صدا - جلسه سوم

اهداف:

آشنایی با ساختار گوش و مکانیسم شنیدن، نحوه ایجاد صدا در تارهای صوتی حنجره

صدا و سیستم شنوایی انسان ها

در این جلسه شما را با ساختار و اجزای داخلی گوش برای فهم بهتر عملکرد این عضو بدن در دریافت امواج صوتی و رابطه صدای زیر و بم با فرکانس صدا آشنا خواهیم ساخت.

اجزای داخلی گوش:

برای فهم عملکرد بهتر سیستم شنوایی بهتر است گوش را به سه قسمت مجزا تقسیم کنیم: گوش خارجی، گوش میانی و گوش خارجی.

گوش خارجی : شامل لاله گوش، کانال شنوایی و پرده گوش است.

سوال: آیا می دانید لاله گوش چه عملی انجام می دهد؟

جواب: لاله گوش بخش مرئی گوش است که صدا (بخصوص صداها با فرکانس بالا ) را جمع آوری می کند و آن ها را به سوی کانال شنوایی گوش هدایت می کند. همچنین لاله گوش به ما کمک می کند تا متوجه شویم که صدا از کدام سمت به ما رسیده است. کانال شنوایی به صورت یک مجرایی برای فرستادن صداها به گوش میانی و به سمت پرده گوش عمل می کند. این مجرا از موهای ظریف و غدد کوچکی که مایع درون گوش را می سازند، تشکیل یافته است. مایع ترشح شده در مجرای شنوایی گردوخاک و آلودگی را در خود نگه می دارد تا مانع مختل شدن توانایی پرده گوش برای ارتعاش شود.

فعالیت: برای این که بهتر با کار پرده گوش و کانال شنوایی آشنا شوید این آزمایش را انجام دهید: ابتدا یک لوله خالی مقوایی مانند رول دستمال توالت بردارید. سپس یک بادکنک را کاملا بکشید و آن را با استفاده از یک بند پلاستیکی در یک انتهای لوله محکم کنید. توجه کنید که بادکنک باید کاملا کشیده و نازک شده باشد. حال از سر دیگر لوله صدا ایجاد کنید. می توانید ببینید چه اتفاقی می افتد؟ آیا بادکنک شروع به لرزش می کند؟؟ در واقع در این آزمایش لوله نقش مجرای شنوایی را ایفا می کند و بادکنک کشیده شده نقش پرده گوش را دارد و درک هماهنگی بین این دو عضو با این آزمایش خیلی دشوار نیست.

شکل1: یک تصویر ساده از ورود امواج صوتی به گوش و انتقال به پرده گوش توسط مجرای شنوایی

گوش میانی: شامل سه استخوان کوچک به نام های استخوان چکشی، سندانی و رکابی است که این استخوان ها اسم خود را با توجه به شکلی که دارند بدست آورده اند. استخوان چکشی نزدیک به پرده گوش است و بنابراین ارتعاشات از پرده گوش به استخوان چکشی می رسد و آن را به حرکت در می آورد. این حرکت به استخوان های دیگر نیز منتقل می شود. در واقع گوش میانی ضمن انتقال صدا به گوش داخلی شدت آن را نیز کنترل می کنند تا مانع صدمه گوش داخلی شوند. در بعضی مواقع که شدت صدا بسیار زیاد است، احتمال صدمه گوش داخلی نیز افزایش می یابد.

گوش داخلی: این بخش شامل حلزون گوش و بخش های مربوط به تعادل (مجرای حلقوی و دهلیز) می باشد. دهانه بیضی شکل حلزون به گوش میانی متصل است که از این طریق نوسانات صوتی را دریافت می کند. گوش داخلی اصلی ترین عامل برای حفظ تعادل در بدن است یعنی می توانیم راه برویم بنشینیم و بدون مشکل کارهایمان را انجام دهیم. کار گوش داخلی این است که امواج صوتی را دریافت کند و آن را با استفاده از اعصاب شنوایی درون خود به امواج شنوایی تبدیل می کند.

شکل2: تصویری از اجزای تشکیل دهنده گوش برای شنیدن

سوال: آیا می دانید چرا بعضی از صداها مانند کشیدن قاشق روی بشقاب و یا کشیدن ناخن روی تخته سیاه بسیار برای ما آزار دهنده است؟

جواب: دانشمندان پس از آزمایش های گوناگون دریافتند که گوش انسان به بعضی از فرکانس ها حساس است و این صداها سلول-های عصبی را تحریک می کنند و باعث ایجاد انزجار می شوند. صداهایی نظیر کشیدن ناخن روی تخته سیاه دارای فرکانس بالایی هستند و بدن به این نوع صداها پاسخ منفی می دهد. اینصداها معمولا در رنج فرکانس 2000 تا 4000 هرتز قرار دارند.

نحوه ایجاد صدا در حنجره:

عامل اصلی ایجاد صدا، تارهای صوتی در حنجره است. حنجره داخل گردن قرار دارد که از پایین به نای و از بالا به حلق مرتبط است. طول حنجره در مردان 24 و در زنان 36 میلی متر است. تارهای صوتی بصورت دو تیغه نازک در دو طرف حنجره قرار گرفته اند. تارهای صوتی به صورت ماهیچه هستند و با عبور هوای بازدم از بین این تارها (ایجاد یک حفره)، تارها شروع به نوسان می کنند. هر چه تارها بیشتر کشیده شوند، اصوات ریزتری تولید می شود و هر چه تارها شل تر باشند اصوات بم تری تولید می شود.

باید بدانیم که بازدم و عمل خروج هوا از ریه ها و عبور آن از بین تارهای صوتی بیشترین سهم را در تولید صدا دارد. در حنجره زنان و کودکان ساختارهایی وجود دارد که با شکلی معین در تارهای صوتی به دلیل نازکی و کشیدگی فراوان به تولید صدایی زیر و تیز می انجامد و نوع دیگری از همین ساختارها در تارهای صوتی در بعضی مردان با تارهایی ضخیم تر و رهاتر (شل تر ) باعث ایجاد صدایی بم می شود.

اگر توجه کنیم منطق حاکم بر تارهای صوتی مانند قوانین حاکم بر سیم ها است. برای درک بهتر فعالیت های زیر را انجام دهید.

تکلیف:

الف) در این آزمایش می خواهیم تاثیر طول نخ را بر صدای ایجاد شده از آن بررسی کنیم. ابتدا یک نخ به طول 125 سانتی متر آماده کنید. حال یک سر نخ را به یک دستگیره محکم ببندید و سر دیگر آن را محکم بکشید. به ازای اندازه های 25، 50، 100 و 150 سانتی متر نخ را به صدا در بیاورید و به دقت به صدای ایجاد شده حاصل از ارتعاش نخ توجه کنید.

همان طور که طول نخ افزایش پیدا می کند، فرکانس (تعداد نوسان ها در یک ثانیه ) نیز کاهش می یابد و صدا بم تر می شود ولی با کاهش طول نخ، فرکانس افزایش یافته و در نتیجه صدا زیرتر است.

ب) در این قسمت می خواهیم تاثیر ضخامت نخ را با نوع صدای ایجاد شده بررسی کنیم. ابتدا یک تخته به طول 30 سانتی متر انتخاب کنید. چهار عدد میخ را بصورت دو بدو موازی به تخته بکوبید. دو عدد نخ با ضخامت های مختلف و با طول یکسان را به این میخ ها مطابق شکل زیر می بندیم. حال نخ ها را به ترتیب به صدا در می آوریم. آیا تفاوت صداها را متوجه می شوید؟ هر چه ضخامت ماده نوسانی (در اینجا نخ) بیشتر باشد، میزان نوسان نیز کاهش یعنی فرکانس کاهش می یابد و به اصطلاح صدا بم تر می شود. پس هر چه نخ نازکتر باشد صدا نیز زیر تر است چون فرکانس بیشتر است.

ب) آزمایش تاثیر ضخامت بر صدا

مطالب مرتبط:

صدا - جلسه اول

صدا - جلسه دوم

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان - تهیه: سارا قیصری

تنظیم: فاطمه گودرزی