付 妍,侯若瑩,王麗紅,張春偉,姚樹仁

(吉林大學,吉林 長春 130021)

人耳聽閾曲線的測定實驗設計

付 妍,侯若瑩,王麗紅,張春偉,姚樹仁＊

(吉林大學,吉林 長春 130021)

為了醫(yī)學生物理實驗的改革創(chuàng)新,我實驗室引進了BD-Ⅱ-116型聽覺實驗儀,為學生開設“人耳聽閾曲線的測定”的醫(yī)用物理實驗,在此給出聲強級、聽閾曲線、響度等概念,設計目的、實驗器材、實驗原理、實驗內(nèi)容與步驟等,學生通過本實驗掌握了實驗理論,同時對醫(yī)學內(nèi)容也有了一定了解。

聽閾曲線;實驗原理;實驗內(nèi)容與步驟

1 實驗目的

(1)復習聲強級、聽覺區(qū)域、響度級的物理意義;(2)掌握聽覺實驗儀的使用方法;(3)測定人耳的聽閾曲線。

2 實驗原理

2.1 聲強級聽覺區(qū)域響度級

頻率在20～20000Hz以內(nèi)的縱波能引起人們對聲音的感覺,其聲強必須達到某一最小量,才能引起聽覺,稱為可聞聲波。

聲波在媒質(zhì)中傳播時,媒質(zhì)的密度將做周期性變化,因此必將引起媒介中壓強的變化。單位時間內(nèi)通過垂直于聲波傳播方向的單位面積的聲波能量稱為聲強,用I來表示,聲強級是聲強的對數(shù)標度,它是根據(jù)人耳對聲音強度弱變化的分辨能力來定義的,用L來表示,在聲學中通常規(guī)定聲強I0=10-2W/m2作為聲強的基準量,任一聲強I與基準量I0的比的常用對數(shù)乘以10成為聲強級,I的聲強級用L來表示,單位為dB

可聞聲波頻率范圍內(nèi),能引起聽覺的最小聲強刺激量,稱為聽閾。不同頻率的聲波,引起聽覺所需要的最小聲強值不同。圖1表示出聽閾值依賴頻率變化的曲線稱之為聽閾曲線。

圖1 樂音的聽覺域和等響曲線

圖1中聽覺上線為痛閾。聽覺下線為聽閾曲線,20Hz～20000Hz所圍成的線,它們之間的范圍為聽覺區(qū)域。響度是人耳主觀感覺到的聲音的響亮程度,響度通常隨著強度的增加而增加。但是,由于人耳的靈敏度隨聲音的頻率而變化,即使是相同的聲強級,人耳所感覺到的聲音的響度也會隨著頻率的不同而變化。響度與聲強、頻率之間的關系常用等響曲線來表示,等響曲線可通過物理實驗去測定,其方法如下:以1000Hz的純音(即余弦聲波)作為標準聲音,將標準聲音調(diào)節(jié)到某一聲強級(如50dB),讓聽力正常的試音者對標準聲音與頻率為的試驗聲音進行比較,改變試驗聲音的聲強,直到試驗者斷定此聲音和標準聲音等響為止,記下試驗聲音的聲強級。使試驗聲音在一定的頻率范圍內(nèi)改變,重復同樣的實驗,就可以得到和1000 Hz、50 dB響度相同的各種頻率的試驗聲音的聲強級的值。然后以頻率的常用對數(shù)為橫坐標,以聲強級為縱坐標,將所得數(shù)據(jù)連成一曲線,這就是和一條1000 Hz、50 dB響度相同的等響曲線。

為了定量地比較聲音的響度,人們引入了響度級的概念,并規(guī)定1000 Hz純音的響度級在數(shù)值上就等于它的聲強級,但響度級的單位不是分貝而是方(phon)。如1000 Hz、0 dB的聲音響度級為0phon,1000 Hz、20 dB的聲音的響度級為20 phon等.按此規(guī)定,任一聲音的響度級在數(shù)值上于等響的1000 Hz純音的聲強級。

2.2 聽覺實驗儀原理

本儀器采用微電腦控制,專用正弦波信號發(fā)生器芯片及電子音量控制電路芯片,正弦波頻率范圍寬,失真小。通過改變頻率和衰減器的衰減量,就可以分別測量不同人的左右耳對不同頻率聲響的響度絕對閾限。其面板如圖2所示。

圖2 聽覺實驗儀面板

3 實驗內(nèi)容與步驟

(1)熟悉面板各鍵功能,打開電源開關,預熱15min以上。戴上耳機開始測量;

(2)測量左耳對64Hz聲音的聽閾值L左:這時儀器左上方視窗顯示為所測頻率的數(shù)值,右上方視窗為所測頻率的聽閾值(儀器自動計算):

①打開“左耳”開關。

②選擇“間斷”聲響,可有效判別聽覺閾限的聲響。

③音量初值有二檔可選擇,“高音量”為0～66dB衰減,“低音量”為34～100 dB水衰減。對于正常聽力測試,測試響度絕對閾限通常在“低音量”段。

④按“聲響調(diào)解”的“+”(紅鍵)或“ ”(綠健),增加或減少音量,每按一下,增加或減少2dB,連續(xù)按著,將自動連續(xù)變化。

⑤用響度漸減法測定:將衰減器調(diào)到被試者能聽到的強度后,再開始逐漸增大衰減量,直到被試人員聽不到聲音時停止。記錄儀器右上方視窗的數(shù)據(jù)字填入相應所測頻率的表格中。

(3)測左耳對其他8個不同頻率聲音的聽閾值L左;

(4)測右耳對其他8個不同頻率聲音的聽閾值L右;

(5)作響度絕對閾限曲線。

[1]梁路光.醫(yī)用物理學[M].北京:高等教育出版社,2005.

[2]付妍,梁路光.醫(yī)用物理實驗[M].北京:高等教育出版社,2005.

The Experiment of Measuring the Curve of Hearing Threshold

FU Yan,HOU Ruo-ying,WANG Li-hong,ZHANG Chun-wei,YAOShu-ren

(Jilin university,Changchun 130012)

For medical students’physical experiment of reform and innovation,my lab introduced BD-Ⅱ-116type hearing experimental apparatus fOr students tOoffer"The experiment of measuring the curve of hearing threshold of medical physics experiment,here tOphonate strong grade,total curve,loudness such concep ts design purpose,experimental equipment,test p rincip le,experimental content and p rocesses,etc,the student through the experimentmastery of the experimental theory,at the same time for medical content alsOhave certain understanding.

the curve of hearing threshold;experiment p rincip le;experimental content and p rocesses

O4-33

A

1007-2934(2011)04-0048-02

2010-12-23

＊通訊聯(lián)系人