1. No category

Raziskovalna naloga za gibanje znanost mladini
(11. regijsko sreþanje mladih raziskovalcev)
Interdisciplinarno podroþje (biologija – fizika)
ǡ
~
Avtorici:
Mentorja:
Luþka Majcenoviþ
Cirila Jeras, prof.
Neža Vavpetiþ
Lojze Vrankar, prof.
Gimnazija in srednja šola Rudolfa Maistra Kamnik
Kamnik, marec 2014
Raziskovalna naloga za gibanje znanost mladini
(11. regijsko sreþanje mladih raziskovalcev)
Interdisciplinarno podroþje (biologija / fizika)
ǡ~
Avtorici:
Mentorja:
Luþka Majcenoviþ
Cirila Jeras, prof.
Neža Vavpetiþ
Lojze Vrankar, prof.
Šola: Gimnazija in srednja šola Rudolfa Maistra Kamnik
Novi trg 41 a, 1241 Kamnik
http://www.gssrm.si
Kamnik, marec 2014
Zahvala
Zahvaljujeva se vsem, ki ste naju med izdelavo raziskovalne naloge podpirali in nama nudili
pomoþ. Posebno bi se radi zahvalili Gimnaziji in srednji šoli Rudolfa Maistra in ravnatelju,
mag. Šemsu Mujanoviþu, za možnost uporabe prostorov in opreme, podjetju Samson Kamnik
za svetovanje pri izbiri materialov in laborantu fizike, Marku Streharju, za pomoþ pri
eksperimentalnem delu. Hvala tudi vsem sošolcem, ker ste velikodušno ponudili svoje
sodelovanje pri meritvah in dr. Heleni Dobrovoljc za lektoriranje celotne naloge.
Najbolj pa se zahvaljujeva mentorjema, prof. Cirili Jeras in prof. Lojzetu Vrankarju, za
izkazano pomoþ, podporo in veliko potrpežljivosti.
Luþka Majcenoviþ in Neža Vavpetiþ
POVZETEK
Našpiþite uhlje, kajti prav to bo morda vplivalo na to, kako zaznavate svet okoli sebe! Vsak
dan smo izpostavljeni neštetim zvokom, strokovnjaki pa ugotavljajo, da je naša sposobnost
zaznave iz generacije v generacijo slabša. Že veþ kot polovici populacije se v starosti obeta
okvara sluha, zato se marsikdo vpraša, kako je mogoþe sluh izboljšati in kaj vse pravzaprav
vpliva nanj.
Zanimala naju je predvsem vloga zunanjega ušesa, ki je ob omembah slušnih okvar pogosto
zanemarjena. V nalogi sva zato skušali odgovoriti na vprašanja: Kako pomembna je vloga
uhlja in sluhovoda? So mar tisti s slonovsko velikimi ušesi obdarjeni tudi z boljšo
sposobnostjo zaznavanja zvoþnih valov? Bi dolg sluhovod lahko nadomestil velike uhlje, ali
pa so ti »satelitski krožniki« ob straneh naše glave res tako pomembni? Bi lahko, þe bi bila
naša ušesa podobna sovjim, enako dobro ulovili zvok frekvenc, ali pa bi bilo naše slušno
obmoþje osredinjeno na drugaþno višino?
Da bi odgovorili na vsa ta vprašanja, sva iz sintetiþne mase Termoform izdelali modele
razliþno velikih uhljev in sluhovodov, s pomoþjo katerih sva pri razliþnih frekvencah
ugotavljali povezavo med dolžino sluhovoda, velikostjo uhlja in tem, kar slišimo.
Ugotovili sva, da zunanje uho do frekvence 2000 Hz nima bistvenega vpliva na zaznavanje
zvoka, pri višjih frekvencah pa ima sluhovod veþji vpliv na zaznavanje zvoka kot uhelj, še
pomembnejše pa je razmerje med velikostjo uhlja in dolžino sluhovoda. Dvakrat daljši
sluhovod ima precej veþji vpliv na zaznavanje zvoka kot dvakrat veþji uhelj.
ABSTRACT
Sharpen your ears, because that may as well affect the way you perceive the world around
you! Day after day we're exposed to countless sounds, while our sensory ability is declining
from generation to generation. It is presumed that upon ageing, more than half of us are going
to acquire hearing defect, so many question ways of improving our hearing, as well what even
affects it.
We were especially interested in the role that is played by outer ear, that is more often than
not left out whenever hearing problems are addressed. How important is the role of the ear
and ear canal? Could it be that those who possess large, elephant-like are also gifted with the
ability to better sense the sound waves? Could a long ear canal replace large ears, or are these
'satellite dishes' on the sides of our heads really so important? If our ears resembled those of
an owl, could we capture different frequencies just as well, or would our sensory area be
focused on a different pitch.
To answer all these questions, we used Termoform to create various, differently scaled
models of ears and ear canals, which we then used in combinations with different frequencies
to determinate the relations between the length of the ear canal, size of the ear that that which
we hear.
We came to a conclusion that up to the frequency of 2000 Hz, the outer has no great influence
on our ability to sense sound. At higher frequencies the ear canal influences our sense of
hearing more than our auricle, but it is the proportions between the two that are even more
important. Ear canal that is twice as long affects our reception of sound much more than
auricle that is twice its natural size.
Kazalo
1 Uvod ........................................................................................................................................ 1
2
1.1
Namen naloge .............................................................................................................. 1
1.2
Metode dela ................................................................................................................. 1
1.3
Hipoteze ....................................................................................................................... 1
Teoretiþni del...................................................................................................................... 2
2.1
Biološki del .................................................................................................................. 2
2.1.1 Evolucija mehanoreceptorjev................................................................................... 2
2.1.2 ýloveško uho ......................................................................................................... 11
2.2
Fizikalni del ............................................................................................................... 24
2.2.1 Zvok ....................................................................................................................... 24
2.2.2 Hitrost zvoka .......................................................................................................... 25
2.2.3 Vrste zvoka ............................................................................................................ 26
2.2.4 Zvoþila in sprejemniki zvoka ................................................................................. 30
2.2.5 Širjenje zvoka......................................................................................................... 31
2.2.6 Stojeþe zvoþno valovanje ....................................................................................... 36
2.2.7 Energija zvoka ....................................................................................................... 39
2.2.8 Jakost zvoka ........................................................................................................... 40
3
Praktiþni del...................................................................................................................... 42
3.1
Merjenje povpreþne velikosti uhlja sošolcev............................................................. 42
3.2
Izdelava modelov uhljev in sluhovodov .................................................................... 43
3.2.1 Materiali ................................................................................................................. 43
3.3
Model uhlja iz gline ................................................................................................... 45
3.4
Model uhlja iz Termoforma ....................................................................................... 47
3.4.1 Postopek nastanka modela uhlja ............................................................................ 48
3.5
Model sluhovoda iz Termoforma .............................................................................. 49
3.5.1 Postopek nastanka modela sluhovoda .................................................................... 49
3.6
Eksperimentalno delo ................................................................................................ 51
3.6.1 Laboratorij.............................................................................................................. 51
3.6.2 Instrumenti ............................................................................................................. 52
3.6.3 Meritve ................................................................................................................... 53
4
Rezultati ........................................................................................................................... 58
4.1
Meritve uhljev dijakov............................................................................................... 58
4.2
Meritve vpliva velikosti uhlja in sluhovoda na zaznavanje jakosti zvoka pri razliþnih
frekvencah ............................................................................................................................ 60
5
Analiza rezultatov ............................................................................................................ 75
5.1
Merjenje uhljev dijakov ............................................................................................. 75
5.2
Meritve brez opne ...................................................................................................... 75
5.2.1 Vpliv razliþnih kombinacij uhlja in sluhovoda na zaznavanje zvoka (grafa 6 in 7)75
5.2.2 Vpliv razliþnih sluhovodov brez uhlja na zaznavanje zvoka (grafa 8 in 9) ........... 76
5.2.3 Vpliv razliþnih uhljev brez sluhovoda na zaznavanje zvoka (grafa 10 in 11) ....... 76
5.2.4 Vpliv razliþnih uhljev s povpreþnim sluhovodom na zaznavanje zvoka (grafa 12 in
13)…................................................................................................................................. 77
5.2.5 Vpliv razliþnih sluhovodov s povpreþnim uhljem na zaznavanje zvoka (grafa 14 in
15)…................................................................................................................................. 77
5.3
Napake pri delu .......................................................................................................... 79
5.3.1 Modeli .................................................................................................................... 79
5.3.2 Instrumenti ............................................................................................................. 79
5.3.3 Meritve ................................................................................................................... 79
6
Zakljuþek .......................................................................................................................... 80
7
Viri ................................................................................................................................... 81
a)
Pisni viri ................................................................................................................. 81
b)
Spletni viri .............................................................................................................. 81
KAZALO SLIK
Slika 1: Prerez bobniþnega organa žuželk ................................................................................. 2
Slika 2: Primerjava notranjega ušesa vretenþarjev .................................................................... 3
Slika 3: Prikaz frekvenþnih obmoþij razliþnih živih bitij .......................................................... 4
Slika 4: ýrta poboþnica.............................................................................................................. 5
Slika 5: Zgradba ptiþjega ušesa ................................................................................................. 6
Slika 6: Lobanja sove ................................................................................................................ 6
Slika 7: Primerjava obraznih diskov razliþnih sov .................................................................... 7
Slika 8: Razliþni sonarji ............................................................................................................. 8
Slika 9: Afriški slon in njegovi ogromni uhlji ........................................................................... 9
Slika 10: Noga slonov.............................................................................................................. 10
Slika 11: Prerez ušesa .............................................................................................................. 11
Slika 12: Fotografija bobniþa .................................................................................................. 13
Slika 13: Prerez polža .............................................................................................................. 14
Slika 14: Fotografija polža od zunaj ........................................................................................ 15
Slika 15: Fotografija preparata polža....................................................................................... 15
Slika 16: Cortijev organ ........................................................................................................... 16
Slika 17: Pot nihanja, ki ga povzroþi zvoþni dražljaj .............................................................. 17
Slika 18: Potovanje nihanja po bobniþu .................................................................................. 18
Slika 19: Shema obþutljivosti bazilarne membrane za razliþne frekvence.............................. 19
Slika 20: Amplituda v odvisnosti od oddaljenosti od ovalnega okenca .................................. 19
Slika 21: Naš prag slišnosti in boleþine, mejna vrednost za poškodbe ter obmoþje govora in
glasbe ........................................................................................................................................ 21
Slika 22: Primerjava razvitosti zunanjega ušesa pri šestih in desetih tednih........................... 22
Slika 23: Graf odmikov (Ȍ) delcev snovi na razliþnih mestih x za dan trenutek t = t1.
Pozitiven Ȍ predstavlja odmik v smeri širjenja valovanja. Delci se kopiþijo v toþki A in se
odmikajo od toþke B. V toþki A je torej zgošþina, v toþki B pa razredþina. ........................... 24
Slika 24: Graf spreminjanja gostote v odvisnosti od þasa. V doloþenem trenutku t1 je zgošþina
pri mestu A, kjer se tedaj gostota najbolj poveþa. V razredþini B se gostota najbolj zmanjša. 25
Slika 25: Kakšen zvok slišimo, je odvisno od þasovnega spreminjanja zvoþnega tlaka ob
bobniþu. ýe se spreminja harmoniþno, slišimo fizikalni ton. .................................................. 27
Slika 26: Spekter tona sestavlja ena sama þrta pri frekvenci Ȟ1. Višina þrte je merilo za jakost
zvoka, ki je dana s kvadratom amplitude zvoþnega tlaka. ....................................................... 27
Slika 27: Spreminjanje zvoþnega tlaka v odvisnosti od þasa pri zvenu .................................. 27
Slika 28: Spekter zvena vsebuje þrte pri frekvencah Ȟ1, 2Ȟ1, 3Ȟ1 itd. Obiþajno je prva þrta
najmoþnejša, vendar to ni nujno. .............................................................................................. 28
Slika 29: Zvoki, ki jih oddajajo razliþni inštrumenti, se kljub enaki osnovni frekvenci in enaki
jakosti razlikujejo v sestavi spektrov (zvoþni barvi). ............................................................... 28
Slika 30: Spreminjanje zvoþnega tlaka v odvisnosti od þasa pri šumu. Graf ni periodiþna
funkcija, ne moremo govoriti o nihajnem þasu ali o frekvenci šuma....................................... 28
Slika 31: Graf spremembe zvoþnega tlaka v odvisnosti od þasa pri poku .............................. 29
Slika 32: Zrcalni odboj ............................................................................................................ 31
Slika 33: Odboj radijskih valov pri satelitskem krožniku in zvoþnih valov pri uhlju ............. 32
Slika 34: Lom valovanja .......................................................................................................... 34
Slika 35: Uklon valovanja ....................................................................................................... 35
Slika 36: Konstruktivna in destruktivna interferenca .............................................................. 35
Slika 37: Dopplerjev pojav ...................................................................................................... 36
Slika 38: Lastno nihanje zraka v polzaprti pišþali, kjer l pomeni dolžino pišþali, Ȝ pa je
valovna dolžina. ....................................................................................................................... 37
Slika 39: Nekaj možnih nihanj idealne membrane .................................................................. 38
Slika 40: Držala glasbenih vilic z resonanþnimi škatlami razliþnih velikosti ......................... 38
Slika 41: Graf narašþanja jakosti zvoka glede na kvocient gostot zvoþnega toka................... 41
Slika 42: Skica uhlja z oznaþenimi merami............................................................................. 42
Slika 43: Glina iz katere je bil izdelan najveþji model ............................................................ 43
Slika 44: Embalaža Modrina ................................................................................................... 44
Slika 45: Segret Termoform .................................................................................................... 44
Slika 46: Termoform ............................................................................................................... 44
Slika 47: Mikrokristaliniþni gnetilni vosek ............................................................................. 45
Slika 48: Skica za izdelavo najveþjega uhlja ........................................................................... 45
Slika 49: Postopek izdelave glinenega modela........................................................................ 46
Slika 50: Uhelj povpreþne velikosti in Termoform, iz katerega je bil narejen ........................ 47
Slika 51: Uhelj povpreþne velikosti iz Termoforma ............................................................... 47
Slika 52: Modeli uhljev ........................................................................................................... 48
Slika 53: Modeli sluhovodov ................................................................................................... 49
Slika 54: Najin laboratorij ....................................................................................................... 51
Slika 55: Model in instrumenti, pripravljeni za meritve. Tonski generator oddaja zvok, ki
zatem potuje preko modela uhlja in sluhovoda, prejme pa ga mikrofon, ki je povezan z
osciloskopom na drugi strani zaves. ......................................................................................... 52
Slika 56: Tonski generator....................................................................................................... 55
Slika 57: Merjenje z osciloskopom ......................................................................................... 56
Slika 58: Zajemanje grafa osciloskopa .................................................................................... 56
Slika 59: Datoteka z merskimi vrednostmi meritev ................................................................ 56
Slika 60: Graf tlaþnih razlik merjene frekvence ...................................................................... 56
Slika 61: Mesti odþitavanja ..................................................................................................... 57
Slika 62: Odþitani rezultati v tabeli ......................................................................................... 57
Slika 63: Skica uhlja, na podlagi katere sva izmerili dimenzije .............................................. 58
Slika 64: Uhelj povpreþnih dimenzij in oblike ........................................................................ 59
Slika 65: Razmeroma velik uhelj, katerega mere sva pri izraþunu konþne povpreþne vrednosti
izloþili....................................................................................................................................... 59
KAZALO TABEL
Tabela 1: Frekvenþna obmoþja razliþnih živih bitij .................................................................. 3
Tabela 2: Hitrosti zvoka v nekaterih þloveških tkivih ............................................................ 26
Tabela 3: Hitrosti zvoka v nekaterih snoveh ........................................................................... 26
Tabela 4: Zvoþne moþi razliþnih zvoþil .................................................................................. 39
Tabela 5: Jakosti zvoka nekaterih zvoþnih izvirov ................................................................. 41
Tabela 6: Dimenzije modelov uhljev ...................................................................................... 48
Tabela 7: Dimenzije modelov sluhovodov ............................................................................. 49
Tabela 8: Frekvence lastnega nihanja pri razliþnih dolžinah zaprtih pišþali (sluhovodih) ..... 50
Tabela 9: Izmerjene dimenzije uhljev dijakov ........................................................................ 58
Tabela 10: Prikaz meritev pri razliþnih kombinacijah uhlja in sluhovoda.............................. 60
Tabela 11: Prikaz meritev razliþnih sluhovodov brez uhlja .................................................... 61
Tabela 12: Prikaz meritev razliþnih uhljev brez sluhovoda .................................................... 62
Tabela 13: Prikaz meritev razliþnih uhljev s sluhovodom ...................................................... 63
Tabela 14: Prikaz meritev razliþnih sluhovodov z uhljem ...................................................... 64
Tabela 15: Prikaz povpreþja meritev pri razliþnih kombinacijah uhlja in sluhovoda ............. 65
Tabela 16: Prikaz povpreþja meritev razliþnih sluhovodov brez uhlja ................................... 67
Tabela 17: Prikaz povpreþja meritev razliþnih uhljev brez sluhovoda ................................... 69
Tabela 18: Prikaz povpreþja meritev razliþnih uhljev s sluhovodom ..................................... 71
Tabela 19: Prikaz povpreþja meritev razliþnih sluhovodov z uhljem ..................................... 73
KAZALO GRAFOV
Graf 1: Prikaz meritev pri razliþnih kombinacijah uhlja in sluhovoda ................................... 60
Graf 2: Prikaz meritev razliþnih sluhovodov brez uhlja ......................................................... 61
Graf 3: Prikaz meritev razliþnih uhljev brez sluhovoda.......................................................... 62
Graf 4: Prikaz meritev razliþnih uhljev s sluhovodom............................................................ 63
Graf 5: Prikaz meritev razliþnih sluhovodov z uhljem ........................................................... 64
Graf 6: Prikaz povpreþja meritev pri razliþnih kombinacijah uhlja in sluhovoda .................. 65
Graf 7: Prikaz povpreþja meritev pri razliþnih kombinacijah uhlja in sluhovoda (razlika
jakosti v odvisnosti od frekvenc) ............................................................................................. 66
Graf 8: Prikaz povpreþja meritev razliþnih sluhovodov brez uhlja......................................... 67
Graf 9: Prikaz povpreþja meritev razliþnih sluhovodov brez uhlja (razlika jakosti v odvisnosti
od frekvenc).............................................................................................................................. 68
Graf 10: Prikaz povpreþja meritev razliþnih uhljev brez sluhovoda ....................................... 69
Graf 11: Prikaz povpreþja meritev razliþnih uhljev brez sluhovoda (razlika jakosti v
odvisnosti od frekvenc) ............................................................................................................ 70
Graf 12: Prikaz povpreþja meritev razliþnih uhljev s sluhovodom ......................................... 71
Graf 13: Prikaz povpreþja meritev razliþnih uhljev s sluhovodom (razlika jakosti v odvisnosti
od frekvenc).............................................................................................................................. 72
Graf 14: Prikaz povpreþja meritev razliþnih sluhovodov z uhljem......................................... 73
Graf 15: Prikaz povpreþja meritev razliþnih sluhovodov z uhljem (razlika jakosti v odvisnosti
od frekvenc).............................................................................................................................. 74
Graf 16: Primerjava uhlja dvakratne velikosti (s povpreþnim sluhovodom) in sluhovoda
dvakratne dolžine (s povpreþnim uhljem) ................................................................................ 74
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
1Uvod
1.1 Namennaloge
x
Dokazati vpliv uhlja in sluhovoda na našo sposobnost zaznavanja zvoka.
x
Raziskati, na katere frekvence imata velikost uhlja in dolžina sluhovoda najveþji vpliv.
x
Primerjati vpliv uhlja in vpliv sluhovoda na ojaþitev frekvenc.
1.2 Metodedela
x
Merjenje povpreþne velikosti uhljev sošolcev
x
Izdelava modelov uhljev in sluhovodov
x
Eksperimentalno delo
1.3 Hipoteze
x
Velikost uhlja vpliva na zaznavanje jakosti zvoka.
x
Dolžina sluhovoda vpliva razliþno na zaznavanje zvokov razliþnih frekvenc.
x
Za zaznavanje zvoka je pomembno razmerje med velikostjo uhlja in dolžino
sluhovoda.
x
Veþji vpliv na sluh ima uhelj.
1
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
2 Teoreti«nidel
2.1 Biološkidel
2.1.1 Evolucijamehanoreceptorjev
Že praživali odgovarjajo na mehanske dražljaje. Ob dotiku celo preprosti organizmi, kot je
paramecij, odplavajo stran. Iz teh primitivnih odgovorov so se verjetno razvila vsa þutila, s
katerimi živali zaznavajo mehanske dražljaje iz okolice in notranjosti telesa, med katere
sodijo þutilo za sluh, ravnotežje, dotik in drugo.
Najpreprostejši mehanoreceptorji so þutila za dotik, ki jih pri nevretenþarjih najdemo v obliki
þutilnih dlak. Pri vodnih vretenþarjih pa so se razvili mehanoreceptorji, ki se od þutilnih dlak
po izvoru in strukturi razlikujejo, þeprav opravljajo enako nalogo. Ribe so namreþ že razvile
þrto poboþnico, s katero zaznavajo vodne tokove in vibracije, ki se širijo po vodi. Ta sistem
þutnic boþne linije je pomemben, ker je po izvoru soroden þutnicam v notranjem ušesu, ki so
del ravnotežnega in slušnega organa pri kopenskih in vodnih vretenþarjih.
Razliþne ravnotežne organe pogosto najdemo v obliki mehurþastih organov s þutilnimi
celicami, medtem ko so slušni organi nekaterih živali že višek razvoja mehanoreceptorjev.
Sluh je posebno dobro razvit pri
þlenonožcih
vretenþarjih,
in
žuželkah.
Pri
žuželkah
je
pomemben
predvsem bobniþasti (timpanalni)
organ, ki je verjetno najbolj razvit
organ nevretenþarjev. S tem lahko
žuželke zaznavajo jakost, smer in
višino zvoka, razpon frekvenc, ki
jih slišijo, pa sega mnogo višje od
frekvenc, ki jih je sposoben zaznati
þlovek. (M. Gogala, M. Ramovš, P.
Stušek,
(Vir: M. Gogala, M. Ramovš, P. Stušek, T. Valentinþiþ: Primerjalna anatomija in
fiziologija. Ljubljana: DZS, 1992)
anatomija in fiziologija. Ljubljana: DZS,
2
T.
Valentinþiþ:
Primerjalna
Slika 1: Prerez bobniþnega organa žuželk
1992 (str. 96í103).)
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Slika 2: Primerjava notranjega ušesa vretenþarjev
(Vir: Alan E. Nourse: The Body. New York: Time Incorporated, 1964. Nav. po: The Robinson Library,
http://www.robinsonlibrary.com/science/physiology/senses/graphics/hearing3.gif)
Pri kopenskih vretenþarjih se je slušni organ oblikoval v labirintu notranjega ušesa, v predelu,
ki se izoblikoval v polža. Ta je pri dvoživkah komaj nakazan, pri pticah in plazilcih se zelo
poveþa, a šele pri sesalcih pridemo do zavitega polža, ki je znaþilen tudi za þloveka. Manjši in
manj razvit je bil polž (kot na primer pri ribah), krajša je bila bazalna membrana, organ za
sluh pa slabše razvit.
Razvilo se je tudi srednje, pri sesalcih pa še zunanje uho. Razvitega uhlja ne najdemo pri
dvoživkah, pticah ali plazilcih, paþ pa je znaþilen le za sesalce, pri katerih se njegova oblika in
velikost, poslediþno pa tudi vpliv, od vrste do vrste precej razlikujejo. (M. Gogala, M. Ramovš, P.
Stušek, T. Valentinþiþ: Primerjalna anatomija in fiziologija. Ljubljana: DZS, 1992 (str. 96í103).)
Tabela 1: Frekvenþna obmoþja razliþnih živih bitij
Živo bitje
Frekvenþno obmoþje, ki ga zazna
ýlovek
20–20.000 Hz
(Vir podatkov: Journey into the World of Hearing, 2009í2010.
Slon
5–16.000 Hz
http://www.cochlea.org/var/plain_site/storage/images/media/imag
Pes
15–50.000 Hz
especes-animales/1946-2-eng-GB/frequency- hearing-range- in-
Maþka
60–65.000 Hz
man-and-some-common-animal.jpg)
Delfin
150–150.000 Hz
Sova
200–12.000 Hz
Netopir
1000–120.000 Hz
es/grand-public/frequences-percues-par- l-homme-et-quelques-
3
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Slika 3: Prikaz frekvenþnih obmoþij razliþnih živih bitij
(Vir: Journey into the World of Hearing, 2009í2010. http://www.cochlea.org/var/plain_site/storage/images/media/images/grandpublic/frequences-percues-par-l- homme-et-quelques-especes-animales/1946-2-eng-GB/frequency- hearing-range-in- man-and-somecommon-animal.jpg)
4
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
A. Ribeindvoživke
Vsi vodni vretenþarji imajo v svoji koži posebne boþne mehanoreceptorje, ki jim omogoþajo,
da v vodi zaznajo svoj položaj, vodne tokove in tudi najmanjše premike vode v okolici, še
posebno, þe so te premike povzroþili drugi organizmi. S temi boþnimi receptorji, ki jih
imenujemo þrta poboþnica, zaznajo bližajoþe se organizme in potencialne plenilce, plen ali pa
pripadnike iste vrste. V marsiþem þrta poboþnica spominja na þutilne dlake nevretenþarjev,
þeprav sta njihov izvor in struktura povsem drugaþna.
Te skupine sekundarnih þutilnih celic se nahajajo na glavi in ob boku telesa rib ter dvoživk.
Vodni tok zaznavajo s posebnimi migetalkami, ki so obdane z želatinastimi kapami, ki služijo
ne le kot zašþita, paþ pa tudi poveþajo površino, preko katere se dražljaj prevaja do migetalk.
Pri ribah se te þutne celice pogosto nahajajo v posebnem kanalu ob njihovem boku, ki ima
mnogo luknjic, kar omogoþa varovanje þutnih celic pred poškodbami, istoþasno pa omogoþa,
da nanje vplivajo okoliški premiki vode.
Sistem þrte poboþnice je po izvoru soroden sekundarnim þutnicam notranjega ušesa, ki se
razvijejo pri kopenskih vretenþarjih; te najdemo v našem slušnem in ravnotežnem organu.
(Vir:
Enciklopedija
Britanica,
geslo:
mehanoreceptorji,
avtor:
Sven
Dijkgraaf,
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/371976/mechanoreception/64718/Lateral-line-organs)
Slika 4: ýrta poboþnica
(Vir: http://1.bp.blogspot.com/- nccPiHF5ZRs/T5iqv46fQCI/AAAAAAAABHE/ynwVsxk-bLY/s1600/fish.JPG)
5
2012.
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
B. Ptice
ýeprav so ptice znane po svojem izrednem
vidu, kar poudarjajo njihove dobro razvite
velike oþi, so nekoliko slabše razvile druga
þutila, predvsem voh in okus.
Uhlja na primer sploh nimajo, nadomešþa ga
venec peres. Celo sluhovod je razmeroma
kratek in verjetno namenjen le zašþiti bobniþa
pred mehanskimi poškodbami, saj bi bil ta pri
krajšem sluhovodu ali pa v primeru, da
sluhovoda sploh ne bi bilo, neposredno
izpostavljen zunanjim dejavnikom, kar bi
bilo verjetno vzrok mnogim poškodbam.
Slika 5: Zgradba ptiþjega ušesa
(Vir: All Things Nature , Bird Hearing,
http://www.allthingsnature.info/uploads/8/0/6/8/8068625/1219833.jpg)
‘˜‡
Ena izmed skupin ptic – sove – je iznašla zanimiv naþin, kako izboljšati svoj sluh kljub
navideznim pomanjkljivostim, ki jih prinese slabo razvito zunanje uho.
Ker plenijo ponoþi, so razvile iznajdljive mehanizme, ki jim omogoþajo, da natanþno zaznajo
zvok in identificirajo njegov izvor. Ne le, da jim pri zaznavanju zvoka (tako kot þloveku)
pomaga parnost þutila za sluh, zaradi katere smo zmožni doloþiti smer zvoka, pomembno je
zlasti to, da ušesa sov ležijo razliþno visoko. Tako zvoþni valovi ne dosežejo obeh ušes hkrati,
þasovno razliko med njima pa možgani uporabijo, da doloþijo, kako visoko nad sovo ali
globoko pod njo je izvir zvoka.
Slika 6: Lobanja sove
(Vir: Science Blogs, Tetrapodzoology, http://scienceblogs.com/tetrapodzoology/wp-content/blogs.dir/471/files/2012/05/i394e31f7af7c117c3838061f8c6f44d7-Norberg-2002-Aegolius-skull-asymmetry-June-2011.jpg)
6
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Slika 7: Primerjava obraznih diskov razliþnih sov
(Vir: Mark Lasbury, Do You Have Be Ugly to Hear Well? – Owls and Body Plan Symmetry, 2011; http://4.bp.blogspot.com/hawWbLYcvQk/Tn_YHZF2pPI/AAAAAAAAAEM/bMYbB0o21QM/s1600/barn+masked+grey+facial.jpg)
To pa ni edina prilagoditev, ki so jo razvile sove za uspešnejše plenjenje. Poleg asimetriþnega
položaja ušes so znane po svoji sposobnosti, da zavrtijo glavo za 270°, zaradi þesar lažje
ugotovijo, kdaj je njihov plen toþno pred njimi.
K lovljenju zvoþnih valov pripomore tudi oblika njihovega obraznega diska. Nekatere sove
imajo celo tako razvite obrazne mišice, da so sposobne regulirati zbiranje zvoþnih signalov. S
tem obraznim delom tako do doloþene mere nadomestijo uhelj. Nekatere sove, kot na primer
pegasta sova in avstralska sova na zgornji sliki, imajo obrazni disk bolj izrazito razvit, kar
kaže na to, da sta ti vrsti sov pri lovljenju plena bolj odvisni od sluha kot pa skobþja sova,
kateri je za preživetje mnogo pomembnejši vid. (Vir: Mark Lasbury, Do You Have Be Ugly to Hear
Well? – Owls and Body Plan Symmetry, 2011; http://biologicalexceptions.blogspot.com/2011/09/do-you-havebe-ugly-to-hear-well-owls.html)
7
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
C. Sesalci
Kot je bilo že omenjeno, se je pri vretenþarjih iz posebnega dela notranjega ušesa razvil polž,
pri sesalcih pa še zunanje uho. Zunanjega ušesa ne najdemo pri nobenih drugih vretenþarjih,
vsaj ne razvitega do te mere, kot ga ima veþina sesalcev.
‡Žˆ‹‹
Za kite in delfine je sluh brez dvoma najpomembnejši þut. Vid imajo slabše razvit, saj je
vidljivost globoko v morju slaba in se nanj ne morejo vedno zanesti. Dobro okušajo, vohajo
pa bolj slabo, zato je za njihovo medsebojno komunikacijo in orientacijo najpomembnejši
prav zvok.
Oddajajo
lahko
žvižge,
eholokacijske tleske ali klike in
impulzivne zvoke. Žvižgi so
njihov
naþin
medsebojne
komunikacije. Vsak posameznik
lahko odda znaþilen žvižg, ki
vsebuje informacije o njihovi
identiteti
in
stanju.
Eholokacijske klike uporabljajo
za orientacijo v prostoru. Prek
zvoka dobijo informacije o svoji
okolici
(podobno
kot
podmornice). V okolico oddajo
visokofrekvenþni zvok, ki se od
teles v okolici odbije, delfin pa
Slika 8: Razliþni sonarji
odbite zvoþne valove sprejme
preko
mašþobnega
tkiva
v
(Vir: E. Hagen: Bats. V: Ask A Biologist. ASU, Arizona State University, 2009.
http://askabiologist.asu.edu/sites/default/files/resources/articles/bats/ecolocation_types.jpg)
spodnji þeljusti, skozi þeljust zvok nato potuje naprej do delfinovega notranjega ušesa in
možganskih centrov. Pri impulzivnih zvokih pa gre za hitre klike, ki jih ljudje slišimo kot
enoten zvok, delfini pa jih uporabljajo predvsem na kratke razdalje.
Z eholokacijo lahko delfini celo »vidijo« notranjost teles okoli sebe. Ta njihova sposobnost je
pogosto razlog za to, da delfini množiþno zapušþajo z zvokom »onesnažena« oz. preveþ
8
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
hrupna podroþja morja. (Vir: Velika pliskavka, Morigenos í slovensko društvo za morske sesalce, 2014.
http://www.morigenos.org/index.php?path=tursiops)
‡–‘’‹”Œ‹
Tako kot delfini se tudi netopirji v svojem življenjskem okolju težko zanesejo na svoj vid;
zato so razvili poseben sistem, ki deluje kot sonar. Za orientacijo v prostoru sorodno z delfini
in nekaterimi jamskimi pticami uporabljajo eholokacijo. Signali, ki jih netopirji spušþajo v
okolico, so tako visoki, da so ljudem povsem neslišni, saj segajo višje od 20.000 Hz, nekateri
celo do 150.000 Hz.
Ta ultrazvok netopirji proizvedejo z glasilkami. Nekateri ga oddajajo skozi usta, nekateri pa
skozi nos. Ti signali se, tako kot pri delfinih, odbijajo od površine okolice, netopir pa si na
podlagi odbitih zvoþnih valov lahko ustvari izredno natanþno podobo prostora. (Vir: Slovensko
društvo za preuþevanje in varstvo netopirjev. http://www.sdpvn-drustvo.si/netopirji.html)
Ž‘‹
Opis slona se navadno ne zaustavi le ob dejstvu, da je najveþji kopenski sesalec, temveþ tudi
ob njegovih res velikih uhljih. Ob tem pa morda ne pomisli vsak, da zato tudi zelo dobro
slišijo. To bo kar držalo. Sloni imajo namreþ izredno dober voh in sluh, njihov vid pa ni tako
razvit.
Za slone so pomembni predvsem infrazvoki. Te
uporabljajo pogosteje od visokofrekvenþnih valov,
saj infrazvoþni valovi lahko s svojo dolgo valovno
dolžino
potujejo
dlje.
Slonom
to
omogoþa
komunikacijo, tudi þe so oddaljeni do 6 km. Suh
savanski zrak naþeloma ni primeren za širjenje
zvoþnih valov na velike razdalje, a se pogoji proti
veþeru bistveno izboljšajo.
infrazvoþnimi
frekvencami
Zato se sloni z
sporazumevajo
predvsem zveþer, ko je vlažnost zraka veþja in je
manj moteþih dejavnikov. Prav tako je v primerjavi
z noþjo manjša nevarnost, da bi jih slišali plenilci.
Infrazvoþne frekvence uporabljajo predvsem za
navigacijo in orientacijo, komunicirajo o bližajoþih
se nevihtah ali þredah drugih živali, medtem ko se z
9
Slika 9: Afriški slon in njegovi
ogromni uhlji
(Vir: Hearing Health & Technology Matters, 2014.
http://hearinghealthmatters.org/waynesworld/files/2012/
10/Bull-197x300.gif)
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
višjimi frekvencami sporazumevajo na kratke razdalje, ko na primer izražajo svoja þustvena
stanja.
Frekvenþno obmoþje, ki ga sloni zaznajo, naj bi bilo nekje med 5 in 16 Hz na spodnji meji in
med 12.000 in 16.000 Hz na zgornji meji. Spodnja meja je daleþ pod þloveško, zato je
prefinjena komunikacija slonov raziskovalcem dolgo þasa predstavljala veliko uganko.
(Vir: Hearing Health & Technology Matters, 2014. http://hearinghealthmatters.org/waynesworld/2012/thesounds-of-africa/)
Sloni
se
oglašajo
s
širokim
spektrom
glasov.
Od
najpogosteje
uporabljenega
nizkofrekvenþnega godrnjanja, ki lahko sega od 27 do 470 Hz, do trobljenja z rilcem in
klicev, ki lahko dosežejo od le 5 Hz do veþ kot 10.000 Hz. Najveþ se sporazumevajo zveþer,
ko vlažnost in temperatura zraka omogoþata nizkim frekvencam, da potujejo kar najdlje.
Sloni imajo v primerjavi z drugimi sesalci tudi spremenjeno notranje uho (košþeni polž), ki je
po svoji zgradbi podobno tistemu, ki ga najdemo pri plazilcih, ki so prav tako izredno
obþutljivi za nizkofrekvenþna zvoþna valovanja.
A zvokov nizkih frekvenc sloni ne zaznajo le prek
svojih uhljev, paþ pa tudi neposredno iz tal, skozi
stopala, ki so posebno prilagojena za sprejemanje
nizkofrekvenþnih nihanj. Te se po slonovem skeletu
širijo do notranjega ušesa.
ýeprav so sloni zaradi svojih velikih uhljev že od nekdaj
sloveli kot živali, ki odliþno slišijo, pa danes vemo, da
glavna naloga orjaških uhljev sploh ni izboljšan sluh.
Res je, da naj bi velik slonji uhelj pomagal bolje zajeti
zvok iz okolice, a še pomembneje je pravzaprav
hlajenje. Slonji uhlji so dobro prekrvavljeni, tako da
žival ob plapolanju z njimi izgubi veliko toplote, kar je
Slika 10: Noga slonov
(Vir: Velika enciklopedija. Sesalci. Ljubljana: Založba
Mladinska knjiga, 1996.)
v
vroþem savanskem podnebju
vselej zaželeno.
(Vir: Moja velika knjiga o živalih. Ljubljana: Tuma, 2006 (str. 147,
206).)
10
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
2.1.2 ,loveškouho
ýloveško uho je parni organ, s katerim zaznavamo zvoþne valove in naš položaj v prostoru,
ter uravnavamo ravnotežje. Kljub temu da sta slušni in ravnotežni organ drug drugemu zelo
blizu, delujeta navidezno neodvisno. Kot predmet raziskave naju bolj kot ravnotežni zanima
slušni organ.
Slika 11: Prerez ušesa
(Vir: M. Schuler, W. Waldmann: Veliki atlas anatomije. Tržiþ: Založba Uþila, 2011)
2.1.2.1 Zgradba
Uho je sestavljeno iz treh delov. To so zunanje uho, srednje uho in notranje uho, pri þemer je
edina naloga zunanjega in srednjega ušesa prevajanje zvoka do notranjega ušesa, kjer se
nahajajo þutne celice za zvok. Raziskovalna naloga se osredotoþa predvsem na zunanje uho, a
za boljše razumevanje delovanja bova predstavili celotno zgradbo organa.
11
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Ǥ —ƒŒ‡—Š‘ȋƒ—”‹•‡š–‡”ƒȌ
Zunanje uho obsega uhelj in sluhovod. Po njiju zvok potuje do bobniþa, ki predstavlja mejo
med zunanjim in srednjim ušesom. Filtrira in usmerja zvok okoli nas, moþneje vboþeni del
uhlja pa lahko v kombinaciji s sluhovodom prejeti zvok ojaþi za 10–15 dB. Ojaþitev je najbolj
izrazita na intervalu od 2000 do 7000 Hz.
Uhelj
Zgrajen je iz prožnega hrustanca, ki ga pokriva koža. Njegova oblika spominja na splošþen
lijak, ki se od posameznika do posameznika moþno razlikuje; to velja predvsem za notranjo
nagubano stran, ter moþneje vboþeni del, imenovan školjka, ki nam pomagata »loviti zvok«.
Ta oblika nam prav tako pomaga pri ugotavljanju smeri, iz katere prihaja zvok. Za doloþanje
smeri izvira zvoka je pomembno tudi to, da imamo dve ušesi, ki sta na nasprotnih straneh
glave. Zato zvoþni valovi ne dosežejo obeh ušes naenkrat, razen þe zvoþni izvir ne leži toþno
za ali pred nami. Razliko med zaznavami levega in desnega ušesa analizirajo možgani. Uhelj
lahko minimalno premikajo kožne mišice, ki pa so pri ljudeh veþinoma zakrnele. S
filogenetskim razvojem smo namreþ (za razliko od veþine sesalcev) izgubili aktiven vpliv na
usmerjanje zvoka v sluhovod. Sluhovod
Je približno 2,8 centimetra dolga, nekoliko zavita cevasta odprtina, katere premer znaša
približno 0,7 centimetra. Zgrajen je iz hrustanþnega in notranjega kostnega dela senþnice
(temporalne kosti). Vodi od površine glave in se konþa pri preþno položenem bobniþu. Koža,
s katero je obdan, vsebuje žleze, ki izloþajo ušesno maslo, katerega naloga je nega kože
sluhovoda, obramba pred škodljivimi bakterijami, gliviþnimi okužbami ter odstranjevanje
odmrlih kožnih celic in umazanije.
Sluhovod ni raven, paþ pa je nekoliko zavit, kar mu daje rahlo obliko S krivulje, da uho bolje
šþiti pred mehanskimi poškodbami in temperaturnimi razlikami.
12
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Bobni«
Je skoraj milimeter debela opna, ki leži na koncu
sluhovoda in ga loþuje od srednjega ušesa.
Njegova površina meri približno pol kvadratnega
centimetra, sestavljen pa je iz kožne, vezivne in
sluzniþne plasti. Zaradi zvoþnih valov niha, kar
mu omogoþa ušesna troblja, ki bobniþno votlino
povezuje z žrelom. Ti tresljaji se prevajajo na
kladivce, prvo slušno košþico, katere del je
Slika 12: Fotografija bobniþa
vrašþen v osrednji del bobniþa.
(Vir: http://b.vimeocdn.com/ts/416/565/416565056_640.jpg)
Ǥ ”‡†Œ‡—Š‘ȋƒ—”‹•‡†‹ƒȌ
Naloga srednjega ušesa je ojaþenje zvoþnega signala ter prevajanje le-tega do tekoþine v
notranjem ušesu. Srednje uho sestavljajo:
o votlina srednjega ušesa s tremi slušnimi košþicami,
o mastoidne votlinice,
o evstahijeva cev.
Trislušnekoš«ice
Kot je omenjeno že pri bobniþu omenjeno, je prva izmed treh slušnih košþic kladivce,
pritrjeno na osrednji del bobniþa. Na srednji del kladivca je vrašþena mišica, ki se ob moþnem
zvoku skrþi in uþvrsti verigo slušnih košþic ter tako zmanjša ojaþitev tresljajev, da ti ne
poškodujejo notranjega ušesa. Kladivce tvori sklep z drugo slušno košþico, nakovalcem. Ta
je daljša, njen dolgi odrastek pa na koncu leži na zadnji slušni košþici, stremencu. Plošþica
stremenca leži na ovalnem okencu, ki deluje kot meja med notranjim in srednjim ušesom.
Tudi ovalno okence šþiti notranje uho pred premoþnimi zvoki, saj onemogoþi premoþno
vtiskanje stremenca v notranje uho.
(Vir: Š. Plut: Anatomija in fiziologija þloveka. Ljubljana: DZS, 2011 (str. 99í101).)
13
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Evstahijevacev
Evstahijeva cev ali evstahijeva troblja povezuje srednje uho z nosnim žrelom, kar omogoþa
zraþnost srednjega ušesa. Tako skrbi, da je tlak v srednjem ušesu enak zunanjemu tlaku. S tem
omogoþa neovirano gibanje bobniþa in slušnih košþic že ob drobnih tresljajih. V premeru
meri nekaj milimetrov, dolga pa je približno 3 do 3,5 centimetra in je ves þas odprta.
Postopoma prehaja v vezivno cev, ki je v nosnem delu odprta le, kadar požiramo, zehamo ali
namenoma skrþimo mišici mehkega neba ustnega dela žrela. Zato nam požiranje in zehanje
pomagata, da pri naglem premagovanju višinskih razlik izenaþimo pritisk v ušesih.
Mastoidnevotlinice
Mastoidne votlinice ali mastoidne celice so zraþne votlinice v bradaviþastem odrastku
senþnice. Prekriva jih sluznica, katere veþja površina pripomore k boljši imunski odpornosti
srednjega ušesa. Služijo kot nekakšen rezervoar zraka pri blaženju naglih sprememb zraþnega
tlaka.
Ǥ ‘–”ƒŒ‡—Š‘ȋƒ—”‹•‹–‡”ƒȌ
Notranje uho, ki zaznava zvok in skrbi za ravnotežje, sestavljata polž in slušni živec. Leži v
košþenem labirintu, ki ga najdemo globoko v senþnici.
V slušnem delu notranjega ušesa, natanþneje v Cortijevem organu znotraj polža, se mehansko
valovanje tekoþine pretvori v elektriþne impulze, kar imenujemo transdukcija, pri þemer
nastane akcijski potencial, ki nato potuje po slušnem živcu do skorje v senþniþnem
(temporalnem) režnju. (Vir: Š. Plut: Anatomija in fiziologija þloveka. Ljubljana: DZS, 2011 (str. 99í101).)
Slika 13: Prerez polža
(Vir: Š. Plut: Anatomija in fiziologija þloveka. Ljubljana: DZS, 2011.)
14
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Polž
Znotraj labirinta košþenega polža leži membranski
labirint oz. membranski polž, katerega oblika je
podobna, a je manjši. Membranski labirint
obdajata dva kanala, ki bi ju lahko poimenovali
kar dve stopnišþi, to sta preddvorni kanal in
bobniþni kanal. Oba sta napolnjena s perilimfo in
loþujeta kostni in membranski labirint, medtem ko
je membranski labirint napolnjen z endolimfo.
Njegova oblika nas spominja na obliko polževe
hišice z dvema zavojema in pol. V osi polža je
vreteno, okoli katerega je navita tanka košþena
spirala. Med to spiralo in steno polža je pritrjen
membranski polž, napolnjen z endolimfo. Ta
razdeli košþeni polž na dva dela ali dve že prej
Slika 14: Fotografija polža od zunaj
(Vir: S. Dolenc: Kako deluje sluh. Kvarkadabra, þasopis za
tolmaþenje znanosti, 1999.
http://www.kvarkadabra.net/article.php/Kako-deluje-sluh)
omenjeni »stopnišþi«. Zgornji je preddvorni kanal,
ki je prek ovalnega okenca v stiku s srednjim ušesom. Spodnji, bobniþni kanal, pa prek
okroglega okenca meji na srednje uho.
Na spodnjem delu membranskega polža najdemo bazilarno
membrano, na katero je namešþen Cortijev organ, ki
zaznava tresljaje, ki se širijo po tekoþini v notranjem ušesu
in jih po osmem možganskem živcu pošilja v možgane, v
skorjo senþnega režnja, kjer se informacije prevedejo v
zvok, ki ga »slišimo«.
ýe je prejet zvok zelo glasen, lahko poškoduje þutne
celice. Te se lahko obrabijo tudi postopoma, þe so redno
izpostavljene hrupu, kar poslediþno povzroþi naglušnost.
Slika 15: Fotografija preparata
polža
(Vir: S. Dolenc: Kako deluje sluh.
Kvarkadabra, þasopis za tolmaþenje znanosti,
1999.
http://www.kvarkadabra.net/article.php/Kakodeluje-sluh)
15
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Cortijevorgan
Sluzniþni – membraniozni Cortijev organ leži na bazilarni membrani in je obdan z endolimfo.
Ko vibracije skozi ovalno okence povzroþijo gibanje vestibularne tekoþine, zaniha tudi
tektorialna membrana. Njen premik vzburi dlaþnice. To so þutne celice notranjega ušesa, ki
zaznajo zvok, položaj in gibanje telesa. Poznamo notranje in zunanje dlaþnice, ki se med
seboj razlikujejo glede na lego ter do neke mere tudi glede na naloge, ki jih opravljajo, vendar
je njihov osnovni naþin delovanja enak. Zunanjih dlaþnic je približno 13.500, notranjih pa le
okoli 3500.
Skupaj s tektorialno membrano pretvorijo mehanski dražljaj v akcijski potencial, ki se prevaja
dalje po živþevju do slušnih centrov v možganih. Vse imajo na svoji zgornji ploskvi
stereocilije. To so lasem podobni izrastki, ki so v tesnem stiku s tektorialno membrano nad
njimi.
Slika 16: Cortijev organ
(Vir: A. Likar: Uho. Presek let. 33. Ljubljana: 2006)
16
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
2.1.2.2 Delovanjeorganazasluh
Zraþni val potuje po zraku s hitrostjo 340 m/s in navadno ne zadane obeh ušes hkrati, saj sta
ušesi približno 15 cm narazen, poleg tega pa sta uhlja obrnjena v nasprotni smeri. Najmanj
razmika je, þe zvok do nas pride þelno ali pa od zadaj, najveþ pa, þe ga slišimo od strani. S
tem lahko na podlagi razmika doloþimo smer zvoþnih valov, ki jih zaznamo. K temu naj bi
prispevala tudi oblika naših uhljev.
Ko zvok povzroþi valovanje zraka in zvoþni valovi dosežejo naša ušesa, ti valovi preko uhlja
in zunanjega sluhovoda potujejo do našega bobniþa in ga zatresejo. Prav na tem mestu v
sluhovodu, ob bobniþu, se zvoþno nihanje najprej zbere. Že ko potuje mimo uhlja in
zunanjega sluhovoda, se nihanje ojaþi – kakor v lijaku.
Slika 17: Pot nihanja, ki ga povzroþi zvoþni dražljaj
(Vir: M. Schuler, W. Waldmann: Veliki atlas anatomije. Tržiþ: Založba Uþila, 2011)
Nihanje se iz bobniþa ne prenaša naravnost na tekoþino v notranjem ušesu, paþ pa potuje prek
treh že prej omenjenih slušnih košþic. Sistem treh košþic na tej toþki deluje po mehaniþnem
principu vzvoda. Tako lahko te tri košþice zvok ojaþijo tudi do 1,6-krat. Poleg tega bi se, þe bi
se prenašalo neposredno z bobniþa na tekoþino, zvoþno nihanje v veliki meri odbilo. Ta odboj
bi bil kar 98-odstoten, kar bi pomenilo, da tresljaji ne bi uspešno dosegli polža in s tem
Cortijevega organa, nam pa sluh sploh ne bi bil omogoþen.
17
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Z mehaniþnim sistemom vzvoda, ki ga predstavljajo slušne košþice, pa pride po ovalnem
okencu približno 60 % zvoþne energije, kar zahvaljujoþ prejšnjim ojaþitvam omogoþi, da
tekoþina v notranjem ušesu, kjer leži Cortijev organ, zaniha.
Tekoþine v notranjem ušesu so skoraj nestisljive, zato mora posebno okroglo okence
poskrbeti, da se tlak v polžu izenaþi. Znotraj polža pride do potujoþega valovanja, saj se
tekoþina ritmiþno premika od ovalnega okenca po preddvornem kanalu in nato okrog
membrane ter po bobniþnem kanalu do okroglega okenca.
To povzroþi nihanje bazilarne membrane
na kateri ležijo dlaþnice, ki se tedaj
premaknejo,
njihove
stereocilije
pa
ostanejo vpete v tektorialno membrano,
kar
povzroþi
mehaniþno
odprtje
kanalþkov za kalijeve ione. Ti glede na
koncentracijski
gradient
vdrejo
v
dlaþnico, katere notranjost se depolarizira
in odprejo se še kanalþki kalcijevih
ionov, zaradi katerih se depolarizacija še
poveþa.
Zaradi
nove,
narašþajoþe
koncentracije kalcijevih ionov, se odpro
kalijevi kanalþki in ti v skladu s
koncentracijskim gradientom izstopijo,
depolarizacija pa se še poveþa, vse dokler
Slika 18: Potovanje nihanja po bobniþu
(Vir: S. Dolenc: Kako deluje sluh. Kvarkadabra, þasopis za tolmaþenje
znanosti, 1999. http://www.kvarkadabra.net/article.php/Kako-deluje-sluh)
mitohondriji ne vežejo prostih kalcijevih
ionov in celica se povrne v prvotno stanje. To elektriþno nihanje pa povzroþi na dnu celice
sprostitev kemijskega prenašalca, ki sproži akcijski potencial, ki potuje po slušnoravnotežnem živcu do možganske skorje, kjer glede na pridobljene informacije poteþe analiza
slušnih zaznav.
(Vir: Avdiometrija, vestibulometrija in avdiološka elektroakustika v vsakdanji praksi. Ljubljana: Katedra za
otorinolaringologijo Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani, Univerzitetni kliniþni center, Klinika za
otorinolaringologijo in cervikofacialno kirurgijo, Avdiovestibulolški center, 2013.)
18
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Ǥ ƒœŽ‹‘˜ƒŒ‡ˆ”‡˜‡…
Frekvence, ki jih dnevno zaznavamo, so
pogosto razmeroma blizu skupaj, a kljub
temu jih lahko med seboj uþinkovito
loþimo, saj bazilarna membrana ni
grajena
enakomerno.
Ob
ovalnem
okencu je izredno tanka, saj meri le
0,04 mm, ob koncu bobniþa pa je
bistveno debelejša, kar 0,5 mm. Glede
na debelino membrane je doloþena
njena lastna frekvenca, saj razliþni deli
membrane razliþno reagirajo na razliþne
frekvence. Tanjši del na zaþetku, ki niha
Slika 19: Shema obþutljivosti bazilarne membrane
za razliþne frekvence
hitreje, je bolj dojemljiv za visoke
(Vir: L. Mathelitsch: Narava in fizika. Ljubljana: DZS, 1995.)
frekvence, medtem ko nižje frekvence
bolj vplivajo na debelejši del membrane. Da je prvi del membrane najbolj dojemljiv za visoke
frekvence, je nujno, saj se visok zvok hitro zaduši. (Vir: J. Strnad: Sluh. Presek let. 33. Ljubljana, 2006
(str. 10í12).)
Kje bo amplituda najveþja in kam se bo val nihanja razširil, je tako odvisno od debeline
bazilarne membrane ter lastnosti tekoþine v notranjem ušesu. Predvsem zaradi teh dveh
faktorjev lahko uspešno razlikujemo višine tonov, saj razliþne frekvence zatresejo razliþne
dele Cortijevega organa.
Slika 20: Amplituda v odvisnosti od oddaljenosti od ovalnega okenca
(Vir: L. Mathelitsch: Narava in fizika. Ljubljana: DZS, 1995)
19
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Ker je obmoþje, kjer bazilarna membrana resonira s frekvenco, razmeroma veliko, je toliko
bolj fascinantno, da smo sposobni razlikovati med posameznimi toni in celo odtenki tonov,
tudi ko so ti povezani v zapletene kompozicije. Ob poslušanju glasbe lahko skoraj vsak
razloþi posamezne inštrumente.
Tega smo sposobni, ker uho ni le pasivni prejemnik signalov, ampak pri sprejemu aktivno
sodeluje. Nihanje bazilarne membrane ni odvisno izkljuþno od zunanjih dejavnikov, paþ pa jo
je mogoþe vzdražiti tudi z ukazi iz možganov in jo narediti bolj sprejemljivo za doloþene
frekvence. Ta dodatni mehanizem pojasnjuje, þemu smo sposobni natanþno razloþiti
posamezne višine frekvenc. V Cortijevem organu najdemo dve vrsti þutnic. Prve so pasivne,
in le posredujejo informacije o prejetih dražljajih v možgane, druge pa imajo nevronske
dovode, po katerih poleg oddajanja impulzov impulze iz možganov tudi prejemajo. Ko se na
primer pogovarjamo z neko osebo, v možganih obdelamo njen govor in mu doloþimo višino.
Aktivna komponenta ta ugotovljeni tonski vzorec spet pošlje v uho in ga s tem naredi zanj
bolj obþutljivega.
Z uporabo super obþutljivih mikrofonov naj bi celo dokazali, da uho oddaja minimalne
zvoþne valove. Ta aktivni sistem nam skupaj z uporabo že nauþenih tonskih vzorcev
omogoþa, da zapolnimo pomanjkljivosti v prejeti informaciji. Tako so možgani sposobni
natanþno zaznati tone okrog nas.
Zvoþne tresljaje pa prejemamo tudi po lobanjskih kosteh. Zato svoj glas slišimo drugaþe in ga
na posnetkih vþasih sploh ne prepoznamo. Zvok, ki ga oddajajo naše glasilke, namreþ do nas
ne pripotuje le od zunaj kot veþina ostalih zvoþnih dražljajev okoli nas. (Vir: L. Mathelitsch:
Narava in fizika. Ljubljana: DZS, 1995)
20
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Ǥ †‡ƒŽƒˆ”‡˜‡…ƒ
Pri ugotavljanju idealne frekvence za þloveško uho je kljuþnega pomena predvsem polž. ýe bi
ga povsem raztegnili, bi bil dolg le približno 32 milimetrov. Perilimfa, s katero je polž
napolnjen, ima fizikalne lastnosti, zelo podobne vodi, torej lahko predpostavimo, da je hitrost
zvoka v njej približno 1500 m/s, kar pa bi pomenilo, da ima frekvenca 1000 Hz, ki jo ljudje
najbolje slišimo, valovno dolžino kar 1,5 metra, kar je bistveno veþ od le dobrih 3
centimetrov, ki jih polž meri v dolžino. Zato lahko pri veþin frekvenc polž obravnavamo kot
togo votlinico, napolnjeno z nestisljivo tekoþino, po kateri se širi zvok z neskonþno hitrostjo.
Nihanje bazilarne membrane med preddvornim in bobniþnim kanalom namreþ poganja tlaþna
razlika, ki nastane zaradi te pregrade med kanaloma.
ýeprav smo v mladosti sposobni zaznati frekvence od 20 do 20.000 Hz, se obmoþje
þloveškega govora giblje med približno 150 in 5000 Hz. Z najnižjimi frekvencami govorijo
moški, ženske in otroci z nekoliko višjimi, medtem ko denimo otroški jok sega približno od
1000 do 5000 Hz, petje nekaterih opernih pevk pa lahko presega tudi 8000 Hz. (Vir: J. Strnad:
Sluh. Presek let. 33. Ljubljana, 2006 (str. 10í12).)
Slika 21: Naš prag slišnosti in boleþine, mejna vrednost za poškodbe ter obmoþje govora in
glasbe
(Vir: Avdiometrija, vestibulometrija in avdiološka elektroakustika v vsakdanji praksi. Ljubljana: Katedra za otorinolaringologijo
Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani, Univerzitetni kliniþni center, Klinika za otorinolaringologijo in cervikofacialno kirurgijo,
Avdiovestibulolški center, 2013)
21
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
2.1.2.3 Razvojušesa
Ǥ „”‹‘ƒŽ‹”ƒœ˜‘Œ—懕ƒ
Sedaj že vemo, da je uho sestavljeno iz treh delov. Ti trije deli pa pri razvoju zarodka ne
izhajajo iz iste zasnove.
Notranje uho se razvije iz ušesnega mehurþka ali otiþnega vezikla, ki se v þetrtem tednu loþi
od površinskega ektoderma. Sprednji del tega ušesnega mehurþka se najprej razvije v vreþico,
zadnji pa v ušesni mešiþek, iz katerih se izoblikujejo polžev vod, polkrožni kanali in
endolimfatiþni vod. Ta membranski labirint, znaþilen za notranje uho, se v veliki meri razvije
v organ za ravnotežje, z izjemo polževega voda. Tam se razvije naš organ sluha, Cortijev
organ.
Slika 22: Primerjava razvitosti zunanjega ušesa pri šestih in desetih tednih
(Vir: Hill, M. A., Embryology Main Page. 2014.
http://static.guim.co.uk/sys-images/Guardian/Pix/pictures/2008/05/09/foetusnew460.jpg,
http://embryology.med.unsw.edu.au/embryology/images/f/fb/Human-_fetal_week_10_bf01.jpg)
Strukture srednjega in zunanjega ušesa so se razvile iz žrelnega aparata. Votlina srednjega
ušesa in ušesna troblja se razvijeta iz endoderma prvega žrelnega žepa. To tudi pojasnjuje
povezanost srednjega ušesa z žrelom; to je eno od najpomembnejših dejstev, ki nam pomaga
slišati zvok okoli sebe. Tudi del bobniþa se razvije iz endoderma prvega žrelnega žepa,
notranji del pa nastane iz ektrodermalne vrhnjice. Slušne košþice se razvijejo iz
embrionalnega
tkiva
prvega
in
drugega
http://medrazgl.si/razvoj-usesa/)
22
žrelnega
loka.
(Vir:
Medicinski
razgledi,
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Zunanje uho ima podoben izvor. Njegov razvoj opazimo, ko je zarodek v drugem mesecu
razvoja. Pojavi se v bližini prvega žrelnega žepa oziroma ektodermalne brazde žrela. V
šestem tednu embria lahko opazimo še prvi in drugi žrelni lok, ki obdata brazdo. Za tem se na
mestu zunanjega ušesa pojavi zgostitev embrionalnega tkiva. Ta raste in se združi z obmoþji
okoli njega. Tako lahko pri približno 18 cm velikem zarodku že vidimo nakazano obliko
uhlja. Sluhovod se prav tako razvije iz ektoderma prve žrelne brazde. (Vir: Anja Rozoniþnik:
Antroposkopske znaþilnosti uhlja pri ljubljanskih osnovnošolcih, diplomsko delo. Ljubljana, 2008.
www.digitalna-knjiznica.bf.uni-lj.si/dn_rozonicnik_anja.pdf uhelj)
V zaþetku svoje rasti je uho locirano na bolj sprednji strani obraza, a ko se v 3. mesecu zaþne
razvijati þeljust, se pomakne nazaj. Tedaj je njegova oblika že bolj razpoznavna.
Ǥ ‘•–‡„”‹‘ƒŽ‹”ƒœ˜‘Œ—懕ƒ
Ob rojstvu so vse strukture tako notranjega kot srednjega in zunanjega ušesa dokonþno
razvite, þeprav razvoj slednjih traja dlje kot razvoj notranjega ušesa. Po rojstvu se razvijata le
še zunanji sluhovod in uhelj. Kdaj uhelj neha rasti, je zelo nejasno, njegove znaþilne
karakteristike pa se razvijejo v prvem mesecu po rojstvu. Nekateri trdijo, da se uhelj
izoblikuje že okoli dvanajstega leta, medtem ko so drugi prepriþani, da do dokonþne velikosti
pride šele med 17. in 18. letom. (Vir: Anja Rozoniþnik: Antroposkopske znaþilnosti uhlja pri ljubljanskih
osnovnošolcih, diplomsko delo. Ljubljana, 2008. www.digitalna-knjiznica.bf.uni-lj.si/dn_rozonicnik_anja.pdf
uhelj)
Le v otroških letih smo sposobni zaznati vse frekvence þloveškega slušnega obmoþja, torej od
20 do 20.000 Hz. Z leti se spusti predvsem zgornja meja. Za koliko se ta meja spusti, je
povsem odvisno od posameznika.
V starosti pri nekaterih ljudeh zaþne uhelj rasti. To povzroþijo moški spolni hormoni, ki jih
izloþa skorja nadledviþne žleze. Ta pojav je opazen pri obeh spolih. Hormoni delujejo na rast
hrustanca ter s tem na poveþanje uhlja, nosu, nalaganje tkiva v þlenkih prstov ter
intenzivnejšo rast dlak.
23
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
2.2 Fizikalnidel
2.2.1 Zvok
Zvok je longitudinalno valovanje v snovi, ki ga zazna þloveško uho – s frekvenco med
približno 20 in 20.000 Hz. Valovanje nižje frekvence imenujemo infrazvok, valovanje višje
frekvence pa ultrazvok.
Zvok je povezan z našimi sposobnostmi zaznavanja, torej z zgradbo ušesa in z možgani, ki
zaznano interpretirajo.
Širjenje zvoka lahko obravnavamo v treh stopnjah: oddajanje, potovanje in sprejemanje.
Najprej moramo imeti izvor zvoka, kar pomeni nihajoþe zvoþilo. Od izvora zvoka se energija
prenaša v obliki longitudinalnih valov, dokler ne pride do sredstva, ki zvok zazna – uho,
mikrofon …
Zvok se lahko širi le po snovi, torej po trdninah, kapljevinah in plinih, ne pa po praznem
prostoru. Delci snovi pri longitudinalnem valovanju, torej tudi pri zvoku, nihajo v smeri
širjenja valovanja. Odmiki delov snovi od mirovne lege povzroþajo nastanek zgošþin, kjer se
gostota in tlak snovi poveþata, in razredþin, kjer se gostota in tlak zmanjšata. Sprememba
tlaka v snovi zaradi longitudinalnega valovanja (zvoka) se imenuje zvoþni tlak, ki je pozitiven
v zgošþinah in negativen v razredþinah. Negativen zvoþni tlak pomeni, da je v snovi zaradi
zvoka tlak manjši, kot je ravnovesni tlak, ki je v snovi, þe se zvok ne širi skoznjo. Zgošþine in
razredþine potujejo skozi snov s hitrostjo longitudinalnega valovanja – s hitrostjo zvoka.
Slika 23: Graf odmikov (Ȍ) delcev snovi
na razliþnih mestih x za dan trenutek t = t1.
Pozitiven Ȍ predstavlja odmik v smeri
širjenja valovanja. Delci se kopiþijo v toþki
A in se odmikajo od toþke B. V toþki A je
torej zgošþina, v toþki B pa razredþina.
.
(Vir: R. Kladnik: Visokošolska fizika – 3. del. Ljubljana: DZS,
1989 (str. 39, slika 3.1).)
24
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Slika 24: Graf spreminjanja gostote v odvisnosti
od þasa. V doloþenem trenutku t1 je zgošþina pri
mestu A, kjer se tedaj gostota najbolj poveþa. V
razredþini B se gostota najbolj zmanjša.
(Vir: R. Kladnik: Visokošolska fizika – 3. del. Ljubljana: DZS, 1989 (str.
39, slika 3.1).)
S primerjanjem slik 23 in 24 ugotovimo, da zgošþine oz. razredþine nastajajo tam, kjer so
delci snovi tedaj v ravnovesni legi. Na mestih, kjer so odmiki najveþji, pa se gostota ne
spremeni in je enaka ravnovesni gostoti.
2.2.2 Hitrostzvoka
Zvok se v snoveh širi v obliki zgošþin in razredþin. ýim redkejša in þim manj stisljiva je snov,
tem hitreje se razširjajo skoznjo. Zvok se zato najpoþasneje širi skozi pline, saj so najbolj
stisljivi, hitreje skozi kapljevine in najhitreje skozi trdnine.
Enaþba za hitrost zvoka v plinu:
pri þemer je
razmerje specifiþnih toplot plina pri stalnem tlaku oziroma stalni prostornini in
je za veþino idealnih plinov blizu 1,4. R je splošna plinska konstanta z vrednostjo 8300 J/K, T
je absolutna temperatura plina, M relativna molekulska masa snovi, p tlak,
pa gostota plina.
Seveda pa hitrost zvoka lahko izraþunamo tudi kot produkt frekvence zvoka
in valovne
dolžine .
Gostota in stisljivost najbolj oþitno vplivata na širjenje zvoka po kapljevinah in trdninah, pri
plinih pa ugotovimo, da je hitrost zvoka neposredno odvisna od temperature plina.
Longitudinalno valovanje v plinu pomeni zgošþine in razredþine. V zgošþinah se tlak zviša in
zato se snov segreje, v razredþinah pa se ohladi. Zgošþine in razredþine se obiþajno ponavljajo
dovolj hitro, da se toplota ne utegne znatno pretakati, zato lahko obravnavamo longitudinalno
valovanje v plinu kot adiabatno spremembo. (Vir: R. Kladnik: Visokošolska fizika – 3. del. Ljubljana:
DZS, 1989 (str. 40).)
25
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Pomembno je tudi dejstvo, da se vse vrste zvoka, tudi ultrazvok in infrazvok, širijo enako
hitro – hitrost zvoka je torej neodvisna od njegove frekvence.
Hitrost zvoka v zraku je pri normalnih pogojih približno 340 m/s.
Tabela 2: Hitrosti zvoka v nekaterih þloveških tkivih
(Vir: Primož Peterlin: Fizikalne osnove ultrazvoka: Hitrost zvoka v tkivih. 2001.
http://biofiz.mf.uni- lj.si/~peterlin/work/ultrazvok/img013.GIF)
HITROST ZVOKA V TKIVIH [m/s]
zrak
330
voda
1480
kri
1570
mašþevje
1460
mišiþje
1580
jetra
1550
kost
3500
Tabela 3: Hitrosti zvoka v nekaterih snoveh
(Vir: Borut Brešþak, Cveto Štandeker, Sreþko Štrucl, Jože Štrucl, Hitrost. Projekt e-elektrotehnika. http://www.ssers.mb.edus.si/gradiva/w3/elek_v1/oim8/02_Zvok/Slike/slide0046_image012.jpg)
SNOV
HITROST [m/s]
vakuum
0
guma
50
zrak (20 °C)
343
vodik (0 °C)
1270
voda
1490
opeka
3600
beton
3700
hrastov les
3800
železo
5000
steklo
6000
2.2.3 Vrstezvoka
ýlovek zvok zaznava s pomoþjo bobniþa v ušesu. Kakšen zvok slišimo, je odvisno od tega,
kako se zraþni tlak ob bobniþu spreminja s þasom. (Vir: R. Kladnik: Visokošolska fizika – 3. del.
Ljubljana: DZS, 1989 (str. 42).)
26
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
2.2.3.1 Ton–fizikalniton
Ton (fizikalni ton) je þist, enakomerno potekajoþ zvok, ki ga oddaja zvoþilo, ki sinusno niha.
Zvoþni tlak ob bobniþu se s þasom spreminja harmoniþno s frekvenco zvoka. ýim veþja je
frekvenca, višji je ton. Amplituda zvoþnega tlaka pa doloþa jakost tona.
Slika 25: Kakšen zvok slišimo, je odvisno od
þasovnega spreminjanja zvoþnega tlaka ob
bobniþu. ýe se spreminja harmoniþno, slišimo
fizikalni ton.
(Vir: R. Kladnik: Visokošolska fizika – 3. del. Ljubljana: DZS, 1989 (str.
43, slika 3.6).)
Slika 26: Spekter tona sestavlja ena sama þrta pri
frekvenci Ȟ1. Višina þrte je merilo za jakost zvoka,
ki je dana s kvadratom amplitude zvoþnega tlaka.
(Vir: R. Kladnik: Visokošolska fizika – 3. del. Ljubljana: DZS, 1989 (str.
43, slika 3.7).)
2.2.3.2 Zven–glasbeniton
Zven sestavljata dva ali veþ tonov, ki zvenita hkrati. Osnovna frekvenca doloþa višino zvena,
višjeharmonske pa izboljšujejo njegovo barvo – zato so zveni oz. glasbeni toni za naša ušesa
veliko bolj prijetni kot pa fizikalni toni.
Pri zvenu se zvoþni tlak periodiþno spreminja.
Slika 27: Spreminjanje zvoþnega
tlaka v odvisnosti od þasa pri zvenu
(Vir: R. Kladnik: Visokošolska fizika – 3. del.
Ljubljana: DZS, 1989 (str. 43, slika 3.8a).)
27
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Slika 28: Spekter zvena vsebuje þrte
pri frekvencah Ȟ1, 2Ȟ1, 3Ȟ1 itd.
Obiþajno je prva þrta najmoþnejša,
vendar to ni nujno.
(Vir: R. Kladnik: Visokošolska fizika – 3. del.
Ljubljana: DZS, 1989 (str. 43, slika 3.8b).)
Pri þloveškem govoru so zveni npr. samoglasniki, z izjemo u-ja, ki je lahko tudi ton. Zveni so
tudi zvoki glasbil – godala, trobila, pihala …
Slika 29: Zvoki, ki jih oddajajo razliþni
inštrumenti, se kljub enaki osnovni frekvenci
in enaki jakosti razlikujejo v sestavi spektrov
(zvoþni barvi).
(Vir: R. Kladnik: Visokošolska fizika – 3. del. Ljubljana: DZS, 1989
(str. 43, slika 3.9).)
2.2.3.3 Šum
Šumi so sestavljeni iz mnogih harmoniþnih valovanj z razliþnimi frekvencami, med katerimi
pa ni nobene povezave. Zvoþni tlak se spreminja neurejeno. Ne moremo govoriti o višini
oziroma o frekvenci šuma, lahko pa mu doloþimo jakost.
Slika 30: Spreminjanje zvoþnega tlaka v
odvisnosti od þasa pri šumu. Graf ni
periodiþna funkcija, ne moremo govoriti o
nihajnem þasu ali o frekvenci šuma.
(Vir: R. Kladnik: Visokošolska fizika – 3. del. Ljubljana: DZS,
1989 (str. 43, slika 3.10).)
28
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
2.2.3.4 Pok
Pok ima le eno zgošþino – zvoþni tlak nenadno hitro naraste, nato pa poþasneje pojema. Tudi
to ni valovanje, ampak le moþnejša longitudinalna motnja, ki se s hitrostjo zvoka širi skozi
snov.
Slika 31: Graf spremembe zvoþnega
tlaka v odvisnosti od þasa pri poku
(Vir: R. Kladnik: Fizika za srednješolce 2. Ljubljana:
DZS, 2007 (str. 158, slika 9.8).)
29
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
2.2.4 Zvo«ilainsprejemnikizvoka
Vsaka naprava, ki v snovi ustvarja longitudinalno valovanje, zaradi katerega se tlak v snovi
periodiþno spreminja s frekvenco v slišnem obmoþju, je izvor zvoka oziroma zvoþilo.
Kot izvor fizikalnega tona pogosto uporabljamo glasbene vilice, kot izvor þistih harmoniþnih
tonov pa se uporablja tudi elektriþni tonski generator. Glasbeni instrumenti so zvoþila, ki
oddajajo zvene. Veþina instrumentov jih oddaja z nihanjem napetih strun (godala, brenkala)
ali z resonanþnim nihanjem zraka (pihala, trobila). Pri tolkalih je izvor nihajoþa opna, enako
je tudi pri zvoþnikih.
Vsaka naprava, ki zaniha pod vplivom nihanja okoliškega zraka, je lahko uporabljena kot
sprejemnik zvoka. Nihanje sprejema membrana ali opna, ki zaniha tudi sama, nato pa nihanje
prenese naprej, npr. tako, da nastane izmeniþni elektriþni tok, katerega frekvenþna sestava se
ujema s frekvenþno sestavo merjenega zvoka.
Za merjenje zvoka danes veþinoma uporabljamo mikrofone, za nas najpomembnejši
sprejemnik zvoka pa je seveda naše uho. Sestavljeno je iz zunanjega, srednjega in notranjega
ušesa. Naloga našega ušesa je pretvorba energije zvoþnega valovanja v elektriþne signale, ki
potujejo do možganov. Valovanje potuje prek uhlja po sluhovodu do bobniþa, zadane obenj in
bobniþ zaniha. Nihanje se prenese na tri ušesne košþice: kladivce, nakovalce in stremence, ki
nato prenesejo nihanje do ovalnega okenca v notranjem ušesu. V notranjem ušesu je polž s
sistemom kanalov, v katerih se nihanje ojaþi in pretvori v elektriþni signal, ki po živcu potuje
do možganov.
Pri mikrofonu je podobno, le da ima vlogo bobniþa opna v mikrofonu. Ko zvoþno valovanje
zadane to opno, se nihanje pretvori v elektriþne signale z enakimi frekvencami, ki se ojaþijo in
potujejo do zvoþnika, snemalnika … (Vir: D. C. Giancoli: Physics. Upper Saddle River: Pearson
Education, 2005, str. 328).
30
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
2.2.5 Širjenjezvoka
Zvok se v prostoru širi v smer, ki jo doloþa oblika izvora. Lahko se širi ravno (izvor je
ploskev) ali pa kroglasto (izvor je toþka).
2.2.5.1 Odboj
Zvok se na mejni ploskvi dveh snovi delno odbije, delno preide v drugo snov, delno pa
absorbira. Poznamo dve vrsti odboja – zrcalnega in difuznega.
Zvok se od ravne, gladke površine odbije tako, da je odbojni kot enak vpadnemu. To
imenujemo zrcalni odboj, ki ga opisuje odbojni zakon: velja, da je odbojni kot enak
vpadnemu in da vpadni in odbiti žarek ležita z vpadno pravokotnico v isti ravnini. ýe se zvok
širi iz toþkastega izvira, se od ovire odbije tako, kot bi prihajal iz zrcalnega izvira.
Odbojni zakon:
Slika 32: Zrcalni odboj
(Vir: Nauk.si. Fizika, srednja šola. Odboj. 2011. http://www.nauk.si/materials/292/out/datoteke/vpadni.png)
ýe mejna ploskev ni popolnoma gladka, se valovanje odbije difuzno – odbito valovanje se
razprši in se širi v razliþne smeri.
31
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Za razliko od satelitskega krožnika, ki odbije vpadlo valovanje nazaj proti sprejemni anteni v
gorišþu krožnika, pa uhelj odboj zvoka izkorišþa tako, da ga s svojo neenakomerno obliko
delno preusmerja v notranjost sluhovoda.
Slika 33: Odboj radijskih valov pri satelitskem krožniku in zvoþnih valov pri uhlju
(Vir: osebni arhiv)
32
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
2.2.5.2 Absorpcijazvoka
Energija zvoka se pri širjenju zvoka skozi snov postopno izgublja in se spreminja v druge
oblike energije – npr. v notranjo energijo, katere posledica je segrevanje snovi.
Zaradi absorpcije zvoþne energije v snovi se zvoþni energijski tok med prodiranjem skozi
snov manjša eksponentno z razdaljo, ki jo prepotuje v snovi. To izrazimo z enaþbo
ܲ ൌ ܲ௢ ȉ ݁ ିఓ௫ pri þemer je Po zvoþni tok, ki vstopa v snov, P zvoþni tok na doloþeni globini x v snovi in ȝ
absorpcijski koeficient snovi. Ta izraža sposobnost absorpcije v doloþeni snovi in je v zraku
odvisen od relativne vlažnosti. Najveþji je pri relativni vlažnosti med 10 in 30 % za višje
frekvence je veþji kot za nižje. To pomeni, da se pri prehodu skozi zrak višji toni bolj
absorbirajo kot nižji. Kakšna je absorptivnost snovi, nam pove tudi razpolovna debelina snovi
x1/2. »To je razdalja v smeri zvoþnega toka, na kateri se zvoþni tok zaradi absorpcije zmanjša
na polovico.« (Vir: R. Kladnik: Visokošolska fizika – 3. del. Ljubljana: DZS, 1989 (str. 49.)
Razpolovna debelina snovi:
‫ݔ‬ଵൗ ൌ Ž
ଶ
ଶ
ఓ
Prepušþen energijski tok zvoka P zato lahko izrazimo tudi kot
ܲ ൌ ܲ௢ ȉ ʹ
ೣ
ೣభȀమ
ି
pri þemer je Po zvoþni tok, ki vstopa v snov, x pa celotna debelina snovi.
»ýim krajša je razpolovna debelina snovi, tem moþneje se zvok v snovi absorbira.« (Vir: R.
Kladnik: Visokošolska fizika – 3. del. Ljubljana: DZS, 1989 (str. 50.)).
Zvoþni tok, ki se absorbira, lahko doloþimo kot razliko Po in P.
33
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
2.2.5.3 Lom
Pri prehodu zvoka med dvema snovema, v katerih je hitrost zvoka razliþna, se zvok lomi.
Lomi se tako, da velja lomni zakon, ki pravi, da je kvocient sinusa vpadnega kota Į in sinusa
lomnega kota ȕ konstanta, ki jo imenujemo lomni koliþnik. Ta je enak tudi kvocientu hitrosti
zvoka v prvi snovi c1 in hitrosti v drugi snovi c2:
Slika 34: Lom valovanja
(Vir: Prahka, Vaja 6. – Popolni odboj svetlobe in merjenje lomnega koliþnika stekla, 2012.
http://prahka.blogspot.si/files/2011/01/vaja1-300x186.jpg)
2.2.5.4 Uklon
ýe zvok v prostoru zadane ob oviro, le-ta zadrži del valovne fronte, naprej pa se širi le del
valovne fronte, ki ga ovira ne omeji. Takoj ko manjka del valovne fronte, pride do uklona
zvoka – zvok se ob oviri ukloni.
ýe je odprtina med dvema ovirama v primerjavi z valovno fronto široka (razdelek a) slike
35), se valovanje na drugi strani ovire širi v prvotni smeri, tako da v geometrijski senci ovire
skoraj ni valovanja. ýe je velikost odprtine približno enaka valovni dolžini (razdelek b) slike
35), se valovne fronte prepušþenega valovanja na robu nekoliko ukrivijo in valovanje se
deloma razširja tudi v obmoþje geometrijske sence ovire. Pri zelo ozki odprtini (razdelek c)
slike 35) je prepušþeno valovanje krogelno, kot da je odprtina izvor krogelnega valovanja.
Glede na to, da je odprtina uhlja oz. sluhovoda (precej) manjša od valovne dolžine zvokov, ki
jih obiþajno uporabljamo, je tudi uklon zvoka pomemben dejavnik pri našem zaznavanju
zvoka.
34
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Slika 35: Uklon valovanja
(Vir: R. Kladnik: Visokošolska fizika – 3. del. Ljubljana: DZS, 1989 (str. 16, slika 1.13).)
2.2.5.5 Interferenca
ýe je v zraku istoþasno veþ izvorov zvoka in zraþni delci nihajo pod vplivom veþ razliþnih
zvoþnih valovanj in je pomik zraþnega delca v dani toþki rezultanta pomikov razliþnih
izvorov, govorimo o interferenci zvoka. V nekaterih toþkah se zvoki med seboj ojaþujejo –
konstruktivna interferenca, spet drugod se slabijo – destruktivna interferenca.
Interferenco lahko zaznamo le, þe sta izvora zvokov koherentna, þe sta fazno povezana in
oddajata enakofrekvenþna zvoka.
Nekoherentna izvora zvokov oddajata zvok z razliþnimi frekvencami neodvisno drug od
drugega. Še preden lahko zaznamo ojaþitve in oslabitve v prostoru, se stanje že spremeni.
Z interferenco zvoka se ne spreminja njegova energija, ampak le njena prostorska
porazdelitev.
Slika 36: Konstruktivna in destruktivna interferenca
(Vir: Wikipedija: http://wiki.chemprime.chemeddl.org/images/a/ae/Interference_of_Waves_.jpg)
35
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
2.2.5.6 Dopplerjevpojav
Zaradi gibanja sprejemnika ali oddajnika se spremeni frekvenca zvoka, ki jo zazna
sprejemnik.
ýe se sprejemnik giblje in oddajnik miruje, se frekvenca poveþa, þe se sprejemnik približuje,
oziroma se zmanjša, þe se oddaljuje.
ýe se oddajnik giblje in se približuje sprejemniku, se frekvenca poveþa, zmanjša pa, þe se
oddaljuje.
Slika 37: Dopplerjev pojav
(Vir: Anonimni avtor: Dopplerjev pojav. Kvarkadabra, þasopis za tolmaþenje znanosti, 2006.
http://www.kvarkadabra.net/mediagallery/mediaobjects/disp/4/4db72554636066da1ca49ccd466399f2.jpg)
2.2.6 Stoje«ezvo«novalovanje
Zvok se v zaprtem prostoru širi v vseh smereh. Odbita valovanja med seboj interferirajo in
lahko nastane stojeþe zvoþno valovanje, ki ga imenujemo tudi lastno nihanje zraka. Frekvence
možnih stojeþih valovanj so lastne frekvence prostora. ýim veþji je prostor, manjše so
frekvence.
2.2.6.1 Lastnonihanjezrakavpiš«alih
Ravno zvoþno valovanje, ki ga sprožimo v cevi, se širi vzdolž cevi, se na konceh odbija in
veþkrat potuje po cevi sem ter tja. Pri tem interferira s samim seboj, tako da lahko nastane
stojeþe zvoþno valovanje. Zanj so znaþilni vozli, kjer delci snovi ne nihajo, in hrbti, kjer delci
snovi nihajo najmoþneje. V vozlih je amplituda odmika niþ, amplituda nihanja zvoþnega tlaka
pa je najveþja v hrbtih.
36
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
ýim daljša je pišþal, tem nižja je osnovna frekvenca lastnega nihanja zraka oz. zvoka, ki se v
taki pišþali tudi najmoþneje ojaþi – tako cev ali pišþal zato vþasih imenujemo resonator. Zrak
v zaprti in odprti pišþali niha z enakimi frekvencami, v polzaprti pišþali pa drugaþe.
Æ osnovna lastna frekvenca:
,
pri þemer je c hitrost zvoka v
zraku in l dolžina pišþali
Æ 1. višjeharmonska lastna
frekvenca:
Æ 2. višjeharmonska lastna
frekvenca:
Slika 38: Lastno nihanje zraka v polzaprti pišþali, kjer l pomeni dolžino pišþali, Ȝ pa je
valovna dolžina.
(Vir: http://www.ctgclean.com/tech-blog/wp-content/uploads/Open-Closed-Pipe.jpg)
Po navedbah posameznih strokovnjakov (S. Dolenc, Kvarkadabra1) tudi sluhovod lahko
obravnavamo kot primer polzaprte pišþali, v kateri se vzpostavi stojeþe valovanje, a to je
verjetno le približek, saj bi bil v tem primeru na mestu, kjer je bobniþ, vozel in bobniþ sploh
ne bi nihal, zvoka pa tako torej sploh ne bi zaznavali. Sluhovod pa vendarle deluje kot
resonator oz. ojaþevalnik nekaterih zvokov, kar pa je odvisno od frekvence oziroma valovne
dolžine zvoka. Lastna frekvenca sluhovoda kot resonatorja je približno 2500–3000 Hz, to pa
je povezano tudi z vplivom sluhovoda na zaznavanje zvoka.
2.2.6.2 Nihanjemembrane
Bobniþ je prožna membrana, ki na eni strani zapira naš sluhovod. Ko zvoþno valovanje
zadane obenj, bobniþ zaniha. Pri najšibkejšem zvoku, ki ga že zazna, bobniþ zaniha z
amplitudo približno 10-11 m, kar je celo manj od velikosti atomov.
1
S. Dolenc: Kako deluje sluh. Kvarkadabra, þasopis za tolmaþenje znanosti, 1999. http://www.kvarkadabra.net/article.php/Kako-deluje-sluh.
37
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Na bobniþu se lahko vzpostavi stojeþe valovanje. Le-to je za razliko od stojeþega valovanja na
struni dvodimenzionalno. Kjer je bobniþ oz. membrana vpeta, je vozel stojeþega valovanja, na
sredini med dvema vozloma pa je hrbet stojeþega valovanja. Pri osnovnem nihanju bobniþa je
hrbet valovanja le en, pri višjeharmonskih nihanjih pa bi jih bilo veþ.
Slika 39: Nekaj možnih nihanj idealne membrane
(Vir: Jim Woodhouse: What makes an object into a musical instrument?. … living mathematics. 2011. http://plus.maths.org/content/whatmakes-object- musical)
2.2.6.3 Resonatorji
Zaprti prostori (jame, votline, škatle) donijo z znaþilnim zvokom. Zvok iz okolice ali iz
zunanjega izvora prodre v notranjost prostora in zraku v prostoru vsiljuje nihanje. Ta zaniha
najmoþneje, þe je vsiljeni zvok v resonanci z lastnim nihanjem zraka v prostoru. Tako se
prvotni zvok ojaþi.
Resonanþna cev je cev, v kateri je dolžina zraþnega stebra takšna, da je nihanje zraka v cevi v
resonanci z zunanjim izvorom zvoka.
Slika 40: Držala glasbenih vilic z resonanþnimi škatlami razliþnih velikosti
(Vir: Nacionalni muzej ameriške zgodovine. »Tuning Forks«,
Smitsonian.http://americanhistory.si.edu/science/assets/large/tuning_fork_res.jpg)
38
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
2.2.7 Energijazvoka
S tem ko izvor zvoka povzroþa nihanje delcev v snovi, opravlja delo, ki se kot energija
nihanja delcev razširja skozi snov – skozi snov potuje zvoþna energija, ki potuje s hitrostjo
zvoka. Pri vsaki potujoþi obliki energije se zanimamo za zvoþni tok, ki je kvocient preteþene
energije in þasa, v katerem energija preteþe skozi presek pravokotno na smer pretakanja.
Energijski tok (P) izrazimo z enaþbo
ܲ ൌ
୼ௐ
୼௧
pri þemer je ¨W zvoþna energija, ki v þasu ¨t preteþe po prostoru.
Celoten zvoþni tok, ki ga zvoþilo oddaja v vse smeri, je zvoþna moþ zvoþila.
Tabela 4: Zvoþne moþi razliþnih zvoþil
(Vir: Borut Brešþak, Cveto Štandeker, Sreþko Štrucl, Jože Štrucl, Zvoþni tlak, zvoþni tok, zvoþna moþ. Projekt e-elektrotehnika.
http://www.s-sers.mb.edus.si/gradiva/w3/elek_v1/oim8/03_Znacilnosti_zvoka/Slike/slide0047_image028.jpg)
ZVOýNI IZVOR
ZVOýNA MOý
šepetanje
1 nW
normalen govor
20.000 nW
violina
1 mW
kriþanje
2 mW
trobenta
300 mW
pnevmatsko kladivo
1W
simfoniþni orkester
70 W
najmoþnejši zvoþnik
100 W
alarmna sirena
3 kW
raketni motorji
100 MW
Uþinek zvoþnega energijskega toka na snov, na katero naleti, je odvisen od njegove gostote,
izražene z enaþbo:
݆ ൌ
௉
ௌ
ali pa z enaþbo
݆ ൌ
ఘȉ௖ȉሺଶగఔሻమ ȉ௦೚మ
ଶ
39
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Obiþajno kot spodnjo mejo še slišnih zvokov vzamemo gostoto energijskega toka:
݆௢ ൌ ͳͲିଵଶ ܹȀ݉ଶ
Naše uho zazna zvok le, þe je gostota zvoþnega toka v zraku ob bobniþu veþja od ݆௢Ǥ
Iz enaþbe za gostoto zvoþnega toka lahko izrazimo amplitudo nihanja zraþnih plasti ob
bobniþu ‫ݏ‬௢ , ki pri spodnji meji še slišnih zvokov znaša ͳǡͳ ȉ ͳͲ ିଵଵ ݉.
Zgornja meja gostote zvoþnega toka za zvoke, ki jih uho prenese še brez poškodb, je približno
ͳܹȀ݉ଶ
Gostota zvoþnega toka se sicer manjša s kvadratom oddaljenosti od toþkastega izvora:
݆ൌ
ܲ
Ͷߨ‫ ݎ‬ଶ
2.2.8 Jakostzvoka
O jakosti zvoka govorimo takrat, ko ugotavljamo za kolikokrat je gostota zvoþnega toka
doloþenega zvoka veþja od gostote zvoþnega toka na meji slišnosti.
Ker ima jakost zvoka velik razpon, izražamo jakost zvoka kot logaritem razmerja med gostoto
zvoþnega toka in gostoto zvoþnega toka najšibkejšega zvoka, ki ga þlovek zazna:
݆
‫ ܬ‬ൌ ͳͲ Ž‘‰ ൬ ൰
݆଴
Za jakost zvoka najpogosteje uporabljamo enoto decibel (dB).
Jakost zvoka je veþja, þe je gostota vpadnega zvoþnega toka veþja, vendar ne narašþa linearno
z njo. Jakost zvoka je logaritemsko odvisna od gostote zvoþnega toka. Ker je gostota
zvoþnega toka odvisna od frekvence, je od le-te odvisna tudi jakost zvoka – višja frekvenca
pri ostalih enakih pogojih pomeni veþjo jakost in obratno.
40
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Jakost zvoka lahko izrazimo tudi z amplitudo zvoþnega tlaka. Ker je
velja
kjer je
amplituda zvoþnega tlaka najšibkejšega zvoka, ki ga uho še zazna
(20 Pa).
Slika 41: Graf narašþanja jakosti zvoka glede na kvocient
gostot zvoþnega toka
(Vir: R. Kladnik: Visokošolska fizika – 3. del. Ljubljana: DZS, 1989. (str. 47, slika 3.14).)
Tabela 5: Jakosti zvoka nekaterih zvoþnih izvirov
(Vir: Borut Brešþak, Cveto Štandeker, Sreþko Štrucl, Jože Štrucl, Jakosti. Projekt e-elektrotehnika. http://www.ssers.mb.edus.si/gradiva/w3/elek_v1/oim8/03_Znacilnosti_zvoka/Slike/nivoji_jakosti.png)
41
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
3 Prakti«nidel
Za potrditev hipotez raziskovalne naloge sva v eksperimentalnem delu izdelali razliþne
modele uhljev in sluhovodov. Ob tem sva težili k þim bolj realistiþni podobi modelov, ki sva
jih izdelali sami na osnovi meritev uhljev dijakov najine starosti, tj. od 17 do 18 let. Modele
sva med seboj razliþno kombinirali, kar bova podrobneje opisali v nadaljevanju, in s pomoþjo
osciloskopa opazovali njihov vpliv na razliþne predvajane frekvence.
Praktiþni del je vseboval merjenje povpreþne velikosti uhlja sošolcev, izdelavo modelov na
podlagi teh vrednosti in eksperimentalno delo. 3.1 Merjenjepovpre«nevelikostiuhljasošolcev
V literaturi so bile pogosto navedene mere sluhovodov, o dimenzijah uhlja pa ni bilo veliko
podatkov, zato sva poprosili dijake naše šole, da nama dovolijo merjenje ter fotografiranje
njihovih uhljev.
Uhlje sva izmerili v štirih dimenzijah, kot je
prikazano na sliki 42.
A = višina uhlja
B = širina uhlja
C = višina moþneje vboþenega dela uhlja
D = širina moþneje vboþenega dela uhlja
Povpreþje dobljenih rezultatov nama je
služilo kot osnova za izdelavo modelov uhlja.
Slika 42: Skica uhlja z oznaþenimi merami
(Vir: osebni arhiv)
42
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
3.2 Izdelavamodelovuhljevinsluhovodov
3.2.1 Materiali
Naše zunanje uho je zgrajeno pretežno iz hrustanca, sluhovod pa obdaja temporalna kost, kar
pomeni, da sva morali za izdelavo modelov uporabiti ne povsem trdne, ne povsem mehke
materiale, paþ pa sintetiþne materiale, ki so se približali þvrstosti uhlja, poleg tega pa jih je
bilo treba razmeroma lahko oblikovati. Material je moral biti tudi finanþno dostopen in na
zraku obstojen.
Glede izbire materiala sva se pozanimali v podjetju Samson Kamnik, kjer sva se odloþali med
glino, sintetiþno maso Termoformom in silikoni. Za izdelavo modelov iz silikonov bi bilo
treba izdelati tudi kalupe iz sintetiþnega kavþuka, imenovanega Modrin.
3.2.1.1 Glina
Prvi uhelj, ki je bil ustvarjen med raziskovalno nalogo, je bil glinen. Glina, sedimentna
kamnina, ki so jo ljudje že skozi tisoþletja uporabljali, oblikovali in žgali ter z njo izdelali
nešteto raznovrstnih predmetov, se je zdela kot najboljša izbira za izdelavo uhlja, iz katerega
bi lahko izdelali kalup, ki bi nama omogoþil vlivanje silikonske mase. Uporabili sva belo
glino, ki se jo sicer pogosto uporablja za izdelavo majolik. Temperatura žganja te gline je med
1000 in 1150 °C, a je nisva žgali, paþ pa sva poskušali prepreþiti njen 7-odstotni skrþek, do
katerega pride pri sušenju.
Slika 43: Glina iz katere je bil izdelan najveþji model
(Vir: osebni arhiv)
43
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
3.2.1.2 Modrin
Modrin, ali Modrin MF (multi funkcional) je silikonski
kavþuk, primeren za izdelavo elastiþnih kalupov za ulivanje
predmetov iz mavca, smol, betona, voska, kovinskih zlitin z
nizkim tališþem itd.
Uporablja se v kompletu s katalizatorjem, saj je sam po sebi
modra, viskozna tekoþa snov z gostoto 1,10 kg/dm3. Njegovo
strjevanje dosežemo šele z dodajanjem katalizatorjev C-88
STANDARD ali C-TIXO QUICK. Prvi je poþasnejši, saj za
konþno trdoto potrebuje 812 ur, medtem ko C-TIXO
QUICK potrebuje le 24 ure.
Slika 44: Embalaža Modrina
(Vir: osebni arhiv)
Modrin je odliþen za kalupe, saj so skrþki pri strjevanju minimalni. Skrþi se le za 0,61,1 %,
zajame pa tudi najbolj fine detajle. Prav tako je izredno elastiþen in odporen proti trganju,
temperaturno obstojen in relativno preprost za uporabo. Nanj bi se namreþ prijel le še en
nanos Modrina, ne pa tudi katera koli druga masa, ki bi jo želeli uliti.
3.2.1.3 Termoform
Termoform je sintetiþna masa za modeliranje in popravila. Uporaba je izredno preprosta.
Navadno ga dobimo v 500-gramskih embalažah, kjer je sprva v obliki majhnih okroglih
drobcev, ki spominjajo na zelo grob bel pesek. Da ta trden granulat postane primeren za
oblikovanje, ga je treba segreti nad 60 °C. S tem postane brezbarvna in mehka snov, ki pa se v
nekaj minutah ponovno strdi, pri približno 23 °C. Termoform lahko ponovno segrevamo in
preoblikujemo, kakor želimo.
Slika 46: Termoform (Vir: osebni arhiv)
Slika 45: Segret Termoform (Vir: osebni arhiv)
44
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
3.2.1.4 Mikrokristalini«nignetilnivosek
Gnetilni vosek je rumenkasta trdna
snov, ki jo pri sobni temperaturi z
lahkoto
oblikujemo.
Pri
izdelavi
modelov sva ta vosek uporabljali
predvsem
za
spajanje
razliþnih
sluhovodov z razliþnimi uhlji, saj
posamezne dele modelov uþinkovito
poveže, istoþasno pa omogoþi, da se
po opravljenih meritvah z lahkoto
ponovno loþijo.
Slika 47: Mikrokristaliniþni gnetilni vosek
(Vir: osebni arhiv)
Ta vosek se pogosto uporablja kot material, ki je zaradi svoje praktiþne gnetljivosti in
obstojne oblike v pomoþ pri izdelavi drugih izdelkov.
3.3 Modeluhljaizgline
Najina prva ideja je bila, da bi modele
izdelali iz gline, naredili odlitke iz
Modrina in vanje vlili silikon, ki bi kar
najbolje nadomešþal tkiva, iz katerih je
grajen naš uhelj.
Za izdelavo tega modela sva mere
povpreþnega uhlja petkrat poveþali. Tako
narejen model bi predstavljal najveþjo
poveþavo uhlja v primerjavi z uhljem
Slika 48: Skica za izdelavo najveþjega uhlja
naravne velikosti in bi kasneje, pri
(Vir: osebni arhiv)
eksperimentalnem
delu,
omogoþil
merjenje vpliva velikosti uhlja na jakost zaznanega zvoka.
Celoten proces modeliranja je bil zahteven in zamuden, sam model pa se je izkazal za mnogo
bolj masivnega in okornega, kot sva predvidevali.
45
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Slika 49: Postopek izdelave glinenega modela
(Vir: osebni arhiv)
V naslednjem koraku sva glineni uhelj oblivali z Modrinom. Tu se je izkazala nepraktiþna
stran prvotno izbranega postopka. Modrin je bilo brez posebnih pripomoþkov težko
uporabljati. Material je tudi cenovno daleþ od optimalnega. Iz spodletelega poskusa, da bi
naredili kalup, sva ugotovili, da je ta postopek neprimeren, zato sva raje poskusili s
Termoformom.
46
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
3.4 ModeluhljaizTermoforma
Ugotovili sva, da je oblikovanje Termoforma mnogo lažje, kot sva predvidevali. Ko se
segreje, lahko glede na temperaturo, do katere je segret, postane skorajda tekoþ. To sprva
oteži modeliranje, vendar se po nekaj minutah nekoliko strdi in postane zelo primeren za
oblikovanje. Zaradi hitrega strjevanja je þas za izdelavo modela moþno omejen, ni pa
nevarnosti kasnejšega skrþka ali poškodbe modela v procesu sušenja, prav tako pa je model
narejen hitro in je takoj primeren za uporabo.
Slika 50: Uhelj povpreþne velikosti in
Termoform, iz katerega je bil narejen
Slika 51: Uhelj povpreþne velikosti iz
Termoforma
(Vir: osebni arhiv)
(Vir: osebni arhiv)
Za izdelavo modelov iz Termoforma sva po izraþunu povpreþnih vrednosti dobljene dolžine
in širine uhlja pomnožili z razliþnimi koeficienti:
o Uhelj 0,5 = uhelj, katerega dimenzije sva dobili, ko sva dimenzije povpreþnega uhlja
pomnožili s koeficientom 0,5. To je torej uhelj, pol manjši od povpreþnega.
o Uhelj 1 = uhelj, katerega dimenzije so dobljene povpreþne vrednosti. Je povpreþno
velik þloveški uhelj.
o Uhelj 1,5 = uhelj, katerega dimenzije sva dobili, ko sva dimenzije povpreþnega uhlja
pomnožili s koeficientom 1,5. To je torej uhelj, pol veþji od povpreþnega.
o Uhelj 2 = uhelj, katerega dimenzije sva dobili, ko sva dimenzije povpreþnega uhlja
pomnožili s koeficientom 2. To je torej uhelj, dvakrat veþji od povpreþnega.
47
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Tabela 6: Dimenzije modelov uhljev
Uhlji A [cm]
B [cm] C [cm] D [cm]
0,5
3,3
1
6,4
4
2,4
1,8
1,5
9,2
2,5
6
/
3,7
/
2,7
2
12,2
7,5
4,5
3,5
3.4.1 Postopeknastankamodelauhlja
Vsi uhlji, ki sva jih uporabljali pri poskusih, so bili narejeni po enakem, ali pa vsaj podobnem
postopku. Zaþeli sva z granularnim Termoformom v trdnem agregatnem stanju, ki sva ga
vsuli v vrelo vodo, da se je segrel in zmehþal. Viskozno snov sva s žlico zajeli iz vode in
poþakali nekaj trenutkov, da se je ohladila do temperature, primerne za obdelavo. V nekaj
minutah sva kepo oblikovali v model uhlja želene velikosti. Na koncu sva s segrevanjem in
preoblikovanjem le še popravili manjše napake posameznih delov uhlja.
Slika 52: Modeli uhljev
(Vir: osebni arhiv)
48
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
3.5 ModelsluhovodaizTermoforma
Sluhovode sva poveþali oz. pomanjšali z istimi koeficienti kot uhlje (0,5; 1; 1,5; 2), le da sva
poleg razliþnih dolžin izdelali tudi raven sluhovod v naravni velikosti. S tem sva želeli
ugotoviti, kako moþno krivulja, ki naša ušesa šþiti pred mehanskimi vplivi, pravzaprav vpliva
na naš sluh. Premer vseh sluhovodov je ostal enak (0,7 cm).
3.5.1 Postopeknastankamodelasluhovoda
Tako kot pri uhlju, je bilo treba tudi pri sluhovodu Termoform najprej segreti, nato pa sva ga
še vroþega oblikovali. Pazili sva, da stena sluhovoda ni bila predebela, saj je bilo treba vse
sluhovode, z izjemo ravnega, upogniti, kar pa ne bi bilo mogoþe, þe bi bili ti narejeni iz
predebele plasti Termoforma.
Slika 53: Modeli sluhovodov
(Vir: osebni arhiv)
Povpreþne dolžine sluhovodov praktiþno ni bilo mogoþe izmeriti. Dobljene meritve zaradi
pomanjkljive opreme verjetno ne bi bile toþne, poleg tega pa bi obstajala možnost poškodb
bobniþa pri merjenju. Da bi izmerili natanþno dolžino, bi se morali bobniþa verjetno tudi
dotakniti, vsak dotik te membrane pa je zelo boleþ.
Za izdelavo modelov sluhovoda sva uporabili podatke iz literature, te pa pomnožili s
primernimi koeficienti, enako kot pri modelih uhljev, ter izdelali modele slednjih dimenzij:
Tabela 7: Dimenzije modelov sluhovodov
Sluhovodi
Dolžina [cm]
Premer [cm]
0,5
1,5
0,7
1
2,9
0,7
1,5
4,3
0,8
2
5,3
0,8
49
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Ker je sluhovod pišþal, sva zaradi potreb naloge izraþunali še frekvence lastnega nihanja v
posameznem sluhovodu.
Tabela 8: Frekvence lastnega nihanja pri razliþnih dolžinah zaprtih pišþali (sluhovodih)
Sluhovodi
Dolžina [cm]
ࣇ૚ ൌ 0,5
1
1,5
2
1,5
2,9
4,3
5,3
5700
2900
2000
1600
ࢉ
૝࢒
[Hz]
ࣇ૛ ൌ 17000
8800
5900
4800
50
૜ࢉ
૝࢒
[Hz]
ࣇ૜ ൌ 28000
15000
9900
8000
૞ࢉ
૝࢒
[Hz]
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
3.6 Eksperimentalnodelo
3.6.1 Laboratorij
Ker najina raziskava vkljuþuje delo z zvokom, sva potrebovali zvoþno izolirano okolje, kjer
moteþi elementi iz okolice ne bi vplivali na najine meritve. Šolsko zaklonišþe se je izkazalo za
odliþno lokacijo, zato sva ga preuredili v laboratorij. Okoli velike osrednje mize, na kateri sva
opravljali meritve, sva obesili žametne zavese, ki so delovale kot dodatna zašþita pred
zunanjimi šumi. Na mizi znotraj žametnih zaves so ostali le mikrofon, tonski generator in
nosilci instrumentov, menjali pa sva razliþne modele uhljev in sluhovodov.
Tako nosilci mikrofona kot generatorja zvoþnih frekvenc so imeli na mizi zaþrtan položaj, da
je oddaljenost izvira zvoka od mikrofona ostajala nespremenjena. Edini nosilec, ki sva ga
spreminjali, je bil tisti, ki je na mestu držal model, s katerim sva opravljali meritve.
Slika 54: Najin laboratorij
(Vir: osebni arhiv)
51
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Slika 55: Model in instrumenti, pripravljeni za meritve. Tonski generator oddaja
zvok, ki zatem potuje preko modela uhlja in sluhovoda, prejme pa ga mikrofon, ki je
povezan z osciloskopom na drugi strani zaves.
(Vir: osebni arhiv)
3.6.2 Instrumenti
x
x
x
Osciloskop Generator zvoþnih frekvenc
Z njim sva lahko precej natanþno doloþali frekvenco (na 1 Hz natanþno) in jakost
zvoka, ki ga je oddajal vgrajen zvoþnik tonskega generatorja.
Mikrofon
52
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
3.6.3 Meritve
Meritve sva izvajali pri razliþnih kombinacijah uhljev in sluhovodov. Tako sva izmerili, kako
se zvok, ki ga ujameta uhelj in sluhovod, spreminja glede na velikost posameznega modela.
Uhlje in sluhovode sva spajali s pomoþjo kristaliniþnega voska. Ta nama je omogoþil, da sva
posamezen sluhovod þvrsto »prilepili« na želeni uhelj, ne da bi morali posamezna dela
ireverzibilno spojiti.
3.6.3.1 Sluhovodzopno
Ker se sluhovod zakljuþi z bobniþem, katerega nihanje je pri našem sluhu kljuþnega pomena,
sva na zaþetku sklepali, da se bova realnim pogojem najbolje približali, þe bova preko
zadnjega konca sluhovodov napeli sintetiþno elastiþno opno, ki bo ponazarjala bobniþ. Za
model bobniþa sva uporabili kar kos laboratorijskih »latex« rokavic. Te prve meritve sva
izvedli tako, da sva mikrofon kar se da natanþno prislonili k bobniþu, merili pa torej zvoþno
valovanje, kakršno bi v tem primeru prišlo do kladivca.
Velik problem je tu predstavljalo dejstvo, da je skoraj nemogoþe, da bi dvakrat enako moþno
napeli opno prek sluhovoda ter ji mikrofon povsem enako približali. Zato so bili rezultati
nezanesljivi, iz njih ni bilo mogoþe pridobiti nikakršnih vzorcev, veþinoma pa so bili tudi
nasprotujoþi si in zato nelogiþni. Že med meritvami sva na ekranu osciloskopa opazili, da
najmanjši premiki opne ali mikrofona vplivajo na meritev. Tako je bilo nemogoþe, da bi lahko
ob menjavi modelov, ki vplivajo na zaznani zvok, ki doseže mikrofon, vse meritve opravili
pod enakimi pogoji, kar je bilo oþitno tudi pri ponovljenih meritvah.
3.6.3.2 Sluhovodbrezopne
Zaradi težav, ki so se pojavljale ob merjenju z opno, sva to povsem opustili. Namesto tega sva
merili zvok, na katerega sta tako vplivala le modela uhlja ter sluhovoda. S takšnimi modeli
sva izmerili 4 nize meritev. Tokrat so bili rezultati primerljivi in ponovljivi, zato sva dobljene
meritve uporabili pri nadaljnji analizi.
53
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
3.6.3.3 Potekmerjenjanizameritev
Tako meritve z opno, kot meritve brez nje, sva izvajali v naslednjem zaporedju, ki predstavlja
en niz meritev:
1. Meritve »osnovnega« zvoka, brez uhlja in sluhovoda
2. Meritve samo z razliþnimi sluhovodi
x
Sluhovod 0,5 (sluhovod, ki je pol krajši od sluhovoda povpreþne dolžine)
x
Sluhovod 1 (povpreþno dolg sluhovod v naravni velikosti)
x
Sluhovod 1, raven (povpreþno dolg sluhovod v naravni velikosti, ki ni zavit)
x
Sluhovod 1,5 (sluhovod, ki je polovico veþji od sluhovoda povpreþne dolžine)
x
Sluhovod 2 (sluhovod, ki je dvakrat daljši od sluhovoda povpreþne dolžine)
3. Meritve samo z razliþnimi uhlji
x
x
Uhelj 0,5 (uhelj, ki je pol manjši od povpreþno velikega uhlja)
Uhelj 1 (povpreþno velik uhelj v naravni velikosti)
x
Uhelj 1,5 (uhelj, pol veþji od povpreþno velikega uhlja)
x
Uhelj 2 (uhelj, dvakrat veþji od povpreþno velikega uhlja)
4. Meritve s sluhovodom v razmerju 1 : 1 z razliþno velikimi uhlji
x
Uhelj 0,5 in sluhovod 1
x
Uhelj 1 in sluhovod 1
x
Uhelj 1,5 in sluhovod 1
x
Uhelj 2 in sluhovod 1
5. Meritve z uhljem v razmerju 1 : 1 z razliþno velikimi sluhovodi
x
Sluhovod 0,5 in uhelj 1
x
Sluhovod 1 in uhelj 1
x
Sluhovod 1, raven in uhelj 1
x
Sluhovod 1,5 in uhelj 1
x
Sluhovod 2 in uhelj 1
54
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
3.6.3.4 Potekmeritevpriposameznemmodelu
1. Priprava modela uhlja in sluhovoda.
Glede na meritev, ki sva jo izvajali, sva s
kristaliniþnim gnetilnim voskom najprej spojili
uhelj in sluhovod (to ni bilo potrebno, þe sva merili
le njun posamiþen vpliv). Model sva nato vpeli v
kovinske nosilce in približali mikrofonu tako, da je
zaþetek mikrofona ležal približno tam, kjer bi bil
bobniþ. Mikrofon in tonski generator sta pri tem
ostala na stalnem mestu, menjali so se le modeli.
2. Nastavitev frekvence na tonskem generatorju
Ker so za nas vsakodnevno pomembne predvsem
frekvence med 500 in 3000 Hz, sva na tem
intervalu
opravljali
nekoliko
veþ
meritev.
Slika 56: Tonski generator
(Vir: osebni arhiv)
Frekvence, pri katerih sva merili tlaþne razlike, so
naslednje:
x
250 Hz
x
2000 Hz
x
4500 Hz
x
500 Hz
x
2250 Hz
x
5000 Hz
x
750 Hz
x
2500 Hz
x
6000 Hz
x
1000 Hz
x
2750 Hz
x
7000 Hz
x
1250 Hz
x
3000 Hz
x
8000 Hz
x
1500 Hz
x
3500 Hz
x
9000 Hz
x
1750 Hz
x
4000 Hz
x
10.000 Hz
55
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
3. Shranjevanje podatkov iz osciloskopa
Za vsako meritev nama je osciloskop podal graf (slika 57), ki sva ga zajeli kot množico
izmerjenih vrednosti (slika 58).
Slika 57: Merjenje z osciloskopom
(Vir: osebni arhiv)
Slika 58: Zajemanje grafa osciloskopa
(Vir: osebni arhiv)
4. Pretvorba izmerjenih vrednosti nazaj v graf
Datoteke z merskimi vrednostmi grafov nihanja tlaþnih razlik (slika 59) sva obdelali ter iz
njih izdelali grafe (slika 60), enake tistim, ki jih je izrisal osciloskop, le da je bilo iz slednjih
lažje in bolj pregledno odþitati tlaþne razlike.
Slika 59: Datoteka z merskimi vrednostmi meritev
Slika 60: Graf tlaþnih razlik merjene frekvence
(Vir: osebni arhiv)
(Vir: osebni arhiv)
56
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
5. Odþitavanje in zapis tlaþnih razlik v tabele
Primer odþitavanja tlaþnih razlik iz posameznega grafa:
Slika 61: Mesti odþitavanja
Slika 62: Odþitani rezultati v tabeli
(Vir: osebni arhiv)
(Vir: osebni arhiv)
57
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
4 Rezultati
4.1 Meritveuhljevdijakov
Tabela 9: Izmerjene dimenzije uhljev
Za mere, na podlagi katerih bi izdelali
dijakov
modele uhljev, sva izmerili povpreþne
dimenzije uhljev pri 24 dijakih. Vsak uhelj,
ki sva ga izmerili, sva tudi fotografirali,
meritve pa zapisali v tabelo.
Slika 63: Skica uhlja, na podlagi katere
sva izmerili dimenzije (Vir: osebni arhiv)
Dimenzije, ki sva jih izmerili, so bile
sledeþe:
A = višina uhlja
B = širina uhlja
C = višina moþneje vboþenega dela uhlja
D = širina moþneje vboþenega dela uhlja
A
B
C
D
Dijaki
Dimenzije
[mm]
[mm]
[mm]
[mm]
1
60
23
24
20
2
59
23
25
20
3
67
32
20
20
4
64
23
19
19
5
63
24
16
17
6
57
28
20
19
7
53
27
20
18
8
52
27
24
16
9
55
29
23
17
10
60
26
23
16
11
61
26
23
16
12
66
30
25
19
13
64
29
25
15
14
64
27
23
15
15
64
30
28
20
16
60
27
23
18
17
63
31
25
18
18
60
27
25
18
19
65
31
27
19
20
58
26
25
18
21
63
33
25
21
22
73
39
30
25
23
66
29
25
19
24
57
25
25
15
Povpreþje
63,8
28,0
23,75
18,3
58
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
Dobljene meritve posamezne dimenzije sva med seboj sešteli ter delili s številom dijakov
(24), s tem pa izraþunali povpreþne dimenzije uhlja. Pred tem sva moþno izstopajoþe meritve
izloþili.
Slika 64: Uhelj povpreþnih dimenzij in oblike
(Vir: osebni arhiv)
Slika 65: Razmeroma velik uhelj, katerega mere sva pri izraþunu konþne povpreþne vrednosti
izloþili
(Vir: osebni arhiv)
59
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
4.2 Meritvevplivavelikostiuhljainsluhovodanazaznavanje
jakostizvokaprirazli«nihfrekvencah
3. NIZ MERITEV: PRIMERJAVA ZAZNAVANJA ZVOKA PRI RAZLIýNIH
KOMBINACIJAH UHLJA IN SLUHOVODA
Tabela 10: Prikaz meritev pri razliþnih kombinacijah uhlja in sluhovoda
ʄ
Fr.(Hz)
/
250
O
uhelj1
A=6,4cm
B=4,0cm
C=2,4cm
D=1,8cm
/
M
sluhovod1
d=2,9cm
2r=0,7cm
sluhovod1raven
d=2,9cm
2r=0,7cm
sluhovod1+uhelj1
M
M
M
R
0,051
0,053
104%
0,058
68cm
0,21
0,21
100%
0,18
45cm
1,18
1,24
105%
1,09
34cm
1,4
1,5
107%
1,45
27cm
0,61
0,61
100%
0,65
1500
23cm
0,32
0,44
138%
1750
19cm
0,45
0,55
122%
2000
17cm
0,6
0,75
125%
2250
15cm
0,42
0,51
121%
2500
14cm
0,28
0,7
2750
12cm
0,44
0,94
3000
11cm
0,56
3500
9,7cm
4000
8,5cm
4500
7,6cm
5000
R
114%
0,042
86%
0,18
92%
1,13
104%
1,45
107%
0,65
0,34
106%
0,46
103%
0,58
97%
0,39
93%
250%
0,39
214%
0,42
0,81
145%
0,57
0,35
1,49
426%
0,44
1,82
414%
0,6
2,15
358%
6,8cm
0,25
1,5
6000
5,7cm
0,44
7000
4,9cm
8000
4,3cm
9000
10000
750
1250
R
136cm
500
1000
sluh.1raven+uhelj1
R
M
R
82%
0,058
114%
86%
0,22
105%
96%
1,22
103%
1,1
93%
104%
1,58
113%
0,051
1,55
111%
107%
0,53
87%
0,65
107%
0,33
103%
0,35
109%
0,3
94%
0,48
107%
0,46
103%
0,46
103%
0,53
88%
0,34
57%
0,39
0,35
83%
0,22
52%
0,33
79%
139%
0,33
118%
0,71
254%
0,62
221%
95%
0,43
98%
1,2
273%
1,9
432%
102%
0,48
86%
2,65
473%
3,1
554%
0,23
66%
0,24
69%
3,15
900%
2,92
834%
0,76
173%
0,57
130%
2,3
523%
2,2
500%
1,05
175%
0,63
105%
2,5
417%
2,59
432%
600%
0,29
116%
0,75
300%
1,35
540%
2,28
2,52
573%
0,5
114%
0,53
120%
3,15
716%
3,15
716%
0,11
1,32
1200%
0,29
264%
0,2
182%
2,18
1982%
2,71
2464%
1,15
3,15
274%
0,54
47%
1,25
109%
3,15
274%
3,15
274%
3,8cm
1,5
3,15
210%
2
133%
2,2
147%
3,15
210%
3,15
210%
3,4cm
1,43
3,15
220%
1,4
98%
2,45
171%
3,15
220%
3,15
220%
0,2
100%
95%
65%
912%
Legenda: O: Meritve osnovnega zvoka (amplitude zvoþnega tlaka) brez uhlja in sluhovoda; M: meritev; R: razlika
ѐp
ѐp
3000%
uhelj1
2500%
sluhovod1
2000%
sluhovod1raven
1500%
sluhovod1+uhelj1
1000%
sluhovod1raven+
uhelj1
500%
9000
8000
10000
7000
6000
5000
4500
4000
3500
3000
2750
2500
2250
2000
1750
1500
750
1250
500
250
1000
0%
ʆ (Hz)
ʄ (cm)
Graf 1: Prikaz meritev pri razliþnih kombinacijah uhlja in sluhovoda
60
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
3. NIZ MERITEV: RAZLIýNI SLUHOVODI
Tabela 11: Prikaz meritev razliþnih sluhovodov brez uhlja
ʄ
O
Fr.(Hz) /
/
sluhovod0,5
sluhovod1
d=1,5cm
250 136cm
sluhovod1raven
d=2,9cm
2r=0,7cm
M
M
sluhovod1,5
d=2,9cm
2r=0,7cm
R
M
sluhovod2
d=4,3cm
2r=0,7cm
R
d=5,3cm
2r=0,8cm
R
M
2r=0,8cm
R
M
R
0,051
0,037
72%
0,058
114%
0,042
82%
0,041
80%
0,044
86%
500
68cm
0,21
0,2
95%
0,18
86%
0,18
86%
0,19
90%
0,21
100%
1,18 100%
1,09
92%
1,13
96%
1,18
100%
1,15
97%
1,38
99%
1,45
104%
1,45
104%
1,38
99%
1,45
104%
750
45cm
1,18
1000
34cm
1,4
1250
27cm
0,61
0,66 108%
0,65
107%
0,65
107%
0,68
111%
0,64
105%
1500
23cm
0,32
0,34 106%
0,34
106%
0,33
103%
0,32
100%
0,34
106%
1750
19cm
0,45
0,46 103%
0,46
103%
0,48
107%
0,47
104%
0,45
100%
2000
17cm
0,6
0,57
95%
0,58
97%
0,53
88%
0,57
95%
0,6
2250
15cm
0,42
0,39
93%
0,39
93%
0,35
83%
0,33
79%
0,3
71%
2500
14cm
0,28
0,32 114%
0,39
139%
0,33
118%
0,35
125%
0,39
139%
2750
12cm
0,44
0,41
93%
0,42
95%
0,43
98%
0,41
93%
0,38
86%
3000
100%
11cm
0,56
0,59 105%
0,57
102%
0,48
86%
0,46
82%
0,45
80%
3500 9,7cm
0,35
0,31
89%
0,23
66%
0,24
69%
1,15
329%
0,51
146%
4000 8,5cm
0,44
0,63 143%
0,76
173%
0,57
130%
0,54
123%
0,43
98%
4500 7,6cm
0,6
0,45
75%
1,05
175%
0,63
105%
0,62
103%
0,57
5000 6,8cm
0,25
0,41 164%
0,29
116%
0,75
300%
0,33
132%
0,22
88%
6000 5,7cm
0,44
68%
0,5
114%
0,53
120%
0,61
139%
1,1
250%
7000 4,9cm
0,11
0,55 500%
0,29
264%
0,2
182%
1,49 1355%
0,48
436%
8000 4,3cm
1,15
3,2 278%
0,54
47%
1,25
109%
1,85
186%
3,1
270%
0,3
95%
9000 3,8cm
1,5
3,15 210%
2
133%
2,2
147%
2,65
177%
2,15
143%
10000 3,4cm
1,43
2,35 164%
1,4
98%
2,45
171%
3,13
219%
2,38
166%
Legenda: O: Meritve osnovnega zvoka (amplitude zvoþnega tlaka) brez uhlja in sluhovoda; M: meritev; R: razlika
ѐp
ѐp
1600%
1400%
sluhovod0,5
1200%
sluhovod1
1000%
sluhovod1raven
800%
sluhovod1,5
600%
sluhovod2
400%
200%
9000
8000
7000
10000
6000
5000
4500
4000
3500
3000
2750
2500
2250
2000
1750
1500
750
1250
500
1000
250
0%
ʆ (Hz)
ʄ(cm)
Graf 2: Prikaz meritev razliþnih sluhovodov brez uhlja
61
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
3. NIZ MERITEV: RAZLIýNI UHLJI
Tabela 12: Prikaz meritev razliþnih uhljev brez sluhovoda
ʄ
O
Fr.(Hz) /
/
250 136cm
uhelj0,5
A=3,3cm
B=2,5cm
M
R
uhelj1
uhelj1,5
uhelj2
A=6,4cm;B=4,0cm A=9,2cm;B=6,0cm A=12,2cm;B=7,5cm
C=2,4cm;D=1,8cm C=3,7cm;D=2,7cm C=4,5cm;D=3,5cm
M
R
M
R
M
R
0,051
0,049
96%
0,053
104%
0,065
127%
0,061
120%
500
68cm
0,21
0,19
90%
0,21
100%
0,18
86%
0,25
119%
750
45cm
1,18
1,18
100%
1,24
105%
1,19
101%
1,3
110%
1000
34cm
1,4
1,4
100%
1,5
107%
1,39
99%
1,28
91%
1250
27cm
0,61
0,58
95%
0,61
100%
0,53
87%
0,7
115%
1500
23cm
0,32
0,41
128%
0,44
138%
0,34
106%
0,91
284%
1750
19cm
0,45
0,45
100%
0,55
122%
0,35
78%
0,85
189%
2000
17cm
0,6
0,38
63%
0,75
125%
0,35
58%
1,15
192%
2250
15cm
0,42
0,42
100%
0,51
121%
0,29
69%
1,75
417%
2500
14cm
0,28
0,32
114%
0,7
250%
0,28
100%
2,3
821%
2750
12cm
0,44
0,6
136%
0,94
214%
0,48
109%
2,28
518%
3000
11cm
0,56
0,58
104%
0,81
145%
0,52
93%
2,21
395%
3500 9,7cm
0,35
0,6
171%
1,49
426%
0,7
200%
2,11
603%
4000 8,5cm
0,44
0,61
139%
1,82
414%
0,68
155%
1,9
432%
4500 7,6cm
0,6
1,2
200%
2,15
358%
1,18
197%
1,5
5000 6,8cm
0,25
0,65
260%
1,5
600%
0,81
324%
0,53
6000 5,7cm
0,44
0,56
127%
2,52
573%
0,7
159%
0,37
84%
7000 4,9cm
0,11
0,6
545%
1,32
1200%
0,16
145%
1,4
1273%
8000 4,3cm
1,15
3,15
274%
3,15
274%
2,83
246%
3,15
274%
9000 3,8cm
1,5
3,15
210%
3,15
210%
3,15
210%
3,15
210%
10000 3,4cm
1,43
3,15
220%
3,15
220%
3,15
220%
3,15
220%
250%
212%
Legenda: O: Meritve osnovnega zvoka (amplitude zvoþnega tlaka) brez uhlja in sluhovoda; M: meritev; R: razlika
ѐp
ѐp
1400%
1200%
1000%
uhelj0,5
uhelj1
uhelj1,5
uhelj2
800%
600%
400%
200%
9000
10000
7000
8000
5000
6000
4000
4500
2750
3000
3500
1500
1750
2000
2250
2500
500
750
1000
1250
250
0%
ʆ (Hz)
ʄ(cm)
Graf 3: Prikaz meritev razliþnih uhljev brez sluhovoda
62
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
3. NIZ MERITEV: RAZLIýNI UHLJI S SLUHOVODOM
Tabela 13: Prikaz meritev razliþnih uhljev s sluhovodom
ʄ
Fr.(Hz)
250
500
750
1000
1250
1500
1750
2000
2250
2500
2750
3000
3500
4000
4500
5000
6000
7000
8000
9000
10000
O
sluhovod+0,5
uhelj
A=3,3cm
B=2,5cm
sluhovod1
d=2,9cm
2r=0,7cm
/
/
M
R
M
R
136cm 0,051 0,058
114% 0,056
510%
68cm 0,21 0,18
86%
0,22
105%
45cm 1,18 1,09
92%
1,18
100%
34cm
1,4 1,45
104%
1,43
102%
27cm 0,61 0,65
107%
0,6
98%
23cm 0,32 0,34
106%
0,31
97%
19cm 0,45 0,46
103%
0,49
109%
17cm
0,6 0,58
97%
0,44
73%
15cm 0,42 0,39
93%
0,28
67%
14cm 0,28 0,39
139%
0,23
82%
12cm 0,44 0,42
95%
0,46
105%
11cm 0,56 0,57
102%
0,57
102%
9,7cm 0,35 0,23
66%
1,25
357%
8,5cm 0,44 0,76
173%
1,18
268%
7,6cm
0,6 1,05
175%
1,35
225%
6,8cm 0,25 0,29
116%
0,45
180%
5,7cm 0,44
0,5
114%
1,15
261%
4,9cm 0,11 0,29
264%
1,14 1036%
4,3cm 1,15 0,54
47%
3,15
274%
3,8cm
1,5
2
133%
3,15
210%
3,4cm 1,43
1,4
98%
3,15
220%
sluhovod+1uhelj sluhovod+1,5uhelj sluhovod+2uhelj
A=6,4cm
A=9,2cm
A=12,2cm
B=4,0cm
B=6,0cm
B=7,5cm
C=2,4cm
C=3,7cm
C=4,5cm
D=1,8cm
D=2,7cm
D=3,5cm
M
R
M
R
M
R
0,058 114%
0,055
108%
0,044
86%
0,22 105%
0,23
110%
0,22 105%
1,22 103%
1,22
103%
1,27 108%
1,58 113%
1,6
114%
1,48 106%
0,53
87%
0,53
87%
0,46
75%
0,35 109%
0,39
122%
0,4 125%
0,46 103%
0,46
103%
0,56 124%
0,34
57%
0,25
42%
0,42
70%
0,22
52%
0,18
43%
1,27 302%
0,71 254%
0,98
350%
1,65 589%
1,2 273%
1,2
273%
2,25 511%
2,65 473%
3,05
545%
3 536%
3,15 900%
3,15
900%
3,15 900%
2,3 523%
2,8
636%
3,15 716%
2,5 417%
2,58
430%
2,99 498%
1,35 540%
1,25
500%
0,85 340%
3,15 716%
1,54
350%
0,8 182%
2,18 1982%
1,73 1573%
1,78 1618%
3,15 274%
3,15
274%
3,15 274%
3,15 210%
3,15
210%
3,15 210%
3,15 220%
3,15
220%
3,15 220%
Legenda: O: Meritve osnovnega zvoka (amplitude zvoþnega tlaka) brez uhlja in sluhovoda; M: meritev; R: razlika
ѐp
ѐp
2500%
sluhovod1
2000%
sluhovod+0,5uhelj
sluhovod+1uhelj
1500%
sluhovod+1,5uhelj
1000%
sluhovod+2uhelj
500%
9000
8000
10000
7000
6000
5000
4500
4000
3500
3000
2750
2500
2250
2000
1750
1500
750
500
1250
1000
250
0%
ʆ (Hz)
ʄ(cm)
Graf 4: Prikaz meritev razliþnih uhljev s sluhovodom
63
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
3. NIZ MERITEV: RAZLIýNI SLUHOVODI Z UHLJEM
Tabela 14: Prikaz meritev razliþnih sluhovodov z uhljem
ʄ
Fr.(Hz)
250
500
750
1000
1250
1500
1750
2000
2250
2500
2750
3000
3500
4000
4500
5000
6000
7000
8000
9000
10000
O
/
/
136cm 0,051
68cm
0,21
45cm
1,18
34cm
1,4
27cm
0,61
23cm
0,32
19cm
0,45
17cm
0,6
15cm
0,42
14cm
0,28
12cm
0,44
11cm
0,56
9,7cm
0,35
8,5cm
0,44
7,6cm
0,6
6,8cm
0,25
5,7cm
0,44
4,9cm
0,11
4,3cm
1,15
3,8cm
1,5
3,4cm
1,43
uhelj+0,5
uhelj+1
uhelj+1,5
uhelj+2
sluh.1raven+
uhelj1
sluhovod
sluhovod
sluhovod
sluhovod
uhelj1
A=6,4cm
d=1,5cm
d=2,9cm
d=4,3cm
d=5,3cm
B=4,0cm
2r=0,7cm
2r=0,7cm
2r=0,8cm
2r=0,8cm
C=2,4cm
D=1,8cm
M
R
M
R
M
R
M
R
M
R
M
R
0,053 104% 0,048 91% 0,058 114% 0,044
86% 0,038
75% 0,051
100%
0,21 100% 0,17 81% 0,22 105% 0,17
81% 0,17
81%
0,2
95%
1,24 105% 1,05 89% 1,22 103%
1,1
93% 1,22 103%
1,1
93%
1,5 107% 1,35 96% 1,58 113%
1,4 100% 1,38
99% 1,55
111%
0,61 100% 0,64 105% 0,53
87% 0,61 100% 0,68 111% 0,65
107%
0,44 138%
0,3 94% 0,35 109% 0,23
72% 0,16
50%
0,3
94%
0,55 122% 0,38 84% 0,46 103% 0,38
84% 0,28
62% 0,46
103%
0,75 125% 0,41 68% 0,34
57% 0,62 103% 0,47
78% 0,39
65%
0,51 121% 0,32 76% 0,22
52% 0,23
55% 1,49 355% 0,33
79%
0,7 250% 0,22 79% 0,71 254% 1,35 482% 3,05 1089% 0,62
221%
0,94 214% 0,24 55%
1,2 273% 3,15 716% 1,65 375%
1,9
432%
0,81 145% 0,29 52% 2,65 473%
1,5 268% 1,37 245%
3,1
554%
1,49 426%
0,3 86% 3,15 900% 1,05 300% 1,66 474% 2,92
834%
1,82 414% 0,44 100%
2,3 523% 0,77 175% 2,64 600%
2,2
500%
2,15 358%
2,1 350%
2,5 417% 1,25 208% 3,15 525% 2,59
432%
1,5 600%
1,6 640% 1,35 540% 0,85 340% 1,75 700% 2,28
912%
2,52 573% 2,43 552% 3,15 716% 3,15 716%
2,7 614% 3,15
716%
1,32 1200% 1,05 955% 2,18 1982% 2,25 2045% 3,15 2864% 2,71 2464%
3,15 274% 3,15 274% 3,15 274% 3,15 274% 3,15 274% 3,15
274%
3,15 210% 3,15 210% 3,15 210% 3,15 210% 3,15 210% 3,15
210%
3,15 220% 3,15 220% 3,15 220% 3,15 220% 3,15 220% 3,15
220%
Legenda: O: Meritve osnovnega zvoka (amplitude zvoþnega tlaka) brez uhlja in sluhovoda; M: meritev; R: razlika
ѐp
ѐp
3500%
uhelj1
3000%
uhelj+0,5sluhovod
2500%
uhelj+1sluhovod
2000%
uhelj+1,5sluhovod
1500%
uhelj+2sluhovod
1000%
uhelj+1raven
sluhovod
500%
9000
8000
10000
7000
6000
5000
4500
4000
3500
3000
2750
2500
2250
2000
1750
1500
1250
500
750
1000
250
0%
ʆ (Hz)
ʄ(cm)
Graf 5: Prikaz meritev razliþnih sluhovodov z uhljem
64
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
POVPREýJE VSEH MERITEV: PRIMERJAVA ZAZNAVANJA ZVOKA PRI
RAZLIýNIH KOMBINACIJAH UHLJA IN SLUHOVODA
Tabela 15: Prikaz povpreþja meritev pri razliþnih kombinacijah uhlja in sluhovoda
ʄ(cm) O
Fr.(Hz) /
/
M
uhelj1
A=6,4cm
B=4,0cm
C=2,4cm
D=1,8cm
R
J
250
136
0,048
0,049
500
68
0,20
0,19
103%
sluhovod1
d=2,9cm
2r=0,7cm
M
R
0,3
0,047
96% Ͳ0,3
0,18
sluhovod1raven
d=2,9cm
2r=0,7cm
J
M
R
J
sluhovod1+uhelj1 sluh.1raven+uhelj1
M
R
0,05
3
0,0
0,05
97% Ͳ0,2
90% Ͳ0,9
0,18
92% Ͳ0,7 0,19
94% Ͳ0,5
99%
J
M
R
J
0,05
0
105%
99% Ͳ0,1 0,20
103%
0,2
Ͳ0,2
111%
0,9
0,4
750
45
1,12
1,17
105%
0,4
1,05
1,17
105%
0,4 1,17
105%
0,4 1,10
98%
1000
34
1,41
1,43
102%
0,2
1,42
101%
0,1
1,46
104%
0,3 1,54
110%
0,8 1,46
104%
1250
27
0,60
0,62
103%
0,3
0,63
104%
0,3
0,63
104%
0,4 0,58
95% Ͳ0,4 0,68
112%
1,0
1500
23
0,38
0,38
100%
0,0
0,36
95% Ͳ0,5
0,33
73%
Ͳ2,8
1750
19
0,47
0,60
126%
2,0
0,52
2000
17
0,61
0,71
117%
1,4
0,57
2250
15
0,39
0,61
157%
3,9
0,43
110%
14
2500
109%
0,7
0,50
94% Ͳ0,6
0,56
0,8
0,25
89% Ͳ1,0 0,30
105%
80% Ͳ1,9 0,27
0,4 0,48
101%
0,3
0,0 0,51
108%
0,7
92% Ͳ0,7 0,33
55% Ͳ5,2 0,40
67%
Ͳ3,5
64% Ͳ3,9 0,17
42% Ͳ7,5 0,27
69%
Ͳ3,2
0,35
0,73
209%
6,4
0,39
112%
1,0
0,40
114%
1,2 0,76
219%
6,8 0,50
143%
12
0,49
0,90
182%
5,2
0,51
103%
0,3
0,54
110%
0,8 1,20
243%
7,7 1,32
267%
8,5
3000
11
0,62
0,99
161%
4,1
0,65
106%
0,5
0,62
100%
0,0 2,62
426% 12,6 2,19
356%
11,0
3500
9,7
0,46
1,44
316% 10,0
0,42
93% Ͳ0,6
0,53
117%
1,4 3,07
674% 16,6 2,97
652%
16,3
4000
8,5
0,42
1,92
454% 13,1
0,98
233%
7,3
0,56
131%
2,4 2,31
547% 14,8 2,50
592%
15,4
4500
7,6
0,65
2,36
361% 11,2
1,13
173%
4,8
1,80
276%
8,8 2,43
415%
12,4
5000
6,8
0,31
1,55
499% 14,0
0,33
106%
0,5
0,52
169%
4,5 1,51
537%
14,6
6000
5,7
0,40
2,49
618% 15,8
0,43
107%
0,6
0,50
124%
1,8 3,04
756% 17,6 2,93
727%
17,2
7000
4,9
0,14
1,32
974% 19,8
0,25
187%
5,4
0,22
159%
4,0 2,23
1654% 24,4 2,60
1928%
25,7
8000
4,3
1,33
3,06
231%
7,3
1,38
104%
0,3
1,75
132%
2,4 3,07
232%
7,3 3,06
231%
9000
3,8
1,92
3,06
159%
4,0
2,49
130%
2,3
2,57
134%
2,5 3,07
160%
4,1 3,06
159%
4,0
10000
3,4
1,85
3,06
165%
4,4
2,19
118%
1,4
2,98
161%
4,1 3,04
164%
4,3 3,06
165%
4,4
2750
373% 11,4 2,71
486% 13,7 1,67
3,1
7,3
Legenda: O: Meritve osnovnega zvoka (amplitude zvoþnega tlaka) brez uhlja in sluhovoda; M: meritev; R: razlika; J: razlika
jakosti (dB)
ѐp
ѐp
2500%
uhelj1
2000%
sluhovod1
1500%
sluhovod1
raven
1000%
sluhovod1+
uhelj1
500%
sluhovod1
raven+uhelj1
9000
8000
10000
7000
6000
5000
4500
4000
3500
3000
2750
2500
2250
2000
1750
1500
750
1250
500
1000
250
0%
Graf 6: Prikaz povpreþja meritev pri razliþnih kombinacijah uhlja in sluhovoda 65
ʆ (Hz)
ʄ (cm)
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
razlikajakosti(dB)
30,00
uhelj1
25,00
sluhovod1
20,00
sluhovod1
raven
15,00
sluhovod1+
uhelj1
10,00
sluh.1raven+
uhelj1
5,00
250
500
750
1000
1250
1500
1750
2000
2250
2500
2750
3000
3500
4000
4500
5000
6000
7000
8000
9000
10000
,00
Ͳ5,00
ʆ (Hz)
Ͳ10,00
Graf 7: Prikaz povpreþja meritev pri razliþnih kombinacijah uhlja in sluhovoda (razlika
jakosti v odvisnosti od frekvenc)
66
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
POVPREýJE VSEH MERITEV: RAZLIýNI SLUHOVODI
Tabela 16: Prikaz povpreþja meritev razliþnih sluhovodov brez uhlja
ʄ
Fr.(Hz) /
sluhovod0,5
d=1,5cm
2r=0,7cm
O
/
M
R
250 136cm 0,048 0,043
sluhovod1
d=2,9cm
2r=0,7cm
J
M
89% Ͳ1,0 0,047
R
sluhovod1raven
d=2,9cm
2r=0,7cm
J
99%
M
R
0,0
0,046
500
68cm
0,20
0,23 119%
1,5
0,18
90% Ͳ0,9
0,18
94% Ͳ0,5
J
sluhovod1,5
d=4,3cm
2r=0,8cm
M
R
97% Ͳ0,2 0,049
92% Ͳ0,7
0,18
750
45cm
1,12
1,18 106%
0,5
1,05
1,17
105%
0,4
1,08
1000
34cm
1,41
1,41 100%
0,0
1,42 101%
0,1
1,46
104%
0,3
1,40
1250
27cm
0,60
0,63 105%
0,4
0,63 104%
0,3
0,63
104%
0,4
0,67
1500
23cm
0,38
0,34
95% Ͳ0,5
0,33
89% Ͳ1,0
0,29
1750
19cm
0,47
0,48 101%
2000
17cm
0,61
0,55
90% Ͳ0,9
0,57
2250
15cm
0,39
0,27
69% Ͳ3,2
2500
14cm
0,35
0,38 109%
2750
12cm
0,49
0,48
3000
90% Ͳ0,9
0,1
0,36
0,52 109%
0,7
0,50
94% Ͳ0,6
0,56
105%
0,4
0,51
92% Ͳ0,7
64% Ͳ3,9
sluhovod2
d=5,3cm
2r=0,8cm
J
103%
M
0,2 0,044
90% Ͳ0,9
0,19
R
J
93% Ͳ0,7
99% Ͳ0,1
97% Ͳ0,3
1,06
95% Ͳ0,4
99% Ͳ0,1
1,40
99%
0,0
0,70 115%
1,2
111%
0,9
77% Ͳ2,3
107%
0,33
87% Ͳ1,2
0,6
0,47 100%
0,0
0,56
0,2
93% Ͳ0,7
0,62 102%
0,43 110%
0,8
0,25
0,35
90% Ͳ0,9
0,39
0,7
0,39 112%
1,0
0,40
114%
1,2
0,28
79% Ͳ2,0
0,40 116%
97% Ͳ0,2
0,51 103%
0,3
0,54
110%
0,8
0,44
89% Ͳ1,0
0,39
0,65 106%
0,5
0,62
100%
0,0
0,51
83% Ͳ1,6
0,84 136%
2,7
93% Ͳ0,6
0,53
117%
1,4
1,21
266%
8,5
0,51 113%
1,0
1,4
11cm
0,62
0,65 105%
3500 9,7cm
0,46
0,43
0,4
4000 8,5cm
0,42
0,57 134%
4500 7,6cm
0,65
0,55
5000 6,8cm
0,31
0,35 111%
6000 5,7cm
0,40
0,26
7000 4,9cm
0,14
0,37 272%
8,7
8000 4,3cm
1,33
3,09 233%
7,3
9000 3,8cm
1,92
3,08 160%
4,1
10000 3,4cm
1,85
2,47 133%
2,5
95% Ͳ0,4
0,42
99% Ͳ0,1
1,3
79% Ͳ2,1
2,6
0,98 233%
7,3
0,56
131%
2,4
0,54
127%
2,1
0,50 118%
84% Ͳ1,6
1,13 173%
4,8
1,80
276%
8,8
0,71
109%
0,7
0,65
99% Ͳ0,1
0,9
0,33 106%
0,5
0,52
169%
4,5
0,36
115%
1,2
0,30
97% Ͳ0,3
64% Ͳ3,9
0,43 107%
0,6
0,50
124%
1,8
0,58
145%
3,2
0,88 218%
0,25 187%
5,4
0,22
159%
4,0
1,54 1139% 21,1
0,57 420% 12,5
1,38 104%
0,3
1,75
132%
2,4
1,98
149%
3,5
2,89 218%
2,49 130%
2,3
2,57
134%
2,5
2,56
133%
2,5
2,57 134%
2,5
2,19 118%
1,4
2,98
161%
4,1
3,06
165%
4,4
2,69 145%
3,2
6,8
6,8
Legenda: O: Meritve osnovnega zvoka (amplitude zvoþnega tlaka) brez uhlja in sluhovoda; M: meritev; R: razlika; J: razlika
jakosti (dB)
ѐp
ѐp
1200%
1000%
sluhovod0,5
sluhovod1
800%
sluhovod1
raven
sluhovod1,5
600%
400%
sluhovod2
200%
67
9000
8000
Graf 8: Prikaz povpreþja meritev razliþnih sluhovodov brez uhlja 10000
7000
6000
5000
4500
4000
3500
3000
2750
2500
2250
2000
1750
1500
750
1250
500
1000
250
0%
ʆ (Hz)
ʄ (cm)
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
razlikajakosti(dB)
25,00
sluhovod
0,5
20,00
sluhovod1
15,00
sluhovod1
raven
10,00
sluhovod
1,5
sluhovod2
5,00
9000
8000
10000
7000
6000
5000
4500
4000
3500
3000
2750
2500
2250
2000
1750
1500
750
1250
500
1000
250
,00
Ͳ5,00
ʆ (Hz)
Ͳ10,00
Graf 9: Prikaz povpreþja meritev razliþnih sluhovodov brez uhlja (razlika jakosti v odvisnosti
od frekvenc)
68
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
POVPREýJE VSEH MERITEV: RAZLIýNI UHLJI
Tabela 17: Prikaz povpreþja meritev razliþnih uhljev brez sluhovoda
ʄ
O
Fr.(Hz) /
uhelj0,5
A=3,3cm
B=2,5cm
/
M
250 136cm 0,048
R
uhelj1
A=6,4cm
B=4,0cm
C=2,4cm
D=1,8cm
J
M
R
uhelj1,5
A=9,2cm
B=6,0cm
C=3,7cm
D=2,7cm
J
M
R
uhelj2
A=12,2cm
B=7,5cm
C=4,5cm
D=3,5cm
J
M
R
J
0,0483
102%
0,1
0,049
103%
0,3
0,051
106%
0,5
0,059
125%
500
750
68cm
45cm
0,20
1,12
0,18
1,08
91%
97%
Ͳ0,8
Ͳ0,3
0,19
1,17
96%
105%
Ͳ0,3
0,4
0,18
1,09
90%
97%
Ͳ0,9
Ͳ0,2
0,21
1,18
109%
106%
0,7
0,5
1000
1250
34cm
27cm
1,41
0,60
1,36
0,64
97%
105%
Ͳ0,3
0,5
1,43
0,62
102%
103%
0,2
0,3
1,39
0,57
99%
95%
Ͳ0,1
Ͳ0,5
1,35
0,76
96%
125%
Ͳ0,3
2,0
1,9
1500
1750
2000
2250
23cm
19cm
17cm
15cm
0,38
0,47
0,61
0,39
0,37
0,49
0,44
0,43
97%
104%
73%
110%
Ͳ0,2
0,4
Ͳ2,8
0,8
0,38
0,60
0,71
0,61
100%
126%
117%
157%
0,0
2,0
1,4
3,9
0,28
0,38
0,36
0,30
75%
79%
59%
78%
Ͳ2,5
Ͳ2,0
Ͳ4,6
Ͳ2,2
0,74
0,95
1,29
1,68
197%
200%
212%
431%
5,9
6,0
6,5
12,7
2500
2750
14cm
12cm
0,35
0,49
0,30
0,54
87%
110%
Ͳ1,2
0,8
0,73
0,90
209%
182%
6,4
5,2
0,22
0,60
64%
121%
Ͳ3,9
1,7
2,04
1,96
586%
398%
15,4
12,0
3000
3500
4000
4500
5000
6000
7000
8000
9000
10000
11cm
9,7cm
8,5cm
7,6cm
6,8cm
5,7cm
4,9cm
4,3cm
3,8cm
3,4cm
0,62
0,46
0,42
0,65
0,31
0,40
0,14
1,33
1,92
1,85
0,52
0,48
0,57
1,11
0,58
0,88
0,44
3,07
3,07
3,07
85%
105%
135%
170%
187%
219%
322%
232%
160%
166%
Ͳ1,5
0,4
2,6
4,6
5,4
6,8
10,2
7,3
4,1
4,4
0,99
1,44
1,92
2,36
1,55
2,49
1,32
3,06
3,06
3,06
161%
316%
454%
361%
499%
618%
974%
231%
159%
165%
4,1
10,0
13,1
11,2
14,0
15,8
19,8
7,3
4,0
4,4
0,63
0,77
0,92
1,10
0,84
1,12
0,42
2,93
3,05
3,06
103%
168%
217%
168%
269%
278%
311%
221%
159%
165%
0,2
4,5
6,7
4,5
8,6
8,9
9,9
6,9
4,0
4,4
2,18
1,89
1,84
1,46
0,90
0,55
1,22
3,08
3,08
3,07
355%
414%
434%
223%
290%
137%
902%
232%
160%
166%
11,0
12,3
12,8
7,0
9,2
2,7
19,1
7,3
4,1
4,4
Legenda: O: Meritve osnovnega zvoka (amplitude zvoþnega tlaka) brez uhlja in sluhovoda; M: meritev; R: razlika; J: razlika
jakosti (dB)
ѐp
ѐp
1200%
1000%
800%
uhelj0,5
600%
uhelj1
uhelj1,5
400%
uhelj2
200%
9000
8000
10000
7000
6000
5000
4500
4000
3500
3000
2750
2500
2250
2000
1750
1500
750
1250
500
1000
250
0%
ʆ (Hz)
ʄ (cm)
Graf 10: Prikaz povpreþja meritev razliþnih uhljev brez sluhovoda
69
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
razlikajakosti(dB)
25,00
20,00
15,00
uhelj0,5
uhelj1
10,00
uhelj1,5
uhelj2
5,00
9000
8000
10000
7000
6000
5000
4500
4000
3500
3000
2750
2500
2250
2000
1750
1500
750
1250
500
1000
250
,00
ʆ (Hz)
Ͳ5,00
Ͳ10,00
Graf 11: Prikaz povpreþja meritev razliþnih uhljev brez sluhovoda (razlika jakosti v
odvisnosti od frekvenc)
70
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
POVPREýJE VSEH MERITEV: RAZLIýNI UHLJI S SLUHOVODOM
Tabela 18: Prikaz povpreþja meritev razliþnih uhljev s sluhovodom
ʄ
O
Fr.(Hz) /
sluhovod1
d=2,9cm
2r=0,7cm
/
M
R
sluhovod+0,5uhelj sluhovod+1uhelj
A=3,3cm
A=6,4cm
B=2,5cm
B=4,0cm
C=2,4cm
D=1,8cm
M
R
J
M
R
J
J
250 136cm 0,048 0,047
99% 0,0 0,0483 102%
500
68cm
0,20
0,18
90% Ͳ0,9
0,19
97% Ͳ0,2
0,19
94% Ͳ0,5
1,06
95% Ͳ0,4
104%
0,3
0,21
105%
0,4
750
45cm
1,12
1,05
1,17
105%
0,4
1,25
112%
1,0
1,15
1000
34cm
1,41
1,42 101% 0,1
1,44 102%
0,2
1,54
110%
0,8
1,55
110%
0,9
1,37
97% Ͳ0,3
1250
27cm
0,60
0,63 104% 0,3
0,64 106%
0,5
0,58
95% Ͳ0,4
0,55
90% Ͳ0,9
0,54
89% Ͳ1,0
1500
23cm
0,38
0,36
71% Ͳ2,9
0,30
80% Ͳ1,9
0,36
95% Ͳ0,4
0,29
1750
19cm
0,47
0,52 109% 0,7
0,3
0,48
0,0
0,49
0,2
0,47
2000
17cm
0,61
0,57
94% Ͳ0,6
0,52
85% Ͳ1,4
0,33
55% Ͳ5,2
0,32
52% Ͳ5,6
0,41
2250
15cm
0,39
0,43 110% 0,8
0,29
73% Ͳ2,7
0,17
42% Ͳ7,5
0,30
76% Ͳ2,4
0,84
215%
2500
14cm
0,35
0,39 112% 1,0
0,29
82% Ͳ1,7
0,76
219%
6,8
1,29
371% 11,4
1,32
378% 11,6
2750
12cm
0,49
0,51 103% 0,3
0,39
80% Ͳ2,0
1,20
243%
7,7
1,80
365% 11,3
1,69
343% 10,7
3000
0,39
63% Ͳ4,0
95% Ͳ0,5
0,27
0,49 103%
0,1 0,053
111%
sluhovod+1,5uhelj sluhovod+2uhelj
A=9,2cm
A=12,2cm
B=6,0cm
B=7,5cm
C=3,7cm
C=4,5cm
D=2,7cm
D=3,5cm
M
R
J
M
R
J
0,9 0,049
99% Ͳ0,1
101%
103%
0,048
0,19
100%
0,0
97% Ͳ0,2
103%
0,2
78% Ͳ2,2
99%
0,0
67% Ͳ3,5
6,6
11cm
0,62
0,65 106% 0,5
2,62
426% 12,6
2,99
486% 13,7
2,26
368% 11,3
3500 9,7cm
0,46
0,42
93% Ͳ0,6
1,36 298%
9,5
3,07
674% 16,6
3,05
670% 16,5
2,73
599% 15,6
4000 8,5cm
0,42
0,98 233% 7,3
1,32 312%
9,9
2,31
547% 14,8
2,89
683% 16,7
3,05
721% 17,2
4500 7,6cm
0,65
1,13 173% 4,8
1,43 219%
6,8
2,43
373% 11,4
2,79
428% 12,6
2,99
457% 13,2
5000 6,8cm
0,31
0,33 106% 0,5
0,63 203%
6,2
1,51
486% 13,7
1,43
461% 13,3
0,83
268%
8,6
6000 5,7cm
0,40
0,43 107% 0,6
1,32 327% 10,3
3,04
756% 17,6
2,21
549% 14,8
0,56
139%
2,8
7000 4,9cm
0,14
0,25 187% 5,4
1,19 883% 18,9
2,23 1654% 24,4
2,12 1572% 23,9
1,40 1039% 20,3
8000 4,3cm
1,33
1,38 104% 0,3
3,06 231%
3,07
3,05
3,06
7,3
232%
7,3
230%
7,2
231%
7,3
9000 3,8cm
1,92
2,49 130% 2,3
3,05 159%
4,0
3,07
160%
4,1
3,06
159%
4,0
3,05
159%
4,0
10000 3,4cm
1,85
2,19 118% 1,4
3,06 165%
4,4
3,04
164%
4,3
3,06
165%
4,4
3,07
166%
4,4
Legenda: O: Meritve osnovnega zvoka (amplitude zvoþnega tlaka) brez uhlja in sluhovoda; M: meritev; R: razlika; J: razlika
jakosti (dB)
ѐp
ѐp
1800%
1600%
1400%
sluhovod1
1200%
1000%
800%
600%
400%
200%
sluhovod+0,5uhelj
sluhovod+1uhelj
sluhovod+1,5uhelj
sluhovod+2uhelj
9000
8000
10000
7000
6000
5000
4500
4000
3500
3000
2750
2500
2250
2000
1750
1500
750
1250
500
1000
250
0%
ʆ (Hz)
136 68 45 34 27 23 19 17 15 14 12 11 9,7 8,5 7,6 6,8 5,7 4,9 4,3 3,8 3,4
Graf 12: Prikaz povpreþja meritev razliþnih uhljev s sluhovodom
71
ʄ (cm)
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
razlikajakosti(dB)
30,00
25,00
sluhovod1
20,00
sluhovod+0,5
uhelj
sluhovod+1uhelj
15,00
sluhovod+1,5
uhelj
sluhovod+2uhelj
10,00
5,00
9000
10000
1250
1500
1750
2000
2250
2500
2750
3000
3500
4000
4500
5000
6000
7000
8000
250
500
750
1000
,00
Ͳ5,00
ʆ (Hz)
Ͳ10,00
Graf 13: Prikaz povpreþja meritev razliþnih uhljev s sluhovodom (razlika jakosti v odvisnosti
od frekvenc)
72
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
POVPREýJE VSEH MERITEV: RAZLIýNI SLUHOVODI Z UHLJEM
Tabela 19: Prikaz povpreþja meritev razliþnih sluhovodov z uhljem
ʄ
O
uhelj1
uhelj+0,5sluhovod
uhelj+1sluhovod
uhelj+1,5sluhovod
uhelj+2sluhovod
sluh.1raven+uhelj1
A=6,4cm
d=1,5cm
d=2,9cm
d=4,3cm
d=5,3cm
B=4,0cm
2r=0,7cm
2r=0,7cm
2r=0,8cm
2r=0,8cm
C=2,4cm
D=1,8cm
Fr.(Hz) /
/
M
R
J
M
R
J
M
R
J
M
R
J
M
R
J
M
R
J
250 136
0,048
0,049 103 0,3 0,047
98 Ͳ0,2
0,053 111
0,9
0,047
99 Ͳ0,1 0,042
89 Ͳ1,0
0,050 105
0,4
500
68
0,20
0,19
96
Ͳ0,3
0,17
750
45
1,12
1,17
105
0,4
1,01
1000
34
1,41
1,43
102
0,2
1,28
27
0,60
0,62
103
0,3
0,65
1500
23
0,38
0,38
100
0,0
0,29
1750
19
0,47
0,60
126
2,0
0,44
2000
17
0,61
0,71
117
1,4
2250
15
0,39
0,61
157
2500
14
0,35
0,73
209
1250
85
Ͳ1,5
0,19
99
91
Ͳ0,8
1,17
105
91
Ͳ0,8
1,54
110
107
0,6
0,58
95
Ͳ0,1
0,17
0,4
1,00
0,8
1,33
Ͳ0,4
0,68
76
Ͳ2,4
0,30
80
92
Ͳ0,7
0,48
101
Ͳ1,9
0,23
0,0
0,37
0,49
81
Ͳ1,8
0,33
55
Ͳ5,2
0,50
3,9
0,31
79
Ͳ2,1
6,4
0,23
67
Ͳ3,5
0,17
42
Ͳ7,5
0,24
0,76
219
6,8
1,20
87
Ͳ1,2
0,17
86
Ͳ1,3
0,20
103
0,2
90
Ͳ0,9
1,12
100
0,0
1,10
98
Ͳ0,2
95
Ͳ0,5
1,31
93
Ͳ0,6
1,46
104
112
1,0
0,73
121
1,6
0,68
112
1,0
60
Ͳ4,4
0,19
51
Ͳ5,8
0,27
73
Ͳ2,8
79
Ͳ2,1
0,35
74
Ͳ2,6
0,51
108
0,7
83
Ͳ1,7
0,41
67
Ͳ3,4
0,40
67
Ͳ3,5
62
Ͳ4,2
1,15
294
9,4
0,27
69
Ͳ3,2
345
10,8
3,01
865
18,7
0,50
143
0,3
3,1
12
0,49
0,90
182
5,2
0,28
57
Ͳ4,9
1,20
243
7,7
2,89
587
15,4
1,75
354
11,0
1,32
267
8,5
3000
11
0,62
0,99
161
4,1
0,31
50
Ͳ6,0
2,62
426
12,6
1,74
283
9,0
1,44
233
7,4
2,19
356
11,0
3500
9,7
0,46
1,44
316 10,0
0,50
110
0,8
3,07
674
16,6
1,16
254
8,1
1,50
330
10,4
2,97
652
16,3
4000
8,5
0,42
1,92
454 13,1
0,68
162
4,2
2,31
547
14,8
0,97
230
7,2
2,60
615
15,8
2,50
592
15,4
4500
7,6
0,65
2,36
361 11,2
2,44
374 11,4
2,43
373
11,4
1,54
236
7,4
3,07
471
13,5
2,71
415
12,4
5000
6,8
0,31
1,55
499 14,0
1,93
623 15,9
1,51
486
13,7
1,14
367
11,3
1,97
635
16,1
1,67
537
14,6
6000
5,7
0,40
2,49
618 15,8
2,76
686 16,7
3,04
756
17,6
3,07
763
17,6
2,85
709
17,0
2,93
727
17,2
7000
4,9
0,14
1,32
974 19,8
1,50 1113 20,9
2,23 1654
24,4
2,23
1654
24,4
2,92 2163
26,7
2,60 1928
25,7
8000
4,3
1,33
3,06
231
7,3
3,07
231
7,3
3,07
232
7,3
3,07
232
7,3
3,06
231
7,3
3,06
231
7,3
9000
3,8
1,92
3,06
159
4,0
3,06
159
4,0
3,07
160
4,1
3,07
160
4,1
3,06
159
4,0
3,06
159
4,0
10000
3,4
1,85
3,06
165
4,4
3,06
165
4,4
3,04
164
4,3
2,78
150
3,5
3,07
166
4,4
3,06
165
4,4
2750
Legenda: O: Meritve osnovnega zvoka (amplitude zvoþnega tlaka) brez uhlja in sluhovoda; M: meritev; R: razlika (%); J:
razlika jakosti (dB)
ѐp
ѐp
2500%
uhelj1
2000%
uhelj+0,5sluhovod
uhelj+1sluhovod
1500%
uhelj+1,5sluhovod
uhelj+2sluhovod
1000%
uhelj+1raven
sluhovod
500%
73
9000
8000
Graf 14: Prikaz povpreþja meritev razliþnih sluhovodov z uhljem
10000
7000
6000
5000
4500
4000
3500
3000
2750
2500
2250
2000
1750
1500
750
1250
500
250
1000
0%
ʆ (Hz)
ʄ (cm)
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
razlikajakosti(dB)
30,00
uhelj1
25,00
uhelj+0,5sluhovod
20,00
uhelj+1sluhovod
15,00
uhelj+1,5sluhovod
10,00
uhelj+2sluhovod
5,00
uhelj+1sluhovod
raven
Ͳ5,00
250
500
750
1000
1250
1500
1750
2000
2250
2500
2750
3000
3500
4000
4500
5000
6000
7000
8000
9000
10000
,00
ʆ (Hz)
Ͳ10,00
Graf 15: Prikaz povpreþja meritev razliþnih sluhovodov z uhljem (razlika jakosti v odvisnosti
od frekvenc)
2500%
2000%
sluhovod
2+uhelj1
1500%
1000%
sluhovod
1+uhelj2
500%
9000
8000
10000
7000
6000
5000
4500
4000
3500
3000
2750
2500
2250
2000
1750
1500
1250
1000
750
500
250
0%
ʆ (Hz)
Graf 16: Primerjava uhlja dvakratne velikosti (s povpreþnim sluhovodom) in sluhovoda
dvakratne dolžine (s povpreþnim uhljem)
74
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
5 Analizarezultatov
5.1 Merjenjeuhljevdijakov
Ko sva izmerili dimenzije levih uhljev 24 dijakov, sva izloþili najbolj izstopajoþe vrednosti ter
izraþunali povpreþne vrednosti:
višina uhlja: 6,4 cm
širina uhlja: 4,0 cm
višina moþneje vboþenega dela uhlja (školjke): 2,4 cm
širina moþneje vboþenega dela uhlja (školjke): 1,8 cm
5.2 Meritvebrezopne
Vse meritve brez opne so bile opravljene v štirih nizih. Eden od nizov meritev je v obliki tabel
in grafov predstavljen med rezultati. Zaradi boljše preglednosti grafov sva se odloþili, da je
abscisna os nelinearna. Iz dobljenih nizov sva izraþunali tudi povpreþne vrednosti.
Meritve so bile opravljene s toni, ki so trajali dalj þasa. V vsakdanjem življenju je daljše
trajanje posameznega tona izredno redko. Naša ušesa obiþajno istoþasno zaznavajo veþ
razliþnih zvokov spreminjajoþih se frekvenc in jakosti. V ušesu se torej veþinoma ne
vzpostavi stacionarno stanje, kakršno je bilo pri meritvah.
5.2.1 Vpliv razli«nih kombinacij uhlja in sluhovoda na zaznavanje
zvoka(grafa6in7)
1. Ugotovili sva, da je kombinacija uhlja in sluhovoda, kakršnega zares imamo, skoraj
najboljša. Za zaznavanje zvoka doloþenih frekvenc bi bil nekoliko boljši le raven sluhovod,
vendar razlika ni tako izrazita, da bi odtehtala veþjo izpostavljenost mehanskim poškodbam
bobniþa.
2. ýe bi imeli namesto kombinacije uhlja in sluhovoda samo sluhovod ali samo uhelj, bi
slišali bistveno slabše.
Sklep: Sam uhelj ima precej veþji vpliv na zaznavanje zvoka pri višjih frekvencah kot sam
sluhovod.
75
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
5.2.2 Vplivrazli«nihsluhovodovbrezuhljanazaznavanjezvoka(grafa
8in9)
1. Sluhovod ima pri nižjih frekvencah (do okoli 3000 Hz) razmeroma majhen vpliv, ne glede
na svojo dolžino.
2. Pri zaznavanju zvoka višjih frekvenc imajo pomemben vpliv dolžine sluhovoda, še posebej
okrog frekvence 7000 Hz.
3. Najkrajši sluhovod (0,5) nima znatnega vpliva, razen pri frekvenci okoli 7000 Hz, kjer
pride do ojaþitve za približno 8 dB.
4. Pri 7000 Hz sluhovod, ki je pol daljši od normalnega, zvok znatno bolj ojaþi kot katerikoli
drug sluhovod.
Sklep: Med ravnim in rahlo zavitim sluhovodom, kakršen je þloveški sluhovod, po meritvah
ni bilo bistvene razlike. Pri doloþenih pogojih sicer raven sluhovod zvok nekoliko bolj ojaþi, a
razlika ni tako velika, da bi bilo zaradi tega naše zaznavanje obþutno slabše. Zavit sluhovod
torej nima posebnega vpliva na zaznavanje zvoka. Sklepamo lahko, da je vloga ukrivljenosti
le zašþita bobniþa.
Nekoliko daljši sluhovod pomeni tudi nekoliko daljšo pišþal, kar najbrž vsaj malo vpliva na
zaznavanje zvoka.
5.2.3 Vplivrazli«nihuhljevbrezsluhovodanazaznavanjezvoka(grafa
10in11)
1. Nobeden od uhljev, ne glede na velikost, ne vpliva na zaznavanje frekvenc do 1000 Hz.
2. Pri nižji frekvencah (od 1000 do 3500 Hz) je najbolj uþinkovit dvakrat veþji uhelj, pri še
višjih frekvencah je optimalen uhelj povpreþnih dimenzij. Povpreþno velik uhelj in dvakrat
veþji uhelj sta primerljiva pri frekvenci 7000 Hz. Oba pri tej frekvenci ojaþita zvok za
približno 20 dB.
76
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
3. Pol veþji in pol manjši uhelj v primerjavi s povpreþnim in dvakrat veþjim uhljem nimata
tolikšnega vpliva. V primerjavi s povpreþnim uhljem bi bilo naše zaznavanje zvoka s pol
manjšim ali pol veþjim uhljem med približno 5 in 10 dB slabše.
Sklep: Velikost in oblika þloveškega uhlja sta se verjetno med evolucijo že približali
primernim dimenzijam, saj meritve kažejo, da se uhlju povpreþne velikosti z narašþajoþo
frekvenco enakomerno poveþuje obþutljivost do 7000 Hz. Nad 8000 Hz pa vpliv skokovito
pade, kar je lahko povezano z dejstvom, da zvoki tako visokih frekvenc za nas niso tako
pomembni. Morda bi priþakovali, da bo veþji uhelj bolj uþinkovit, a to drži samo za uhelj
dvojne velikosti med frekvencami od 1000 do 4000 Hz.
Sama velikost uhlja verjetno nima tolikšnega vpliva na zaznavanje zvoka kot velikost školjke
oz. moþneje vboþenega dela v uhlju. Ta moþneje vboþeni del bolj spominja na satelitski
krožnik kot drugi deli. Najbrž imata pri tem pomembno vlogo tudi neenakomerna oblika in
razliþna velikost uhlja oz. školjke, ki zvok bolj ali manj preusmerja v sluhovod.
5.2.4 Vpliv razli«nih uhljev s povpre«nim sluhovodom na zaznavanje
zvoka(grafa12in13)
1. Nobeden od uhljev s povpreþnim sluhovodom, ne glede na velikost uhlja, nima znatnega
vpliva na zaznavanje frekvenc do 2000 Hz.
2. Pri frekvencah nad 3000 Hz ne glede na velikost uhlja pride do ojaþitve zvoþne zaznave.
Le-te najbolj od vseh ojaþi povpreþen uhelj s povpreþnim sluhovodom, in to pri zvokih
frekvenc med 5000 in 7000 Hz.
Sklep: Pri nižjih frekvencah ima uhelj majhen vpliv. Pri višjih frekvencah vsak uhelj zvok
vedno ojaþi. Tak uhelj, kot ga imamo, se je pri meritvah pokazal za najbolj primernega.
5.2.5 Vpliv razli«nih sluhovodov s povpre«nimuhljem na zaznavanje
zvoka(grafa14in15)
1. Nobeden od sluhovodov s povpreþnim uhljem, ne glede na dolžino, ne vpliva na
zaznavanje frekvence do 1500 Hz.
77
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
2. V kombinaciji z uhljem povpreþne velikosti vsak sluhovod pri frekvencah nad 3500 Hz
zvok ojaþi. To je priþakovano, saj tudi del tega frekvenþnega obmoþja še vedno sodi v
obmoþje þloveškega govora.
3. Pol krajši sluhovod v kombinaciji s povpreþnim uhljem pri frekvencah zvoka od 1500 do
3500 Hz zvok celo oslabi.
Sklep: Sistem povpreþnega uhlja in povpreþnega sluhovoda je bolj uþinkovit kot sistem
povpreþnega uhlja s pol manjšim sluhovodom. Dvakrat daljši sluhovod bi bil sicer še boljši, a
za tako dolg sluhovod v naši lobanji ni dovolj prostora. ýeprav morda nimamo idealno
dolgega sluhovoda, ne moremo priþakovati, da bo evolucijski razvoj tekel v smeri podaljšanja
sluhovoda. Frekvence zvokov, na katere to najbolj vpliva, so relativno visoke, in sicer višje od
tistih, ki jih najpogosteje uporabljamo oz. so za preživetje najpomembnejše.
V splošnem opazimo, da nobena kombinacija uhljev in sluhovodov nima bistvenega vpliva
pri nižjih frekvencah. To je lahko povezano s tem, da so uporabljeni uhlji oz. sluhovodi
majhna telesa v primerjavi z valovno dolžino zvokov nizkih frekvenc, ki se zato vsi relativno
moþno uklanjajo v uho.
Opazimo tudi, da nobena kombinacija sluhovodov in uhljev nima bistvenega vpliva na
frekvence, veþje od 8000 Hz.
Sklep:
ýe pogledamo na prilagoditev z vidika evolucije, bi lahko bilo razumljivo, da
uhelj in sluhovod nimata tako pomembne vloge pri zaznavi frekvenc v obmoþju
govora kot notranje uho. Zunanje uho je bilo bolj izpostavljeno poškodbam, kar
je pomenilo, da je bilo zaznavanje govornih frekvenc (125 5000 Hz) znatno
manj odvisno od uhlja. Ugotovili sva, da do frekvence 2000 Hz zunanje uho
nima bistvenega vpliva na zaznavanje zvoka, kar se sklada tudi z viri v
znanstveni literaturi. Logiþno bi bilo, da se frekvenþno obmoþje, ki je za nas
najpomembnejše, najbolj ojaþi v notranjem delu ušesa (slušne košþice in
košþeni polž), ki je najbolj zavarovan.
78
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
5.3 Napakepridelu
Naredili sva štiri nize meritev, zato je vpliv vseh napak znatno manjši.
5.3.1 Modeli
Ker z danimi materiali ni mogoþe narediti povsem natanþnega modela in vsem modelom ni
mogoþe izoblikovati enake oblike (posebno uhljem), poleg tega pa sva modele razliþno spajali
s kristaliniþnim voskom, je uporaba tako narejenih modelov verjetno vzrok manjših napako
pri meritvah.
Pri posamezniku niti levo in desno uho nista povsem enaka, kar je lahko povzroþilo napako
pri izraþunu povpreþnih vrednosti modela uhlja. Tam je prišlo do manjše napake tudi pri
merjenju dimenzij. Drži pa, da je uhelj vsakega posameznika edinstven, zato ne moremo
trditi, da naš model uhlja v naravni velikosti ni mogoþ.
5.3.2 Instrumenti
Zvoþnik tonskega generatorja naj bi oddajal zvoke razliþnih frekvenc enake jakosti, a to
zaradi lastnosti zvoþnikov ni mogoþe.
Tudi mikrofon ni povsem enako obþutljiv za zvoke razliþnih frekvenc, kar bi lahko vplivalo
na meritve. A ker smo pri obdelavi rezultatov primerjali meritve z razliþnimi kombinacijami
sluhovodov in uhljev z meritvami brez modela ušesa, so se napake zaradi mikrofona v veliki
meri izniþile.
Osciloskop, ki sva ga uporabljali, sicer sodi med boljše osciloskope, a ima kljub temu neko
lastno napako. Napaka, ki se je pojavila zaradi uporabe osciloskopa, je bila verjetno v
primerjavi z drugimi napakami manjša. Napaka, ki je nastala pri odþitavanju, je bila verjetno
veþja, vendar ocenjujeva, da tudi ta ni presegla nekaj odstotkov.
5.3.3 Meritve
Ko sva uhelj in sluhovod sestavili, se je dolžina sluhovoda (»pišþali«) podaljšala za nekaj
milimetrov, kar je najbrž dodatno vplivalo na rezultate meritev. Podaljšani sluhovod je
najverjetneje nekoliko znižal frekvenco zvoka, ki ga uhelj in sluhovod skupaj najbolj ojaþita.
79
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
6 Zaklju«ek
V zakljuþku je treba dane hipoteze ovrednotiti, torej potrditi ali ovreþi.
x
Velikost uhlja vpliva na zaznavanje jakosti zvoka.
o Velikost uhlja ima vpliv na zaznavanje jakosti zvoka; zvok najbolj ojaþi model
uhlja naravne velikosti, nato dvakrat veþji uhelj, pol manjši uhelj pa ojaþi najmanj.
Pomembnejši vpliv kot sama velikost uhlja ima verjetno velikost školjke pri ojaþenju
zvoka. Æ HIPOTEZA JE POTRJENA!
x
Dolžina sluhovoda vpliva razliþno na zaznavanje zvokov razliþnih frekvenc.
o
Dolžina sluhovoda ima znaten vpliv na zaznavanje zvoka posebej pri
zvokih višjih frekvenc; najveþji vpliv na zaznavanje zvoka ima pol daljši sluhovod od
sluhovoda povpreþne dolžine, nato dvakrat daljši sluhovod, najmanjši vpliv pa se kaže
pri pol krajšem sluhovodu. Æ HIPOTEZA JE POTRJENA!
x
Za zaznavanje zvoka je pomembno razmerje med velikostjo uhlja in dolžino
sluhovoda.
o
Ojaþenje zvoka pri dvakratnem sluhovodu je skoraj dvakrat veþje, kot
pri dvakrat poveþanem uhlju. Ta vzorec opazimo tudi pri drugih velikostih sluhovoda
in uhlja. Iz tega lahko sklepamo, da ima, ne glede na velikost modelov, dolžina
sluhovoda veþji vpliv kot velikost uhlja. Æ HIPOTEZA JE POTRJENA!
x
Veþji vpliv na sluh ima uhelj.
o
To bi držalo le v primeru, þe sluhovoda sploh ne bi imeli. Pri uhlju s
sluhovodom ima v resnici veþji vpliv na zaznavanje zvoka sluhovod. Hipoteza je tako
le delno potrjena. Æ HIPOTEZA JE OVRŽENA!
V živalskem svetu najdemo kar nekaj primerov, ki na svoj na«in rešujejo
vlogouhljev.Peg astesovesoizgubileuhlje,nadomeš«ajopajihsposebno
oblikoobraznegadela,ki»prevzamevlog o«satelitskeg akrožnika,slonom
pavelikiuhljislužijoboljzahlajenjekotpazadodatnoizboljšanjesluha.
80
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
7 Viri
a) Pisniviri
x Š. Plut: Anatomija in fiziologija þloveka. Ljubljana: DZS, 2011, str. 99í101.
x M. Schuler, W. Waldmann: Veliki atlas anatomije. Tržiþ: Uþila International, 2011,
str. 274í277.
x M. Gogala, M. Ramovš, P. Stušek, T. Valentinþiþ: Primerjalna anatomija in
fiziologija. Ljubljana: DZS, 1992, str. 96í103.
x J. Strnad: Sluh. Presek letnik 33. Ljubljana, 2006, str. 10í12.
x A. Likar: Uho. Presek letnik 33. Ljubljana, 2006, str. 13í15.
x Moja velika knjiga o živalih. Ljubljana: Tuma, 2006, str. 147, 206.
x Velika enciklopedija. Sesalci. Ljubljana: Založba Mladinska knjiga, 1996.
x Enciklopedija živali. Kranj: Modita, 2007.
x I. Kušþer, A. Moljk: Fizika – 2. del: toplota, nihanje, valovanje, svetloba. Ljubljana:
DZS, 1987.
x J. Strnad: Svet nihanj in valovanj. DMFA, 2010.
x R. Kladnik: Fizika za srednješolce 2 – energija, toplota, zvok, svetloba. Ljubljana:
DZS, 2007.
x R. Kladnik: Visokošolska fizika – 3. del. Ljubljana: DZS, 1989.
x D. C. Giancoli: Physics. Upper Saddle River: Pearson Education, 2005.
x A. Schaub: Digital Hearing Aids. New York: Thieme, 2008.
x Avdiometrija, vestibulometrija in avdiološka elektroakustika v vsakdanji praksi.
Ljubljana: Katedra za otorinolaringologijo Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani,
Univerzitetni kliniþni center, Klinika za otorinolaringologijo in cervikofacialno
kirurgijo, Avdiovestibulolški center, 2013.
x L. Mathelitsch: Narava in fizika. Ljubljana: DZS, 1995.
b) Spletniviri
x
Alan E. Nourse: The Body. New York: Time Incorporated, 1964. Nav. po: The
Robinson Library,
http://www.robinsonlibrary.com/science/physiology/senses/graphics/hearing3.gif)
x
Journey into the World of Hearing, 2009í2010.
http://www.cochlea.org/var/plain_site/storage/images/media/images/grand81
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
public/frequences-percues-par-l-homme-et-quelques-especes-animales/1946-2-engGB/frequency-hearing-range-in-man-and-some-common-animal.jpg
x
Enciklopedija Britanica, geslo: mehanoreceptorji, avtor: Sven Dijkgraaf, 2012.
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/371976/mechanoreception/64718/Lateral
-line-organs
x
All Things Nature, Bird Hearing,
http://www.allthingsnature.info/uploads/8/0/6/8/8068625/1219833.jpg)
x
Science Blogs, Tetrapodzoology, http://scienceblogs.com/tetrapodzoology/wpcontent/blogs.dir/471/files/2012/05/i-394e31f7af7c117c3838061f8c6f44d7-Norberg2002-Aegolius-skull-asymmetry-June-2011.jpg
x
Mark Lasbury, Do You Have Be Ugly to Hear Well? – Owls and Body Plan
Symmetry, 2011; http://biologicalexceptions.blogspot.com/2011/09/do-you-have-beugly-to-hear-well-owls.html
x
E. Hagen: Bats. V: Ask A Biologist. ASU, Arizona State University, 2009.
http://askabiologist.asu.edu/sites/default/files/resources/articles/bats/ecolocation_types
.jpg
x
Velika pliskavka, Morigenos í slovensko društvo za morske sesalce, 2014.
http://www.morigenos.org/index.php?path=tursiops
x
Slovensko društvo za preuþevanje in varstvo netopirjev. http://www.sdpvndrustvo.si/netopirji.html
x
Hearing Health & Technology Matters, 2014.
http://hearinghealthmatters.org/waynesworld/2012/the-sounds-of-africa
x
http://b.vimeocdn.com/ts/416/565/416565056_640.jpg
x
S. Dolenc: Kako deluje sluh. Kvarkadabra, þasopis za tolmaþenje znanosti, 1999.
http://www.kvarkadabra.net/article.php/Kako-deluje-sluh
x
Medicinski razgledi, http://medrazgl.si/razvoj-usesa/
x
Anja Rozoniþnik: Antroposkopske znaþilnosti uhlja pri ljubljanskih osnovnošolcih,
diplomsko delo. Ljubljana, 2008. www.digitalna-knjiznica.bf.unilj.si/dn_rozonicnik_anja.pdf uhelj
x
x
x
Primož Peterlin: Fizikalne osnove ultrazvoka: Hitrost zvoka v tkivih. 2001.
http://biofiz.mf.uni-lj.si/~peterlin/work/ultrazvok/img013.GIF
Borut Brešþak, Cveto Štandeker, Sreþko Štrucl, Jože Štrucl, Hitrost. Projekt eelektrotehnika. http://www.ssers.mb.edus.si/gradiva/w3/elek_v1/oim8/02_Zvok/Slike/slide0046_image012.jpg
82
Sove, sloni in satelitski krožniki
x
Raziskovalna naloga
Nauk.si. Fizika, srednja šola. Odboj. 2011.
http://www.nauk.si/materials/292/out/datoteke/vpadni.png)
x
Prahka, Vaja 6. – Popolni odboj svetlobe in merjenje lomnega koliþnika stekla, 2012.
http://prahka.blogspot.si/files/2011/01/vaja1-300x186.jpg
x
Wikipedija:
http://wiki.chemprime.chemeddl.org/images/a/ae/Interference_of_Waves_.jpg
x
Anonimni avtor: Dopplerjev pojav. Kvarkadabra, þasopis za tolmaþenje znanosti,
2006.
http://www.kvarkadabra.net/mediagallery/mediaobjects/disp/4/4db72554636066da1ca
49ccd466399f2.jpg
x
http://www.ctgclean.com/tech-blog/wp-content/uploads/Open-Closed-Pipe.jpg
x
Jim Woodhouse: What makes an object into a musical instrument?. … living
mathematics. 2011. http://plus.maths.org/content/what-makes-object-musical
x
Borut Brešþak, Cveto Štandeker, Sreþko Štrucl, Jože Štrucl, Zvoþni tlak, zvoþni tok,
zvoþna moþ. Projekt e-elektrotehnika. http://www.ssers.mb.edus.si/gradiva/w3/elek_v1/oim8/03_Znacilnosti_zvoka/Slike/slide0047_ima
ge028.jpg
x
Borut Brešþak, Cveto Štandeker, Sreþko Štrucl, Jože Štrucl, Jakosti. Projekt eelektrotehnika.
http://www.ssers.mb.edus.si/gradiva/w3/elek_v1/oim8/03_Znacilnosti_zvoka/Slike/nivoji_jakosti.p
ng
x
http://www2.pef.uni-lj.si/srp_gradiva/sluh.pdf
x
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/371976/mechanoreception/64718/Lateral
-line-organs
x
http://www.kvarkadabra.net/article.php/Kako-deluje-sluh
x
http://sl.wikipedia.org/wiki/Pti%C4%8Di
x
http://biologicalexceptions.blogspot.com/2011/09/do-you-have-be-ugly-to-hear-wellowls.html
x
http://scienceblogs.com/tetrapodzoology/2011/06/20/owls-from-book/
x
http://vivamar.org/delovanje/delfini-kaj-je-delfin/
x
http://www.bonbon.si/default.asp?kaj=1&id=5680214
x
http://www.morigenos.org/index.php?path=tursiops
83
Sove, sloni in satelitski krožniki
Raziskovalna naloga
x
http://hearinghealthmatters.org/waynesworld/2012/the-sounds-of-africa/
x
http://seaworld.org/en/animal-info/animal-infobooks/elephants/senses/
x
http://www.sdpvn-drustvo.si/netopirji.html
x
http://www.sdpvndrustvo.si/FOTKE/PROJEKTI/Publikacije/glasilo_Glej_netopir.pdf
x
http://www.samson-kamnik.si/
x
http://www.samson-kamnik.si/sl/modrin-mf123
x
http://sl.wikipedia.org/wiki/Glina
x
http://www.ssers.mb.edus.si/gradiva/w3/elek_v1/oim8/03_Znacilnosti_zvoka/3_korak.html
x
www.digitalna-knjiznica.bf.uni-lj.si/dn_rozonicnik_anja.pdf uhelj
x
http://medrazgl.si/razvoj-usesa/
84