Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häfte 39. 1 okt. 1938 - Örat och hörseln ur teknikens synpunkt, av Georg von Békésy
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
TekniskTidskrift
insvängningsförlopp, man önskar iakttaga, redan är
fullbordat. Detta betyder, att röret måste ha ca 2 m
längd.
Egenfrekvensen för trumhinnan är ca 1000 p/s
jämte en rad högre, mindre utpräglade frekvenser.
Undersöker man motsvarande för hörselbenen utan
trumhinnan, dvs. med spegeln fastsatt direkt på
hammaren, finner man, att dessa ha mindre grad av höga
egenfrekvenser. Dämpningen hos trumhinnan är
utomordentligt god, och örat är i detta hänseende,
som i så många andra, ofantligt överlägset en vanlig
telefonmembran. Gör man motsvarande
undersökning på en membran till en elektrodynamisk högtalare
skall man finna, att denna är ännu sämre än
hörtelefonen. Undersökning av egensvängning hos
mem-braner medelst stötalstring är f. ö. en synnerligen god
metod för att undersöka dessas lämplighet för
akustiska apparater. Att man verkligen kan använda
en telefon och högtalare trots dessas låga
insväng-ningstider beror på att i talet såsom sådant
förekommer ännu långvarigare insvängningsförlopp, dvs.
munhålans dämpning är mycket mindre än en vanlig
telefons.
En intressant fråga är vilken distortion man kan
tillåta och hur olika typer av distortion förhålla sig.
För att ge svar på dessa frågor måste man först
undersöka de olika problemen var för sig.
Redan Helmholtz slöt sig av trumhinnans
osymmetriska (koniska) form till att den måste röra sig
med olika amplitud vid de olika riktningarna, då
övertryck resp. undertryck av samma storlek härskar
i hörselgången. Ett med tiden sinusformat
varierande ljudtryck skulle alltså ge rörelse i trumhinnan,
som motsvarar grundtonen pius en rad övertoner.
Undersökning av detta fenomen kan ske på så sätt
att man i hörselgången alstrar en ren ton, dvs. ett med
tiden sinusformigt varierande tryck. Om svängningen
hos trumhinnan ej skulle vara sinusformad, får man
då en återverkan, som kan mätas. Undersökningar
visa härvid, att tvärtemot teorien, inga som helst
övertoner uppstå. Om man däremot mäter på en modell
av örat med en motsvarande konisk membran
uppstå omedelbart övertoner. Man har då misstänkt, att
differensen kunde bero på att man icke använt
tillräckligt stora ljudtryck för experimenten. Utföres
mätningen med en ton inom normala hörselområdet,
t. e. 1 000 p/s, kommer man innan distortion erhålles
redan till smärtgränsen och kan alltså icke utföra
experimentet på levande person. Om man däremot
utför mätningarna med en lägre frekvens, kan man
använda mycket stora tryck, t. e. 25 g/cm2, dvs. 10 g
på trumhinnan och vid dessa tryck erhålles
distortion.
Mätningen tillgår så, att man använder sig av en
brygga, som mekaniskt efterbildar en elektrisk
frekvensmätbrygga med motstånd och kapacitet. Man
mäter på detta sätt hörselgångens akustiska
impedans. Som noll-instrument begagnar man en liten
(manometer-)hinna, försedd med en spegel, med
vilken man registrerar när hinnan befinner sig i vila,
Det visar sig, att vid små ljudtryck man kan ernå
fullständig balans medan däremot, när ljudtrycket
ökas till bortåt 20 g/cm2, spegeln utför svängningar,
som svara mot de av trumhinnan alstrade
övertonerna. Man kan ur mätningarna beräkna, att vid
nämnda ljudtryck ger trumhinnan ca 6 % distortion.
Om trumhinnan vore en vanlig elektrisk membran,
borde man emellertid vänta betydligt mera. Detta
kan tolkas som ett bevis på att trumhinnans egen
elasticitet ej spelar någon roll. Den verkliga
elasticiteten kommer från luftmängden bakom hinnan.
Samma är förhållandet vid Wendte’s
kondensatormikro-fon, som alltså i någon mån efterbildar naturen.
Man frågar sig varför man över huvud taget skall
ha de till synes onödiga klumpar, som kallas
hörselbenen, i örat. Helmholtz antog, att de utgöra skydd
mot överbelastning för de ömtåliga hörselorganen.
Undersökningar med moderna metoder visa, att detta
också är riktigt. Svängningsförloppet hos stigbygeln
ändrar sig helt och hållet med amplituden. Vid låga
amplituder rör sig stigbygeln ut och in i ovala
fönstret och sätter vätskan i innerörat i rörelse. Vid
stora amplituder däremot upphör denna rörelse, och
i stället vrider sig stigbygeln i sitt fönster, så att i
detta fall ringa rörelser i vätskan uppstå. Skyddets
verkan kan man ju lätt iakttaga, om man observerar
förhållandet mellan styrkan av en viss liörselretning
och den motsvarande förnimmelsen. Hörselbenens
egendomliga utformning har (enl. Barany) en viktig
orsak. Massornas fördelning och lagring av de olika
benen är sådan, att de väl deltaga vid överföring av
vibration från trumhinnan till innerörat, men
däremot icke sättas i rörelse av egenljud, t. e. vid
tuggning. De muskler, som sammanhålla hörselbenen, ha
tydligen till uppgift att hindra att klirr uppstår; om de
icke funnes, skulle vid häftiga vibrationer benen eljest
kunna studsa från varandra. Man har undrat, varför
dessa muskler till skillnad från andra ligga inbyggda
i benen. Sannolikt beror detta på att om de låge fria,
skulle distortion uppstå i mellanörat. Detta
motsvaras fullkomligt av det fenomen som man
konstaterat vid koniska högtalarmembran. Vid dessa
alstras som bekant undertoner till grundtonen. Hos
högtalare tar man bort dessa undertoner genom att
ge ytan sådan form, att den icke blir avvecklingsbar,
dvs. man hindrar den att svänga vinkelrätt mot
gene-ratrisen, vilket fullkomligt motsvarar musklernas
in-kapsling.
Ett problem, som f. n. intresserar hela världen är
frågan om bekämpandet av buller. För att över
huvud taget kunna bedöma ett buller, måste man ha
tillgång till ett konstgjort öra och frågan är, vilka
egenskaper detta öra skall ha. Den förste, som
försökte lösa uppgiften, var Trendelenburg, som
använde kondensatormikrofon med elektriska filter, som
efterbildade örats frekvenskurva. Denna metod ger
emellertid mycket lätt falska resultat. Man måste
även ta hänsyn till" örats tröghet och känslighet för
att få jämförbara resultat. Örats tröghet är ganska
stor. En plötsligt inkopplad ton ger maximal
ljudstyrka först efter 0,2 sek. Motsvarande tröghet måste
inläggas i mätinstrumentet. Härigenom kan
ljudintrycket av en knall jämföras medelst en tonmätning.
Vid val av icke störande roterande maskiner kan
man råka i tveksamhet om vilka varvtal som äro
gynnsammast. Snabbgående motorer ge höga
störningstoner, långsamtgående låga. Enligt mätningar
har man vid 1 600 p/s ca 1 000 ggr större
hörselkänslighet än vid 50 p/s. Skall man då helst använda
snabbgående eller långsamtgående maskiner? Då det
är lättast att dämpa höga frekvenser, väljas ofta
snabbgående maskiner trots att dessa ge direkt mera
442
1 okt. 1938
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
