تأثیر طراحی گوش بر شنوایی

آیا تا به حال از صدایی بسیار کم در اطراف خود متعجب شده و به دنبال آن صدا رفته اید؟ ممکن است برای بهتر شنیدن سر خود را برگردانید یا دست خود را دور گوش تان حلقه کنید. اگر این گودی که با دستتان درست می کنید بزرگ باشد چه می شود؟ برخی از حیوانات پاسخ این سوال را می دانند. بسیاری از حیوانات با قدرت شنوایی استثنایی گوش های بزرگی دارند. به عنوان مثال یک یوزگربه (نوعی گربه ی وحشی آفریقایی) می تواند صدای حرکت یک موش در زیر زمین را بشنود. خفاش ها نیز که با کمک صدا در تاریکی مسیریابی می کنند، گوش های بسیار بزرگی روی سرهای کوچک شان دارند. در این فعالیت علمی شما سمعک هایی برای کمک به شنوایی بهتر خواهید ساخت. برای ساخت آنها با کمک گرفتن از طرح گوش حیوانات می توانید کارآیی این سمعک ها را بهبود دهید.

پیش زمینه:

صوت در هوا در قالب موج های فشاری حرکت می کند. پس از ورود این امواج به کانال های گوش (سوراخ های هر دو طرف سر) گوش داخلی (بخش داخل سر) وارد عمل می شود و امواج صوتی را به سیگنال های عصبی (یک نوع کد) تبدیل می کند که به مغز ارسال می شوند. تنها در این حالت شما قادر به شنیدن صدا هستید.

به نظر می رسد کار اصلی بر عهده ی گوش داخلی است. پس چرا متعلقات گوش که بیرون از سوراخ های دو طرف سر هستند وجود دارند؟ در واقع این قطعات که به لاله ی گوش نیز شناخته می شوند نقش مهمی در جمع آوری و تقویت امواج صوتی دارند.

لاله ی گوش به صورت تصادفی ایجاد نمی شود. به عنوان مثال لاله ی گوش انسان را در نظر بگیرید؛ پیچ و خم های آن به گونه ای است که صوت های خاصی را که برای انسان مهم هستند (صداهای انسانی) را تا صد مرتبه تقویت کند و صداهای دیگر را تغییر ندهد. بدین ترتیب ما به طور خدادادی ابزاری شنوایی داریم که صداهای زمینه را کاهش می دهد.

لاله ی گوش انسان همچنین به تعیین جهت صدا کمک می کند. صداهایی که از جلو یا دو طرف شنیده می شوند تقویت می شوند اما صداهایی که از پشت سر شنیده می شوند کم می شوند. به این ترتیب صداهای مربوط به موقعیت های مختلف با هم تفاوت دارند و این به ما در شناسایی منبع صدا کمک می کند. اکنون اطلاعات بیشتری در مورد لاله ی گوش دارید. اما اگر گوش های ما لاله هایی مانند لاله ی گوش حیوانات داشت چه اتفاقی می افتاد؟ آیا داشتن گوش هایی شبیه به گوش فیل به شنوایی بیشتر کمک می کنند؟ گوش های مخروطی بزرگ چطور؟

مواد و وسایل مورد نیاز:

مقوای محکم و کلفت
 قیچی
 نوار چسب
 یک رادیو یا هر وسیله ی دیگر دارای بلندگو  
 دو بشقاب یک بار مصرف کاغذی (اختیاری)
 ماژیک (اختیاری)

آماده سازی:

در ابتدا، دو یا سه نوع لاله گوش می سازید. لاله ی گوش در واقع زایده ی بیرونی گوش است که از دو طرف سر به بیرون قرار دارد.

اول یک جفت لاله ی گوش مخروطی شکل یا گوش شیپوری بسازید. یک تکه مقوا را به صورت یک مخروط گسترده بپیچانید. یک سمت این مخروط باید سوراخی کوچک به اندازه ای داشته باشد که بتواند در گوش بیرونی شما و نزدیک کانال گوش قرار بگیرد. (دقت کنید که نباید هیچ چیزی را در کانال گوش خود فرو کنید.) با چسب مقوا را به شکل مخروط ثابت کنید. مخروط دوم را به همین شکل بسازید تا یک جفت گوش شیپوری داشته باشید.

جفت گوش دوم تان دارای لاله گوش های گسترده و آویزان مانند گوش فیل است. دو تکه مقوا را روی هم قرار دهید و آنها را یک شکل و مانند لاله ی گوش فیل ببرید.

اختیاری: می توانید یک جفت گوش گود با بریدن قطعات سه گوش از بشقاب کاغذی بسازید. (فرض کنید این بشقاب یک کیک گرد است. برای بریدن تکه های سه گوش باید تصور کنید یک چهارم از کیک را می برید و آن تکه را کنار می گذارید.) حال با چسباندن دو سمت بریده شده ی قطعه ی باقی مانده یک لاله ی گوش گود سوراخ دار ایجاد می شود. به همین ترتیب لاله ی گوش دوم را نیز درست کنید تا جفت گوش شما کامل شود. چون قرار است این لاله های گوش را روی گوش های خود بگذارید، بهتر است روی لبه های بریده شده چسب بزنید.

اختیاری: می توانید لاله های گوش را با ماژیک تزیین کنید.

روش کار:

رادیو یا وسیله ی دیگری که دارید را روشن کنید و صدای آن را به حدی کم کنید که آن را به سختی بشنوید. چنانچه از هدست استفاده می کنید آن را روی میز بگذارید و صدای موسیقی را به حدی زیاد کنید که آن را بدون قرار دادن هدست روی سرتان بشنوید. حال نزدیک بلندگو یا هدست بایستید و یک گوش خود را در مقابل منبع صدا نگه دارید. به قدری با بلندگو یا هدست فاصله باقی بگذارید که بتوانید یک لاله ی گوش مخروطی را روی گوش خود قرار دهید. به صدا گوش دهید. شدت صدا چگونه است؟

حال لاله ی گوش مخروطی را طوری در گوش هایتان بگذارید که سوراخ های کوچک آنها در گوش بیرونی تان و در نزدیکی کانال گوش قرار بگیرند. سمت باز مخروط را به بلندگو یا هدست بگیرید. مخروط دیگر باید در جهت مخالف مخروط اول قرار بگیرد (دور از بلندگو یا هدست). سعی کنید موقعیت سرتان در تمام مراحل ثابت باشد. حال به صدا گوش دهید، آیا تغییری در آن حس می کنید؟ اگر صدا بلندتر شده است آن را کم کنید تا به سختی صدا را بشنوید. سپس لاله های مخروطی را از گوش خود جدا کنید. اکنون صدا را می شنوید؟

مجدداً لاله گوش های مخروطی را روی گوش هایتان قرار دهید، به طوری که دو سوراخ کوچک آنها رو به کانال گوش باشد و سمت باز مخروط ها رو به بلندگو یا هدست. مطمئن شوید که هنوز می توانید صدا را بشنوید. حال سر خود را بچرخانید تا صورت تان مقابل بلندگو قرار بگیرد و دو مخروط در دو طرف. این بار صدا چگونه است؟ آیا هنوز می توانید آن را بشنوید؟

برای بررسی لاله ی گوش گود (اگر آن را نساخته اید) دست خود را به دور گوش تان حلقه کنید و لاله ی گوش تان را کمی به جلو خم کنید. حال در حالی که صورت تان رو به بلندگوست به صدای کم گوش دهید. آیا دستانتان به شنیدن صدا کمک می کنند؟ کدام حالت دستان تان به شنیدن بهتر صدا کمک بیشتری می کند؟

حیوانات اغلب موقعیت گوش خود را تنظیم می کنند. به نظرتان تنظیم لاله ی گوش گود تفاوتی در نحوه ی شنیدن ایجاد می کند؟ برای بررسی این موضوع جهت گودی دستتان را تغییر دهید و میزان شنیدن صدا را بررسی کنید.

برخی حیوانات گوش های بسیار بزرگ آویزان دارند. به نظرتان این ساختار به شنوایی بهتر آنها کمک می کند؟ دو لاله ی گوش شبیه به گوش های فیل را پشت گوش بیرونی خود قرار دهید و به صدا گوش دهید. آیا برای شنیدن صدا نیاز به تنظیم آن دارید؟ سر خود را حرکت دهید و در تمام جهات به صدا گوش دهید. آیا تغییری در نحوه ی شنیدن حس می کنید؟

از آنجا که لاله ی گوش بخشی از ساختار گوش است ما آن را مرتبط با شنوایی می دانیم، اما ممکن است برخی حیوانات از لاله ی گوش استفاده های دیگری کنند. به نظرتان چرا برخی از حیوانات لاله های گوش بسیار بزرگ دارند؟

آزمایش های تکمیلی:

چنانچه لاله گوش های گود را ساخته اید، آنها را با روشی مشابه آزمایش کنید.

می توانید لاله های گوش را با هم ترکیب کنید. اگر روی گوش راست خود یک لاله ی گوش فیلی و روی گوش چپ یک لاله گوش شیپوری قرار دهید چه اتفاقی می افتد؟ اگر جهت لاله گوش های گود را روی دو گوش تغییر دهید چه می شود؟ چشمان خود را ببندید و با دقت گوش دهید. صدا چگونه تغییر می کند؟ آیا می توانید جهت صدا را تشخیص دهید؟

به طراحی گوش حیوانات دقت کنید. به نظر شما لاله ی گوش خاص آنها چه کمکی به حیوان می کند؟ آیا ممکن است این لاله گوش ها وظیفه ای علاوه بر شنیدن نیز داشته باشند؟

سعی کنید بهترین طرح ممکن برای شنیدن صدا را بسازید. با کمک این لایه ی گوش اختراعی چه صداهایی را می شنوید؟ آیا می توانید محل منبع صدا را تشخیص دهید؟

مشاهده و نتیجه گیری:

آیا لاله ی گوش شیپوری و گود در صورتی که سمت باز آنها رو به منبع صدا باشد به شنیدن صدا کمک بیشتری می کنند و در حالات دیگر صدا کاهش می یابد؟ این نتیجه انتظار می رود، زیرا لاله ی گوش به عنوان مسیری برای عبور امواج صوتی عمل می کند. هر چه این مسیر بزرگتر باشد، امواج صوتی بیشتری وارد آن می شوند و شما صدا را آسان تر تشخیص می دهید. با این وجود به دلیل بزرگ بودن این لاله های گوش، ممکن است برخی صداها نتوانند به گوش برسند. به همین دلیل هنگامی که این لاله های گوش رو به منبع صدا نیستند صدا به شدت کم می شود.

لاله های گوش فیلی احتمالاً کمکی به شنوایی بهتر نمی کنند. یکی از کاربردهای گوش های بزرگ فیل در خنک شدن حیوان است زیرا این لاله ها پر از عروق خونی کوچک هستند که می توانند حرارت بدن را آزاد کنند. انسان ها برای خنک شدن عرق می کنند، با این اوصاف لاله گوش های فیلی کمکی به شنیدن بهتر نمی کنند و برای انسان فایده ی خاصی ندارند.

بر خلاف انسان ها بسیاری از حیوانات می توانند گوش خود را حرکت دهند. بعضی از آن ها مانند اسب حتی می توانند دو گوش خود را مستقل از هم تکان دهند. آنها گوش خود را برای شنیدن بهتر صدا حرکت می دهند. مغز انسان قادر به استفاده از گوش هایی که تکان می خورند نیست، در نتیجه در هنگام بررسی جهت های مختلف احتمالاً کمی گیج می شوید و نمی توانید به درستی منبع صدا را تشخیص دهید. با ترکیب لاله های گوش مختلف نیز گیج خواهید شد. برای استفاده ی بهینه از این لاله های گوش لازم است آنها را برای مدتی استفاده کنید تا مغز به آنها عادت کند.

لاله ی گوش انسان کمک می کند صداهای انسانی تقویت شوند. لاله های گوش ساده ای که در این فعالیت ساختید این توانایی را ندارند، اما لاله ی گوش حیوانات و سمعک ها دارای این قابلیت هستند. با پردازش صدا توسط مغز، صداهای زمینه بیشتر حذف می شوند.
منبع: Ears -SA،  پایگاه اطلاع رسانی رشد

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان