемін) атаймыз, ол мына түрде беріледі: I =, мұндағы І- дыбыс толқынының интенсивтілігі, E- энергиясы, S- аудан, t- уақыт. Күнделікті жағдайларда, дыбыспен жүргізілетін тәжрибелік жұмыстарда дыбыс энергиясынан көрі, Паскальмен берілген дыбыс қысымын р қолдану көп ыңғайлы екен. Дыбыс тербелісінің амплитудасы (интенсивтілігі) дыбыс энергиясына сызықты түрде тәуелді, ал ол өз кезегінде дыбыс қысымының квадратына тура пропорционал, осы тұжырым негізінде екі түрлі интенсивтілік үшін мына өрнекті жазуға болады: І1/І2 = Е1/Е2 = р12/ р22 Бұл өрнек дыбыс толқынының интенситвілігі мен оның қысым арасындағы тәуелділікті сипаттайды. Қалыпты жағдайда адам құлағы әр түрлі жиіліке сәйкес келетін интенсивтілігі әр түрлі дыбыстардың кең аймағын естиді. Адам құлағының дыбысты естуі қабілетін сипаттау үшін жиілігі 1 кГц сәйкес келетін дыбыс толқынын қолданады. Жүргізілген зерттеулер 1 кГц жиілікке сәйкес келетін, адам құлағы ести алатын ең төменгі стандарттық (эталондық) дыбыс интенсивтілігінің (күші) мәні І0=10-12 Вт/м2 тең болатындығын анықтады. Бұл шама дыбыс қысымы бойынша 210-5Па тең және оны естудің төменгі табалдырығы деп атайды, яғни мұнан төмен дыбыс интенсивтілігін құлақ естімейді. Акустикада дыбыс интенсивтілігінің сан мәні (деңгейі) L=klgI/I0 өрнегімен сипатталады, мұндағы І - өлшенетін дыбыс интенсивтілігі, І0 - дыбыс интенсивтілігінің ең төменгі мәні, яғни естудің төменгі табалдырығы (І0=10-12 Вт/м2). Егер к=1 тең деп алсақ, онда дыбыс интенсивтілік деңгейінің өлшем бірлігі бел(Б) деп аталады, егер к=10 деп алсақ, онда децибелмен(дБ) өлшенеді. Мысалы, дыбыс интенсивтілігі І=10-8 Вт/м2 тең болсын делік, сонда оның дециБелмен анықталған дыбыс деңгейінің өлшемі L=klgI/I0 = 10lg 10-8/10-12 = 40 дБ тең болады, ал интенсивтілігі І=10-14 Вт/м2 тең болатын дыбыс деңгейінің өлшемі L=klgI/I0 = 10lg10-14/10-12 = -20 дБ болар еді. Соңғы мысалға сәйкес келетін пациенттің құлағының есту қабілеті, нормадағыдан 100 есе жоғары дегенді білдіреді. Жалпы, интенсивтілік деңгейі L=130 дБ немесе интенсивтілігі І=10 Вт/м2 болатын дыбыстар адам құлағында ауырсыну тудырады, яғни өте қатты естіледі және оны естудің жоғарғы табалдырығы деп атайды. Жай сыбырлаған сөзге сәйкес келетін дыбыс интенсивтілігінің деңгейі 20-30 дБ, қатты айқай 80 дБ, стетоскоптағы жүрек тоны 10 дБ, дискотекадағы музыка дыбысы 120 дБ тең болады. Енді дыбыстың қаттылығы E деген шаманы талдайық. Дыбыстың интенсивтілігіне (дыбыс энергиясына) байланысты оның адам құлағына әсерін дыбыс қаттылығы (дыбыстың күші) деген шамамен сипаттайды. Бұл дыбыстың физиологиялық субъективті сипаттамасы, өйткені интенсивтілігі бірдей екі түрлі дыбыс әр адам құлағында әр түрлі қаттылықпен естілуі мүмкін. Демек сезімталдылық құлақтың физиологиялық қасиетіне байланысты болады, ол өз кезегінде дыбыстың физикалық сипаттамалары болып табылатын тербелістің жиілігіне, дыбыс толқынының интенсивтілігіне (дыбыс күші) байланысты өзгереді. Акустикада тітіркену мен оның әсерінен туындайтын түйсік (сезу) арасындағы байланыс Вебер-Фехнердың психофизикалық заңымен сипатталады. Бұл заңға сәйкес дыбыс интенсивтілігі I мен оның естілу қаттылығы Е арасындағы өз ара тәуелділік логарифметикалық заңмен өзгереді, яғни тітіркену геомериялық прогрессия түрінде өссе, оны сезіну арифметикалық прогрессия түрінде өседі екен. Осы тұжырымға сәйкес дыбыс қаттылығы оның интенсивтілік қатынасының логарифміне тәуелді: Е=klg(I/I0) мұндағы І - өлшенетін дыбыс интенсивтілігі, І0 - дыбыс интенсивтілігінің ең төменгі мәні, яғни естудің төменгі табалдырығы, k- дыбыс жиілігіне және интенсивтілігіне тәуелді пропорционалдық коэффициент. Дыбыс қаттылығы фон деген шамамен өлшенеді. Дыбыстың құлақта ауырсыну тудырантын ең күшті интенсивтілігі Іmax=10 Вт/м2 мен естудің ең төменгі шегі І0=10-12 Вт/м2 арасындағы сандық айырмашылық: E= кlg(І/І0) = 1lg1013 =13 тең болады. Демек дыбыстың қаттылық шкаласын 13 бөліктен (бірліктен) тұратын деп қарастыруға болады. Акустикада 1 кГц сәйкес келетін дыбыстың қаттылығы мен оның интенсивтілігі тең деп саналады, яғни k=1 деп болғанда 1 фон =1 дБ тең. Басқа жиіліктердегі дыбыстың қаттылығын анықтау үшін өлшенетін дыбыс қаттылығын 1 кГц сәйкес келетін дыбыс қаттылығынына салыстырады. 1-суретте көрсетілген сызықтар есіту қабілеті қалыпты адамдарды зерттеу нәтижелерінің орташа мәндері бойынша салынған әр-түрлі жиіліктегі дыбыстың қаттылығы мен интенсивтілігінің арасындағы байланыстың графигі. Дыбыстың интенсивтік деңгейі, дБ Дыбыс қаттылығы Е, Фон Дыбыс жиілігі, Гц 1 сурет. Графиктегі ең төменгі E=0 фонға сәйкес келетін интенсивтілік қисығы есіту табалдырығына сәйкес келетін дыбыс қаттылығын көрсетеді. Бұл қисық барлық жиіліктер үшін ЕФ=0, ал 1 кГц үшін І0=10-12 Вт/м2 немесе L=0 мәндеріне дәл келеді. Ең жоғарғы қисық естудің жоғарығы табалдырығына сәйкес келеді, бұл кездегі дыбыс қаттылығы 120 дБ. Кез-келген аралық қисықтар дыбыс қаттылығы бірдей әр-түлі жиілікке сәйкес келетін дыбыс интенсивтілігінің деңгейін көрсетеді. Графиктегі қисық арқылы сәйкес жиіліктегі дыбыс қаттылығы мен соған сәйкес келетін дыбыс интенсивтілігінің деңгейін анықтауға болады. Мысалы: дыбыс жиілігі 100 Гц сәйкес келетін дыбыс интесивтілігі 50 дБ болса, осыған сәйкес келетін дыбыс қаттылығы қандай болады ? Графиктен 100 Гц пен 50 дБ-ның қиылысқан нүктесі дыбыс қаттылық деңгейі 20 фонға тең екендігін көреміз. Дыбыстың құлақта естілуіне сәйкес дыбыстың жоғарлығы, тембрі деген шамалармен сипатталады. Тербеліс жиілігіне сәйкес дыбыстың құлақта естілу ерекшелігін дыбыстың жоғарылығы (кейде биіктігі деп аталады) арқылы бағалайды. Дыбыс тербелісінің жиілігі өскен сайын оның құлақта естілу биіктігі жоғарылайды, яғни біз еститін дыбыс жіңішкере береді(дыбыс қатылығымен шатастырма). Дыбыс тембр деп аталатын дыбысты сезінудің сапалық сипаттамасы болатын шамамен де бағаланады, бұл шаманы дыбыстың бояуы деп санауға болады, өйткені бір жиілікке сәйкес келетін дыбысты (бірдей нотаны) әр адам әр түрлі тембрмен шығарады. Ол дыбыс толқынының гармоникалық құраушыларының жиыны. Дыбыс үнге және шуға бөлінеді. Үн деп тербелісі түрақты немесе уақыт ішінде жиілігі белгілі заңдылықпен өзгеретін дыбысты айтады. Тербеліс пішінінің өзгеруіне қарай үн жай және күрделі болып бөлінеді. Жай үн деп тербелісі гармоникалық заңмен өзгеретін дыбысты айтады. Оның негізгі сипаттамасы – жиілік. Жай үнді камертон шығарады. Егер үннің тербелісі гармоникалық емес заңмен өзгерсе, онда ол күрделі үн деп аталады. Оны музыкалы аспаптар, адамның дыбыс шығару аппараты шығарады. Күрделі үн жай үнге жіктеледі. Жиілігі төменді негізгі үн, ал қалғандарын қосалқы үн деп атайды. Күрделі үннің акустикалық спектірі деп интенсивтілігі белгілі әр-түрлі жиіліктердің жиынын айтады. Оның спектірі – сызықты спектр. Сызықты спектр деп – жеке жеке жиіліктерден құралатын спектрлер жиынтығын атайды(2-сурет). Шу деп уақыт ішінде ретсіз өзгеретін күрделі дыбысты айтады. Шуды бейберекет өзгеретін күрделі үннің жиыны деп қарастыруға болады. Мұндай тербелістер тұтас спектр құрайды (3-сурет). 2- сурет. 3- сурет. Енді құлақтың құрлысын, оның дыбысты есту механизмін қарастырайық. Адамның есту құралы болып табылатын құлақ үш бөліктен: сыртқы, ортаңғы және ішкі құлақтан тұрады (4- сурет). 4-сурет. 1-құлақ қалқаны, 2-есту жолы, 3-дабыл жарғағы, 4- иірімді түтік (ұлу денесі), 5- нерв талшығы. жүктеу/скачать 3,99 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|