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人耳对声源定位的测定

2019-06-29 16:03:24 养殖种植技术书籍

人耳对声源定位的测定

目的 通过测定双耳听觉的时间差,来了解人耳对声源方位判断的敏感性。

实验前的思考 人耳是一种能对20~20000赫兹声波振动产生听觉的感觉器官,它具有分辨声波频率尤其是察觉声源方位的能力。人耳对声源的空间定位须依赖于双耳听觉,而声波在空气中传播需要时间。因此,当声波不在人体正前(后)方时,声源同两耳的距离不相等,声波抵达两耳的时间会有滞差,跟声源同侧的耳将早一点听到声音,而与声源不同侧的耳将稍迟一点听到声音,由此产生的时间差经神经中枢综合分析后,即能对声源作出定位。正常人具有察觉短暂到50微秒时间差的能力,借此精确地判断声源的方位。

材料器具 节拍器或其他声响代用品,黑板,粉笔,直尺,黑布带。

步骤

1.测试者在黑板中央用粉笔标出一垂直中线,让受试者站在黑板之前,间距(L)3米,受试者所处位置应正对黑板中线,然后用黑布带蒙住受试者双眼。测试者手持节拍器立在黑板中线处,本实验以节拍器发出的声响充作声源(图示)。

2.当测试者宣布测试开始后,让节拍器以每秒1次的频率发出声响,使受试者先感知此声源位于正前方。随后,测试者迅速把节拍器自中线向黑板左右随意移动距离或者仍保持在原位上。受试者根据节拍器发出声响的方位,向测试者陈述声源的方位。测试者则根据受试者的陈述,在黑板上记录下左或中或右的标记。

3.重复上一步骤15~20次。在此过程中,节拍器向左或向右移动距离应逐渐向黑板中线靠近。由此测到一组数据,其分布如图所示。测试者用直尺量出为受试者重复多次所能分辨出的左右之间的最小间距(x)。

注意事项 教室应保持安静,尽可能避免其他声源的干扰。

分析和讨论 把测得的数据,按下述公式求出受试者双耳声源定位所需的最小时间差:

a为受试者左右耳的间距(双耳耳廓中线之间的距离,单位厘米)。

c为声速,约为330米/秒。

从上式中可看出,x间距跟时间差成正比,而跟人耳对时间差的辨别能力成反比。x间距越小,时间差也就越小,说明人耳对声源方位判断的敏感性也就越高。测试结果表明,受试者对于较大距离的声源移动能够作出正确的判断,但对较小距离的声源移动,其判断则可能会发生差错。正常人能正确判断左右声源间的最小距离为15~30厘米,所需的时间差为50微秒上下。平时,人体就是通过声源发出的声波抵达双耳有时间滞差这个特性,来对声源方位作出正确的判断。这对人适应周围环境,如空间定向、搜索目标以及逃避灾害等活动有着重要意义。

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