а) Проблема костно-воздушной передачи энергии звука к жидкостям внутреннего уха: оазличие импеданса на границе воздух-жидкость. Акустические сигналы передаются из внешней воздушной среды к наполненному жидкостями внутреннему уху.
Передача энергии звука на границе воздух-жидкость зависит от относительного сопротивления воздушной и водной среды. В случае внутреннего уха только 0,1% интенсивности звуковой волны передается к жидкости, что эквивалентно потере 30 дБ.
Работа наружного и среднего уха направлена на улучшение проводящих свойств воздуха и жидкостей улитки за счет увеличения звукового давления, которое достигает внутреннего уха на определенных частотах, как было описано выше. Представленный далее обзор дает лишь общее представление о проблеме, поэтому читателям, желающим получить более подробную информацию, следует обратиться к другим источникам.
б) Передача звука в наружном ухе. Наружное ухо, наряду с головой и туловищем, оказывает значительное влияние на звуки, которые достигают среднего уха. Эта акустическая функция наружного уха, иногда называемая усилением наружного уха, может быть охарактеризована зависящими от частот и направления изменениями звукового давления у барабанной перепонки при сравнении со звуковым давлением в свободном поле.
Как демонстрирует рисунок ниже, при расположении источника звука напротив ушной раковины наружное ухо дает прибавку в 20 дБ на частоте 2500 Гц, с более низкой прибавкой на частотах ниже и выше этого уровня.
Кроме того, по рисунку видно, что этот прирост возникает из-за сочетания рассеивания и дифракции звука вокруг головы и туловища, а также за счет акустического усиления ушной раковины, завитков наружного уха, наружного слухового прохода, и импеданса среднего уха. График иллюстрирует вклад этих анатомических структур в усиление звуков разных частот, и показывает уровень прироста (в децибелах) чтобы определить итоговое усиление наружного уха.
На рисунке не показано, каким образом происходит прибавка звука на частотах ниже 500 Гц. На самом деле, для звуков, приходящих с противоположной стороны головы, звуковое давление на барабанной перепонке может быть меньше, чем звуковое давление, возникающее от источника звука (то есть усиление наружного уха в дБ будет отрицательным).
Схематическое изображение прибавки наружного слухового прохода.
Общая прибавка и прибавка отдельных компонентов, выраженные в дБ, соотнесены с частотами.
График описывает прибавку для источника звука, который локализуется на такой же горизонтальной плоскости, как и внутриушная ось (угол возвышения 0°),
с отклонением на 45° отклонена от средней линии по направлению к уху, на котором происходит измерение (азимут 45°).
Прибавки различных компонентов (в дБ) складываются вместе для получения итоговой прибавки (по Shaw).
