Презентация "Биоакустика"

Акустика прекрасна.
На трибунах
Одни мужчины.
Солнце золотит
Кудлатых львов
правительственной ложи.
Весь стадион –
одно большое ухо.
И. Бродский

БИОАКУСТИКА

Мир звуков окружал человека всегда.
В далёкие доисторические времена
они выручали его
так же, как и других живых существ:

помогали общаться,
ориентироваться в пространстве,
охотиться и просто
выражать свои эмоции.

Люди,
пытаясь поставить звуки себе на службу,
занялись их изучением,
создав науку о звуках – акустику.

Шелест листьев в лесу

Стрекотание кузнечика

Пение птиц

Шум морского прибоя

350 лет назад людям было не ясно,
что представляет
собой звук и как он распространяется.

Можно ли видеть ушами?

Ладзаро Спалланцани
(1729—1799) — итальянский натуралист, разносторонне образованный ученый. Был противником теории самопроизвольного зарождения микроорганизмов. Занимался экспериментами по регенерации органов у животных и вопросами оплодотворения. Исследовал кровообращение, дыхание и пищеварение. Известен опытами по выяснению способов ориентации ночных
ЖИВОТНЫХ.

Итальянский ученый Л. Спалланцани
в 1793 году начал проводить эксперименты с летучими мышами. И вот что он обнаружил: даже лишение зрения никак не отражалось на летных способностях этих животных.





Но стоило заткнуть им уши плохо проводящим звук материалом, как мыши начинали беспорядочно метаться.
Никто не мог поверить, что мыши «видят» ушами.
В результате белее чем на 100 лет опыты Спалланцини были забыты. И лишь в связи с попытками создания эхолота вернулись к изучению летучих мышей.

Чем слышит кузнечик?

Можно ли назвать ухом то,
чем ловит звуки кузнечик?
Прежде всего, слуховые органы расположены у него на передних лапках чуть ниже коленного сустава.

У человека и
многих животных
уши находятся
достаточно далеко
друг от друга.

Звук достигает
одного уха чуть раньше,
чем другого, то есть
возникает запоздание
сигналов.

Эти ничтожно малые
расхождения по времени и
мощности способны
регистрировать
чуткие уши животных,
определяя направление
на источник сигналов
с точностью до одного градуса

У кузнечика в его ножные «уши» сигнал проходит,
приводя в движение сразу обе мембраны,
причём действует на них, в отличие от ушей человека,
с обеих сторон каждой. Реагируя на разницу давлений
внутри и снаружи ушной камеры, каждая мембрана
по-своему колеблется. А поскольку в зависимости от
направления на источник звука левая и правая мембраны
будут двигаться «в такт» или не «в такт», можно,
сравнивая характер их колебаний,
выяснить, откуда пришёл звук.

Отчего глохнет глухарь?

Охотники подметили, что слух у глухаря отменный.
Однако во время пения он словно перестаёт
воспринимать окружающие звуки. Это подтвердили
исследования биоакустиков. Песня глухаря разделена на части, во время песни напоминающей
металлический скрежет, он отключается от
окружающего мира.(Защита от собственных слишком громких криков – внутри головы глухаря они создают
давление,
сравнимое с
давлением
работающего
вблизи
реактивного
двигателя.

Как ухо ловит звуки?

Рассмотрим теперь более подробно устройство нашего уха. Несмотря на то, что анатомические исследования вроде бы давно позволили полностью изучить его строение, до конца объяснить работу уха долгое время не удавалось.
Большой вклад внес в акустические исследования талантливый физик и инженер Д. Бекеши, занимавшийся в двадцатые годы нашего века проблемой плохого качества связи по телефонным линиям. В конце концов, пройдя по всей цепочке передачи сигналов, ученый подошел к ее концу, а именно к приемнику — нашему уху. Выяснилось, чтобы отладить телефонные переговоры, прежде всего надо рассмотреть действие уха с технической точки зрения.
Инженеры — сотрудники Бекеши с ужасом наблюдали за появившимися в их лаборатории анатомическими препаратами из больниц и клиник. Ученый исследовал ухо, расчленяя его и внимательно изучая работу каждой «детали». Для этих целей им были созданы уникальные приборы и в конечном итоге построена ясная система взглядов на то, как мы слышим.

Схема передачи звуковых волн на слуховые рецепторы

Звуковая
волна

Колебание
слуховых
косточек

Колебание
барабанной
перепонки

Формирование
нервных
импульсов

Раздражение
слуховых
рецепторов

Колебание
жидкости
в улитке

Колебание
перепонки
овального
окна

Наружное ухо

Среднее ухо

В
н
у
т
р
е
н
н
е
е

у
х
о

В нижней части улавливаются звуки высоких частот,
а в верхней – низких.
Длина улитки определяет диапазон
воспринимаемых нами частот –
примерно от 20 до 20 000 герц.
А вид спирали она имеет потому, что
это позволяет ей занимать в голове меньше места.

Откуда берётся голос?

В последнее время стало известно как рождается человеческий голос,
и стало возможно возвращать голос заболевшим певцам.
Этими успехами люди были обязаны инженерному взгляду
на рождение голоса. Образует его большое число мышц и органов живота,
Груди, горла и головы. Но главное – две мышцы в гортани,
раньше называвшиеся голосовыми связками, а теперь – складками.

надгортанник

голосовая щель

голосовые складки

Вибрация голосовых складок приводит к появлению звука, а язык, нёбо, ротовая и носовая полости играют роль резонаторов духовых музыкальных инструментов и придают нашему голосу индивидуальную окраску.

Как предсказать землетрясение?

Разрушительные стихийные бедствия принесли
человечеству неисчислимые несчастья. И многие
насекомые и животные, опять же в отличие от нас,
могут реагировать на приближение этой беды.

Змеи воспринимают еле заметные
сотрясения почвы всем своим телом.

Любопытный пример из сейсмологии.
Когда стоит невероятный шум на лягушачьем «концерте», можно ли передать хоть какой-либо важный сигнал от одной лягушки к другой? Оказывается, для этого лягушки используют твердую почву. Постукивая по ней пальцами, а то и шлёпая всей лапкой, они посылают сейсмические
сигналы, несущие нужную информацию, не рассчитывая на передачу «устных» сообщений по воздуху. К подобного рода связи прибегают и зайцы, выбивающие задними лапами барабанную дробь по земле, и грызуны, живущие в пустыне.
Ну чем не азбука Морзе?..