Резонансная теория Гельмгольца

В пределах области слухового восприятия наше ухо способно раз­личать звуки по высоте, силе и тембру. Для объяснения этой спо­собности было высказано несколько теорий. Наиболее распростра­ненной является резонансная теория, предложенная в середине про­шлого столетия Г. А. Гельмгольцем. Согласно его теории, различение звуков по высоте осуществляется посредством следующего механизма. Волокна основной мембраны благодаря различной длине и не­одинаковому натяжению имеют, подобно струнам музыкальных ин­струментов, свои собственные тоны, и каждое волокно (или группа волокон) приходит в содружественное колебание, или резонирует, только на соответствующий тон. Согласно резонансной теории слу­ха, на высокие звуки отвечают короткие волокна основной мембраны в основном завитке улитки, а на низкие звуки — длинные волокна в верхнем завитке. Звуки средней высоты приводят в содружествен­ное колебание волокна основной мембраны среднего завитка.

По этой же теории разные по силе звуки вызывают различной силы размахи волокон основной мембраны, а различение тембра ос­новано на способности периферического конца звукового анализа­тора разлагать сложные звуки на простые тоны.

Для пояснения резонансной теории обычно приводится следую­щий опыт. Если поднять крышку рояля и произнести на какой-нибудь высоте звук о, то в рояле довольно отчетливо повторится этот звук. Гласный о состоит, как указывалось, из основного тона и целого ряда обертонов. Оказывается, что в содружественное колебание при­ходят именно те струны, которые по своей высоте соответствуют вы­соте основного тона и обертонов гласного о. Согласно резонансной тео­рии, нечто аналогичное должно происходить и в улитке.

Необходимо отметить, что ряд фактов из области физиологии слуха не укладывается в механизм звукопередачи и звуковосприя- тия, как он трактуется с точки зрения резонансной теории. Наиболь­шие трудности возникают перед этой теорией при объяснении раз­личения всей совокупности звуков по высоте и по силе, если учесть то обстоятельство, что волокна основной мембраны связаны друг с другом и не способны к изолированным колебаниям.

Для устранения этих затруднений в резонансную теорию в даль­нейшем были внесены некоторые дополнения и уточнения. В на­стоящее время наибольшим признанием пользуется теория, которая предполагает, что при действии звука колеблются не только резо­нирующие на данную частоту волокна, но и другие волокна основ­ной мембраны. При этом максимум резонанса перемещается на основной мембране соответственно частоте колебаний воздействую­щего звука, а ощущение высоты звука определяется местом макси­мальной амплитуды колебаний основной мембраны. При высоких звуках максимальная деформация основной мембраны, а следова­тельно, и максимальное раздражение рецепторных клеток кортиева органа происходит в области основного завитка улитки, а при низ­ких — в области ее верхушки. Что касается различения звуков по силе, то оно, согласно современным взглядам, объясняется во­влечением в нервный процесс различного числа клеток кортиева органа: чем звук сильнее, тем большее число клеток посылает в мозг нервные импульсы.

Дата добавления: 2014-01-06