蔡建宏
八年級《物理》(人教版)上冊第18頁的“科學(xué)世界”中向我們介紹了什么是雙耳效應(yīng).
人為什么長兩只耳朵呢?人長兩只耳朵可以幫助我們確定聲源的位置.聲音從聲源處傳到我們耳朵時(shí),并不是同時(shí)到達(dá)我們兩只耳朵的.若聲源在人的左邊,聲音就會(huì)先到達(dá)左耳,再到達(dá)右耳,所以兩只耳朵收到聲音的先后、強(qiáng)弱都不會(huì)完全相同,靠這種差別我們能確定聲源的位置了,這就叫雙耳效應(yīng).
兩只耳朵之所以能夠判斷聲源的方向,有三方面的原因:①對同一聲音雙耳感受到的強(qiáng)度不同,距聲源近的那只耳朵聽到的聲音響度大,例如聲源在右方,則右耳聽到的聲音就比左耳強(qiáng).這種響度的差別,在實(shí)踐中就形成了辨別方向的感覺.②對同一聲音,雙耳感受到的時(shí)間有先后不同.距聲源近的那只耳朵聽到的聲音先到達(dá),時(shí)間差別越大,聲音越易辨別,聲音的方向感越準(zhǔn)確.③對同一聲音,雙耳感受到的振動(dòng)步調(diào)有差別.由于聲音傳到兩耳有時(shí)間差別,因而兩耳感受到的振動(dòng)步調(diào)也就不同,同樣也會(huì)引起方向感,不過這種情況對低頻聲音較為有效.
如果你能做這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn),你會(huì)發(fā)現(xiàn)新的問題:一個(gè)同學(xué)被蒙上眼睛時(shí),另一個(gè)同學(xué)在他的正前方拍手,被蒙上眼睛的同學(xué)卻感覺聲音是從他的正后方傳來的.另外的同學(xué)被蒙上眼睛時(shí),也很容易出現(xiàn)這樣的錯(cuò)誤.兩只耳朵都沒有堵住,為什么不能辨別聲音位置呢?難道雙耳效應(yīng)是錯(cuò)誤的嗎?
如果你在因特網(wǎng)上查閱鳥類資料,你會(huì)發(fā)現(xiàn)如右圖所示的一張貓頭鷹的圖片,仔細(xì)觀察,貓頭鷹的兩只耳朵不是和人一樣對稱地長在頭的兩側(cè)的,而是一只耳朵比另一只耳朵低,這樣它高居在樹上就可以很準(zhǔn)確地判斷低處的某種聲音的位置.這又是什么原因呢?
對同一聲源能準(zhǔn)確地辨別方向,其原理是:離聲源比較近的耳朵先聽到聲音, 聽到聲音的強(qiáng)度也比較大,這種到達(dá)雙耳的時(shí)間差異、強(qiáng)度的差別, 經(jīng)過大腦加工形成辨別方向的感覺.如果聲源出現(xiàn)在人的正前方或正后方,由于聲源到達(dá)兩個(gè)耳朵的時(shí)間、強(qiáng)度都沒有差別,人就無法分辨出聲音的位置了.因此,要判斷出正前方或正后方的聲音,必須把頭側(cè)過來.貓頭鷹的兩耳不對稱地長在頭的兩側(cè),即使聲源出現(xiàn)在正前方或正后方,聲音到達(dá)兩耳的時(shí)間、強(qiáng)度也不同,所以貓頭鷹能在黑夜中準(zhǔn)確判斷田鼠的位置,將其抓獲.
正是由于耳朵的特殊功能和完美的位置而產(chǎn)生雙耳效應(yīng),我們在劇場欣賞交響樂時(shí),才能辨別出不同樂器在舞臺上的不同位置,產(chǎn)生“立體感”.
責(zé)任編輯 程 哲
中學(xué)生數(shù)理化·八年級物理人教版2008年7期