SEM 3
Group 2
SEM 3
TÌNH HUỐNG
Một trẻ sơ sinh được các bác sĩ chẩn đoán điếc bẩm sinh sau khi test thính lực. Được biết trong quá trình mang thai, người mẹ đã vô tình sử dụng một số loại thuốc gây độc cho ốc tai dẫn đến tổn thương ốc tai của em bé. Trong trường hợp này, các bác sĩ đã khuyến cáo gia đình nên đặt điện cực ốc tai để cải thiện khả năng nghe cho bé tránh nguy cơ bé sẽ bị câm bẩm sinh do điếc bẩm sinh. Hãy tìm hiểu cơ chế vật lý của quá trình cảm thụ âm thanh ở tai người từ đó tìm hiểu vai trò của điện cực ốc tai trong trường hợp này.
Câu 1:
Phân tích vai trò của tai ngoài và tai giữa trong quá trình cảm thụ âm thanh ở người
Câu 1
TAI NGOÀI

VÀNH TAI (LOA NGOÀI): nhận và hứng âm thanh (năng lượng âm) từ mọi phía vào ống tai.


ỐNG TAI NGOÀI: thu nhận và dẫn truyền âm thanh.





Câu 1
TAI GIỮA
MÀNG NHĨ
Màng ngăn ống tai ngoài và tai giữa, khi song âm truyền qua tai ngoài gây thay đổi áp suất, sẽ làm màng nhĩ dao động.



HÕM NHĨ
- Hệ thống xương tai con sẽ truyền dao động từ màng nhĩ và khuếch đại lực âm thanh đó
- Hệ thống tai con hoạt động như đòn bẩy:
Cánh tai đòn r1/r2 = 1,3
Diện tích của cửa sổ bầu dục (=vùng tiếp giáp xương đạp và tai trong) nhỏ hơn 55/3.2 = 17, 1875 lần màng nhĩ.
Lực F1 tác dụng vào màng nhĩ sẽ được khuếch đại 1,3 . 17,1875 = 22,34375 lần qua hệ xương tai con thành lực F2 (dù bị hao hụt do ma sát, vẫn gấp khoảng 20 lần F1).


Câu 1
TAI GIỮA
HÕM NHĨ
Hệ thống xương con bổ sung hao hụt do sự phản xạ sóng âm ở mặt ngăn cách giữa 2 môi trường có âm trở (sóng trở) khác nhau:
- Âm trở của màng nhĩ gần = âm trở không khí: 4,3.102kg/m2.s
- Âm trở của cửa sổ bầu dục = âm trở ngoại dịch perilympho (tai trong), gần = âm trở của nước: 1,5.106 kg/m2.s
=>Nếu không có hệ xương tai con, 99,99% năng lượng sóng âm trực tiếp từ tai ngoài sẽ bị phản xạ và chỉ 0,1% lan truyền đến được ngoại dịch perilympho.



HÕM NHĨ
Hệ thống xương con bảo vệ tai trong khi gặp âm có cường độ lớn, bằng các hệ thống dây chằng giữ hệ xương con co giãn giảm chấn động


Câu 1
TAI GIỮA
VÒI NHĨ
Bình thường vòi nhĩ đóng kín, chỉ mở ra khi nuốt hoặc ngáp để cân bằng áp suất trong hòm nhĩ. Tác dụng của vòi nhĩ là làm cân bằng áp lực của hòm tai với tai ngoài.



Câu 2:
Trình bày đặc trưng cảm giác âm về độ cao. Giải thích sự hình thanh đặc trưng cảm giác âm đó trong quá trình cảm thụ âm thanh ở tai.
Câu 2
Đặc trưng về độ cao của âm
Chủ yếu là do tần số:
Tần số cao: cảm giác thanh (trong)
Tần số thấp: cảm giác trầm (đục)
Ở người: : nghe được âm có tần số dao động từ 16Hz-20000Hz (cao hơn nữa là siêu âm), thay đổi theo độ tuổi, cơ địa. Tuy nhiên, người bình thường chỉ phân biệt được độ cao của âm trong khoảng từ 40 – 4000Hz.
Câu 2
Sự hình thành cảm giác về độ cao
Ngưỡng cảm giác độ cao: độ chênh lệch nhỏ nhất để tai có thể phân biệt 2 âm có độ cao khác nhau, là 1 dao động toàn phần.
Cấu tạo quan trọng của tai có vai trò quyết định trong việc cảm nhận các âm có độ cao khác nhau là ốc tai, theo chiều dài của ốc tai thì độ cứng , độ nhạy của màng đáy khác nhau, vì vậy mỗi sóng âm với một tần số khác nhau sẽ tác dụng vào một vị trí xác định trên màng đáy, kích thích những receptor nhất định , từ đó gây ra những cảm giác về độ cao khác nhau.
VD: âm tần số cao kích thích màng đáy gần cửa sổ bầu dục, âm có tần số càng thấp kích thích vị trí gần với đỉnh ốc tai.

Câu 3:
Trình bày đặc trưng cảm giác về âm sắc. Giải thích sự hình thành đặc trưng cảm giác âm đó trong quá trình cảm thụ âm thanh ở tai.
Đặc trưng về âm sắc của âm
Do số lượng âm và đồ thị dao động điều hòa hình sin của âm

- Những âm phát ra từ âm thoa => âm đơn giản.

- Còn đa số những âm bình thường trong thực tế gồm nhiều bộ phận cộng hưởng -> khi phân tích ra, âm có tần số nhỏ nhất là âm cơ bản – những âm khác là họa âm.
Câu 3

Sự hình thành âm sắc trong cảm thụ âm thanh
Thuyết Helmholtz
- Khi tác dụng lên màng nhĩ, dao động âm cơ bản hay phức tạp gây nên ở màng những dao động cộng hưởng của những sợi xác định mà tần số riêng của chúng tương ứng với tần số phổ điều hòa của dao động âm (kết quả phân tích 1 âm phức tạp -> nhiều âm đơn giản) => khi đó, những xung động thần kinh xuất hiện trong những tế bào sợi tương ứng sẽ đi vào phần trung ương của cơ quan phân tích âm và do đó gây nên cảm giác về độ cao và âm sắc.

- Những nghiên cứu hiện đại bổ sung thêm rằng sự tiếp nhận âm sắc không chỉ từ dao động cộng hưởng của các sợi màng, mà là kết quả tác dụng đồng thời của nhiều dao động xuất hiện ở lympho nội dịch và sự biến dạng đàn hồi của những phần xác định của màng -> đây là sự kiện đầu tiên trong quá trình sinh lý thụ âm phức tạp.
Câu 3
Câu 4:
Trình bày đặc trưng cảm giác âm về độ to. Giải thích sự hình thành đặc trưng cảm giác âm đó trong quá trình cảm thụ âm thanh ở tai.
Đặc trưng về độ to của âm
Cảm giác về sự mạnh hay yếu của dao động âm truyền tới tai.
Âm có cường độ lớn -> to
Âm có cường độ bé -> nhỏ
Ngưỡng cường độ âm:
Ngưỡng cảm giác thay đổi độ to: chênh lệch ΔI / I > 0,1
Ngưỡng nghe hay giới hạn nghe: cường độ âm nhỏ nhất đủ gây nên cảm giác âm
Ngưỡng chói: cường độ âm mà vượt qua giới hạn đó sẽ gây cảm giác chói
Giữa 2 ngưỡng là miền nghe.
Độ to có phụ thuộc vào tần số, vì tai thính hơn ở 1 số tần số nhất định (1000-5000Hz) -> nghe được âm có độ to bé hơn ngưỡng nghe bình thường.




Sự hình thành cảm giác về độ to
Cường độ âm càng lớn, tác động lên màng nhĩ -> xương tai con -> lỗ bầu dục -> ốc tai càng mạnh -> cảm giác âm càng to và ngược lại.

Cường độ âm phụ thuộc vào độ thính – độ thính phụ thuộc vào tần số.

Định luật Weber – Fechner áp dụng cho quan hệ giữa cảm giác thay đổi độ to và cường độ âm -> ‘’sự biến thiên độ to của âm tỷ lệ với logarit của tỷ số cường độ hai dao động âm gây ra cảm giác âm’’.




Câu 5:
Tìm hiểu nguyên lý vật lý của một số thiết bị trợ thính (ốc tai điện tử và máy trợ thính).
TỔNG KẾT
Câu 5
Máy trợ thính
TỔNG KẾT
Câu 5
Ốc tai điện tử
TỔNG KẾT
Câu 5
Máy trợ thính dẫn truyền qua xương
THANKS FOR WATCHING!