Задание по естественнонаучной функциональной грамотности. Кейс Звуковое восприятие

Кейс  «Звуковое восприятие. Гигиена слуха»

Мир наполнен различными звуками:шумом машин, звуком колокола,пением птиц, шумом прибоя и криками чаек. С точки зрения физики звук – это чередующееся разрежение и сгущение воздуха,распространяющееся во все стороны от источника звука. А источником звука может быть любое колеблющееся тело.

          Орган слуха (рис.1) у человека парный, что позволяет ему различать, с какой стороны исходит звук. Если звучащий предмет находится слева, то импульсы от левого уха переходят в мозг раньше, чем от правого. Эта небольшая разница во времени и позволяет не только определить направление, но и воспринимать звуковые источники из разных участков пространства. Такое звучание называется объемным, или стереофоническим. Ухо состоит из следующих отделов: наружное, среднее и внутреннее.

                    Наружное ухо состоит из ушной раковины, наружного слухового прохода и барабанной перепонки. Ушная раковина – это эластичный хрящсложнойформы,покрытый кожей. Ушная раковина у человека неподвижна и играет незначительную роль по сравнению с животными, у которых ее подвижность обеспечивает лучшую ориентировку по отношению к источнику звука. Наружный слуховой проход имеет длину  27-35 мм, диаметр 6-8 мм. Он проводит звуковые колебания к барабанной перепонке. Слуховой канал выстлан эпителиальной тканью, отдельные клетки которой (видоизменные потовые железы) вырабатывают ушную серу. Она защищает барабанную перепонку от механических частиц. Барабанная перепонка – тонкая мембрана, которой заканчивается наружный слуховой проход, толщина ее около 0,1 мм. Она отделяет наружное ухо от среднего.

             Среднее ухо помещается в особом углублении височной кости  - барабанной полости. В ней располагаются три слуховые косточки – молоточек, наковальня и стремечко. Слуховые  косточки очень маленькие, например масса стремечка всего 2,5 мг. Полость среднего уха соединяется с полостью носоглотки слуховой (евстахиевой) трубой.

Рис 1. Строение  органа слуха человека

              Благодаря этой трубе давление на барабанную перепонку снаружи и изнутри уравновешено. Слуховые косточки передают звуковые колебания от барабанной перепонки к внутреннему уху, при этом они образуют систему рычагов, которые повышают эффективность передачи колебаний с барабанной перепонки на внутреннее ухо, когда сигнал,передаваемый косточками, усиливается в 30-50 раз.

                Внутреннее ухо имеет вид перепончатого лабиринта, который располагается в костном лабиринте височной кости. Оно представлено преддверием, тремя полукружными каналами и улиткой.  Улитка относится к органу слуха, а полукружные каналы и преддверием являются органом равновесия. Между стенкой костного лабиринта и наружной поверхность перепончатого лабиринта находится жидкость –  перилимфа.  Улитка представляет собой тонкий конус длиной 3.5 см, закрученный спиралью на 2.5 оборота.  На основной мембране улитки, которая разделяет улитковый проток и барабанную лестницу, располагается звуковоспринимающий аппарат – кортиев орган, пластинку которого составляют 12 000-24 000 тонких волоконец различной длины. На другой стороне пластинки расположены чувствительные волоски и клетки – рецепторы, воспринимающие колебания жидкости. Жидкость приходит в колебания при поочередных надавливаниях стремечка на овальное окно и выпячивания круглого окна, расположенного подовальным.

                                Звуковые волны возникают как чередование сгущений и разряжений воздуха и распространяются во все стороны от источника звука. Все вибрации воздуха, воды или другой упругой среды распадаются на периодические (тоны) и непериодические (шумы).

              Верхний звуковой порог у взрослого человека составляет 20 000Гц, самый низкий -12-24 Гц. Дети имеют более высокую верхнюю границу слуха -22 000 Гц, у пожилых людей она ниже – около 15 000 Гц. Наибольшей восприимчивостью обладает ухо к звукам с частотой колебаний в пределах от 1000 до 4000 Гц. Звуки ниже 16 Гц называются инфразвуками, а выше 20 000Гц – ультразвуками.

Таблица 1. Скорость  звука в различных  средах

Таблица 2. Сила звука

           Звуки можно разделить на шумы и музыку. В музыке выделяют консонанс (благозвучие) и диссонанс (неприятный для слуха набор звуков).

Распространение звука зависит от среды (табл.1). Звук не передаётся в вакууме. Сила звука измеряется в децибелах (табл. 2).

             У многих животных звуковое восприятие отличается от человека. На краю колокола у медузы расположены примитивные глаза и органы равновесия – слуховые колбочки  величиной с булавочную головку. Это и есть уши медузы. Однако слышат они не просо звуковые колебания, доступные и нашему уху, а инфразвуки с частотой 8-13 Гц. Перед штормом усиливающийся ветер срывает гребни волн и захлестывает их. Каждое такое захлопывание воды на гребне волны порождает акустический удар, создаются инфразвуковые колебания, их-то и улавливает своим куполом медуза. Колокол медузы усиливает инфразвуковые колебания (как рупор) и передаёт на слуховые колбочки. Шторм разыгрывается еще за сотни километров от берега, он и придает в эти места примерно часов через 20, а медузы уже слышат его и уходят на глубину. Ультразвуки слышат летучие мыши, дельфины и другие животные.

1.      Пользуясь справочными материалами, решите задачу.

Звуковая волна из воздуха распространилась в воду. Длина волны звука в воздухе 1м, а в воде – 4,25 м. Определите скорость распространения звука в воде, если скорость звук в воздухе 340 м/с.

2.      На одном из ленинградских заводов имел место такой случай. Кузнец в обеденный перерыв захотел отдохнуть и улегся на станину кузнечного пресс, его товарищ решил пошутить и напугать спящего. Он забрался под станину и что было силы ударил по ней молотком. Шутка окончилась плачевно  - спящий кузнец оглох. В чем причина внезапно наступившей глухоты?

3.      Отметьте верные суждения.

4.      Объясните, почему комар издает звуки только при полете, а когда садится, замолкает.

5.      Как вы объясните исторический факт?

Известно, что великий композитор Людвиг Ван Бетховен, будучи глухим, слушал игру на рояле с помощью трости, которой он опирался на рояль, а другой конец  держал в зубах.

6.      Сформулируйте положения и правила под общим названием  «Как сохранить слух?».

                  Если вы регулярно пользуетесь плеером, проделайте такой простейший эксперимент, чтобы определить, попали ли вы в группу слухового риска. Включите обычное радио через динамик, найдите <<разговорную>> станцию и выберите самый тихий уровень, на котором вы можете разбирать слова. Затем вернитесь к плееру с наушниками на привычной громкости. Через час снимите  наушники и сразу  же включите радио  на тот же самый  тихий уровень  разговорной  речи.  Ничего не слышите?  Так и есть: произошло  временное смещение  звукового  порога.  Способность различать  более тихие  звуки обычно  восстанавливается  в течение  24 часов,  но  эффект  накапливается  и  может  привести  к  постоянному  повреждению  слухового восприятия. Так что  носите  наушники  как  можно  реже,  если  не хотите  поменять  их на слуховой аппарат!

Скачано с www.znanio.ru