Физика в быту - [12]

По другую сторону от барабанной перепонки начинается среднее ухо – система из трёх маленьких слуховых косточек, их называют молоточком, наковальней и стременем (рис. 9).

Среднее ухо соединено с носоглоткой евстахиевой трубой. Это нужно для выравнивания внешнего атмосферного давления и давления воздуха в полости среднего уха. Несмотря на солидное название, «труба» эта имеет толщину всего 2 мм, а у детей и того меньше. Поэтому нам приходится иногда ей помогать: так, в самолёте при взлёте и посадке, когда давление в салоне быстро изменяется, мы должны глубоко зевнуть или сглотнуть, чтобы быстрее выровнять давление снаружи и внутри среднего уха.

Задача слуховых косточек – передать колебания барабанной перепонки дальше по назначению, то есть во внутреннее ухо, а заодно усилить их за счёт эффекта рычага (если эти колебания слишком слабы) или, наоборот, частично погасить их за счёт рефлекторного сокращения мышц среднего уха (для слишком громких звуков). Наковальня служит демпфером между молоточком и стременем, благодаря чему среднее ухо хорошо защищает нас от длительных громких звуков – но только до тех пор, пока мышца среднего уха не устанет, и тогда ухо начнёт постепенно глохнуть. Что касается слабых звуков, то среднее ухо может усилить их интенсивность в несколько тысяч раз!

Внутреннее ухо включает в себя вестибулярный аппарат (три полукружных канала) и главный приёмник и анализатор звука – улитку (рис. 10).

Рис. 10. Внутреннее ухо: вестибулярный аппарат и улитка

Улитка представляет собой свёрнутый спиралью канал, заполненный жидкостью. Канал улитки разделён по всей своей длине перегородкой – основной мембраной, состоящей из 24 тысяч поперечных волокон – слуховых струн. Струны имеют различную длину и толщину, а значит, и разные собственные частоты. Основную мембрану можно сравнить с миниатюрной арфой, только с гораздо бóльшим числом струн и свёрнутой для компактности в спираль. Каждая из струн откликается на свою собственную частоту, так что на поверхности мембраны «представлена» вся шкала звуковых частот: на одном конце – самые высокие частоты, на другом – самые низкие. Когда слуховые струны колеблются, они возбуждают прикреплённые к ним удлиненные звуковоспринимающие клетки – слуховые рецепторы. Электрические сигналы от клеток-рецепторов передаются волокнам слухового нерва и направляются далее к коре головного мозга, где и происходит окончательное различение звуков по их характеру, высоте и силе.

Для частот ниже 50 Гц на основной мембране улитки нет соответствующих по частоте струн. Мозг определяет высоту тона для таких низких звуков по разности частот их высших гармоник.

Вход в улитку – это овальное окошко, прикрытое эластичной плёнкой. Стремя среднего уха упирается в эту плёнку и «запускает» звуковую волну в жидкость улитки. На рисунке 10 вы видите ещё одно окно на поверхности улитки – круглое окно: его эластичная мембрана играет роль «предохранительного клапана», спасающего улитку при слишком сильном давлении стремени на овальное окно.

Главные зоны слуха находятся в височных областях мозга. Слуховые нервы по пути в кору головного мозга перекрещиваются, так что информация от правого внутреннего уха попадает в левое полушарие, и наоборот.

Глава 3 Воздействие звуков

Особо важные частоты

То, о чём сейчас будет сказано, пригодится нам не только в этой части книги. Мы снова вспомним об этом в части 3, когда речь пойдёт о воздействии на нас электромагнитных полей.

Как вы помните, у тел любой формы есть свои собственные частоты, зависящие от размеров, формы, плотности. А что такое наше тело, как не «набор» клеток, органов и систем? Для всех составных частей наших организмов, от молекул ДНК и клеточных мембран до крупных органов и целых систем (кровеносной, нервной) имеется свой ряд собственных частот, на которые эти части, органы и системы откликаются наиболее явно. Такие частоты определяют экспериментальным путём и называют биоэффективными. Общая закономерность проста: чем меньше орган, тем выше его собственные частоты (как и у струн: чем короче струна, тем больше её основная частота и соответственно выше тон). Так, частоты клеточных мембран имеют порядок миллиарда герц – это выходит очень далеко за пределы звукового и даже ультразвукового диапазонов. В низкий звуковой диапазон попадают биоэффективные частоты нервных волокон (50–60 Гц), некоторые частоты кровеносной системы (80 и 300 Гц). Диапазоны частот ритмов мозга достаточно широки: от 0,3 до 100 Гц – это инфразвуковой и звуковой диапазоны. В инфразвуковом диапазоне лежат частоты отклика кровеносной, сердечно-сосудистой, нервной систем, а также крупных органов: сердца, желудка, почек, позвоночника, кишечника, лёгких и других.

Опыт показывает, что отклик на внешнее воздействие на биоэффективной частоте может как улучшить состояние организма, так и ухудшить его. Тут многое зависит от интенсивности воздействия. Когда мы имеем дело с резонансными явлениями, всегда требуется особая осторожность. Причём неважно, какова природа воздействия: звуки, механическая вибрация, электромагнитные поля – в живом организме механические и электромагнитные колебания могут трансформироваться друг в друга (так, механические сокращения сердца приводят к колебаниям его электрических потенциалов).