Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2013 № 07

М. ДМИТРИЕВ

Рисунки автора

В конкурсе «Наука как искусство», ежегодно проводимом американским Обществом исследования материалов, принимают участие тысячи специалистов. Сегодня мы публикуем несколько работ.

1. Эмбрион мыши.

2. Случайные узоры, созданные сульфидом мышьяка на хроме.

3. Магнитная жидкость, подкрашенная акварелью, сфотографированная в магнитном поле.

4. Язык бабочки.

5. Ходы, проделанные в почве колонией бактерий Myxococcus xanthus .

Физики из Университета Калифорнии установили, что в ушах человека есть специальные «усилители», позволяющие нам слышать даже самые тихие звуки.

Но обо всем по порядку.

Как известно, мы с вами живем в довольно-таки шумном мире. Сила звука обычно выражается в фонах, или относительных децибелах, названных в честь Александра Белла, изобретателя телефона. Эта единица измерения представляет собой минимальную разницу в силе звука, которую способно уловить ухо человека. Термин «децибел» (десятая часть бела) употребляется при измерении громкости чистых тонов.

Наиболее распространенные источники звука имеют следующие уровни громкости:

— шум дыхания человека равняется 10 дБ, или децибелам;

— шелест листвы, тихий шепот с расстояния одного метра равняется 15 дБ;

— тиканье часов — 30 дБ;

— приглушенный шум в зале ресторана, стрекот пишущей машинки — 50 дБ;

— шум от легкового автомобиля или громкий разговор с расстояния одного метра — 60 дБ;

— шум уличного транспорта — 70 дБ;

— шум в самолете — 100 дБ;

— треск отбойного молотка — 120 дБ;

— гром пушечного выстрела — 130 дБ;

— шум стартующей космической ракеты оценивается в 150–175 дБ.

Поскольку звуки играют довольно значительную роль в жизни многих живых существ, то природа за многие миллионы лет весьма усовершенствовала органы слуха. Акустические колебания, которые несут информацию о том или ином звуке, сначала попадают в ушную раковину, которая является своеобразным звукоуловителем. Далее звуковые волны идут по слуховому проходу, состоящему из узкого изогнутого канала, к барабанной перепонке и раскачивают ее.

Конечно, «раскачкой» это явление можно назвать лишь условно, потому что мы способны воспринимать столь слабые звуковые волны, при которых барабанная перепонка под их давлением перемещается всего лишь на 0,0000000001 миллиметра, то есть на расстояние в 1000 раз меньше диаметра атома водорода!

Далее движение перепонки передается в барабанной полости через специальный аппарат — слуховые косточки. Они усиливают толчки воздуха, связанные с колебаниями, и транслируют движение улитке, которая находится во внутреннем ухе и напоминает раковину морской улитки. Спирально закрученные каналы ее заполнены жидкостью.

Улитка устроена очень сложно, включает в себя несколько камер и мембран. На одной из мембран (она закручивается по спирали, повторяя извивы полости, и состоит из эластичных резонирующих волокон) расположен специальный рецепторный аппарат из волосковых слуховых клеток. Здесь происходит звуковое восприятие.

Так выглядят волосковые клетки под микроскопом.

Акустические волны вызывают резонанс тех волокон мембраны, собственная частота колебаний которых совпадает с частотой этих волн. Энергия звуковых колебаний с помощью чувствительных клеток преобразуется в нервный процесс и в виде электрического сигнала передается по слуховому нерву в кору головного мозга.

Таким образом, как мы видим, прежде чем звук будет воспринят мозгом, ему, этому звуку, необходимо из воздуха перейти в кость, из кости — в жидкость, а из жидкости с помощью рецепторных клеток преобразоваться в нервные импульсы.