Орган слуха человека – строение и особенности

Игорь Есипов «Квант» №12, 2018

Акустика — это раздел физики, изучающий возбуждение, распространение, прием звуковых волн, а также их взаимодействие со средой. Особенностью звуковых волн, отличающих их от электромагнитных или гравитационных, является то, что они могут распространяться только в сплошной упругой среде. Звук окружает нас повсюду: в атмосфере, под водой, под землей, в биологических средах и материалах и даже в космосе. Только звук может распространяться в земных структурах и под водой без существенного затухания, поэтому он широко используется в исследованиях природных сред.

Обычно мы называем звуком то, что мы слышим. Принято считать, что диапазон частот слышимого нами звука лежит в пределах от 20 Гц до 20 кГц. Это соответствует 20–20 000 колебаний в секунду. Звуковые волны, частота колебаний которых выходит за этот диапазон, получили свои специальные названия.

Ультразвуком

называют звуковые волны, частота колебаний которых выше 20 кГц. Технологически развитый диапазон применения ультразвука лежит в пределах от 20 кГц до 100 МГц. Более высокочастотная область ультразвука получила название
гиперзвук
. Звуковые волны гиперзвуковых частот могут распространяться только в кристаллах с малым поглощением звука, таких, как монокристаллы кварца, сапфира, ниобата лития, железо-иттриевого граната и др. Гиперзвук используется при обработке больших массивов информации, в том числе оптических изображений, и исследовании строения твердых тел. Этим занимается наука акустоэлектроника. Диапазон, в котором гиперзвук возбуждается искусственным, контролируемым образом, ограничивается частотами порядка 10 ГГЦ, что связано с высоким затуханием. При столь высоких частотах длина волны такого звука будет уже соизмеримой с межатомным расстоянием в кристалле. В таком случае мы уже не можем считать кристалл сплошной средой.

Звуковые волны, частота которых ниже 20 Гц, называют инфразвуком

. Затухание инфразвука невелико, и поэтому инфразвуковые волны активно используются для исследования океана и структуры земли. Звуки взрывов вулканов могут обогнуть весь земной шар, низкочастотный подводный звук распространяется через океаны на тысячи километров.

Далее мы обсудим современные идеи и новые акустические технологии исследования и освоения окружающего мира. Часто акустические методы не имеют альтернативы и поэтому оказываются наиболее эффективными для решения той или иной важной задачи.

Строение органа слуха

Звуки окружают человека с самого рождения. Выделяются 3 отдела органа слуха:

наружное ухо;
среднее ухо;
внутреннее ухо.

Наружное ухо – видимая часть органа. Оно представлено ушной раковиной и наружным слуховым проходом. Раковина – хрящ воронковидной формы, покрытый кожей. На ее поверхности находятся разные образования: ямки, завитки, возвышенности. Они помогают улучшать качество звука, делают его более громким и направляют в слуховой проход.

К раковине присоединяются волокна ушных мышц. В процессе эволюции человек утратил возможность «шевелить ушами», чтобы точнее локализовать звуки, эти мышцы работают у редких «счастливчиков». Кожный покров раковины имеет сальные и потовые железы.

Наружный слуховой проход — извилистый канал, длина которого составляет чуть больше 2 см, а диаметр – до 0,7 см. В нем звуковой сигнал продолжает усиливаться и передается в среднее ухо. Проход выстлан кожей, имеющей сальные и серные железы. Ушная сера – желтоватая субстанция, которая обеспечивает увлажнение канала и защиту от инфекционных агентов. При скоплении и уплотнении она образует пробки, нарушающие движение барабанной перепонки. Это может привести к возникновению кондуктивной тугоухости.

Описывая строение органа слуха, анатомы указывают, что наружная часть канала имеет хрящевые стенки, а контактирующая со средним ухом – костные. Структуры среднего и внутреннего уха располагаются в теле височной кости.

Барабанная перепонка — это тонкая мембрана, покрытая снаружи кожей, изнутри – слизистой. У маленьких детей она имеет отверстие, из-за которого среднее ухо контактирует с внешней средой и более уязвимо для инфекции. Оно закрывается к 3 годам.

Среднее ухо представлено полостью, объем которой составляет чуть более 1 кубического сантиметра. В ней расположены три маленькие слуховые косточки, которые соединены между собой в цепочку:

молоточек;
наковаленка;
стремечко.

Они названы так по своему сходству с предметами обихода. Стремечко соединяется с окном преддверия. Среднее ухо также связано с носоглоткой посредством евстахиевой трубы.

Внутреннее ухо – самое причудливое образование органа слуха человека. Оно состоит из:

преддверия (вестибулюма);
улитки;
полукружных каналов.

В состав органа слуха входит только улитка. В ней содержится лимфатическая жидкость, натянуты волокна (основная мембрана). Каждое из волокон похоже на маленькую струну и «откликается» (резонирует) на звук определенной частоты. Этих волокон около 25 тысяч. На стенке канала улитки находится рецепторное поле, которое состоит из нервных (волосковых) клеток — Кортиев орган. Гибель волосковых клеток может привести к нейросенсорной тугоухости.

Как образуются звуки?консультация по логопедии на тему

КОМПЛЕКС АРТИКУЛЯЦИОННОЙ ГИМНАСТИКИ

ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРАВИЛЬНОГО ПРОИЗНОШЕНИЯ ЗВУКОВ [Р], [ Р ,]

Упражнения для языка:

«КАЧЕЛИ»: улыбнуться, открыть рот. На счет 1-2 поочередно упираться языком то в верхние, то в нижние зубы. Нижняя челюсть при этом неподвижна.

«ВКУСНОЕ ВАРЕНЬЕ»: рот открыт. Широким языком облизать верхнюю губу и убрать язык вглубь рта.

«МАЛЯР»: улыбнуться, открыть рот. Широким кончиком языка погладить нёбо от зубов к горлу и обратно. Нижняя челюсть при этом не должна двигаться.

«ЧИСТИМ ВЕРХНИЕ ЗУБКИ»: улыбнуться, приоткрыть рот. Кончиком широкого языка «почистить» верхние зубки с внутренней стороны, двигая языком вправо-влево.

«ЛОШАДКА»: улыбнуться, открыть рот. Пощелкать кончиком языка, как цокают лошадки. Рот при этом должен быть открыт, язык должен быть широким, а нижняя челюсть неподвижной.

«ГРИБОК»: улыбнуться, открыть рот. Присосать широкий язык к нёбу. Это – шляпка гриба, а подъязычная связка – ножка. Кончик языка не должен подворачиваться, губы – в улыбке.

«ГАРМОШКА»: положение языка как в упражнении «Грибок», губы в улыбке. Не отрывая языка от нёба, открывать и закрывать рот.

«БАРАБАН»: улыбнуться, открыть рот. Многократно и отчетливо произносить звук д-д-д. Язык упирается в верхние зубы при произнесении этого звука, рот не должен закрываться.

«ЗАВЕДИ МОТОРЧИК»: во время длительного произнесения звука д-д-д (за верхними зубами, см. упр. «Барабан») быстрыми движениями прямого указательного пальца ребенка производить частые колебательные движения из стороны в сторону. В результате слышится рокот: тр-тр-тр…

Упражнения для развития подъязычной уздечки

Если у ребенка уздечка укорочена (по этому поводу необходимо проконсультироваться с ортодонтом) и это является причиной дефектного произношения звуков (ш-ж-ч-щ-л-ль-р-рь), выполняйте каждый день следующие упражнения:

«БАРАБАН» или «ДЯТЕЛ»: улыбнуться, открыть рот. Многократно и отчетливо произносить звук д-д-д. Язык упирается в верхние зубы при произнесении этого звука, рот не должен закрываться (между зубами – примерно 1 см.).

«ЛОШАДКА»: улыбнуться, открыть рот. Пощелкать кончиком языка, как цокают лошадки. Рот при этом открыт, язык должен быть широким. Следить, чтобы кончик языка не подворачивался внутрь, а нижняя челюсть оставалась неподвижной.

«ГРИБОК»: улыбнуться, открыть рот. Присосать широкий язык к нёбу — это шляпка гриба, а подъязычная связка – ножка. Кончик языка не должен подворачиваться, губы – в улыбке. Если ребенку не удается присосать язык, то можно медленно пощелкать языком, как в упр. «Лошадка». В пощелкивании улавливается нужное движение языка.

«ГАРМОШКА»: положение языка как в упр. «Грибок», губы в улыбке. Не отрывая языка от нёба, открывать и закрывать рот.

«ДОТЯНУТЬСЯ ДО НОСА»: улыбнуться, открыть рот. Широкий кончик языка поднять к носу и опустить к верхней губе. Следить, чтобы язык не сужался, а губы и нижняя челюсть были неподвижны.

ПОЛОЖЕНИЕ ОРГАНОВ РЕЧИ ПРИ ПРОИЗНОШЕНИИ ЗВУКОВ [Р], [Р ,]

Рот приоткрыт, губы принимают положение следующего звука. Кончик языка приподнят к альвеолам за верхними резцами. Средняя часть спинки языка пригибается и принимает форму ложечки. Корень языка приподнят. Боковые края его прилегают к верхним коренным зубам. Под напором выдыхаемого воздуха, проходящего посередине языка, кончик вибрирует у альвеол. На ладони, поднесённой ко рту, ощущается сильная струя воздуха.

Что такое орган слуха и равновесия

Ухо человека отвечает не только за восприятие и дальнейшую передачу звуковой информации. Внутреннее ухо относится к органу слуха и равновесия. Это сложное образование, в котором волна механических колебаний, как морской прибой, распространяется в лимфатической жидкости и колышет отростки нервных клеток, формируя электрический импульс. Этот сигнал несет информацию о громкости, продолжительности, высоте звука в мозг.

Другая часть внутреннего уха – орган равновесия (вестибулярный аппарат). Он состоит из: преддверия, находящихся в нем трех полукружных каналов, маточки и мешочка. Преддверие – полость округлой формы с диаметром около 5 мм. Оно находится между каналами и улиткой. Каналы взаимно перпендикулярны и в месте соединения с преддверием имеют расширения – ампулы. Каналы заполнены эндолимфатической жидкостью.

Маточка и мешочек – поля нервных клеток, которые воспринимают различные раздражения. Смена положения тела регистрируется рецепторами маточки и вызывает рефлекторную реакцию мышц, помогая человеку сохранять равновесие. Вибрация улавливается окончаниями мешочка.

От органа в головной мозг идет преддверно-улитковый нерв.

1.1. Звуки речи

Звуки речи – это звуки, из которых состоят слова. Звук есть самая мелкая единица языка.

1. Звуки речи, как и все другие звуки природы (звуки шагов человека, гудки машины, пение птиц и т.д.), порождаются колебаниями воздуха, то есть звуки речи [а], [б], [в], [о] относятся к акустическим явлениям, они воспринимаются органами слуха как разные звучания.

2. Колебания воздуха возникают при прохождении воздушной струи через речевой аппарат.

Речевой аппарат состоит из лёгких, гортани с голосовыми связками, глотки, полости рта (с языком, губами, твёрдым и мягким нёбом) и полости носа.
Функция лёгких – дать воздушную струю.
Все другие органы речевого аппарата принимают непосредственное участие в образовании звуков. При «говорении» одни из них двигаются (голосовые связки, мягкое нёбо, язык, губы), эти органы речи называются активными; другие остаются неподвижными (твёрдое нёбо, зубы), они называются пассивными.
В результате работы голосовых связок (или отсутствия таковой) и трения воздуха о преграды создаются различные звучания – разные звуки.
Преграды создаются неодинаковым положением активных органов речи в момент образования звука. Следовательно, звук есть также явление физиологическое: для его возникновения требуется определённая работа органов речи.

3. Звуки [а], [б], [в], [о] и др. являются элементами языка, функция которого, как известно, состоит в том, чтобы передавать смысл. Поэтому звуки речи связаны со значениями слов и их частей (морфем – корней, приставок и т.д.). С помощью изменения звуков можно превратить одно слово в другое.

Ср.: дом, дым, дам (тебе книгу), (много) дум; дом, том.

4. Звуки речи употребляются не изолированно, а в определённых звуковых комплексах – словах. Это приводит к тому, что один и тот же звук русского языка в разных словах может звучать по-разному.

Ср.: в слове ре́зок на месте буквы з звучит звук [з]; в слове ре́зкий – на месте буквы з звучит звук [с].

5. Слова могут состоять из одного и более звуков. Союзы, предлоги, местоимения обычно самые короткие. Например, из одного звука состоят предлоги к, в, с; союзы а, и. Слова знаменательных частей речи обычно состоят из трёх и более звуков.

Дом, стол, велосипед, подошёл, красивый.

6. Раздел науки, в котором изучаются звуки речи, называется фонетикой (от греч. «фоне» – звук).

7. С фонетикой тесно связана орфоэпия – наука, занимающаяся изучением нормативного литературного произношения (от греч. «орфо» – правильный; «эпос» – слово, речь). Орфоэпическим нормам подчиняются произношение звуков речи, постановка ударения и др.

Например, по орфоэпическим нормам литературного языка первый звук в местоимении что произносится как [ш]; согласный [н] в ударном слоге слова фонетика произносится твёрдо; ударение в существительном алфавит ставится на последний слог.

Правильность произношения слов можно проверить по орфоэпическим словарям.

►

Функции органа слуха

Говоря о функциях органа слуха, физиологи описывают их в соответствии с анатомическими образованиями. Так для каждого отдела есть свои специфические задачи:

ловит звуки и направляет их далее (наружное ухо);
передает звуковую волну (наружное и среднее ухо);
защищает от инфекций, громких звуков, повреждений внутренних отделов (наружное ухо, барабанная перепонка);
трансформирует энергию звука в электрическую (внутреннее ухо).

Функции слуха эволюционно тесно связаны с оповещением об опасности и коммуникациями в сообществе. Чтобы надолго сохранить способность слышать долго, необходимо соблюдать простые правила профилактики снижения слуха.

Особенности органа слуха

Органы слуха у человека парные. Что это означает? Человек может слушать одновременно правым и левым ухом. Бинауральный слух дает больше информации о звуке и усиливает его при определенных условиях.

Если источник механических колебаний находится на одинаковом расстоянии от правого и левого уха, громкость сигнала увеличивается на 50%. Значит, при одностороннем нарушении компенсация с помощью слухового аппарата даже небольшой мощности существенно улучшает качество жизни.

Воспринимать двумя ушами – лучше определять локализацию звука. Бинауральный слух дает:

ощущение объемного звучания;
представление о расположении источника.

Это помогает избегать опасности (например, приближающегося автомобиля) и выделять полезные звуки из всего фонового шума, беседуя с одним человеком в шумном помещении.

Подробнее о характеристиках слуха в этой статье.

При возникновении любых проблем со слухом, необходимо срочно пройти диагностику слуха на профессиональном оборудовании. Если обратиться за помощью вовремя, то появляется шанс на полное восстановление слуха.