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為什么 20hz--20000hz 的聲音都能引起人耳“共振”
俗話說(shuō)物體都有一個(gè)相應(yīng)的震頻 當(dāng)另一物體產(chǎn)生與其頻率相同的音波時(shí)會(huì)引發(fā)一種叫做“共振”的現(xiàn)象,人耳鼓膜也是這個(gè)原理嗎?
若是,那么為什么那么多頻率都能引起它的共振,而不像其他物體一樣有個(gè)固定的震頻?
鼓膜本身沒(méi)有固定的振動(dòng)頻率,所以有較好的頻率響應(yīng),也就是說(shuō)外界的聲波,可以使鼓膜產(chǎn)生相近頻率的振動(dòng),從而有較小的失真度。
一個(gè)聲音能夠讓我們感知到,經(jīng)歷了下面幾步:
振動(dòng)先由外耳道傳進(jìn)來(lái),外耳道倒是有固有頻率的(3KHz~4KHz),這個(gè)頻率也是人類(lèi)說(shuō)話聲音的頻率。所以人聲在我們聽(tīng)來(lái)是被特別放大的。之后到了鼓膜(eardrum),鼓膜隨著振動(dòng)產(chǎn)生壓力,帶動(dòng)三塊聽(tīng)小骨(Ossicles)振動(dòng)。聽(tīng)小骨一邊連著鼓膜一邊連著內(nèi)耳的耳蝸(cochlea)的卵圓窗(oval window),它就像一個(gè)杠桿,把振動(dòng)統(tǒng)統(tǒng)放大了傳入內(nèi)耳的淋巴液里。
(在這個(gè)過(guò)程中,如果振動(dòng)頻率過(guò)大,連接聽(tīng)小骨的肌肉會(huì)把聽(tīng)小骨拉回來(lái),不讓它因?yàn)檎駝?dòng)過(guò)大而破壞內(nèi)耳)
振動(dòng)進(jìn)入耳蝸內(nèi)淋巴液后,就遇到了基底膜,基底膜在離入口卵圓窗的地方比較硬,而在離入口遠(yuǎn)的地方比較松軟,這導(dǎo)致了它每一段的固有頻率不一樣,外層的頻率高,內(nèi)層的頻率低。當(dāng)特定的振動(dòng)正好是某一段的固有頻率,基底膜就會(huì)劇烈共振起來(lái),連著上面的毛毛(stereocilia)也會(huì)彎曲搖擺,聽(tīng)毛連著神經(jīng)細(xì)胞,所以就會(huì)產(chǎn)生電位差拉。而不同位置的基底膜產(chǎn)生電位差,我們就感知到了不同的聲音。(所以并不是鼓膜共振,而是耳蝸內(nèi)部的共振。)
我們平常能夠聽(tīng)到的聲音都在20hz到20000hz內(nèi),是因?yàn)槎伳芄舱竦木褪沁@個(gè)范圍。而由于神經(jīng)細(xì)胞和基底膜的老化,人一生中聽(tīng)力的下降也是不可逆的,這一現(xiàn)象由我們失去對(duì)高音的知覺(jué)開(kāi)始。
貓咪就不同了,它能聽(tīng)到60-65000hz的聲音,比我們能聽(tīng)見(jiàn)的范圍廣多了。這也許就能夠解釋為啥有時(shí)候我覺(jué)得啥都沒(méi)發(fā)生啥都沒(méi)聽(tīng)見(jiàn),它忽然會(huì)跳起來(lái)毆打我吧。
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