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耳朵知识

内耳是如何辨别声音的

时间:2012/5/9 14:09:39  作者:未知  来源:中国公众科技网  查看:366  评论:0
内容摘要:17世纪的法国解剖学家G.J. 杜弗内认为,耳朵里有一组共鸣器。19世纪的绝大多数科学家都相信人耳辨别音高的能力依赖于某种“共鸣”。德国科学家赫尔曼·冯·黑姆霍尔茨称得起共鸣理论的集大成者。他相信,柯替氏器附着的基膜上有许多频率固定的纤维,会在相应声频下产生振动,恰如某一钢琴弦会...

17世纪的法国解剖学家G.J. 杜弗内认为,耳朵里有一组共鸣器。19世纪的绝大多数科学家都相信人耳辨别音高的能力依赖于某种“共鸣”。德国科学家赫尔曼·冯·黑姆霍尔茨称得起共鸣理论的集大成者。他相信,柯替氏器附着的基膜上有许多频率固定的纤维,会在相应声频下产生振动,恰如某一钢琴弦会应和特定频率的声波振动一样。他有一个观点是正确的:不同频率的声音由柯替氏器的不同部位接收,离听小骨最近的部分对高音敏感,离得最远的部分对低音敏感。但是,关于耳蜗的功能,还是有许多未解之谜。靠着匈牙利医生乔治·冯·贝柯希一系列精巧的试验,人们才对内耳有了深入的了解。

声波通过时的耳蜗

耳蜗细小难辨,呈螺旋形,嵌于颞骨――人体最坚硬的骨骼――之中,很难研究。贝柯希1928年开始试验的时候,建造了放大的耳蜗模型。他使用的是直玻璃管――实际是把耳蜗螺旋拉直并使其透明。在玻璃管的中部他装上一层橡胶膜,模仿基膜――一层富有弹性的薄膜,将耳蜗分成两部分。他在管中注水,然后在一端释放声波,令液体振动,如同中耳的听小骨令耳蜗中的液体振动一样。

他注意到,每个声音都会引发一阵水波,直抵模型中的基膜。他称此为“行波”。虽然任何声调的行波都会引起整个仿真基膜的变形,冯·贝柯希观察到耳蜗不同部位接收的音频是不同的――高调子造成的变形在近端最大,低调造成的则在远端最大。冯·贝柯希使用的技术领先他的时代二十年。在从尸解中得到的耳蜗基膜上,他观察到相同的变形,从而验证了自己的模型。他发现,基膜变形时,听毛细胞顶端微小的静纤毛会向另一薄膜,即耳蜗覆膜倒去,耳蜗基膜变形最大的位置,静纤毛弯曲也最大。他归纳道,不同的音调就这样在柯替氏器的不同位置被“听到”了。由于他在听觉生理方面的奠基性工作,冯·贝柯希获得了1961年的诺贝尔生理学奖(或称医学奖)。


标签:频率 世纪 匈牙利 科学家 解剖学 
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